НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОЛОГІЧНИХ НАУК

ВАСИЛЬЄВ Олександр Миколайович

УДК 551.7:(564+550.47):504.06

Палеобіогеохімічний аналіз геоісторичних подій (на прикладі кайнозою
півдня та південного заходу східно-європейської платформи)

04.00.09 – палеонтологія та стратиграфія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеню

доктора геологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі геології Харківського національного
університету ім. В. Н. Каразіна

Офіційні опоненти:

доктор геолого-мінералогічних наук

ЗЕРНЕЦЬКИЙ Борис Федорович

Інститут геологічних наук НАН України, в. н. с.

доктор геолого-мінералогічних наук, професор

ЛЕЩУХ Роман Йосипович

Львівський національний університет ім. Івана Франка

завідувач кафедри, Міністерство освіти і науки України

доктор геологічних наук

ШНЮКОВ Сергій Євгенович

Київський національний університет ім. Тараса Шевченка,

доцент, Міністерство освіти і науки України

Провідна установа – Дніпропетровський національний університет,
геолого-географічний факультет, Міністерство науки і освіти України, м.
Дніпропетровськ.

Захист відбудеться «22» березня 2005 р. о 10-00 год. на засіданні
спеціалізованої вченої Ради Д 26.162.01 при Інституті геологічних наук
НАН України у конференц-залі за адресою: 01054, Київ, вул. О. Гончара,
55-б.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту геологічних наук
НАН України за адресою Київ, вул. О. Гончара, 55-б.

Автореферат розісланий «2» лютого 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

канд. геол.-мін. наук Т. С. Рябоконь ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА
РОБОТИ

Актуальність теми. Біогеохімічні дослідження скелетної речовини
безхребетних були розпочаті ще у кінці ХІХ ст., й практично відразу їх
результати притягнули до себе увагу спеціалістів різних галузей
природознавства. Відтоді інтерес до цих досліджень то слабшав, то
відновлювався, але у цілому скелетна біогеохімія поступово стала
невід’ємною частиною палеогеографії, палеонтології, гідробіології,
геохімії, екології, у її складі відокремилися самостійні розділи та
напрями.

Вже перші серйозні оцінки хімічного складу організмів показали, що
геохімічні особливості скелетної речовини безхребетних, з одного боку, є
своєрідним кодом таксону, а з іншого, несуть інформацію про стан
навколишнього середовища. З тієї пори, не зважаючи на значний обсяг
проведених досліджень, завдання, яке полягає в оцінці співвідношень
хімічний склад – таксономічний ранг та хімічний склад – показники умов
середовища, однозначного рішення не отримало. Ця проблема ще більше
ускладнюється у тих випадках, коли використовується викопний матеріал і,
відповідно, домішуються постседиментаційні фактори.

У той же час для потреб геологозйомочних робіт та цілеспрямованих
пошуків корисних копалин палеобіогеохімічні дані мають суттєве значення.
Їх використання надає додаткове незалежне джерело інформації для
палеогеографічних реконструкцій та уточнення стратиграфічних побудов.

Існуючий доробок біогеохімічних знань дозволяє сформулювати основні
принципи сучасного напряму палеобіогеохімії – палеобіогеохімічного
аналізу геоісторичних подій, який дає змогу позбавитися від багатьох
недоліків, які притаманні палеобіогеохімії у класичному варіанті.

Ідея реєстрації геоісторичних подій є основою подійної стратиграфії, яка
використовує для розчленування, кореляції та датування товщ різні
літологічні, геохімічні та палеонтологічні дані високої детальності.
Поряд з методами біостратиграфії, магнітостратиграфії та радіологічної
геохронології при вирішуванні задач подійної стратиграфії ефективний й
палеобіогеохімічний аналіз. Його застосування сумісно з класичними
літолого-палеонтологічними методами для детальних стратиграфічних
кореляцій та палеогеографічних досліджень кайнозойських розрізів України
є одним з шляхів поліпшення якості геологічної зйомки середнього та
великого масштабів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Проведені роботи
у різні роки виконувалися у межах держбюджетної теми кафедри геології
Харківського державного університету 10.Н1.Н2.Н3 “Склад та будова
речовини черепашок морських пізньомезозойських та кайнозойських
двостулкових та черевоногих молюсків і брахиопод та їх значення для
систематики, філогенії, біостратиграфії та палеогеографічних
реконструкцій”; входили, як складова частина, до досліджень з оцінки
стану довкілля кількох родовищ нафти і газу (тема 740-9898/13 “Розробка
системи оцінки та прогнозу якості природних вод у зонах розміщення
підприємств АТ “Укрнафта”) та до Міжрегіональної екологічної програми з
охорони та використання вод басейну р. Сіверський Донець.

Мета і задачі дослідження. Головною метою дослідження була розробка
базових принципів нового напряму палеобіогеохімії – палеобіогеохімічного
аналізу геоісторичних подій. Для досягнення цієї мети були вирішені такі
основні задачі:

оцінка впливу постседиментаційних змін на хімічний склад черепашок
молюсків з верхньокрейдяних та кайнозойських відкладів України;

з’ясування залежності вмісту натрію та стронцію у черепашках еврі- та
стеногалінних бівальвій від солоності вод проживання у різних за
гідрохімічними параметрами басейнах;

установлення залежності акумуляції у скелетній речовині прісноводних
молюсків натрію та інших біофільних елементів в екстремальних
обстановках;

розробка концептуальних положень палеобіогеохімічного аналізу
геоісторичних подій на основі моделей формування хімічного складу
черепашок молюсків у прижиттєвих умовах на тлі геоісторичних подій у
басейні осадконакопичення та в області зносу;

розробка принципів реконструкції за палеобіогеохімічними даними
комплексних геоісторичних подій: тектонічних рухів субдукційного та
колізійного походження, евстатичних коливань рівня Світового океану
тощо;

застосування палеобіогеохімічного аналізу для виявлення синхронних
стратиграфічних рівнів у кайнозойських розрізах України.

Методологія та методи досліджень. Методологія досліджень базується на
принципах класичної палеобіогеохімії, які були розроблені
В. І. Вернадським, О. П. Виноградовим, та сучасних їх модифікаціях.

У дисертації використані такі методи одержання, обробки та інтерпретації
первинної інформації: 1) літолого-палеонтологічний; 2) хіміко-аналітичні
(атомно-емісійний спектральний, у тому числі з індуктивно-зв’язаною
плазмою; атомно-абсорбційний, рентгено-флуоресцентний та ін.); 3)
статистико-математичні (кореляційний, факторний аналізи тощо).

Наукова новизна одержаних результатів складається у такому:

Вперше розроблені принципи нового напряму палеобіогеохімії –
палеобіогеохімічного аналізу геоісторичних подій, який дозволяє
одержувати нову об’єктивну інформацію щодо історії екосистем минулого.
Установлені три основних фактори, які зумовлюють розподіл у скелетній
речовині молюсків хімічних елементів на фоні геоісторичних подій.

Доведено вплив осмотичних адаптацій на залежність вмісту у черепашках
молюсків натрію від солоності вод проживання; встановлено, що розподіл у
черепашках стронцію, більшою мірою, залежить від співвідношення солей, а
не від солоності вод. Виявлено основні закономірності акумуляції натрію
прісноводними молюсками, які є осморегуляторами, в екстремальних умовах.

Вперше обґрунтовано видільно-акумулятивну функцію черепашки бівальвій.

Установлено біогеохімічні показники тектонічних подій, пов’язаних з
субдукційними та колізійними процесами на суміжних територіях. Вивчено
вплив тектонічних подій у Середземноморському рухливому поясі на
формування кайнозойських басейнів південної та південно-західної окраїн
Східно-Європейської платформи.

На основі палеобіогеохімічного аналізу розроблені окремі методики
вивчення аномального річкового стоку в басейні осадконакопичення,
субмаринного розвантаження підземних вод в зонах довгоживучих розривних
порушень, проявів вулканізму. Установлені закономірні зміни хімічного
складу черепашок морських молюсків у зв’язку з евстатичними коливаннями
рівня Світового океану.

На основі палеобіогеохімічних даних запропоновано нову гіпотезу
надходження марганцю під час формування марганцеворудних родовищ
Нікопольської групи.

Практичне значення одержаних результатів. Геологозйомочні та пошукові
роботи, які запроваджуються на територіях південної та західної України,
потребують все більш детальної стратиграфічної та палеогеографічної
інформації. Одним з джерел такої інформації є палеобіогеохімічний аналіз
геоісторичних подій. Завдяки його використанню у комплексі з
традиційними літологічними та палеонтологічними дослідженнями можуть
бути розроблені детальні стратиграфічні схеми осадових утворень
кайнозою, виявлені нові критерії пошуків корисних копалин. Як свідчить
досвід вивчення міоценових розрізів півдня та західного схилу
Українського щита, використання палеобіогеохімічного аналізу
геоісторичних подій підвищує ефективність стратиграфічних робіт та надає
нову незалежну інформацію для побудови геологічних, палеогеографічних,
геохімічних та інших карт.

Принципи, які лежать в основі палеобіогеохімічного аналізу геоісторичних
подій, можуть бути застосовані для оцінки техногенного впливу на
аквасистеми. Біогеохімічні дані щодо стану деяких екосистем рік Ворскли,
Сули, Мерли та інших використані у роботах з оцінки впливу нафтогазових
родовищ на довкілля на підприємствах НГВУ “Охтирканафтогаз”.

Матеріали дисертаційного дослідження використані у лекційних курсах
“Загальна стратиграфія”, “Регіональна геологія та геологія України”,
“Геотектоніка”, “Екологічна геологія”, які читаються автором на кафедрі
геології ХНУ ім. В. Н. Каразіна.

Особистий внесок здобувача. Усі концептуальні та теоретичні розробки
дисертаційного дослідження є оригінальними і виконані автором
безпосередньо. Ідея роботи належить автору. Ініціатором досліджень був
В. П. Макридін, який у 1983 році запросив автора до кафедри загальної
геології та палеонтології ХДУ (нині кафедра геології). Деякі роботи
виконувалися сумісно з Ю. А. Борисенко, М. Ю. Журавлем,
В. В. Хатімлянським, Л. І. Смисловою, Л. М. Якушиним,
А. А. Березовським, Т. Г. Онисько та ін. Результати сумісних досліджень
опубліковані у 17 роботах. В них дисертант був керівником досліджень,
формував їх загальний задум, пропонував усі принципові теоретичні та
більшу частину методичних рішень, формував висновки. Використаний у
роботі великий за обсягом матеріал (викопні та сучасні черепашки
молюсків, гірські породи, які їх вміщують, проби води, мулів) був
переважно відібраний автором. Крім цього, у дисертаційній роботі
використані первинні матеріали – збори черепашок молюсків
А. А. Березовського, В. В. Добрачевої, А. М. Кирюхіна, Г. А. Смислова,
В. В. Хатімлянського, Л. М. Якушина.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації, які
містять теоретичні та практичні висновки автора, мали багаторазову
апробацію на наукових конференціях та нарадах різного рівня. Вони
доповідалися на сесіях Українського палеонтологічного товариства
(Дніпропетровськ, 1991; Київ, 2001, 2003), на VII міжвідомчій
конференції “Палеоеколого-літологічні та біостратиграфічні дослідження у
геологорозвідувальних роботах на нафту та газ” (Махачкала, 1990), на
сесіях Палеонтологічного товариства РАН (Санкт-Петербург, 1991, 2002;
Москва, 2003), на VII Європейському екологічному конгресі (Будапешт,
1995), на ІІІ міжнародній нараді “Геохімія біосфери” (Новоросійськ,
2001), на засіданні міжрегіональної ради з оздоровлення р. Сів. Донець
(Слов’янськ, 2001), на міжнародних конференціях “Проблеми геодинаміки і
мінерагенії Східно-Європейської платформи” (Воронеж, 2002), та
“Регіон-2003: стратегія оптимального розвитку” (Харків, 2003), на 4-й
Російській біогеохімічній школі “Геохімічна екологія та біогеохімічне
вивчення таксонів” (Москва, 2003), а також на Соболевських читаннях
(Харків, 1990, 1996) та науково-методичних семінарах кафедри геології
ХНУ ім. В. Н. Каразіна.

Матеріали, які одержані автором та наведені у дисертації, відображені у
науково-дослідницькому звіті по держбюджетній темі кафедри геології ХНУ
(1990, ГР. № 0186.0133661) та в звітах по госпдоговірним темам ПСНЦ НАН
України та ООО ПСНЦ “Інтелект-сервіс” (1999-2001).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 43 роботи, з них 1
монографія, 23 статті у наукових журналах та інших провідних наукових
виданнях з геологічних наук, 1 авторське свідоцтво на винахід; тез
доповідей на наукових конференціях та нарадах – 18.

Обсяг та структура роботи. Дисертація обсягом 263 сторінки складається
із вступу, 9 розділів та висновків. Робота містить 79 рисунків, 7
таблиць та список використаних літературних джерел з 489 найменувань.

Дисертаційна робота виконана на кафедрі геології Харківського
національного університету ім. В. Н. Каразіна. Автор висловлює щиру
подяку усім, хто сприяв дослідженням, які лягли у її основу. У першу
чергу треба відзначити, що ця робота була би неможлива без підтримки
В. П. Макридіна. Неоціниму наукову підтримку автору надавали
Ю. А. Борисенко та М. Ю. Журавель. За допомогу та корисні поради на
різних стадіях виконання роботи автор вдячний І. М. Баргу,
А. А. Березовському, І. А. Гончаровій, С. В. Горяйнову,
В. Ю. Зосимовичу, А. М. Кирюхіну, П. В. Клочко, В. Г. Космачову,
В. Г. Суярко та іншим. Вирішальне значення для рішення завдань
дисертаційної роботи мало виконання великого обсягу аналітичних
досліджень, у яких автору сприяли Л. В. Лапчинська, Л. І. Смислова,
Н. І. Шевцов та ін. Автор висловлює щиру подяку усім названим колегам.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

НАРИС ІСТОРІЇ РОЗВИТКУ БІОГЕОХІМІЇ ТА ПАЛЕОБІОГЕОХІМІЇ

У 20-ті роки ХХ ст. В. І. Вернадський (1922), розвиваючі своє вчення про
біосферу, обґрунтував нову наукову дисципліну – біогеохімію. Першим
звернув увагу на можливість використання засобів біогеохімії для
палеонтологічних цілей та вперше заговорив про палеобіогеохімію
Я. В. Самойлов (1929). Значний внесок у розвиток біогеохімії зробив
О. П. Виноградов (1935-44).

У другій половину ХХ ст. цікавість до біогеохімічних досліджень, яка усе
більше зростала, та удосконалення аналітичної бази зумовили розширення
кола завдань біогеохімії. Особлива увага приділялася вивченню
розподілення у скелетах безхребетних хімічних елементів, які є
іонами-замісниками кальцію у біогенних карбонатах – магнію та стронцію
(Odum, 1951, 1957; Chave, 1952, 1954; Pilkey, Hower, 1960; Turekian,
Armstrong, 1960, 1961; Chilingar, 1962; Waskowiak, 1962; Lerman, 1965;
Dodd, 1965, 1967; Султанов, Исаев, 1966; Moberly, 1968; Hallam, Price,
1968; Берлин и Хабаков, 1966, 1970; Ясаманов, 1969, 1972; Золотарев,
1971, 1974; Краснов, 1974, 1975, Дорофеева, 1980, 1985 та ін.). Багато з
дослідників, які вивчали магнезіальність біогенних карбонатів,
підтвердили висловлене раніш (Clarke, Wheeler, 1917, 1922) припущення
про позитивну кореляцію між вмістом магнію та температурою вод
проживання організмів. Відзначався нестійкий зв’язок з температурою вод
вмісту у скелетній речовині стронцію, значний вплив таксономічного
положення організмів на концентрацію цих елементів (Lowenstam, 1961,
1964; Windom et al., 1976). Наводяться дані про залежність вмісту у
черепашках молюсків натрію і стронцію від солоності вод проживання
(Turekian, 1955; Rucker, Valentine, 1961; Leutwein, Waskowiak, 1962;
Захаров и Радостев 1975; Зайко и др., 1976, 1978; Muller, 1978; Morrison
et al., 1985; Brand, 1987). Значна увага приділяється біогеохімічним
характеристикам інших безхребетних, зокрема, форамініфер (Chave, 1954;
Odum, 1957; Krinsely, 1960; Gomberg, Bonatti, 1970; Дидковский, Дигас,
1978; Иванник и др, 1980; 1984), брахіопод (Lowenstam, 1961; Dittmar,
Vogel, 1968; Лапчинская, 1970; Смыслова, 1974; Путятин, 1988).

На підставі даних ізотопної і кальцій-магнієвої палеотермометрії
здійснювалися численні реконструкції древніх кліматів як для локальних
басейнів, так й для великих регіонів (Lowenstam, 1959; 1985, Кудрин та
ін., 1961, 1976; Берлін и Хабаков, 1966, 1968; Lee, Wilson, 1969; Тейс,
Найдин, 1973; Ясаманов, 1969, 1973, 1980, Світоч, Куренкова, 1975;
Brand, 1981).

У 70-80 роки ХХ ст. палеобіогеохімія відчула кризи, яка була викликана
розчаруванням у ефективності череди основаних на інтерпретації
біогеохімічних даних прикладних методик. Численні реконструкції
температур та солоності кайнозойських і мезозойських морів, які
базувалися на палеобіогеохімічних даних та враховували малоамплітудні
коливання значень термічного та гідрохімічного режимів вод, не витримали
випробування часом. Хоч, у цілому, зв’язок між составом скелетів
безхребетних та умовами навколишнього середовища під сумнів не ставився.

У подальшому палеогеографічні висновки стають більш обережними та
зваженими, велика увага приділяється оцінці впливу на хімічний склад
скелетів таксономічного фактору та постседиментаційних змін. Для
інтерпретації даних використовується системний підхід (Васильев,
Борисенко, 1990а). Філогенетичні та онтогенетичні фактори
біомінералізації, які вивчалися й раніше, становляться одним з основних
об’єктів досліджень (Masuda, 1983; Brand, 1987, 1994; Morrison et al.,
1985, 1988; Борисенко, 1987; Султанов и др., 1989; Dauphin et al., 1990;
Rosenberg, Hughes, 1991; Klein et al., 1996; Carriker et al., 1996;
Stecher et al., 1996; Васильєв, 2002).

Оцінка ступеню діагенетичних змін викопних скелетів стала практично
самостійним напрямом біогеохімії. Особливої уваги заслуговують
експериментальні роботи з розчинення карбонатів біогенного походження
(Bilinski, Schindler, 1982; Mucci, Morse, 1983; Morrison, 1988; Lйcuyer,
1996; Kennish, Lutz, 1999; Maliva, 2000; Brachert, Dullo, 2000; Hover et
al., 2001).

Палеобіогеохімічні дані використовуються як обґрунтування
палеокліматичних реконструкцій різної детальності та масштабу (Ясаманов,
1985; Brand, 1987, 1989, 1993, 1994; Morrison and Brand, 1988; Abel and
Williams, 1989; Rosental, Katz, 1989; Борзенкова, 1992; Dingle, Lavelle,
1998; Ingram et al., 1998; Berkman, Ku, 1998; Malchus, Steuber, 2002;
Scasso et al., 2001; Ghetti et al., 2002; Anadon et al., 2002), для
цілей стратиграфії (Васильев, 1997; Brand, Brenckle, 2001; Brand,
Bruckschen, 2002 та ін.).

Сучасний стан палеобіогеохімії демонструє все більше зростаючий інтерес
до досліджень у цій галузі. Багаторічний досвід свідчить про те, що
палеобіогеохімічні дані можуть з успіхом використовуватися для якісних
оцінок стану морських та прісноводних екосистем. Суттєві коливання тих
чи інших параметрів вод проживання настільки чітко “реєструються” у
хімічному складі скелетів організмів, що ці записи можуть бути
розшифровані майже завжди, незалежно від ступеню перетворень, які
витримала скелетна речовина у післяжиттєвий цикл (Васильев, 2003а,
2003г).

МЕТОДИКА БІОГЕОХІМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Нині у біогеохімічних дослідженнях використовується практично увесь
сучасний спектр аналітичних методів кількісного хімічного і
фізико-хімічного аналізів, які забезпечують високу точність та
відтворюваність визначень. Велике значення мають відбір проб та їх
підготовка до аналізу.

Під час відбору проб викопних решток з відслонень та кернового матеріалу
для палеобіогеохімічних досліджень дотримуються тих же вимог, що й при
проведенні інших геологічних досліджень палеогеографічного та
стратиграфічного спрямування. Відбір палеонтологічних проб є
завершальною процедурою вивчення розрізу та випереджається
стратиграфічними, тафономічними і палеоекологічними описами.

За базовий метод визначення хімічного елементного складу скелетної
речовини прийнято наближений до кількісного та кількісний
атомно-емісійний спектральний аналіз, реалізований з використанням
спектрографів СТЕ-1 та ДФС-8 (у дузі постійного струму) та установки
Trace Scan Advantage фірми Thermo Jarrell Ash Corp. (з
індуктивно-зв’язаною плазмою). Дослідження проводилися у лабораторіях
Інституту мінеральних ресурсів (м. Сімферополь), Інституту монокристалів
НАН України (м. Харків), кафедри геології ХНУ ім. В. Н. Каразіна.

Методика, яка використана, дозволила оцінити в арагонітових та
кальцитових зразках оптимальний щодо рішення поставлених завдань набір
хімічних елементів: Mg, Sr, Na, Cu, Ti, Mn, Zr, B, Al, Si, Ce, La, Y та
ін. У випадку застосування емісійної спектрометрії з дуговим розрядом
введення проб у розряд здійснювалося як шляхом випарювання порошкової
проби з кратеру графітового електроду, так й шляхом просипки проби при
повітряному дутті. При використанні емісійної спектроскопії з
індуктивно-зв’язаною плазмою проби скелетної речовини підлягали
кислотному розчиненню. У якості плазмоутворюючого, охолоджуючого та
розпилюючого газу був застосований чистий аргон.

Рівень систематичної погрішності визначень постійно контролювався
паралельним аналізом контрольних проб з арагонітовою та кальцитовою
матрицею. Поправність аналізу визначалася на основі міжлабораторного
контролю відносно даних контрольних зразків методом атомної абсорбції.
Об’єктивна оцінка випадкової погрішності забезпечувалася аналізом трьох
аналітичних наважок для кожної проби з наступним розрахунком середніх
значень концентрацій як кінцевого результату. Сумарна відносна
погрішність підсумкових результатів аналізу не перевищувала: Mn, Cr, Sr,
Ti, Ni, Co – 7-12 %; V, Cu – 12-13 %; Si, Al, Zr – 13-15 %; Ba – 17 %;
Mg, Na, Zn – 18-20 %.

Проведені нами дослідження показали високі можливості використання у
межах палеобіогеохімічного аналізу емісійної спектроскопії з
індуктивно-зв’язаною плазмою. Також у дослідженнях, які лягли до основи
цієї роботи, застосовувалися засоби емісійної полум’яної спектроскопії
(фотометр полум’я ФПЛ-1), атомно-абсорбційного (спектрофотометр С-115)
та рентгено-флуоресцентного (СРМ-25) аналізів.

Усього у дисертаційній роботі використано більше 2,5 тис. визначень
хімічного складу черепашок молюсків, гірських порід, вод, мулів.

ПОСТСЕДИМЕНТАЦІЙНІ ЗМІНИ ЧЕРЕПАШКОВОЇ РЕЧОВИНИ МОЛЮСКІВ

Зовнішній скелет молюска, який уявляє собою комплексне утворення, має
практично абсолютну стійкість щодо впливу зовнішніх факторів при житті
організму та порівняно стійкий у постседиментаційних умовах. Навіть
часткове руйнування цього утворення приводить до порушення рівноваги у
системі “органічна речовина – карбонат кальцію” внаслідок селективної
деградації одного з цих компонентів. Скелетні карбонати утворюються з
участю метаболічних процесів, тому кінетика їх осадження значно
відрізняється від хемогенної садки. Внаслідок такого осадження скелетні
тканини одержують складні мікроструктуру та мінеральний склад, що
зумовлює специфіку їх розчинення після захоронення.

Як показує аналіз опублікованих даних та результати наших досліджень
(Васильев, Борисенко, 1989; Васильев, Борисенко, 1990б; Васильев,
Хатимлянский, 1996; Васильев, 1999; Васильев, 2003а), у
постседиментаційних обстановках найбільша реактивність з мікроелементів,
які входять до складу черепашок молюсків, властива для Mg, Sr, Fe, Mn и
Si. Ці хімічні елементи можуть неодноразово перерозподілятися як у межах
черепашки (зміни позицій у кристалічній структурі та поза нею), так й у
системі черепашка – осадок (гірська порода) – мулові (підземні) води. У
процесі постседиментаційних перетворень черепашка може пройти (але не
обов’язково проходить) три стадії: діагенезу, катагенезу та гіпергенезу
(рис. 1). Кожна з цих стадій поділяється на підстадії згідно з
особливостями фізико-хімічних умов та змін речовини черепашок.

На діагенетичній стадії нами виділені окислювальна, ранньодіагенетична
та пізньодіагенетична підстадії (Васильев, 1999). Окислювальні
обстановки близькі за умовами до наддонних вод, але вже на цій підстадії
можуть концентруватися на поверхнях черепашок, які повернуті до наддоних
вод, залізо та марганець у формі оксидів на локальному окислювальному
бар’єрі (Васильев, Хатимлянский, 1996). На сполученому з останнім
сорбційному бар’єрі концентруються Ni, Zn, Co, Cu та ін. На підстадії
раннього діагенезу ведучими процесами геохімічної трансформації скелетів
виступають: винос Mg та Sr за рахунок розчинення найбільш реактивних
карбонатів на тлі зниження рН; привнесення заліза та марганцю внаслідок
адсорбції та катіонного обміну; а на підстадії пізнього діагенезу –
накопичення SiO2 на локальному кислому геохімічному бар’єрі (Ожигова,
1992).

Характер перетворення черепашок на стадії катагенезу у значній мірі
залежить від складу вод, які омивають черепашки, тому за цим критерієм
виділені кисла та нейтрально-лужна підстадії. У присутності кислих вод
відбувається розчинення карбонатних скелетів і винос Mg, Sr, Fe, Mn та
ін., аж до повної деструкції черепашки. З лужних вод до черепашки можуть
переходити Si та Al, які утворюють концентрації на кислому геохімічному
бар’єрі. В умовах катагенезу вірогідне перетворення арагоніт –
низькомагнезіальний кальцит як у присутності води, так й у твердому
стані. У зоні катагенезу переважають мінералізовані води, тому тут
черепашки можуть збагачуватися магнієм, стронцієм та іншими катіонами,
які вилучаються з вод.

У поверхневих аерованих обстановках гіпергенезу переважають малокислі,
нейтральні та малолужні води, що й надає основу до виділення двох
підстадій: малокислої та нейтрально-малолужної. У малолужних водах може
розчинюватися кремнезем, який був утворений на більш ранніх стадіях
перетворень. Ще більш уразливі карбонати черепашок у присутності
малокислих вод, загальна спрямованість процесів – розчинення карбонатів
та винос катіонів. Збагачення черепашок залізом, марганцем та іншими
полівалентними металами найяскравіше проявлено у зоні окислювального
геохімічного бар’єру, який розміщується на нижній межі зони гіпергенезу,
до якої поступають відновлені води.

Різноманітність природних обстановок зумовлює широкий спектр як
фізичних, так й хімічних трансформацій скелетів молюсків після
захоронення, але, поряд з цим, не є виключенням й умови, в яких
черепашки можуть зберігати свій первинний склад. Це надає оптимізму у
відношенні використання палеобіогеохімічного аналізу.

ПРИНЦИПИ ПАЛЕОБІОГЕОХІМІЧНОГО АНАЛІЗУ ГЕОІСТОРИЧНИХ ПОДІЙ

Досягнення сучасної теорії біогеохімії, стан аналітичної бази, а також
запити стратиграфії та палеогеографії – основних споживачів продукції
палеобіогеохімії, – надають привід підсумувати, що з усього
палеобіогеохімічного спектру найактуальнішім може бути напрям,
присвячений оцінкам чітко виражених якісних різких змін у складі
об’єктів дослідження. Найбільш придатний претендент на цю вакансію –
палеобіогеохімічний аналіз геоісторичних подій (Васильев, 2000; 2003а;
2003г).

Більшість з геологічних явищ відбувається впродовж дуже довгого часу,
але перехід від одного стану до іншого звичайно достатньо короткочасний
і чітко виражений, саме такі переходи ми й маємо на увазі, коли говоримо
про геоісторичні події. Геоісторичну подію можна розглядати як порівняно
(у масштабах геологічного часу) різкий перехід квазістабільної системи у
новий рівноважний стан.

Метою палеобіогеохімічного аналізу геоісторичних подій є установлення
градієнтів параметрів середовища проживання організмів на основі
вивчення хімічного складу їх скелетів, а також виявлення та оцінка подій
глобального та регіонального масштабів, які визначають ці градієнти.

Умови формування хімічного складу скелетів молюсків. Черепашка молюска
утворюється за рахунок секреції органічних та мінеральних компонентів з
екстрапаліальної рідини. Склад цієї рідини, у першу чергу, залежить від
таксономічної належності молюска (Lowenstam, 1963). Таким чином, існує
зумовлений біологічними чинниками бар’єр, який для одних хімічних
елементів проникний, а для інших – ні.

Для того, щоб опинитися в екстрапаліальній рідині хімічний елемент або
з’єднання, яке його містить, мають знаходитися у середовищі проживання
молюска у доступній для асиміляції формі. Як відомо, ступінь геохімічної
рухливості хімічних елементів визначається властивостями самого елемента
та, що важливо у нашому випадку, характеристиками середовища. Таким
чином, екологічний (фізико-хімічний) фактор звужує коло хімічних
елементів, які здатні до біологічної акумуляції.

Але умови середовища можуть регулювати поведінку лише тих хімічних
елементів, які у біотопі присутні. Іншими словами, необхідні потоки
речовини в екосистему ззовні. Надходження або ненадходження речовини
залежить від географічного положення басейну, тому можна говорити про
суттєву роль у формуванні хімічного складу скелетів безхребетних
географічного фактора.

Характер проявлення факторів, які розглянуто, у свою чергу, визначається
геоісторичними подіями. Ці події можуть бути згруповані у такі
категорії: 1) геотектонічні; 2) кліматичні; 3) антропогенні;
4) космічні. В ідеальному випадку усі події, віднесені до однієї з цих
категорій, можуть бути зафіксовані засобами палеобіогеохімічного
аналізу.

З позицій системного аналізу географічний, екологічний (фізико-хімічний)
та біологічний фактори проявляються у системах різного порядку, які
вкладені одна в одну. Географічний фактор – у системі басейну
осадконакопичення (аквасистеми), екологічний – у системі екологічної
ніші та, нарешті, біологічний – у системі організму.

У природі більшість систем є напіввідкритими, вони здатні обмінюватися з
оточенням речовиною, енергією та інформацією, але приймають їх
селективно. Відкриті системи мають властивість акумуляції, яка
лімітована для кожної системи. При досягненні межи акумуляції, а також
внаслідок руйнівної зовнішньої дії система переходить до стану
нерівноваги (кризи). Описують (Іванов, 2001) три варіанти виходу з
такого стану: 1) підвищення рівня системи за рахунок структурування та
зниження ентропії; 2) перехід до стійкого стану рівноваги з
використанням внутрішніх резервів системи (гомеостаз), 3) перехід до
стану декоеволюції, який веде до руйнування системи. Виходячи зі
сказаного, зрозуміле місце палеобіогеохімічного аналізу серед інших
палеогеографічних методів у вивченні геоісторичних подій. Для оцінки
трансформацій відкритих систем за сценаріями першого та третього
варіантів ефективний традиційний літолого-палеоекологічний аналіз, тоді
як для оцінки менш виражених змін у системах, які компенсовані
внутрішнім регулюванням, більш інформативний палеобіогеохімічний аналіз.

Формування хімічного складу скелетів безхребетних (зокрема, молюсків) у
природних аквасистемах визначається роллю географічного, екологічного
(фізико-хімічного) та біологічного факторів, які проявляються у
вкладених одна в іншу напіввідкритих системах різного рівня. Взаємодія
та перетворення цих систем на тлі геоісторичних подій відбуваються за
принципами синергетики.

Роль географічного фактора зумовлюється, головним чином, внеском, який
додають у хімічний склад морських вод та осадків річний стік, субмаринне
розвантаження та вулканізм.

Склад розчинених хімічних елементів річкових та океанічних вод значно
відрізняється – річкові води у більшій кількості містять Al, Fe, Si, Mn
та інші елементи. Особливістю розподілу Al, Fe та Si в зоні ріка–море та
відображення цього ефекту на біогеохімічному рівні оцінені нами у
Молочному лимані Азовського моря (Васильев, 2003д). У лимані чітко
виділяється зона, в якій різко зростає вміст у черепашках Cardium edule
L. алюмінію, заліза та кремнію; вона розташовується приблизно в області
солоності вод 10 ‰. Мабуть, активізація біологічного поглинення трьох
згаданих елементів просторово припадає до зони коагуляції колоїдів, де
різко зростає концентрація багатьох хімічних елементів, принесених з
річковим стоком. Засвоєння молюсками хімічних елементів з середовища у
колоїдній формі – річ досить звичайна (Guo et al., 2002).

Не менш важливими джерелами надходження до морів та океанів, передусім,
розчинених компонентів є субмаринний стік та вулканізм. “Універсальним”
біогеохімічним показником вулканізму, незалежно від геодинамічної
обстановки та складу, є бор, який має необхідну для цього властивість –
високу геохімічну рухомість у морських водах (Васильев, 1996; Васильев,
Березовский, 2002).

Екологічний фактор контролює рухливість компонентів, які надходять у
межі екосистеми. Умови, які панують у басейні проживання, визначають
досяжність тих чи інших хімічних елементів щодо використання організмами
в обміні речовин (Борисенко, Васильев, 1991а; Васильев, 2001в; 2001г;
Васильев и др., 2003; Васильев, 2003є). Хімічні елементи можуть бути
більш або менш рухомі на тлі окислювально-відновних та кислотно-лужних
умов, які змінюються у різних аквасистемах.

Біологічний фактор визначає останній рубіж, на якому сортується
“будівельний матеріал” черепашки. Найяскравіше геохімічно виражені
адаптаційні реакції організмів на зміни солоності та температури вод
проживання (Борисенко, Васильев, 1990; Васильев и др., 1995; Васильев,
2002б; Vasilyev, Zhuravel, 1995; Васильев, 1995; Васильєв, 2002).

Роль осмотичних адаптацій у регулюванні хімічного складу черепашок.
Проведені нами дослідження показали, що накопичення натрію у скелетній
речовині еврігалінних молюсків у певних діапазонах солоності вод
проживання відбувається не синхронно зі змінами вмісту цього хімічного
елемента у середовищі (Васильєв, 2002в; Васильев, 2003а; 2003є). Це
зумовлене здібністю молюсків цієї групи підтримувати необхідний рівень
осмотичного тиску своїх мантійних рідин при критичній солоності вод
шляхом анізоосмотичної регуляції або факультативної осморегуляції, яка
полягає у герметизації черепашки. З цієї причини вміст натрію у
черепашках еврігалінних форм можна використовувати для оцінок солоності
лише поза зонами критичної для гідробіонтів солоності.

У фонових умовах з гемолімфи до екстрапаліальної рідини, а потім до
черепашки виводяться надлишки хімічних елементів, які виконують важливі
функції в обмінних реакціях молюска. В першу чергу це стосується Na+,
який є ключовим іоном осморегуляції. У прісноводних молюсків, які
підтримують гіперосмотичний стан своїх внутрішньомантійних флюїдів,
вміст натрію у нормальних для виду умовах досить високий – перші десяті
долі відсотку. Іншим хімічним елементом, який активно виноситься у
черепашку, є мідь, яка виконує важливу функцію у системі кровообігу
молюсків.

В екстремальних умовах вміст натрію у черепашках прісноводних молюсків
закономірно знижується (Васильев, 2001в; 2001г; Васильев и др., 2003).
Вірогідно, забруднення вод проживання, погіршення їх аерації порушають
ритмічність роботи осморегуляторного механізму, внаслідок чого надлишку
натрію, якій відповідає за підтримку осмотичного тиску у крові та інших
порожнинних рідинах, вже немає. Також він може вилучатися під час
часткового розчинення внутрішнього шару черепашки (Taylor et al., 1969;
Бергер, 1986; Алякринская, 1992 та ін.) у періоди, коли молюск
герметизується та не має можливості поповнити запаси натрію та інших
іонів, необхідних для підтримки гіперосмії мантійних флюїдів, з вод
проживання. Теж саме відзначається й для міді, але в цьому випадку ефект
зниження концентрації характерний лише для тих ситуацій, коли у складі
забруднюючих речовин мідь відсутня; у водах проживання, збагачених
міддю, вона накопичується як і будь-який інший важкий метал (Васильев,
2001в).

У скелетній речовині молюсків, які опинилися в екстремальних умовах,
надлишково акумулюються хімічні елементи забруднюючого комплексу. Вміст
металів, які відносяться до категорії токсичних або особливо токсичних,
можуть у речовині черепашки досягати дво-триразового перевищення
порівняно з фоновими обстановками. Зокрема, як свідчать одержані нами
дані (Васильев, 2001в), у зоні промислового забруднення вод р.
Сіверський Донець у черепашках Unio tumidus для нікелю відзначено
триразове перевищення концентрації над фоном, помітно вище фонового
вміст у черепашках свинцю, ванадію, хрому та інших металів.

Одержані нами дані (Васильев, 2001а; 2001в; 2001г; 2003в; Васильев и др.
2003) дозволили зробити висновок про наявність видільно-акумулятивної
функції черепашки молюска, яка полягає у тому, що з гемолімфи до
екстрапаліальної рідини, а потім до черепашки виводяться токсичні
мікроелементи, а також надлишки хімічних елементів, які виконують
важливі функції в обмінних реакціях молюска (зокрема, натрію та міді).
Біологічно важливі елементи займають нестійкі позиції у кристалічній
структурі біогенних карбонатів. В екстремальних умовах молюски частково
розчиняють внутрішню поверхню своєї черепашки, завдяки чому у організму,
який має проблеми з підтримкою осмотичного тиску, є додатковий механізм
(поруч з анізоосмотичною регуляцією та герметизацією черепашки), який
дозволяє підтримувати іонний баланс у системі екстрапаліальна рідина –
гемолімфа.

Біохімічні адаптації молюсків у зв’язку з температурним режимом вод
проживання. З хімічних елементів скелетної речовини роль індикатора
температури вод проживання відводиться магнію. Ще на зорі розвитку
біогеохімії було знайдено перевищення вмісту цього хімічного елемента у
біогенних карбонатах з екваторіальних вод порівняно з таким ж об’єктами
високих широт (Clarke, Wheeler, 1917; Виноградов, 1932 та ін.). Це
спостереження стало відправним пунктом для виникнення кальцій-магнієвого
метода оцінки палеотемператур, у розробці якого брали участь
Т. С. Берлин и А. В. Хабаков, Р. В. Тейс, Д. П. Найдін, М. О. Ясаманов,
В. М. Золотарьов, Є. В. Краснов, Л. А. Дорофєєва та ін. Застосування
цього методу для палеогеографічних цілей показало, що пряма кореляція
між температурою вод проживання та біогеохімічним індексом може значно
порушуватися внаслідок впливу філогенетичного та онтогенетичного
факторів (Pilkey, Hower, 1960; Золотарев, 1971).

Як свідчать експериментальні дані, домішок Mg2+ у хемогенному кальциті
залежить від величини відношення Mg2+/Ca2+ у вихідному розчині; ця
залежність ускладнюється температурою середовища, зі зниженням якої
відношення Mg/Ca у твердій фазі зменшується навіть при збереженні
постійного відношення у розчині (Chilingar, 1962). З цього видно, що у
морських обстановках при постійному співвідношенні магнію і кальцію
склад магнезіального кальциту у значній мірі визначається температурою.
Вірогідно, ця закономірність справедлива не тільки для хемогенних
цементів, але й для скелетів організмів, які утворюють біогенний кальцит
в іонній рівновазі з оточуючою водою. Ці організми формують свої скелети
з високомагнезіального кальциту, майже такого, який утворюється при
хемогенній садці у адекватних умовах. Це не стосується молюсків й інших
достатньо високоорганізованих безхребетних, які виділяють скелет з
позамантійного флюїду нерівноважно з морською водою. Карбонати скелетів
цієї групи безхребетних утворені низькомагнезіальним кальцитом або
арагонітом. У цьому випадку не викликає сумніву участь у процесах
накопичення магнію біологічного фракціонування, яке порушує вихідне
співвідношення хімічних елементів.

Разом з тим, дані щодо тісного зв’язку магнезіальності черепашок
молюсків з температурою вод проживання численні і не викликають
сумнівів. Зважаючи на те, що температура вод відіграє важливу роль в
обмінних процесах гідробіонтів, можна припустити, що зв’язок вмісту
магнію у скелеті молюсків і температури вод проживання – це лише кінцеві
ланки доволі довгої череди біологічних процесів.

Проведені нами дослідження сучасних та викопних молюсків, а також аналіз
численних опублікованих матеріалів з цього питання (Краснов, Позднякова,
1982; Золотарев, 1989; Geary et al, 1992; Ingram et al., 1998; Anadуn et
al., 2002) дозволяють запропонувати гіпотезу щодо регулювання рівня
магнію у м’яких тканинах та у скелетній речовині молюсків у процесі
біохімічних адаптацій (Васильєв, 2002). Як відомо, біохімічні адаптації
організмів до умов проживання набувають особливого значення у тих
випадках, коли організм не здатний уникнути стресових ситуацій завдяки
використанню інших форм адаптацій. Це стосується, передусім, нерухливих
або малорухливих безхребетних, які відчувають на собі різкі перепади
різних факторів зовнішнього середовища, в тому числі й температури вод.
Таким чином, у молюсків, які проживають у водах з контрастним
температурним режимом, у різні сезони процеси ферментного регулювання
обмінних реакцій можуть відрізнятися.

Зважаючи на відчутні коливання змісту магнію у скелетах молюсків, які
пов’язуються з температурою, слід орієнтуватися на вірогідні
перерозподіл цього хімічного елемента у ході найбільш масштабних
метаболічних процесів. До таких процесів, безумовно, відноситься
глюконеогенез, у межах якого з невуглеводних попередників синтезується
глюкоза. З глюкози здійснюється синтез глікогену, який запасається
молюском з метою забезпечення гаметогенезу та інших життєво важливих
процесів (Юровицкий и др., 1976). Синтез глюкози у тканинах тварин
проходить при високому енергетичному заряді, ключовим ферментом
глюконеогенезу є фруктозодифосфотаза (ФДФаза). Встановлено, що кінетичні
властивості ФДФази пойкилотермних організмів (молюсків, ракоподібних)
відрізняються різноманітним регулюванням активності, пов’язаної з
температурним фактором (Benrisch, Jonson, 1974; Хочачка, Сомеро, 1988).
Разом з тим, ФДФаза молюсків проявляє абсолютну залежність від іонів
магнію (Горомосова, Шапиро, 1984), зокрема для мідій максимальна
активність ФДФази спостерігається при насиченні тканин Mg2+ у межах
15-18 ммоль. Таким чином, очевидний зв’язок між активністю ключового
ферменту глюконеогенезу та кількістю магнію у тканинах молюска.

Не зважаючи на те, що існує сезонна динаміка глюконеогенезу, потреба у
ФДФазі є постійною, але активність цього ферменту суттєво змінюється в
залежності від температури середовища. Це найбільш актуально саме для
пойкілотермів, яким необхідно при різних температурах підтримувати
порівняно стабільну інтенсивність метаболізму (Hochachka et al., 1983).

Викладене вище дозволяє накреслити ряд факторів, які пов’язують характер
накопичення магнію у черепашках та температурний режим вод проживання
молюсків. У періоди з оптимальними для молюска температурними умовами
активність ФДФази, яка забезпечує глюконеогенез, достатньо висока, тому
концентрація ферменту відповідна невелика. Магній у цьому випадку
поглинається тканинами з гемолімфи також у помірній кількості, завдяки
чому значна його частина надходить до екстрапаліальної рідини та
утилізується у черепашці. З цього напрошується висновок: в оптимальних
температурних умовах магній концентрується переважно у черепашці
молюска. У разі відхилення температурного режиму від оптимального процес
глюконеогенезу можливий лише за умови збільшення концентрації ключового
ферменту цього процесу – ФДФази, що приводить до інтенсифікації
поглинення м’якими тканинами магнію. Звичний режим розподілення магнію
порушується, у екстрапаліальний флюїд надходить менша кількість цього
елемента, та через це черепашка характеризується низькою
магнезіальністю.

Описаний вище механізм перерозподілу магнію у речовині черепашок
внаслідок біохімічної адаптації молюсків до низької температури,
можливо, не єдиний, але, мабуть, найбільш очевидний.

БІОГЕОХІМІЧНА ІНДИКАЦІЯ ЗМІН ПАРАМЕТРІВ РІЧКОВОГО СТОКУ У МОРСЬКИХ
ЕКОСИСТЕМАХ

Зміни хімічного складу черепашок бівальвій у зв’язку з впливом річкового
стоку установлені нами для верхньокрейдяних відкладів північної окраїни
Донбасу (Васильєв та ін., 1998), верхнього міоцену південно-західної
окраїни Східно-Європейської платформи (Васильев, 2003г), нижнього та
середнього сармату південної окраїни Українського щита (Васильев, 2002а;
2002в), четвертинних відкладів північно-західного Причорномор’я
(Васильев, 2003а).

Розбавлення морських вод внаслідок збільшення ролі річкового стоку у
водному балансі сарматських басейнів Східного Паратетісу. Сарматські
відклади вивчені нами у басейні р. Конки (с. Веселянка Запорізької
обл.), у марганцеворудних кар’єрах Грушевському та Чкалівському-2 (на
околицях м. Орджонікідзе та м. Марганець Дніпропетровської обл.), в
басейні р. Інгулець (с. Широке Дніпропетровської обл.).

Біогеохімічні дослідження арагонітових черепашок бівальвій дозволили
виділити у вивчених розрізах нижнього сармату інтервали, формування яких
відбувалося на тлі тектонічних рухів (Васильев, 2002а; 2002в; 2004). Ці
рухи ми пов’язуємо з оживленням колізійних процесів у розташованій
південніше ділянці Альпійського колізійного поясу. Однією з
біогеохімічних особливостей виділених інтервалів є помітне зниження
вмісту у черепашках вивчених молюсків натрію та стронцію. У черепашках з
нижньосарматських відкладів Donax dentiger Eichw. (у басейні р. Конки),
Ervilia dissita Eichw. (у кар’єрі Чкалівський-2), Venerupis vitaliana
(Orb.) (на околиці с. Широке) вміст Na та Sr у певних інтервалах досягає
абсолютного мінімуму. Для цих інтервалів характерна й найбільш висока
концентрація у скелетній речовині титану.

Синхронне зниження вмісту Na та Sr у черепашках бівальвій D. dentiger,
E. dissita и V. vitaliana свідчить про опріснення басейну. Активізація
річкового стоку з прилягаючих з півночі піднятих ділянок Українського
щита, можливо, стала причиною збагачення сарматських відкладів титаном –
Середньопридніпровський район титано-цирконієвих розсипів простягається
широкою смугою вздовж північної берегової лінії сарматського басейну.

Бугловські верстви – опріснена прибережна фація верхнього баденію
західного схилу Українського щита. На початок пізньобаденського етапу у
Західному Паратетисі приходиться трансгресивна фаза та панування багатих
бентосних спільнот. На Подолії цей етап представлений підгірськими та
тернопільськими верствами, а північніше на Волині, крім цього,
з’являються вишгородські та бугловські верстви. Особливе місце серед цих
стратиграфічних підрозділів займають бугловські верстви, які були
виділені у 1903 р. В. Д. Ласкаревим як граничні відклади між нормально
солоним баденієм та солонуватоводним сарматом. З тої пори навколо них
ведеться жвава дискусія, основною темою якої є вік бугловських верств.
Деякі дослідники долучали їх до баденію (“тортону”), інші висловлювалися
за сарматський вік цього стратона.

Своєрідність бугловських верств у міоценовому розрізі сумнівів не
викликає. Так, з бівальвій в них збереглися лише види, які здатні
переносити помітне зниження солоності, такі як Loripes niveus Eichw.,
Corbula gibba Ol. та ін., а основний фон складають Parvivenus konkensis
(Sok.) та декілька видів ервілій (Янакевич, 1993). Очевидно, що
бугловські відклади зі своєрідною перехідною фауною формувалися в умовах
вод пониженої солоності.

За оцінкою Л. М. Кудріна (1976), у підгірський та тернопільський час
солоність вод пізньобаденського басейну на південно-західній окраїні
Східно-Європейської платформи складала 30-32 ‰, а у бугловський час
знизилися до 20 ‰. Виходячи з цього, можна припустити, що бугловські
верстви формувалися або у регіонально опрісненому басейні, який відносно
недовго існував на обмежених площах та передував ще більш опрісненому та
значно більшому сарматському, або на периферії пізньобаденського басейну
у зоні притоку річкових вод. Якщо справедлива друга версія, то сліди
опріснення вод за рахунок річкового стоку можуть бути зафіксовані й у
більш древніх підгірських та тернопільських відкладах.

Вивчення хімічного складу черепашок Glycymeris pilosa deshayesi (May),
Cardites duboisi (Desh.), Glans rudista (Lam.) та інших двостулкових та
черевоногих молюсків з підгірських та тернопільських верств показали, що
у зоні сучасної локалізації бугловських верств у цих черепашках
підвищується вміст Al, Fe, Si та знижується концентрація Na, Sr, B.
Зростання вмісту алюмінію, заліза, кремнію в опріснених водах, мабуть,
відбиває дисбаланс цих хімічних елементів у зоні притоку прісних вод з
континенту (Васильев, Журавель, 1989а). Кількість солей у річковому
стоці невелика, але у перехідній зоні ріка – море формується геохімічний
бар’єр, на якому відбувається концентрація значної частини принесених з
річковими водами Si, Al і Fe внаслідок коагуляції колоїдів та сорбції
(Васильев, 2003д).

Зона опріснення, яка реконструйована, розташовується у північно-східній
частині басейну (Васильев, 2003а; 2003г), вона достатньо компактна та
просторово співпадає з областю розповсюдження бугловських верств.
Виходячи з одержаних даних, можна припустити, що опріснення вод
пізньобаденського басейну на Волині в районі сіл Буглов, Шушковці,
Огризківці пов’язано з припливом прісних річкових вод у мілководну
водойму. Наприкінці пізнього бадению це опріснення було виражене більш
яскраво, ніж раніше, певно, внаслідок прогресуючої ізоляції басейну.

Аномальний у геохімічному відношенні річковий стік у четвертинні лимани
північно-західного Причорномор’я . На основі вивчення хімічного складу
черепашок Unio pictorum L. та U. tumidus (Phil.) нами оцінені
особливості річкового стоку в еоплейстоценових та неоплейстоценових
лиманах північно-західного Причорномор’я.

Враховуючи те, що для нашого дослідження особливий інтерес мали
алювіально-лиманні відклади, вивченню підлягали розрізи, в яких чітко
виражені лиманні ритми осадконакопичення: морозівський горизонт
еоплейстоцену, V (узмарійська) тераса, загальна для Дунаю і Прута, та IV
(бабельська) тераса Дунаю. Відзначимо, що ці розрізи є опорними для
відповідних відкладів (Чепалыга, 1982). Опис відслонень, відбір та
стратиграфічну прив’язку зразків здійснив О. М. Кирюхін.

Найбільшою геохімічною специфічністю характеризується морозівський
комплекс молюсків. Черепашки уніонід з цього комплексу відрізняються
високим вмістом Ca, Sr, Mn, Ba, Cu, Pb, Cr та помітно зниженою
концентрацією натрію. Найяскравішою біогеохімічною особливістю
бабельського комплексу є добре виражений максимум накопичення сірки,
вміст якої у черепашках U. pictorum у середньому складає 216 мкг/г, а у
черепашках U. tumidus ще більше – 230 мкг/г, що на 20-45 мкг/г вище, ніж
в уніонідах з інших комплексів.

Відміни у хімічному складі черепашок уніонід з різних комплексів, які
було знайдено, вірогідно, пояснюються геохімічною неоднорідністю
річкового стоку з прилягаючих ділянок Українського щита та Прикарпаття.
Збагачення річкових та лиманних вод, в яких проживали уніоніди
морозівського комплексу, важкими та лужноземельними металами, напевне,
зумовлене надходженням мінералізованих флюїдів у складі річкового стоку
з південних окраїн Українського щита з активізованих субмеридіональних
шовних зон кристалічного фундаменту внаслідок неотектонічних рухів, які
мали місце у кінці плейстоцену. У цей час південна окраїна
Східно-Європейської платформи відчувала тектонічний вплив з боку
активних орогенічних систем Середземноморського поясу. Тектонічні
підняття тривали до самого кінця еоплейстоцену, за рахунок чого
відбулося врізання річкової мережі у басейні Дністру та зародження низки
його невеликих приток (Адаменко и др., 1997). Уніоніди бабельської
тераси, вірогідно, проживали у водах, які були збагачені сіркою,
принесеною з водами Прута із сірконосної зони Передкарпатського прогину.

Надлишок у водах причорноморських лиманів таких важких металів, як Mn,
Pb, Cr, Cu, а також Ba, змушував молюсків включати механізми
фізіологічної адаптації, про що свідчить перерозподіл у черепашках
натрію. Вміст натрію у скелетній речовині як U. pictorum, так й U.
tumidus морозівського комплексу значно нижчий, ніж у черепашках з інших
місцезнаходжень.

БІОГЕОХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ КАЙНОЗОЙСЬКИХ ВУЛКАНІЧНИХ ЯВИЩ НА ТЕРИТОРІЇ
УКРАЇНИ

Головне значення для Середземноморського складчастого поясу мали
проявлення вапняно-лужного магматизму мезозойського та кайнозойського
віку (Зоненшайн и др., 1990). У кайнозої вздовж окраїн
Східно-Європейської платформи та Скіфської плити функціонували
субдукційні зони; найактивніша субдукційна вулканічна діяльність була
проявлена у Карпатському та Кавказькому сегментах поясу.

На Керченському півострові у кінці неогену та четвертинному періоді
широкий розвиток мав грязьовий вулканізм, який, по суті, не є
вулканізмом, але за сучасними даними (Limonov et al., 1996) має
ендогенну природу.

Середньоміоценовий вулканізм у Карпатах. Судячи з інтенсивності
вулканізму у середньому міоцені та, зокрема, у пізньому баденії, можна
припустити, що це одна з епох активізації субдукційних явищ у
Карпатській області (Данилович, 1976).

Як показали наші дослідження (Васильев, 1996; 2001б), навіть за
відсутністю видимої пірокластики у відкладах, які формувалися синхронно
з вулканічними сполохами, можна установити вплив останніх за
біогеохімічними даними. Кожний акт вулканізму – це індивідуальна подія,
яка характеризується, зокрема, геохімічною специфікою. Найбільш
універсальним біогеохімічним індикатором вулканізму є бор (Furst et al.,
1976).

Оцінка вмісту бора у черепашках бівальвій Glycymeris pilosa deshayesi
показала, що під час формування підгірських верств у пізньобаденський
басейн Волино-Подільської плити вулканічні продукти надходили з заходу
(Васильев, 2001б). Концентрація бору в арагоніті черепашок збільшується
у напрямі схід – захід. Східна частина вивченої площі характеризується
помітно меншим вмістом цього елемента у скелетах G. pilosa deshayesi.
Цей ефект фіксується й в арагонітових черепашках інших представників
бівальвій та гастропод (Linga collumbella, Glans rudista та ін.).

Паралельно з бором в арагоніті черепашок з західної частини площі
незвично розподілений й стронцій, екстремуми його вмісту у багатьох
випадках співпадають з такими для бору.

»

$

- D ? A |

?

.

\

^

- D ? A

»

|

?

A?EaIX?I?†O?*ssss¶ssssss–––mssss)

o

H

Mася у межах Аджаро-Триалетської вулканічної дуги, почалася у
пізньокрейдяну епоху, досягла апогею у середньому еоцені та, поступово
згасаючи, локально продовжувалася у пізньому еоцені (Зоненшайн и др.,
1990). Особливістю еоценового вулканізму на Кавказі був лужний характер
та мідно-поліметалічна рудна спеціалізація (Гугушвили, 1984).

На тлі субдукційного тектонічного режиму прибережні рівнини на
південному схилі Українського щита та Скіфській плиті покривало
середньоеоценове море, яке було частиною Тетісу. Здебільше воно являло
собою відкритий морський басейн з нормальною солоністю, та було заселене
різноманітними організмами (Зернецкий и др., 1994; Березовский, 1994).

Для палеобіогеохімічних досліджень використані черепашки бівальвій
Pycnodonte gigantica (Sol.), які були відібрані з розрізу середнього
еоцену у кар’єрі Інгулецького гірничо-збагачувального комбінату
(Васильев, Березовский, 2002).

Аналіз одержаних даних дає підставу припустити, що ознакою проявлення
еоценового субдукційного вулканізму є підвищення вмісту у черепашках
P. gigantica бору та свинцю, що пов’язується зі збагаченням вод
проживання устриць цими хімічними елементами внаслідок активізації
вулканічних процесів. Піки концентрації цих елементів у більшості
випадків співпадають, а мінімальні значення прив’язані до інтервалів
розрізу, які сформувалися, на нашу думку (Васильев, Березовский, 2002),
під час орогенічних фаз.

Плейстоценовий грязьовий вулканізм Керченського півострову. Проявлення
грязьового вулканізму супроводжується виносом з надр значних за об’ємом
та контрастних за складом потоків речовини у твердому, рідкому та
газоподібному стані, які вивергаються та виливаються на денну поверхню.
Одним з найцікавіших районів проявлення грязьового вулканізму є
Керченський півострів (Шнюков, 1992). У межах нашої роботи вивчався
хімічний склад черепашок бівальвій з п’яти розрізів плейстоценових
морських терас: мису Казантип, оз. Чокракського, оз. Тобечикського,
оз. Узунларського та мису Чауда. Вивчені чаудинські, древньоевксинські,
узунларські та карангатські відклади (Невесская, 1965; Чепалыга и др.,
1989). Черепашковий матеріал (Cardium edule та Didacna crassa), який
покладено в основу наших досліджень, був відібраний та підготовлений до
аналізу Г. А. Смисловим та люб’язно переданий автору Л. І. Смисловою.

Найбільша контрастність у вивчених черепашках відзначена для вмісту
бору. Підвищену концентрацію бору у скелетах C. edule та D. crassa
зафіксовано в узунларських та нижньокарангатських верствах у
північно-західній частині Чокракського озера. В інших місцезнаходженнях,
незалежно від віку вивчених відкладів, вміст бору у черепашках десь на
порядок нижчий.

Локалізація аномалії бору, яка установлена, пояснюється близькістю до
Бураського вулканічного осередку, який щонайменше з понтичного віку та
по нині неодноразово проявляв активність. Сучасна діяльність
вулканічного осередку відзначається у декількох пунктах, відомі дві
діючі сопки та 5–6 грифонів (Науменко, 1968). Очевидно, Бураський вулкан
був більш активним у ранньокарангатський час, тому саме у карангатських
черепашках C. edule фіксується максимальний вміст бору – біля 150 мкг/г.
Можна припустити, що в узунларський та ранньокарангатський час стиль
вивержень дещо відрізнявся. Для узунлару, вірогідно, були характерні
менш інтенсивні, але більш часті виверження, а для раннього карангату –
більш потужні, але не такі часті, які перемежалися порівняно довгими
періодами затухання.

ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ЧЕРЕПАШОК МОЛЮСКІВ У ЗОНАХ
ВПЛИВУ СУБМАРИННОГО ПІДТОКУ

Підводне розвантаження підземних вод часто відбувається з субмаринних
джерел, які пов’язані з тектонічними порушеннями. Об’єми та склад
ендогенних та інших флюїдів, які надходять таким шляхом у морські води,
визначаються, поряд з іншими чинниками, геохімічною спеціалізацією та
орієнтацією розривних порушень.

Біогеохімічні свідоцтва субмаринного розвантаження підземних вод у
кайнозойські басейни південної та південно-західної окраїн Українського
щита. Кайнозойські морські басейни півдня та південного заходу України
формувалися та трансформувалися на тлі тектонічних рухів, які були
зумовлені орогенезом у Середземноморському рухливому поясі, в основному
у Карпатському та Кавказькому сегментах. Субдукційні та колізійні
процеси, які відбивали зближення та кінцеве зіткнення Євразії з Африкою,
не тільки призвели до формування крупних гірських споруд, але й
механічно впливали на жорсткі блоки Українського щита. Внаслідок такого
впливу на тектонічно активних ділянках міжблокових шовних зон та в
розривних порушеннях, які з ними пов’язані, мало місце висхідне
розвантаження ендогенних газів та вод глибокого формування, збагачених
специфічними хімічними елементами.

Для палеобіогеохімічних досліджень використані черепашки бівальвій. З
середньоміоценових молюсків найбільш придатними виявилися черепашки
Pycnodonte gigantica. Також використані черепашки баденських Glycymeris
pilosa deshayesy, Lucinoma borealis, Venus multilamella та сарматських
Donax dentiger, Ervilia dissita, Venerupis vitaliana.

У вивчених розрізах (Васильев, 2003б), які формувалися на тлі субдукції
(еоцен південної окраїни Східно-Європейської платформи, міоцен західного
схилу Українського щита), чітко виділяються інтервали з “орогенічним”
забарвленням. Так, для черепашок P. gigantica з “орогенічних” інтервалів
середньоеоценової товщі відзначається підвищений вміст Mn, Ni, Cr. Для
розривних порушень фундаменту Українського щита у південній частині
Криворізько-Інгулецької структурно-геохімічної зони характерна
сідерофільна мінералізація (Галицкий и др., 1984), з чого можна
припустити, що субмаринний підтік флюїдів, які містять значну кількість
Mn, Ni, та, у меншій мірі, Cr, міг викликати надлишкові концентрації цих
же самих металів у морській воді та в організмах.

Для міоценових молюсків західного схилу Українського щита установлена
чітка ритмічність вмісту барію та міді у черепашках з пісків підгірських
верств та літотамнієвих вапняків тернопільських верств. Найяскравіше
ефект накопичення Ba та Cu у черепашках проявлений у розрізах
південно-східної частини площі (Васильев, Журавель, 1989а; Васильев,
1997), в інших вивчених відслоненнях вміст цих мікроелементів у
черепашках не перевищує фонового значення та не має значних варіацій.

З високим ступенем вірогідності можна припустити, що ефект збагачення
черепашок Ba та Cu пов’язаний з активізацією Подільської
структурно-геохімічної зони, до якої він тяжіє просторово, а циклічність
у проявленні цього ефекту відбиває ритм тектонічних рухів у зоні
субдукції Карпатського орогену. Подільська структурно-геохімічна зона
характеризується вираженою концентрацією Pb, Cu, Ba, Bi, La, Nb, Ce
(Галицкий и др., 1984).

У вивчених нижньосарматських розрізах також добре фіксуються інтервали,
які формувалися на тлі орогенезу, але вже у колізійному режимі
(Васильев, 2002а; 2003б). У складі інформативних асоціацій таких
інтервалів виділяються кілька мікроелементів (табл. 1), які утворюють
високий вміст у черепашках в межах певної частини басейну. Характер
проявлення та геохімічне забарвлення виявлених ефектів дозволяють
пов’язати їх з колізійними процесами у Альпійському рухливому поясі у
пізньому міоцені (Васильев, 2002в; 2002д). Орогенічні рухи цього часу
визначалися інтенсивністю та мали ритмічний характер. Внаслідок цього
дислокацій різного масштабу зазнали не тільки Малоазійсько-Іранська
область, Великий та Малий Кавказ, але й території, які прилягали до них
з півночі, а саме жорсткі блоки фундаменту Українського щита.

Таблиця 1

Зв’язок підвищеного вмісту хімічних елементів у черепашках молюсків та
геохімічна спеціалізація близько розташованих структурно-геохімічних зон

Місцезнаходження Асоціація мікроелементів у черепашках
Структурно-геохімічні зони та їх геохімічна спеціалізація (Галицкий и
др., 1984)

с. Веселянка Mn, La, Ce Чернігівська структурно-геохімічна зона (Nb,
La, Ce, Sr, P, Mn, Mo)

с. Широке Mn, Cr, Ni Криворізько-Інгулецька міжблокова шовна зона (Mo,
Cr, Ni, Sn, Yb, Cu, Mn)

кар’єр Чкалівський-2 Pb, Cu, Zr Кам’янське розривне порушення (Mo, Cu,
Pb, W)

кар’єр Грушевський Ni, Mn, Pb Локальні концентрації сидерофільних
елементів (Mn, Ni, Cr, Co)

На південній периферії Українського щита у районі м. Інгулець вивчені
середньоеоценові та нижньосарматські відклади, які формувалися на тлі
різних за амплітудою субдукційних та колізійних тектонічних процесів у
Малоазійсько-Іранській та Кавказькій областях Середземноморського поясу.
Характерно, що у черепашках сарматських бівальвій Venerupis vitaliana з
інтервалу, який відповідає, за нашими представленнями, періодам
підсилення тектогенезу, та у черепашках середньоеоценових Pycnodonte
gigantica з “орогенічних” інтервалів, відзначено зростання вмісту тих
самих металів – Mn, Cr, Ni.

Порівняльний аналіз складу біохімічних аномалій та парагенетичних
асоціацій елементів зон мінералізації дозволяє припустити, що у більшій
мірі активізації підлягали розривні порушення субмеридіональної
орієнтації, певно, за рахунок здвигових переміщень блоків. Спектр
хімічних елементів, які беруть участь у субмаринних асоціаціях, доволі
широкий, до його складу входять елементи з найрізноманітнішими
властивостями та ступенем геохімічної рухливості. До їх числа
долучаються й іони з низькою активністю у морських водах, тому дистанції
їх міграції незначні, а ореоли розсіяння локальні.

Палеобіогеохімічні свідоцтва глибинного походження марганцю руд
Нікопольського басейну. Будова рудних тіл, мінералогія руд та
закономірності рудоутворення у Нікопольському басейні достатньо добре
вивчені (Страхов и др., 1967; Страхов, 1976). Мабуть, головною ще не
вирішеною проблемою є вияснення джерела марганцю (Roy, 1981).

Серед головних поставників марганцю до області акумуляції розглядаються
ендогенні флюїди, пов’язані з підводним вулканізмом та активізацією
тектонічних порушень (Мстиславский, 1982), та процеси звітрювання
древніх порід (Страхов и др., 1967; Никопольський марганцеворудний..,
1974; Дроздовская, Орловський, 1994). Виходячи з того, що Нікопольський
басейн достатньо віддалений від місць проявлення підводного вулканізму,
перевага звичайно віддається екзогенному джерелу марганцю.

Палеобіогеохімічні дані дозволяють запропонувати нову гіпотезу, яка
пояснює походження марганцю, щонайменше, Нікопольського басейну
(Васильев, 2003а).

Вміст марганцю у черепашках молюсків у межах еоцен-олігоценового розрізу
значно варіює, причому, найбільшу концентрацію цього елемента знайдено у
речовині черепашок з інтервалів, які формувалися під час орогенічних
епізодів (Васильев, Березовський, 2002). У цих інтервалах вміст марганцю
досягає 800 мкг/г, що помітно вище, ніж у черепашках сучасних устриць.
Враховуючи це, можна припустити, що в орогенічні епізоди марганець
надходив до морського басейну з надр у складі субмаринних флюїдів по
глибинних розломах, які зазнавали активізації. Даний ефект на протязі
еоцену зростав. Концентрація марганцю у черепашках з “орогенічних”
інтервалів нижньої частини розрізу менша (500-600 мкг/г), ніж у верхній
(до 800 мкг/г). Останній “орогенічний” інтервал у вивченому розрізі –
шар марганцевих конкрецій. Можливо, різке зростання надходження
збагачених марганцем флюїдів до басейну, яке й призвело до формування
рудного покладу, зумовлене зміною режиму розвитку активної окраїни
континенту – субдукційний етап змінився колізійним, що мало місце на
початку олігоцену.

Якщо виходити з того, що збагачені марганцем флюїди надходили по
активізованим глибинним розломам Криворізько-Інгулецької зони, то можна
припустити зв’язок джерела марганцю з залізорудними товщами Кривбасу.
Під дією вод, які циркулювали у тріщинуватих залізистих кварцитах
Криворізької зони, магнетит перетворювався на мартит. У процесі
мартитизації з кристалічної структури магнетиту вилучалася частка іонів
Fe2+ та Mn2+. В умовах вкрай сповільненого водообміну залізо з розчину
осаджувалося зразу після мобілізації, а марганець, внаслідок більш
високої розчинності, зберігався у розчині, який мав сприятливі для цього
параметри Eh та pH. Таким чином, на протязі довгого часу у зонах
тріщинуватості та великих карстових порожнинах накопичувалися збагачені
марганцем флюїди (Васильєв, 2003).

В еоцені південна периферія Євроазіатської літосферної плити розвивалася
у режимі активної окраїни континенту, орогенічні процеси впливали й на
блоки Українського щита, що, в свою чергу, приводило до активізації
розривних порушень. Спочатку внаслідок субдукційного орогенезу, а потім
й як результат більш потужних колізійних рухів похоронені флюїди, які
містять марганець, по численних розривах надходили до морського басейну,
що існував тоді на південній окраїні Українського щита. Апогею цей
процес досяг у ранньому олігоцені, коли почався колізійний етап розвитку
Кавказького сегмента Середземноморського поясу – потужні колізійні рухи
стали своєрідним “спусковим гачком” для активізації міграції вод, які
містять марганець, на поверхню.

Запропонований механізм надходження мас, які містили марганець, на
поверхню, дозволяє пояснити череду фактів, які не зовсім узгоджуються з
загальноприйнятою екзогенною гіпотезою утворення руд Нікопольського
басейну, зокрема, це стосується високого відношення Mn/Fe у рудах,
короткого інтервалу рудоутворення та ранньоолігоценового віку руд.

БІОГЕОХІМІЧНІ СВІДОЦТВА ТЕКТОНІЧНИХ ПОДІЙ

Великі тектонічні події звичайно охоплюють широкі регіони, причиняючи
різний за масштабом та типом вплив на екосистеми. У межах
епіплатформових морських басейнів, які сполучені з тектонічно активними
зонами, такий вплив не завжди може фіксуватися традиційними методами
палеогеографії, а якщо й фіксується, то виникають певні труднощі щодо
інтерпретації ефектів, які встановлено. В цьому відношенні більш
інформативний палеобіогеохімічний аналіз (Васильев, 2002а; 2002в; 2003а
та ін.).

Тектонічні рухи в зонах субдукції та на прилягаючих до них територіях в
цілому реалізуються згідно з орогенічною та підсувною моделями
субдукції, які у загальних рисах накреслили Дж. Хелвіґ та Г. Холл
(Helwig, Hall, 1974). Зона субдукції функціонує в межах орогенічної
моделі у випадках, коли виникає зчеплення плит, які взаємодіють. Енергія
субдукції у такій ситуації витрачається на тектогенез, зокрема, на
оживлення тектонічних рухів на плиті, що насувається, та активізацію
довгоживучих розривних порушень. Підсувна модель окреслює режим
нормального підсування літосферної плити з океанічною корою під іншу
плиту, що супроводжується активною ефузивною діяльністю.

Реконструкція палеотектонічних обстановок середнього еоцену на південній
окраїні Українського щита біогеохімічними засобами. У середньому еоцені
південна периферія Євразійської літосферної плити існувала в режимі
активної окраїни континенту. Середньоеоценове море, яке покривало
прибережні рівнини на південному схилі Українського щита та Скіфській
плиті, було частиною Тетісу та розвивалося на тлі субдукційного
тектонічного режиму.

Для палеобіогеохімічних досліджень використані черепашки бівальвій
Pycnodonte gigantica з найповнішого еоценового розрізу у кар’єрі
Інгулецького гірничо-збагачувального комбінату (Березовский, 1994).

В межах вивченого розрізу середнього еоцену виділяються три інтервали,
які характеризуються подібністю у розподіленні Ni, Mn, Cr, B та Pb (рис.
2), причому концентрації трьох перших хімічних елементів у черепашках з
цих інтервалів підвищені, а двох останніх, навпаки, – знижені (Васильев,
Березовський, 2002).

Враховуючи склад інформативних асоціацій елементів скелетної речовини P.
gigantica, а також помітну роль тектонічних процесів у формуванні
середньоеоценової товщі, можна зробити припущення щодо зв’язку
установленого біогеохімічного ефекту з субдукційними явищами на активній
окраїні континенту, яка розташована на південь від вивченого
місцезнаходження.

Черепашки P. gigantica з “орогенічних” інтервалів середньоеоценової
товщі, вірогідно, формувалися молюсками, які проживали у водах з високим
вмістом Mn, Ni, Cr. Підсувний режим, виходячи з наших припущень,
охоплював значно більші відрізки часу. Його ознаками є підвищений вміст
у черепашках бора та свинцю, що пов’язується зі збагаченням вод
проживання устриць цими хімічними елементами внаслідок активізації
субдукційних вулканічних процесів.

Зв’язок виділених нами інтервалів з орогенічними процесами
підтверджується літологічними даними, згідно з якими ці інтервали або
збігаються з поверхнями неузгодження, або співпадають з добре вираженими
регресивними ритмами. У вивченому розрізі еоцену чітко фіксуються чотири
головних неузгодження, які відбивають перерви в осадконакопиченні
(Васильев, Березовский, 2002).

Палеобіогеохімічні дані про стадійність середньоміоценового орогенезу у
Карпатах. Субдукційні орогенічні події добре реконструюються у зоні
впливу Карпатської складчастої споруди (Балла, 1984; Зоненшайн и др.,
1990). Свідоцтва субдукційного орогенезу збереглися не тільки
безпосередньо у межах Карпатської гірсько-складчастої споруди, але й на
прилягаючих територіях, зокрема, на південно-західній окраїні
Східно-Європейської платформи.

На основі палеобіогеохімічного аналізу (Васильев, Журавель, 1989а;
Васильев, 2001а) верхньобаденських відкладів південно-західної периферії
Східно-Європейської платформи встановлено ритмічність вмісту у
черепашках деяких бівальвій та гастропод барію, міді та бору. У розрізах
верхнього баденію інтервали підвищеної концентрації барію та міді у
черепашках молюсків закономірно чергуються з інтервалами, в яких
черепашки характеризуються більш високим вмістом бору. Найяскравіше
ефект накопичення Ba та Cu, як вже відзначалося, виражений у розрізах
західного схилу Українського щита (Васильев, 2001б). Ритмічність у
накопиченні бору просторово менш стійка – найчіткіше вона помітна у
південно-західній частині вивченої площі, тобто ближче до
Передкарпатського прогину.

У розглянутій нами ситуації, вірогідно, реалізується один з варіантів
сполучення субмаринного розвантаження мінералізованих підземних вод та
острівнодугового вулканізму, які проявлені в рамках одного процесу –
субдукції океанічної кори Тетісу під континентальну плиту
Волино-Поділля.

Біогеохімічні показники тектонічних процесів на південній окраїні
європейської частини Євразії у сарматський час. Зіткнення літосферних
плит з континентальною корою або корою перехідного типу супроводжується
масштабним та інтенсивним орогенезом, відгуки якого фіксуються на
значному віддаленні від центру подій.

У Кавказькому сегменті Середземноморського поясу колізійні події були
проявлені вельми яскраво, у розвитку цього регіону виділяються кілька
орогенічних етапів. Зокрема, у ранньому сарматі орогенез торкнувся
Малоазійсько-Іранської області, а, починаючи з середнього сармату,
складчасті деформації охопили Кавказ. Ці процеси пов’язуються з
просуванням Аравійського мікроконтиненту, який відколовся від
Африканської плити, углиб Євразії (Хондкариан и др., 2003).

На початку сармату орогенічні рухи на частині активної окраїни Євразії,
яка розглядається, пов’язують з колізійними процесами у
Малоазійсько-Іранській області Альпійського поясу. Завдяки цим процесам
вже на початок сарматського віку зв’язок Паратетісу з нормально солоними
морями в основному припинився, внаслідок чого утворилося велике
море-озеро, яке лише епізодично з’єднувалося з Тетісом. У
ранньосарматському Паратетісу порівняно з попередніми етапами відбулося
збіднення практично усіх груп організмів, що було викликано зниженням
солоності вод приблизно до 14-15 ‰ (Белокрыс, 1976). Кавказький орогенез
досяг апогею пізніше – у пізньому сарматі, що призвело до суттєвих
перебудов не тільки у межах орогенічної області, але й у суміжних
континентальних басейнах, в першу чергу це стосувалося Східного
Паратетісу (Парамонова, Белокрыс, 1972; Богданович, 2002). На рубежі
міоцену і пліоцену Паратетіс розпався, утворилися Середземне, Чорне та
Каспійське моря у сучасних їх контурах та почала формуватися сучасна
гідрографічна мережа південної прибережної частини Чорного моря
(Semenenko, 1995).

Одержані нами палеобіогеохімічні дані про один з найкраще вивчених
розрізів сармату у басейні р. Конки дозволяє уточнити деякі деталі цих
подій. У розрізі чітко відокремлюється інтервал, в якому вміст багатьох
з вивчених елементів у черепашках Donax dentiger набуває екстремальні
значення (Васильев, 2002в). За характером накопичення у черепашках з
цього інтервалу мікроелементи можна розділити на дві групи: 1) натрій і
стронцій, які утворюють практично мінімальні для вивченої вибірки
концентрації, та 2) бор, титан, марганець, рідкі землі (La, Ce)
характеризуються підвищеним вмістом.

Аналіз одержаних даних дає змогу пов’язати біогеохімічні ефекти, що
встановлені, з тектонічними процесами на півдні в межах
Середземноморського поясу. Підняття призвели до ізоляції басейну та, у
зв’язку з цим, до перевищення припливу прісних вод над випаровуванням.
Одним з багатьох свідоцтв цього було зниження концентрацій натрію і
стронцію у черепашках ранньосарматських D. dentiger.

Тектонічні рухи суттєво зачепили Передкавказзя та Східний Крим, що
знайшло відбиток не лише у деформаціях майкопських та більш древніх
відкладів, але й в активізації крупних розривних порушень. У цьому
зв’язку треба відзначити грязьовий вулканізм Керченського та Таманського
півостровів. Існує думка, що грязьовий вулканізм часто розвивається як
результат інтенсивного тектонічного навантаження в умовах сильного
латерального стискання, завдяки чому супроводжує колізійні процеси
(Limonov et al., 1996).

Зростання амплітуди тектонічних рухів могло визвати активізацію крупних
розривів й на Українському щиті. Безпосередньо близько від вивченого
розрізу розташована Чернігівська структурно-геохімічна зона, у якості
специфічних для неї хімічних елементів виділяються La, Ce, Mn (Галицкий
и др., 1984). Ці ж елементи характеризуються й добре вираженими
максимумами у межах біогеохімічної аномалії, яка розглядається.

Багато спільного з описаними вище мають біогеохімічні ефекти, які
встановлені за результатами вивчення черепашок ранньосарматських Ervilia
dissita з кар’єру Чкалівський-2 (окраїни м. Орджонікідзе
Дніпропетровської обл.). У вивченому розрізі фіксується інтервал з
мінімальним вмістом у черепашках натрію і стронцію, а також максимумами
концентрації B, Pb, Ti, Cu и Zr (рис. 3). Як й у розрізі поблизу с.
Веселянки, серед інформативних мікроелементів присутні натрій, стронцій,
титан та бор, що надає підставу пов’язувати їх розподіл у черепашках з
тими ж факторами. Інші елементи, певне, відображують локальну геохімічну
ситуацію – халькофільну спеціалізацію Кам’янського розлому (Нечаев и
др., 1986).

Розріз нижнього сармату у с. Широке (Дніпропетровська обл.) значно
скорочений, проте, й у ньому виділяється інтервал, який відбиває
тектогенез. В цьому інтервалі черепашки Venerupis vitaliana
характеризуються мінімальною концентрацією натрію і стронцію, на тлі
якої підвищений вміст бора, марганцю, хрому та титану. Знову виділяються
чотири “універсальних” елемента – Na, Sr, Ti та B, а також нова
асоціація (Mn, Cr, Ni), формування якої пов’язане з субмаринним
розвантаженням локальних зон мінералізації.

Протягом ранньосарматського етапу розвитку Східного Паратетісу,
очевидно, відбулися лише дві крупні тектонічні події, причому, перша
порівняно з другою характеризувалася значно меншою інтенсивністю, хоча у
суміжному епіплатформовому басейні вони викликали якісно однакові
ефекти.

У середньосарматському розрізі кар’єру Грушевський (м. Марганець
Дніпропетровської обл.) на основі вивчення хімічного складу черепашок
Mactra vitaliana також фіксуються біогеохімічні ефекти, зумовлені
тектогенезом. За складом асоціації хімічних елементів вони практично
такі ж, як й у розглянутих вище нижньосарматських розрізах. Для
інтервалів, які, за нашою думкою, сформувалися на тлі активізації
колізійних процесів у Кавказькій області, характерно зниження вмісту у
черепашках натрію та підвищення – бору, а також нікелю, марганцю та
свинцю. Очевидно, що тривалість та частота проявів тектонічної
активності зросли, для частини середнього сармату виділено два таких
епізоди – стільки ж, скільки було зафіксовано подібних подій у ранньому
сарматі.

Таким чином, біогеохімічні свідоцтва тектонічних процесів в екосистемах
кайнозойських епіконтинентальних морів південної та південно-західної
окраїн Східно-Європейської платформи, які розташовані на віддаленні від
активних орогенічних зон, являють собою комплексний показник, який
підсумовує прояви череди окремих подій у області зносу та безпосередньо
у басейні осадконакопичення. Вплив орогенов субдукційної стадії
виражається у навперемінному збагаченні вод проживання молюсків
продуктами острівнодугового вулканізму (бор та деякі інші специфічні
елементи) при підсувному режимі та продуктів субмаринного розвантаження
по активізованих розривних порушеннях в тилу літосферної плити, яка
насувається, в умовах орогенічного режиму розвитку зони субдукції.
Епізоди колізійного орогенезу фіксуються у суміжних епіконтинентальних
басейнах опрісненням останніх за рахунок скорочення зв’язку з відкритим
морем, активізацією розривних порушень фундаменту, проявленням
грязьового вулканізму та ін.

БІОГЕОХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ЕВСТАТИЧНИХ ПОДІЙ ПІЗНЬОГО ПЛЕЙСТОЦЕНУ

Карангатский етап у плейстоценовій історії Азово-Чорноморського басейну
більшість дослідників розглядають як унікальний. Саме у карангатський
час води Чорного моря були найбільш солоними та теплими, про що свідчить
поява середземноморських видів молюсків, які відсутні як у відкладах, що
підстилають та перекривають карангатські, так й у сучасних біоценозах
Чорного моря. Карангатські відклади доволі широко розповсюджені вздовж
берегової лінії Чорного моря у вигляді локальних акумулятивних терас
(Шелкопляс и др., 1986). Особливою увагою відзначений розріз карангату
Ельтигенського обриву, який простягається вздовж західного узбережжя
Керченської протоки від оз. Тобечик до с. Героївське.

Для палеобіогеохімічних досліджень (Васильев, Смыслова, 2003)
використані черепашки Ostrea edulis L., які розповсюджені практично по
всьому розрізу карангата.

У вивчених черепашках устриць вміст натрію змінюється від 900 до 2700
мкг/г, що у цілому відповідає діапазону концентрації у черепашках
сучасних Ostreidae. На кривій розподілення Na по розрізу чітко
виділяються три максимуми зі значеннями 2100-2400 мкг/г. Ці максимуми
віднесені приблизно до середини кожного з трьох підрозділів карангата,
униз та уверх від цих пунктів значення вмісту Na зменшуються і досягають
мінімумів у підошві та покривлі верств (Васильев, Смыслова, 2003). Майже
таким чином розподілений і стронцій, найбільш високу його концентрацію
знайдено у тих же пунктах, де зафіксовані максимуми вмісту натрію.
Позитивний значимий зв’язок з натрієм виявлено й для магнію, а вміст Al,
Si и Mn, навпаки, характеризується значимим негативним зв’язком з
натрієм.

Вірогідно, основним фактором, який контролює концентрацію Na, Sr, Mg,
Al, Si и Mn у черепашках карангатських устриць, були гляціоевстатичні
коливання рівня Світового океану (Зубаков, 1986). У трансгресивні фази
значно зростала солоність чорноморських вод, про що, зокрема, можна
судити зі збільшення у вивчених нами черепашках устриць натрію та
стронцію. Надходження теплих середземноморських водних мас приводило до
помітного підвищення температур вод у Чорноморському басейні. Про це
свідчить зростання вмісту магнію у черепашках O. edulis з трансгресивних
ритмів карангатського розрізу.

По ходу регресії приплив океанічних вод з півдня скорочувався, і
гідрологічний режим Чорного моря все більше залежав від інтенсивності
річкового стоку. Поступово внаслідок припливу прісних вод з півночі
знижалася солоність та температура чорноморських вод. З річковим стоком
у басейн виносилася велика кількість розчиненого та завислого матеріалу.
Води рік порівняно з морськими збагачені цілою чередою хімічних
елементів. Серед цих елементів значне місце належить Al, Si и Mn, які
мігрують у колоїдному стані та втрачають геохімічну рухливість у зоні
змішування прісних та морських вод.

Наведені дані дозволяють підтвердити проявлення в історії карангатського
басейну трьох фаз осолонення, які розділені двома фазами опріснення. Ці
фази доволі впевнено прив’язуються до ізотопно-кисневих кривих за
планктонними форамініферами.

ВИСНОВКИ

У дисертації розроблені основні принципи нового напряму палеобіогеохімії
– палеобіогеохімічного аналізу геоісторичних подій, який базується на
тому, що розподілення хімічних елементів, які приймають участь у
формуванні екзоскелету гідробіонтів, зокрема молюсків, визначається
трьома факторами: 1) географічним, зумовленим існуванням певних потоків
речовини у басейн проживання ззовні; 2) екологічним (фізико-хімічним),
який полягає у контролі геохімічної рухливості хімічних елементів
умовами середовища; 3) біологічним, зумовленим вибірковим поглиненням
хімічних елементів за рахунок метаболічних та поведінкових адаптацій.

Встановлено роль осмотичних адаптацій у формуванні скелетної речовини
молюсків. Накопичення натрію у скелетах еврігалінних молюсків у певних
діапазонах солоності вод проживання відбувається несинхронно змінам
вмісту цього хімічного елемента у середовищі. Тому вміст натрію у
черепашках еврігалінних форм можна використовувати для оцінок солоності
лише поза зонами критичної для гідробіонтів солоності.

Вперше розглядається видільно-акумулятивна функція черепашки молюсків.
Виведення з гемолімфи у скелетну речовину нейтральних та токсичних для
організму хімічних елементів є одним з механізмів очищення життєво
важливих органів у екстремальних ситуаціях, коли основна видільна
система з цією функцією не може впоратися. Крім цього, скелет
використовується і як сховище для резервного запасу біологічно важливих
хімічних елементів (Na, Cu та ін.), у яких може виникнути потреба під
час скорочення сполучення з оточенням. Цей запас акумулюється у
черепашці у достатньо доступній формі.

Запропоновано гіпотезу щодо регулювання рівня магнію у м’яких тканинах
та у скелетній речовині молюсків у процесі біохімічних адаптацій до
зміни температури вод довкілля.

Показано ефективність палеобіогеохімічного аналізу геоісторичних подій
для виявлення змін інтенсивності річкового стоку, опріснення морського
басейну, вулканізму, субмаринного підтоку, евстатичних коливань рівня
моря, субдукційних та колізійних орогенічних подій.

Біогеохімічними засобами оцінений доробок субдукційних процесів активної
окраїни Євразійського континенту у формування морських екосистем півдня
та заходу Українського щита у середньому еоцені та у середньому міоцені.
Вплив орогенов субдукційної стадії висловлюється у поперемінному
збагаченні вод проживання молюсків продуктами острівнодугового
вулканізму (бором та іншими) у підсувному режимі та продуктами
субмаринного розвантаження по активізованим розривним порушенням у тилу
літосферної плити, що насувається, в умовах орогенічного режиму розвитку
зони субдукції.

Встановлено, що орогенез у межах колізії фіксується у суміжних
епіконтинентальних басейнах опрісненням їх вод за рахунок скорочення
зв’язку з відкритим морем, активізацією розривних порушень фундаменту,
проявленням грязьового вулканізму та ін. Ці ефекти чітко визначаються за
палеобіогеохімічними даними у водоймах Східного Паратетісу, які існували
у ранньому та середньому сарматі.

Продемонстрована можливість фіксування за біогеохімічними даними
локальних геохімічних ефектів, які ми пов’язуємо з масопереносом від
геодинамічно активних ділянок розривних порушень фундаменту у моменти
максимальних тектонічних навантажень. На південній та південно-західній
периферіях Українського щита сліди активізації знайдено у
середньоеоценових, середньо- та верхньоміоценових відкладах.

На основі палеобіогеохімічних даних запропоновано нову гіпотезу, яка
пояснює походження марганцю Нікопольського басейну.

Розроблено геохімічну модель постседиментаційних змін скелетної речовини
викопних молюсків. Зокрема, встановлено, що у постседиментаційних
обстановках найбільша реактивність з мікроелементів, які входять до
складу черепашок молюсків, властива для Mg, Sr, Fe, Mn и Si. Ці хімічні
елементи можуть неодноразово перерозподілятися як у межах черепашки
(зміни позицій у кристалічній структурі та поза нею), так й у системі
черепашка – осадок (гірська порода) – мулові (підземні) води.

З усього сказаного вище можна заключити, що палеобіогеохімічний аналіз
геоісторичних подій дає в руки досліднику, щонайменше, кайнозойської
історії нашої планети об’єктивну інформацію, причому, у більшій частині
унікальну. Ці дані дозволяють доповнити, а іноді й уточнити наші знання
про басейни геологічного минулого, які одержані традиційними засобами.

ОСНОВНІ РОБОТИ АВТОРА ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Васильев А. Н. Скелетная биогеохимия моллюсков. – Харьков: Экограф,
2003а. – 284 с.

2. Васильев А. Н., Борисенко Ю. А. Биогеохимические критерии оценки
диагенеза раковин ископаемых моллюсков // Докл. АН СССР. – 1989. – Т.
305. – № 6. – С. 1474–1477. (Особистий внесок: фактичний матеріал, ідея
роботи, розробка методики досліджень та формулювання висновків).

3. Васильев А. Н., Журавель Н. Е. Геохимическая зональность
позднебаденского бассейна Волыно-Подолии по палеобиогеохимическим данным
// Докл. АН УССР. Сер. Б. – 1989а. – № 7. – С. 3–6. (Особистий внесок:
фактичний матеріал, ідея роботи, інтерпретація біогеохімічних даних,
формулювання висновків).

4. Васильев А. Н., Журавель Н. Е. Углеводородные газы в раковинах
ископаемых и современных моллюсков // Бюл. Моск. о-ва испытателей
природы. Отд. геол. – 1989б. – Т. 64. – Вып. 4. – С. 56–62. (Особистий
внесок: фактичний матеріал, інтерпретація даних аналізу, формулювання
висновків).

5. Борисенко Ю. А., Васильев А. Н. Биогеохимия раковин ископаемых
двустворок как индикатор палеосолености / Палеонтологические и
биостратиграфические исследования при геологической съемке на Украине.
ІГН НАН України. – Киев: Наук. думка, 1990. – С. 120–126. (Особистий
внесок: фактичний матеріал, інтерпретація біогеохімічних даних).

6. Васильев А. Н., Борисенко Ю. А. Отражение в химическом составе
раковин этолого-трофической принадлежности ископаемых моллюсков //
Вестн. Харьк. ун-та. – 1990а. – № 345. – Геология и народное хозяйство.
– С. 14–19. (Особистий внесок: фактичний матеріал, постановка завдання
та експериментальні дослідження, інтерпретація біогеохімічних даних,
формулювання висновків).

7. Васильев А. Н., Журавель Н. Е., Онисько Т. Г. Биогеохимия раковин
дрейссен из водоема с аномальным термическим режимом // Доп. НАН
України. – 1995. – № 8. – С. 145–147. (Особистий внесок: постановка
завдання та експериментальні дослідження, інтерпретація біогеохімічних
даних, формулювання висновків).

8. Васильев А. Н., Хатимлянский В. В. Особенности постседиментационных
преобразований раковин нижнемеловых аммонитов в связи с ориентировкой
при захоронении // Доп. НАН України. –1996.– № 2. – С. 83–85. (Особистий
внесок: постановка завдання, інтерпретація біогеохімічних даних,
висновки).

9. Васильев А. Н. Использование палеобиогеохимических данных для
выделения синхронных стратиграфических уровней в среднем миоцене
Волыно-Подолии // Стратиграфия. Геологическая корреляция. – 1997. – Т.
5. – № 2. – С. 85–90.

10. Васильєв О. М., Смислова Л. І., Ковальчук М. С., Якушин Л. М.
Хімічний склад черепашок устриць з верхньої крейди північної окраїни
Донбасу // Геол. журн. – 1998. – № 3–4. – С. 75–80. (Особистий внесок:
постановка завдання та експериментальні дослідження, інтерпретація
біогеохімічних даних, формулювання висновків).

11. Васильев А. Н. Постседиментационные изменения раковинного вещества
ископаемых моллюсков из меловых и кайнозойских отложений Украины //
Вісник Харк. нац. у-та. – № 455. – Геологія – географія – екологія. –
1999. – С. 8–16.

12. Васильев А. Н. Биогеохимическая индикация углеводородного
загрязнения речных вод по химическому составу раковин унионид // Доп.
НАН України. – 2001а. – № 1. – С. 198–202.

13. Васильев А. Н. Палеобиогеохимические данные о стадийности
среднемиоценового орогенеза в Карпатах // Вісник Харк. нац. у-та. – №
521. – Геологія – географія – екологія. – 2001б. – С. 20–24.

14. Васильев А. Н. Возможности реконструкции тектонических событий по
палеобиогеохимическим данным с примерами из кайнозоя юга и юго-запада
Украины // Геоинформатика (Москва). – 2002а. – № 1. – С. 36–41.

15. Васильев А. Н., Березовский А. А. Реконструкция с использованием
биогеохимических данных палеогеографических обстановок среднего эоцена
на южном склоне Украинского щита // Геолого-мінералогічний вісник. –
2002. – № 1(7). – С. 49–61. (Особистий внесок: постановка завдання та
експериментальні дослідження, інтерпретація біогеохімічних даних,
висновки).

16. Васильев А. Н. Палеобиогеохимические оценки солености вод: ответы на
некоторые вопросы // Вісн. Харк. ун-ту. – 2002б. – № 563. – С. 24-30.

17. Васильев А. Н. Опыт реконструкции раннесарматских тектонических
движений в бассейне р. Конки по палеобиогеохимическим данным // Геол.
журн. – 2002в. – № 4. – С. 120–123.

18. Васильєв О. Особливості використання біогеохімії молюсків у
палеогеографічних дослідженнях // Палеонтол. зб. – 2002. – № 34. – С.
150–156.

19. Васильев А. Н. Реконструкция кайнозойской активизации разрывных
нарушений на юго-востоке Украинского щита по палеобиогеохимическим
данным // Доп. НАН України. – 2003б. – № 2. – С. 105–110.

20. Васильев А. Н., Смыслова Л. И. Оценка эвстатических событий позднего
плейстоцена по химическому составу раковин устриц из карангатских
отложений Керченского полуострова // Теоретичні та прикладні аспекти
сучасної біостратиграфії фанерозою України. ІГН НАН України. – Київ,
2003. – С. 45–47. (Особистий внесок: постановка завдання, інтерпретація
біогеохімічних даних, формулювання висновків).

21. Васильев А. Н. Об условиях образования бугловских отложений среднего
миоцена Волыно-Подолии по данным палеобиогеохимических исследований //
Геол. журн. – 2003г. – № 1. – С. 110–115.

22. Васильев А. Н. Палеобиогеохимический анализ геоисторических событий:
принципы и возможности // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Сер.
Естественные науки (Ростов н/Д). – 2003в. – № 4. – С. 74–78.

23. Васильєв О. М. Про можливе джерело марганцю руд Нікопольського
басейну (за палеобіогеохімічними даними) // Вісн. Харк. ун-та. – 2003. –
№ 604. – С. 1–4.

24. Васильев А. Н. Биогеохимические исследования бивальвий из нижнего
сармата южной окраины Украинского щита и их стратиграфическое значение
// Стратиграфия. Геол. корреляция. – 2004. – Т. 12. – № 2. – С. 113–120.

25. Биогеохимический способ палеогеографических реконструкций: А.с. №
1485177, СССР, МКИ G 01 V 9/00. / А. Н. Васильев, А. М. Кирюхин,
Ю. А. Борисенко, Н. Е. Журавель, О. Ф. Тюрикова (СССР). № 4257693/24-25,
Заявлено 08.06.87, Опубл. 07.06.89, Бюл. № 2. – 2 с. (Особистий внесок:
частково фактичний матеріал, експериментальні дослідження, інтерпретація
біогеохімічних даних).

26. Васильев А. Н., Борисенко Ю. А. Диагенез скелетных образований как
дополнительный критерий точности биостратиграфической корреляции // Тез.
докл. VII межведомственной стратиграф. конф.
“Палеоэколого-литологические и биостратиграфические исследования в
геологоразведочных работах на нефть и газ”. – Махачкала, 1990б. – С.
18–19. (Особистий внесок: фактичний матеріал, інтерпретація
біогеохімічних даних).

27. Борисенко Ю. А., Васильев А. Н. Палеоэкосистемные реконструкции по
биогеохимическим данным // Тез. докл. XXVII сессии Всесоюз. палеонтол.
об-ва “Экосистемные перестройки”. – Ленинград, 1991а. – с. 14–15.
(Особистий внесок: інтерпретація біогеохімічних даних, формулювання
висновків).

28. Борисенко Ю. А., Васильев А. Н. Палеобиогеохимические исследования
на Украине, пути их дальнейшего развития и практическое приложение /
Палеонтологические и биостратиграфические исследования на территории
Украины. ІГН НАН України. – Киев: Наук. думка, 1991б. – С. 16–24.
(Особистий внесок: участь у написанні основної частини статті,
експериментальні дані, висновки).

29. Васильев А. Н. Палеобиогеохимические исследования как инструмент
сверхдетальной событийной стратиграфии / Стратиграфічні та
палеонтологічні дослідження в Україні. – Київ: ІГН НАН України, 1994. –
С. 9–10.

30. Vasilyev A. N., Zhuravel N. E. Morphology and chemical composition
of Dreissena shells from the reservoir-cooler of Yuzhno-Ukrainian
nuclear station // Abstracts of 7th European Ecological Congress
“Ecological Processes: Current and Perspectives”. – Budapest, Hungarian
Biological Centre, 1995. – P. 137. (Особистий внесок: постановка
завдання та експериментальні дослідження, інтерпретація біогеохімічних
даних, формулювання висновків).

31. Васильев А. Н. Соленость вод позднебаденского бассейна
Волыно-Подолии по палеобиогеохимическим данным // Екосистеми
геологічного минулого України. – Київ: ІГН НАН України, 1995. – С.
97–98.

32. Васильев А. Н. Палеобиогеохимические данные о стадийности
среднемиоценового орогенеза в Карпатах // Біостратиграфічні дослідження
при пошуках корисних копалин України. – Київ: ІГН НАН України, 1996. –
С. 63.

33. Васильєв О. М., Добрачева В.В. Біогеохімічні дослідження стану
екосистеми р. Псел у межах Сумської області на прикладі родини Unionidae
// Вакалівщина: До 30-річчя біостаціонару Сумського педінституту. –
Суми, 1998. – С. 176–180. (Особистий внесок: постановка завдання,
інтерпретація біогеохімічних даних, формулювання висновків).

34. Васильев А. Н. Палеобиогеохимический анализ событий прошлого //
Біостратиграфічні та палеоекологічні аспекти подійної стратиграфії. –
Київ, ІГН НАН України, 2000. – С. 5.

35. Васильєв О. М. Виявлення та оцінка геоісторичних подій минулого
засобами палеобіогеохімічного аналізу // Палеонтологічне обґрунтування
стратонів фанерозою України. – Київ, ІГН НАН України, 2001. – С. 7–9.

36. Васильев А. Н. Возможности биогеохимической индикации техногенного
загрязнения пресноводных экосистем // Регион: Проблемы и перспективы.
Харків, 2001в. – С. 54–57.

37. Васильев А. Н. Использование биогеохимии унионид для оценок
стрессовых ситуаций в пресноводных экосистемах // Тез. докл. III
Международного совещания “Геохимия биосферы”. – Ростов-на-Дону, Изд-во
Рост. ун-та, 2001г. – С. 147–148.

38. Васильев А. Н. Выделение синхронных уровней в нижнем сармате юга
Украины по палеобиогеохимическим данным // Проблемы биохронологии в
палеонтологии и геологии. – Тез. докл. XLVIII сессии Палеонтол. о-ва при
РАН “Проблемы биохронологии в палеонтологии и геологии”. – С.–Петербург,
2002г. – С. 27–29.

39. Васильєв О. М. Деякі адаптаційні механізми контролю хімічного складу
черепашок кайнозойських бівальвій // Еволюція органічного світу як
підґрунтя для вирішення проблем стратиграфії. – Київ: Логос, 2002. – С.
65–69.

40. Васильев А. Н. Реконструкция кайнозойских тектонических событий на
юге Восточно-Европейской платформы по палеобиогеохимическим данным //
Мат. Международной конференции “Проблемы геодинамики и минерагении
Восточно-Европейской платформы”. – Воронеж, 2002д. – С. 171–174.

41. Васильев А. Н. Проблема оценки солености вод древних бассейнов
средствами палеобиогеохимии // Тез. докл. XLIX сессии
Палеонтологического об-ва при РАН “Палеонтология и природопользование”.
– С.–Петербург, 2003д. – С. 50-52.

42. Васильев А. Н., Журавель Н. Е., Клочко П. В. Оценка состояния вод
среднего течения р. Мерлы (Харьковская область) с использованием
скелетной биогеохимии унионид // Мат. міжнар. наук.-практ. конф.
“Регіон–2003: стратегія оптимального розвитку”. – Харків, 2003. – С.
282–283. (Особистий внесок: фактичний матеріал, постановка завдання та
експериментальні дослідження, інтерпретація біогеохімічних даних,
формулювання висновків).

43. Васильев А. Н. Натрий в скелетном веществе пресноводных моллюсков
как показатель техногенеза // Мат. четвертой Российской биогеохимической
школы “Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов
биосферы”. – М.: Наука, 2003є. – С. 74–75.

Анотації

Васильєв О. М. Палеобіогеохімічний аналіз геоісторичних подій (на
прикладі кайнозою півдня та південного заходу Східно-Європейської
платформи). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук за
спеціальністю 04.00.09 – палеонтологія та стратиграфія. Інститут
геологічних наук НАН України, Київ, 2004.

У роботі розглянуті основні принципи палеобіогеохімічного аналізу
геоісторичних подій. Показано, що розподіл хімічних елементів, які
приймають участь у формуванні екзоскелету гідробіонтів, контролюється
трьома факторами: 1) географічним, який зумовлений існуванням певних
потоків речовини у басейн ззовні; 2) екологічним, який заключається у
контролі геохімічної рухливості хімічних елементів умовами середовища;
3) біологічним, який зумовлений вибірковим поглиненням хімічних
елементів за рахунок метаболічних адаптацій. Режим функціонування цих
факторів визначається геоісторичними подіями різного походження та
рангу.

Вперше розглядається видільно-акумулятивна функція черепашки молюсків та
роль у розподіленні хімічних елементів скелетної речовини осмотичних
адаптацій.

На прикладах з кайнозою України показано можливості палеобіогеохімічного
аналізу як інструмента виявлення та оцінки вулканічних, тектонічних,
евстатичних та інших подій. Зокрема, установлено, що біогеохімічні
свідоцтва тектонічних процесів в екосистемах кайнозойських
епіконтинентальних морів південної та південно-західної окраїн
Східно-Європейської платформ, являють собою комплексний показник, який
підсумовує прояви череди окремих подій у області зносу та безпосередньо
у басейні осадконакопичення.

Розроблено геохімічну модель постседиментаційних змін скелетної речовини
молюсків в умовах діагенезу, катагенезу та гіпергенезу.

Ключові слова: палеобіогеохімія, кайнозой, молюски, тектогенез,
палеогеографія, осмотичні адаптації, Східно-Європейська платформа.

Васильев А. Н. Палеобиогеохимический анализ геоисторических событий (на
примере кайнозоя юга и юго-запада Восточно-Европейской платформы). –
Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора геологических наук по
специальности 04.00.09 – палеонтология и стратиграфия. Институт
геологических наук НАН Украины, Киев, 2004.

В работе рассматриваются основные принципы палеобиогеохимического
анализа геоисторических событий. Показано, что распределение химических
элементов, принимающих участие в формировании экзоскелета гидробионтов,
определяется тремя факторами: 1) географическим, обусловленным
существованием определенных потоков вещества в бассейн обитания извне;
2) экологическим, состоящим в контроле геохимической подвижности
химических элементов условиями среды; 3) биологическим, обусловленным
избирательным поглощением химических элементов за счет метаболических и
поведенческих адаптаций. Режим функционирования этих факторов
определяется геоисторическими событиями различного происхождения и
ранга. На примерах из кайнозоя Украины показаны возможности
палеобиогеохимического анализа как инструмента установления и оценки
вулканических, тектонических, эвстатических и других событий.

Установлено, что биогеохимические свидетельства тектонических процессов
в экосистемах кайнозойских эпиконтинентальных морей южной и юго-западной
окраин Восточно-Европейской платформы, расположенных на удалении от
активных орогенических зон, представляют собой комплексный показатель,
суммирующий проявление ряда частных событий в области сноса и
непосредственно в бассейне. Влияние орогенов субдукционной стадии
выражается в попеременном обогащении вод обитания моллюсков продуктами
островодужного вулканизма (бор и некоторые другие специфические
элементы) при поддвиговом режиме и продуктов субмаринной разгрузки по
активизированным разрывным нарушениям в тылу надвигаемой литосферной
плиты в условиях орогенического режима развития зоны субдукции. Эпизоды
коллизионного орогенеза фиксируются в смежных эпиконтинентальных
бассейнах опреснением последних за счет сокращения связи с открытым
морем, активизацией разрывных нарушений фундамента, проявлением
грязевого вулканизма и др.

На основании палеобиогеохимического анализа разработаны частные методики
изучения аномального речного стока в бассейне осадконакопления,
субмаринной разгрузки подземных вод в зонах долгоживущих разрывных
нарушений, подводного вулканизма. Установлены закономерные изменения
химического состава раковин морских моллюсков в связи с эвстатическими
колебаниями уровня Мирового океана.

Показано влияние осмотических адаптаций на зависимость содержания в
раковинах моллюсков натрия от солености вод обитания; установлено, что
распределение в раковинах стронция зависит большей мерой от соотношения
солей в водах обитания, чем от их солености. Выявлены основные
закономерности аккумуляции натрия пресноводными моллюсками, которые
являются осморегуляторами, в экстремальных условиях. Впервые
рассматривается выделительно-аккумулятивная функция раковины моллюска,
которая состоит в том, что из гемолимфы в экстрапаллиальную жидкость, а
затем в раковину выводятся токсичные микроэлементы, а также излишки
химических элементов, выполняющие важную роль в обменных реакциях
моллюска. Биологически важные элементы занимают неустойчивые позиции в
кристаллической структуре биогенных карбонатов. В экстремальных условиях
моллюски частично растворяют внутреннюю поверхность своей раковины,
благодаря чему у организма, испытывающего проблемы с поддержанием
осмотического давления, имеется дополнительный механизм (наряду с
анизоосмотической регуляцией и герметизацией раковины), позволяющий
поддерживать ионный баланс в системе экстрапаллиальная жидкость –
гемолимфа.

Разработана геохимическая модель постседиментационных изменений
скелетного вещества моллюсков в условиях диагенеза, катагенеза и
гипергенеза. В этих обстановках наибольшая реактивность из химических
элементов, входящих в состав раковин моллюсков, присуща Mg, Sr, Fe, Mn и
Si, которые могут неоднократно перераспределяться как в пределах
раковины (изменение позиций в кристаллической решетке и вне ее), так и в
системе раковина – вмещающий осадок (порода) – иловые (подземные) воды.

Ключевые слова: палеобиогеохимия, кайнозой, моллюски, тектогенез,
палеогеография, осмотические адаптации, Восточно-Европейская платформа.

Vasylyev O. M. Paleobiogeochemical analysis of geohistorical events (on
the examples from Cenozoic of south and south-west of East-European
craton). – Manuscript.

A thesis submitted for the degree of Doctor of Geological Sciences on
speciality 04.00.09 – Paleontology and Stratigraphy. Institute of
Geological Sciences of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv,
2004.

The main principles of paleobiogeochemical analysis of geohistorical
events are considered. Paleobiogeochemical analysis of geohistorical
events is based on the fact, that the distribution of chemical elements,
which participate in forming of water invertebrates exoskeleton, is
determined by three factors: (a) geographical factor is caused by
existence of substance flows into living basin from outside; (b)
ecological factor consists in control of trace elements geochemical
activity by environment conditions; (c) biological factor is caused by
selective absorption of chemical elements by means of metabolic and
behavioral adaptations. Operation conditions of these factors are
determined by geohistorical events of different origin and grade.

At first the molluscs shells secretary-and-accumulative function is
considered. The excretion of impassive and toxic for mollusks organism
elements from blood is one of vitals cleaners in extreme situations,
when the main secretary system cannot exercise this function. Besides,
skeleton is used as a biologically important elements (Na, Cu, possibly
other) storage. These elements are needed when environment
communications decrease. This store of the elements is accumulated in
shells in accessible form.

The examples of Cenozoic sequences of Ukraine show capabilities of
paleobiochemical analyses for signification and evaluation of volcanic,
tectonic, eustatic and other geohistorical events. In particular, the
biogeochemical evidences of tectonic events at the ecosystems of
epicontinental seas of south and south-west margins of East-European
craton are the complex index joined together the exhibitions of whole
range of events at erosion area and in the sea basin immediately.

The geochemical model of post-depositional alterations of mollusc shells
at diagenesis, catagenesis, hypergenesis conditions are developed.

Key words: paleobiogeochemistry, Cenozoic, molluscs, tectogenesis,
paleogeography, osmotic adaptation, East-European craton.

Підписано до друку 27.01.05. Формат 60 * 901/16. Папір офс. № 1.

Гарнітура „Таймс”. Друк офс. Ум. друк. арк. 2,0. Обл.-вид. арк. 1,9.

Наклад 100 прим. Зам. .

Науково-видавнича фірма «Екограф»

61018, м. Харків, вул. Дерев’янко, 7, к. 86

PAGE \* Arabic 44

Похожие записи