Биогенные структуры

3. Биотурбационные текстуры

      Термин «биотурбационные текстуры” предложен для текстур, образованных в процессе жизнедеятельности организмов в осадке или на его поверхности. Образование биотурбационных текстур вызывает нарушение или преобразование первичных осадочных текстур, образованных агентами неорганического происхождения. В отличие от скелетных остатков организмов биотурбационные текстуры всегда автохтонные и за очень редким исключением не могут быть вторичного происхождения. Таким образом, они дают более адекватную информацию о бентосном биоценозе, чем окаменелости.

      Шафер попытался охарактеризовать процесс биотурбации, рассматривая образ жизни животных, обитающих в осадке вблизи его поверхности. Он выделяет:

1. свободно передвигающихся эндобионтов (обитающие в осадке и свободно передвигающиеся в нем);
2. эндобионтов с ограниченным передвижением (обитают в осадке, но передвижение их ограничено практически местом обитания);
3. свободно передвигающихся гемиэндобионтов (свободно передвигающиеся по поверхности осадка, иногда зарывающиеся в осадок);
4. свободно передвигающихся эпибионтов (свободно передвигающиеся по поверхности осадка);
5. неподвижных эпибионтов (неподвижные животные, обитающие на поверхности осадка).

      Он  рассуждает следующим образом: такие  процессы седиментации, как эрозия и осадконакопление, заставляют бентосных животных реагировать на новые условия. Организмы и следы их жизнедеятельности сохраняются только благодаря процессам седиментации. Если поверхность осадков, на которой живут бентосные организмы, покрывается новым осадком, это мало сказывается на свободно передвигающихся эндобионтах и гемиэндобионтах, так как они имеют специальные органы для зарывания и могут выкарабкиваться из осадка, чтобы занять более удобные для жизни позиции. Многие свободно передвигающиеся эпибионты, хотя и не имеют таких специальных органов, но способны двигаться сквозь толщу вновь образовавшегося осадка к поверхности. Неподвижные организмы, не способные выбраться из толщи осадка, погибают.

      Эрозионный  смыв осадков не влияет существенно на свободно передвигающихся эпибионтов и гемиэндобионтов. Однако эидобионты, обнажающиеся в ходе эрозии и поэтому вынужденные снова зарываться в осадок, погибают, если при сильной эрозии со значительным размывом они не сумеют вновь зарыться в осадок.

      В  результате жизнедеятельности бентосных  организмов нарушается первичная текстура осадка: слои деформируются, нарушаются и смещаются; образуются новые текстуры — биогенные. Достаточно крупные для распознавания и описания следы жизнедеятельности организмов называются ихнофоссилиями.

      В современных осадках биотурбаты видимы благодаря препарировке рельефных отпечатков в песках. В илистых осадках биотурбаты, как правило, заметны только в тонких шлифах. Иногда для выделения биотурбационных горизонтов следует применять рентгенограммы. Необходимо отмечать нарушение напластования, обусловленное конседимента-ционными процессами деформации, от биогенного нарушения осадков в процессе жизнедеятельности организмов.

      Биотурбационные текстуры можно определить по отсутствию хорошо выраженного напластования. Эти слои из стратифицированной пачки нарушены, разорваны и частично смещены и могут быть изогнуты вверх или вниз. Пятнистая текстура — хороший индикатор жизнедеятельности животных. В илистых осадках пятнистый облик, возникающий за счет неравномерного распределения песчаных гнезд, — характерный признак биотурбации. Кроме того, признаками жизнедеятельности организмов являются: наличие темных, пятнышек илов в светлоокрашенных песках, нарушение первичного расположения раковин, гнезда битой ракушки и гнезда разнозернистых песков.

      Биотурбациопные текстуры можно подразделить на две основные группы:

1. Деформативные текстуры Fossitextura-deformativa. Эти биотурбационные текстуры без какой-либо определенной формы. Они имеют вид бесформенных пятнистых текстур или беспорядочных пятен, образованных за счет осадков иного цвета или иных размеров зерен, и др.
2. Фигуративные текстуры Fossitextura-.fi-gurativa. Эти биотурбационные текстуры определенной распознаваемой формы (например, ходы роющих животных).

      В природе деформативные текстуры встречаются чаще, чем фигуративные. Кроме того, следует описывать степень биотурбации в данном горизонте. Мур и Скраутен разработали схему, в которой они выделяют правильное напластование, нарушенное напластование, ярко выраженную и неясную пятнистость осадков и однородные осадки. Авторы считают эту схему весьма качественной.

      Рейнек предложил метод, согласно которому на профиле учитывается процент площади, первичное напластование которой нарушено организмами. В зависимости от степени нарушения первичного напластования выделяются шесть классов. В табл. 2 дана схема, по которой можно описать степень биотурбации. Вернер выделяет пять степеней биотурбации и использует новый фактор — степень биотурбации, выражающуюся в относительной доле биотурбационных текстур в вертикальном относительно напластования сечении.

Таблица   2

Классификация степени биотурбации на основе

  нарушения первичного напластования  По   Рейнеку  с     изменениями. 

      По  мнению Зейлахера, биотурбационные текстуры можно рассматривать с трех точек зрения: таксономии, экологии и стратономии. Он считает, что предпочтение следует отдавать экологическому подходу. Таксономический подход часто невозможен, так как по ихнофоссилиям не всегда удается определить, к какому виду они принадлежат. Стратономическое изучение, хотя в некоторых случаях и оправдывает себя, не является биологическим. При таксономическом изучении детально описываются морфологические особенности ихнофоссилий и выделяются род и вид: Отдельные роды и виды отражают морфологию лишь отдельных индивидуумов. Хантцшель составил сводку известных родов и видов, установленных по ихнофоссилиям. Для решения вопросов седиментогенеза ихнофоссилии практически не изучены.

      Основываясь на некоторых экологических факторах, Зейлахер предлагает классификацию, в которой выделяются пять групп ихнофоссилий:

          1) следы на площадках отдыха;

2. следы ползания;

 
 
 
 
 
      

3. следы касания;

 
 
 
 

      

4. текстуры  питания;

 
 
 
 

      

5. текстуры  обитания;

 

      Эти пять типов ихнофоссилий морфологически отличаются друг от друга. Единственный недостаток этой превосходной генетической классификации то, что не каждый след можно сопоставить со следами жизнедеятельности современных организмов. И, кроме того, следы  трактуются многозначно. Эта проблема еще более усложняется для древних осадков, так как очень мало известно о животных, обитающих в них и образующих ихпофоссилии, и об их поведении.

      Организмы могут оставлять следы жизнедеятельности на поверхности или внутри осадка. Можно было бы попытаться разграничить ихнофоссилии на поверхности осадка и ихпофоссилии внутри осадка. Однако наблюдая современные обстановки осадконакопления, можно сделать вывод, что на этой основе нельзя создать твердую классификацию. Животные, которые передвигаются и отдыхают на поверхности осадка и обычно оставляют на этом месте ихнофоссилии, могут частично закапываться в осадок и оставлять следы внутри него. Животные, живущие обычно внутри осадка, также могут полностью или частично выползать на поверхность осадка и оставлять следы.

      Стратономический подход к изучению ихнофоссилии позволил классифицировать их по занимаемому ими положению в осадке. Наиболее широко известны две стратономические классификации — Зейлахера и Мартинсона. Такой же подход можно применить к изучению ихнофоссилии в древних осадках. На рис. 4 приведена схема классификации Мартинсона.

       Топономия ихнофоссилии

Рис. 4. Стратономическая классификация ихнофоссилии (основана на средах консервации ихнофоссилии). Алеврит и песчаник (точки) и аргиллит (штриховка) переслаиваются. Четыре основных термина, показанные справа от схемы (Epichnia, Endichnia, Hypichnia и Exichnia), выделены по отношению к слою А. По Мартинсону [Martinsson, 1970] 1 — эпихииальный желобок: 2 эпихниальиый валик. 3 — крупный, гипихпион в покрывающем слое; 4 — эндихниальные ходы; 5 гипихииальные валики (гипихниальпые слепки желобков); 6 — экзихниалькые слепки ходов 
 

 Хертвек, основываясь на собственных наблюдениях в приливной полосе, делит ихнофоссилии на три группы:

1. ихнофоссилии на поверхности осадка;
2. ихнофоссилии внутри осадка;
3. текстуры обитания.

  Недостаток этой классификации — подразделение ихнофоссилии на поверхностные и внутри осадка. Это усугубляется еще и тем, что некоторые бентосные организмы могут передвигаться внутри осадка по плоскостям напластования. В древних осадках их можно отнести к ихнофоссилиям на поверхности осадка, в то время как они были образованы внутри осадка. Несмотря на этот недостаток, авторы описывают ихнофоссилии по этим трем группам.

 Рис. 5. Следы, оставленные морскими звездами. Следы сохраняются в том случае, когда отдыхающие на песчаном грунте (под которым находится ил) морские звезды слегка зарываются в песок, а позднее покинутые животными места отдыха заполняются песком. По Зейлахеру. 

 Ихнофоссилии  на поверхности осадка

 Ихнофоссилии  на поверхности осадка образуются на верхней поверхности осадка в результате жизнедеятельности животного, от которого остаются следы всего тела   или отдельных органов. Следы могут быть довольно разнообразные. Это следы отдыха, оставленные животным, отдыхающим на поверхности рыхлого осадка; следы ползания животного, оставляющего отпечатки органов движения, или следы ползания животного, движущегося по мягкому осадку в поисках пищи. Ихнофоссилии на поверхности осадка могут образовывать и летающие животные, опускающиеся на мягкий грунт для отдыха или в поисках пищи. Как правило, это отпечатки лап или клюва птиц. Плавающие животные (такие, как рыбы) оставляют следы, когда они ложатся на грунт отдыхать или же, плавая, касаются поверхности осадка.

      К ихнофоссилиям на поверхности осадка принадлежат следы, оставленные на илистой поверхности, покрытой тонким слоем песка, через который животное прокладывало себе путь (по Зейлахеру, это ихнофоссилии внутри осадка). Эти ихнофоссилии сразу же после возникновения заполняются вышележащим песком (рис. 5). В ископаемом состоянии они наблюдаются в виде четкого рельефа на подошве песчаного слоя. Такие ихнофоссилии, как правило, образуются на месте отдыха животных, которые в это время слегка закапываются в грунт. Подобные следы следует отличать от следов ползания внутри осадка.

      Несмотря  на то, что ихнофоссилии на поверхности осадка образуются очень часто, они редко сохраняются в зонах, где осадок активно перерабатывается (например, в местах затопляемых приливами равнин).

      Генетически текстуры зарывания представляют собой отверстия, образованные животными в результате их биотурбационной активности; они часто сохраняются, так как сцементированы слизистыми выделениями животных. Биотурбация осадков происходит в результате движения животного сквозь осадок. Как только ход прорыт, движение животного ограничивается в основном этим ходом. Только иногда в поисках пищи или для выброса фекальных остатков животное высовывается из своей норы. Ходы могут иметь разнообразную форму: простую, U-образную с отверстиями на одном или обоих концах, разветвленную, извилистую и др.