Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Под ред. Дж. Киршвинка. Том 2 (1989) (1095848), страница 115
Текст из файла (страница 115)
Во-вторых, если такие частицы действительно будут обнаружены, то их абсолютная концентрация в осадках, соответствующих времени перехода полярности, должна снижаться. Проверка первого предположения и является целью настоящего исследования. Ответ на вопрос о флуктуациях концентрации биогенного магнетита будет возможен после разработки количественного метода оценки абсолютного содержания его в осадках.
Предварительные результаты изучения магнитных фракций, извлеченных из современных и из древних осадочных пород, с помощью 482 Ч. УЬ Биогенный магнетит в осадочных породах сканирующей электронной микроскопии (Ьочйе е! а1., ! 971; 1.оа пе, Не!1ег, !982; Э. Демитрак, гл. 35), показали, что эта методика не дает возможности определить морфологию н внутренние характеристики магнетитовых зерен однодоменного размера (0,1 мкм). Для решения этой задачи необходима более высокая разрешающая способность просвечивающего (трансмиссионного) электронного микроскопа (Тоу, данное издание).
Кроме того, до проведения исследований на электронном микроскопе необходимо исключить все минералы, кроме магнетита; если этого не сделать, то идентичность ферромагнитных фаз останется под сомнением. Целью настоящего исследования был поиск биогенного магнетита в Потамндских глинах. Нами разработана новая методика сепарации, с помощью которой можно довольно успешно отделять мелкозернистый магнетит от всех остальных ферромагнитных минералов в осадочных породах. Обнаружение и идентификация ископаемых бактерий является эффективной проверкой гипотезы, согласно которой магнетит, образованный биохимическим путем, является существенной частью магнитного вещества морских осадков.
Более того, методика распознавания этих ископаемых организмов в древних осадках может оказаться полезной при решении вопроса о происхождении магниточувствительных бактерий и ферментов, участвующих в метаболизме железа. 2. Описание образцов Докторами Зийдервальдом и Ланжере в Государственный университет Утрехта были доставлены 18 образцов Потамидских глин. Эти керны охватывают 40 м слоев, которые отложились в течение примерно 1 млн.
лет; таким образом, скорость осадконакопления была относительно высокой, 4 см/1000 лет. Подробное геологическое описание места отбора образцов приведено в работе Другера и др. (Ргоойег ег а!., 1979). Остаточная намагниченность этих 18 образцов до и после размагничивания в переменном магнитном поле (50 мТл) была измерена Ланжере (личное сообщение) (рис. Зб.1).
Уменьшение величины ХКМ наблюдается для всех трех переходов полярности, что согласуется с результатами, полученными Валетом и Лаем (Уа!е1, Ьа), 1981). Фациальный анализ позволил установить, что Потамидские глины сформировались в условиях открытого бассейна (Меп1еп1сашр е! а!., 1979). Изучение детальных биосгратнграфических и магнитостратитрафических взаимосвязей показывает, что эти глины были отложены в интервале между б,3 — 5,3 млн. лет назад (тортон — мессиний; Ьапйеге!з, г,асах!авве, 1981).
Вблизи Потамидского разреза известны незначительные отложения эвапоритов (Меп!еп)сашр е! а1., 1979), а исследования истории крупномасштабного тектонического развития этого района показали, что во время позднемиоценового мессинского кризиса солености (Меп!еп1сашр е! а1., 1979; Вгоойег ег а!., 1979) осадочный бассейн был связан со Средиземным морем. В целом разрез характеризуется непрерывной 36. Ископаемый биогенный магнетит в глинах 483 Погамиаснии разрез номе Сноуноуавинснни разрез Ооннрность ллан 05Ю152025010310102050 Осгагочнаи Намагн.нервоа Намагввсего нав)агниченнссгь, грраннии/ианагв сммзна, 1О А/м всего овравеа -10 в А вг/г 0 10 20 50 О 10 20 Намагн всего аамаги.нервов онпэнВ, иренине/юнаса 1О А.м')г всего варавва Рис, 30,1, Колебания остаточной намагниченности образцов в целом н отно- щсния намагниченности первой ныдслснной фракции к намагниченности всего образца вз Погамнлского н Скоулоудхкнского разрезов.
Для сравнения приве- дены данные Ланжере (личное сообщение). последовательностью. Вблизи места отбора образцов 15, 45, 70, 80 и 85 выделено пять отдельных, обогащенных железом слоев. Один из них (точка опробования 45) относится к дистальной части турбидитового слоя, но не соответствует какому-либо перерыву в осадконакопленин (13гоойег е1 а1., 1979). На границе тортона и мессиния было отмечено резкое появление 61оЬогога/га соппотгоееа непосредственно над точкой отбора образца 70 (е.ас)гапазке, 1979). Кроме Потамидского разреза тому же переходу полярности соответствует другой разрез в северо-западной части Крита в районе Скоулоудхина, но в нем не наблюдается уменьшения АКМ (1.а), личное сообщение; Ча1е1 е1 а1., 1983).
Девять кернов из этого разреза были отправлены д-ром Лаем во Францию. Анализ характера распределения размера зерен и встречаемости главных минералов показал, что очевидных различий между этими двумя разрезами нет. Образцы пяти верхних горизонтов Потамидского разреза, рассматриваемые в данной глане, характеризуются относительно более крупным размером зерен. Средний размер зерен в других кернах составляет, как правило, менее 10 мкм.
Преобладающими минеральными фазами во всех образцах являются каолинит, иллит, кальцит и кварц. 484 Ч 1'Б Биогенпый магнетит е осадочных породах 3. Выделение магнетита в лабораторных условиях Методика выделения магнетита, применяемая в этом исследовании, основана на его физических и химических свойствах: высокой намагниченности, плотности и устойчивости к растворению в смеси дитионата и лимонной кислоты. Хотя эта.методика, прежде чем она найдет более широкое применение, нуждается в пересмотре и усовершенствовании, в насгожцее время она является наиболее эффективным способом выделения чистого магнетита из слабо консолидированных осадочных пород и хорошо зарекомендовала себя при работе с образцами с острова Крит. Процесс вьщеления начинается с приготовления жидкой суспензии из сухой глины путем добавления к ней дистиллированной воды при равномерном помешивании полученной смеси.
На начальной стадии магнитной сепарации используется 60-миллилитровая ручная делительная воронка с регулируемой скоростью; воронка присоединена к изодинамическому магнитному сепаратору Франца, снабженному резиновой трубкой с зажимом для обеспечения медленного прохождения воды через систему. Сила тока в сепараторе должна быть установлена примерно на 0,5 А. Жидкая суспензия медленно проходит через воронку, и магнитные зерна оседают на ее стенках. После этой процедуры величина остаточной намагниченности увеличится от примерно (1 — 2) х х 1О ' А.мз!г в образце в целом до (2 — 4) 10 е А м'/г в отсепарированной фракции. Для проведения второй магнитной сепарации первично отсепарированная магнитная фракция помещается в 10-миллилитровую коническую центрифужную пробирку с дистиллированной водой.
Для того чтобы отделить друг от друга слипшиеся зерна кварца, глины и магнетита, пробирку приблизительно на 10 мин помещают в ультразвуковой шейкер. После этого сильно магнитные зерна можно собрать у края пробирки с помощью небольшого магнита, слегка постукивая по смеси жидкость-осадок. После удаления верхнего слоя жидкости и двукратного промывания осадка величина )ч(йМ полученной магнитной фракции составляет (5 — 8) 1О ' А м'гг.
Затем оставшийся материал очищается от всех других минералов- оксидов трехвалентного железа с помощью обработки буферным раствором дитионата натрия в течение двух дней (МеЬга, гас)сзоп, 1960). Известно, что при таких условиях этот раствор разлагает гематит, маггемит и другие возможные минералы-оксиды железа, которые могут содержаться в образцах, но на магнетит при комнатной температуре он не действует в течение нескольких месяцев (К(гзсЬчпй, 1981Ь). Ранее было установлено, что гематит, маггемит и гетит быстро разлагаются в этом растворе; нами же экспериментально установлено, что это относится также к пирротину. Контроль с помощью ПЭМ подтвердил, что в стандартном мелкозернистом порошке магнетита после двухдневной Зб. Ископаемый биогенный магнетит е глинах Рис.
36.2. Дебаеграммы стандарта магнетита (А) и конечной фракции, извлеченной из Потамндскнх глин Б Ж Ч. И. Биогенный магнетит в осадочных породах 486 обработки дитионатом натрия никаких заметных изменений не произошло. Это единственный вид химической обработки, применяемый на протяжении всего процесса сепарации, и он не должен приводить к изменению морфологии зерен магнетита, за исключением того, что на поверхности благодаря окислению образуется тонкий слой маггемита. После двухдневной химической обработки раствор центрифугируется, жидкость сливается и образец, повторно суспенднрованный с помощью ультразвука, несколько раз промывается дистиллированной Рис Зб 3.
Картина днфракции злекгронов дая магнитной фрзкции из Потамндских глин острова Крит до обработки дитвонатом натрия. Длина волны злектронов 6 пм, длина камеры 180 мм. Позитив увеличен в 7 раз. Зб. Ископаемый биогенный магнетит в глинах водой. И наконец, на последней стадии раствор с помощью пипетки наносится на предметное стекло, при этом образуется тонкая пленка с максимальным количеством частиц в центре.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
