Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ УГЛЕВОДОВ В ОКЕАНСКОМ СЕДИМЕНТОГЕНЕЗЕ И РАННЕМ ДИАГЕНЕЗЕ

ВАК РФ 04.00.03, Биогеохимия

Автореферат диссертации по теме "ПРЕОБРАЗОВАНИЕ УГЛЕВОДОВ В ОКЕАНСКОМ СЕДИМЕНТОГЕНЕЗЕ И РАННЕМ ДИАГЕНЕЗЕ"

Я-28Ш

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДША ОИНИЬСКОЯ ЕЕВОЖЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Ш. Ц»В.ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

ЛАйАРЕВА ЕСТА ВКТ0Р0Ш4

УЖ 550.47:561.464:556.54

преобразование углеводов в скеанзкад идамштогшезе и ршт д ишнезе

. 04.00.03 - <3*0геохимия

Автореферат • диссертация па сояоканжв ученой отвлали каацилптп гвологе-игаврмогячмяап няук

Мооква 1907

a-- "

■s

работа выполнена в лаборатории химии океана Института океанологии ш. П.П.Ширшова АН СССР

Научнее руководители: доктор ге<ш>го-мштерадогичеоких наук, профессор Е.А.Романкодич кандидат географических наук В.Е.Артемьев

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук И.Е.Лейфман • кандидат геодого-ыинералогическт наук Е.М.Эаолавокдй

Ведущая организация: Институт биологии ганнх морей АН УССР

Зашита пиосертации состоится ¿¿Ost^^. IS87 г.

в /5-dO чао, на заседания специализированного совета Д 053.05.57 по биогводшшш в Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова в атд. М—Л. _ факультета - почвоведения МГУ по адресу: II989S Москва, Ленинские гары//^ факультет почвоведения, Ученый совет. '■> .

С диссертацией мсашо ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения. .

Автореферат разослан 1ЭВ7 г.

t Ученый секретарь

специали зированного совета

Л.А.ГБшшша

■ .„ -I-

. ^к^гг^дь'нтсуд- Изучена« состава а трансформации органического вещества (OB) в океане важно для количественной и качественной оценки круговорота углерода в биосфере, охраны природных вод от загрязнения, повышения продуктивности ыарияультуры, ио-■'сладовония литогенеза морских и океанских отложений. В шасле углерода в океане .первыми органическими веществами, возникаади-ш в процессе фотосинтеза, являются углевода. В океанских объектах они представлены больши" кагором соединений, в различной степени связанных с другими биохидаческики кошонентаыи я минеральной ооставлявшей и обладающие различной биогеохаиической подвижность»*: В настоящее время накоплен обширный материал по общему йодерлашо в составу углеводов морских организмов, взвеси и донных осадков. Однако биогеохимичеокий подход к изучении OB в инфосфере, т.е. "изучение, геохимических процессов,' проте-нающих ори уч&стнл хцрих организмов - яявого'ведеетва, ойлала&-щего шксимадьной геохшлпчвской энергией в биосфере в формирующего среду жизни" (Веряадокий,1Э65) требует 'оовыеотного рао-сыотроння вое более широкого Круга объектов в ряду: живое вещёст-&о-гводкая среда-Донные осадка. Актуальность работы обусловлена необходимостью получения сопоотавишх данных о.преобразования углеводов на стадиях седиментогеяезаи раннего диагенеза в системе :продгценты^нсуиентн-вэв осадки, выявление на »той основе- особенностей формирования' двух типов 03 (туцусовое в'саир'талевое)обладающих различными нефтегаэогенетяческгми ' потенциалами, рассмотрение индикаторных функций углеводов в различных фациалышх обстановка^ осадконвкопдепия.-

Цели я аддачи. Цвдь данной работ« - выявление преобразова-• юз углеводов на.стадиях оадаиеятогеврза в раннего двагеяеэа в скопэде: ллашггон-вэвесь-беятоо-доыныа осадки в различных от^1укту{яо-гвош)рфологяческ11Х зонах океана. В соответствии о ermi решались сдадуицяе задача? изучение ка единой методической основ* бвогеогагачеехих »ахошжвряоотвй качественного в коли-чеотввяаого ваменеаия состава угловонов морских объектов в процессах садаыентогеллва в раннего' диагенеза ооаштв различных - фвЦШШХ типов (WTJlJfflW) » лагун «хваторпшльво-трошпеокой воин Кнчйокого океана, остромых я иа~ эрпкових одафов, пелагии чаохнх поднятий, mftopi» фукародьяой активности, глубоководгпх котловин и ложа оквг'а); роя работка ыетоха определения фрекииои-

SM2L- '

Ii. . i ^

1 . i i

вого состава углеводов различных морских объектов« дающего сопоставимые данные при переходе от живого вещества к коснону и применимого в зкспедициошшх условиях: 'сбор проб планктона, взвеси различной крупности, бентосных организмов, донных осадков л изучение их фракционного, а з ряде случаев моносахарвдного ' ." состава; выявление индикеторвоЗ способности фракщгонного к моносахарвдного состава углеводов в океанской седазм онтогенезе и . ранней диагенезе»

Основже аашпцдемц? прдоження. -

I* Предложена методика определения фракционного состава ;. углеводов, позводявдая получать сопоставимые данные дая объектов', отличаюдахся дабидьаостыо углеводного коышюкоа а вщшлять зако^ нокерностн преобразования OB на стадиях седааентоганеэа к ранне-» го даатенеаа.

2, Обнаружено, что изменение углеводного состава на фрак-цпоннмд уровне в радуг плаиктоа-взвесьнЗеатос-донше осадив в -делом происходит в направлении умекьшаает дабкльккх водораство-. рлшх соединенна а увеличения соединений, извлекаемых после кио* летного гидролиза; предложены структурные параметры, аозволяада# количественно оценить стеяэнь преобразовашостп углеводов в ' седамепто- и ДЕпгевезе.

3. Установлено, что процесс флокузищнп пграот взжлую роль при переводе растворимых в воде углеводов во .взвешенное.состояние, Это позволяет использовать соотношение'фора с фракций углеводов воли и взвеси для баогеогсигзаского изутания процессов, прокоходшЕс в зонах смашеши иорских а pemtx вод. ■■

4, В донвыХ осадках установлено избирательное сохранении углеводов, генетически связанных о налболве устойчшага струк-турншш полисахаридами цорокгх организмов,

5. Шж-зано, что■ «опосахарпдаий соотев отдельных фракций углеводов планктона в взвеси несет тфордацею о физЕологическои ; соотолгаш организмов ¡г апологических условиях среда.

Ма^етжат ^сслетто^^д. Б основу-работы положены штериалу, содранные автором в научных экспедициях на КПЗ. "Акэдшак Курта- . тов" в экваториально-тропической чаотк йавийокого океана {1983г.) в устье реки Северная Двдпа (1982 г.) и на шельфе Японского ыора (1984 г.). Дополнительный материал для исследования (планктон, -сенарапзоккйя н фильтрационная вэвеоъ,., осадки к конкреции) был предоставлен доктором биологических наук Л.А.ПоНоыаравой, канда-

-э-

датади геолого-минералогических наук Т.ГДервовоЗ, В.И.Мальцевой, Б.С .Коганом, кандидатом географических наук В.Е.АртЕиьеши. . Химако-аяалитические работа выполнены автором на борту НИЗ "Академик Курчатов", в лаборатории химии океана Института океанологии им, П.П.Ширсюва АЕ СССР и в лаборатории углеводов Института биохимии им. А¿Н.Баха АН СССР.

йзевиддойеввя* ;

1. Предложен новый методический подход и коышгадс химик о-» аншштич&сгшх процедур, позволяпндай получать сопоставимые харак-

' теристшш содержания и состава углеводов в объектах о различной степенью дреобраэоваяности ОВ,

2. На основе этого подхода вштолнена количественная оценка пэмененЕя фракционного состава углеводов планктона, взвеси различной крупности, бентоса и дошшх осадков в процессах седамеито-н раннего диагенеза осадков различных фадиальвых типов (эстуарии, лагуна, островные и материковые шаль$ы, пелагические поднятия, районы фуыаролькой активности, глубоководные котловины, лохе океана).

3. Впервые исследовано изменение углеводного- состава ллашс-тона, взвеси и донных осадков в зоне смешения морских и речных вод, получены данные, по фордам миграции ОВ н углеводов в эстуариях рек северных и тропических широт.

4. На фракционном и молекулярном уровне доказано значение углеводов как индикаторов биогеохимических процессов [цветение планктона, флокуляцдя ОВ на барьере река-море, термальная неоднородность осадков в районах фумарол и др.).

■ Практические д начет; д. Результаты работы вносят вклад в исследование состава ОВ морских объектов в различных районах океана, расширяют знания о биогеохимическом круговороте углерода (программы "Мировой океан", раздал 02.04.02 и, ТШСК", раздел "Экология" 03.15 114), условиях формирования двух типов ОВ - гумусового и сапропелевого (програша "Аквайефть" 02.04 Н4). Разработанная схема анализа углеводов может бить использовала при изучения процессов седиментации, фкок&яящш, диагенеза ОВ, миграции алемектоо в виде органометаышаскях комплексов, при изучении загряг^ения среда. - .

- аа32£Мй_,'ШГ"9Д« Отобрано * изучен» 35 проб мороке"» и рвчнойводи, 30 - лг-чктона, 12 - бентоса, 98 - взвеси различной

• кдошости, 98 - лонных осадков, в котор|х выполнено около Х250 аналитических определений, в том числе - определений моноса-. парадного состава, ШО анализов общего а фракционного состава углеводов, 60 определений содержания ОВ в речных водах;..

Цублииаци^.* По теме диссертационной работа опубликовало 4 статьи и 3 тезгсов докладов. ■ - ...

Ддро^едуя -раРотц. Материалы диссертационной раомм доклады» валясь ж обсуждались на коллоквиумах лаборатории химии океана ' Института океанологи им, ПЛ.Иврпгова АН' СССР .(I960. 1982, 1983 . it.), на П Всесоюзном съезде океанологов (1982 г»), на 6-я и 7-Й Всесоюзных гаксйах по морской геологии.(1984, 1985 гг.), на объв-динепных заседаниях рабочих груш "Химия океана" и "Баогеохшшя океана", Комиссии но проблемам Шгрового ©ttwma (19ЭЭ, XSS5 гг.), на Всесоюзной совещании по бдогеоваапг пряконтшевтаяьных районов океана (1984 г.). . ' *

В разработке в обсуждении' отдельных, относящихся к тше . . диссертационной работы, вопросов принимала участие доктора биологически наук Д.С.Орйов, ВХЩорбухнн, . кандидат ге олого-шш ерадогяческюс наук О Л Летверрнова, иашсвдад биологических паук А.И.Агатова, кандидат хкикчосюпс неук ЕЛ Леонтьева. Всем ш автор шражавт глубокую признательность. ,

Объем габотц. Двосертадая ооотоит из Введения, 4 глсз, • Заключения, Шводов в 2-х ПрилодендВ; оедаютт №& страниц. ; -машинописного текста, тццшотрдровена 96 рпсушшшгп 23 тавлшюыи! Епбжографпя включает 236 какаенввшшЗ» в той число XI8 на иностранных языках.

Во Введении обоснованы постановка еадачи в шбраппое паправ* ленве исследования. \*

Глава I, МЕТОДЫ ИЗУШШ УГЛЕВОДОВ ПРИРОДНЫХ.ОБЪЕКТОВ. . В глх je рассмотрены различные методы исследования углеводов природных объектов (основные продуценты.и консументн в океане, ■ наземные растения, ¿рвотные, взвеси, почвы, И>рф, донные.осадки и осадочные порсш), в результате анализа которое была разработав 'па процедура исследования углеводов морских объектов, отвечающая поставленным задачам, ....

Тлвиа. 2. МЕТОДИКА И-МАТЕРИАЛ ИКЛЕДОВАШН. , v'i

. В главе рассматривается .комплекс юмпш-айалитэтасклхцроц^ дур для определения состава углеводов морских объектов* деяждоЫ • щи8 проеледаггь^ его трансфорладшо при седимеыто^ и диагепезв в

вдаиктон-взвесь-бентос-дояные осадка; Суть метода состоит В переводе в раствор углеводсадержацих соедянений, вмеших разлнчну» биогеохимическую лабильность, на основе лоодедоватедъ-ного четырехступенчатого фракцпощфоваяия проб; водного, щелочного, слабокислого я сшьаокислого. Под лабильностыи в данном случав подразумевается поведение углеводов в природных средах ( оедиментогенеэ ж диагенез) в зависимости от устойчивости к растворению, разложении, прочности свяви о минеральной основой. На рис. I представлена схеиа апалпза углеводрв морских объектов, разработанная к примененная в диссертационной работе.

навеска .мате

акстракг-1 Г фракция ВУ| , I

20°С, центрифугирование

(экстракт

те же

Е

остаток

O^sVtffiO^. условия те же

экстракт

'ер?*'?1* vl

статок

а

экот фракция

ВСЯ ttjbojTlS часов, условия те же

(остаток

Рис. I, Схема анализа углеводов морских объектов.

Первая, водная фракция ÎB7), дает представление о биогео-хшжческж наиболее лабяльнойчаотя углеводов. Это олигосахарааи, резервные водорастворимые полисахариды таах органЕшоа, аналоги-чине комплексы, сохранившем во взвеси. и осадках, а также образовании* бактериальным путей. Вторая, щелочвая фракция углеводов (Д7), жэвлекаеиая пооле водаоЗ, .позволяет судить о более прочно «вяэшишх совджвенкях. Это в основном етдостурные лолисахаршш морской бтотн, их трвнофорафованные резкости во взвеси и донных осадках. Тцгья, олабостслая фракция углеводов (К^), извлекаемая boom iïf, дает придст*ииеки* о наиболее уотойчишх структур, ых углеводах меток ткм)ей плаиктояа, о некоторой части углеводов

скелетных образований бентоса, а также вх преобразованных разное* тях во взвеси и донных осадках. Четвертая, мгаьвокиишя фрашдав углеводов (KjjT), извлекаемая поел« Kj-У» дает представление о наиболее консервативной частя углеводного комплекса, о соадив»-пиях, налболее прочно связанных с иииералъаой основой и поатвд • весьма устойчивых к' бактериально^ атак о и дритгад преобразованию* ЕЯбор концентраций реагентов, продшаштвльноотъ И повторявшим:» операдаЗ бшга подобраны ейсперинеатадъно. Па соотношению. фракщф углеводов бшга введены структурные параметры В^а в

,3Í2= Éjfór » позволяшла оценивать количественно гзыеаеяЕя ссст&~ ва углеводов при транофохыадап 02, С доверительной вероятность» 0,95 показано, что о грунту ране параметр* К j я К^ Лаяат в преде» " лах 10,6 и t 0,3 со ответственно• Показана кзашеювяя углевод» . ного состеда и степени разбаалакня реагента. Научено гсшекеаие углеводного состава углеводов планктона в юавдт осадков и -авксшостк от способа консервви» np<s<5> Цэдеа«», 'что храяеква при ляэких темпохшурах и выоушввангэ zrpoö мгмпкмва в дошшх осадков ведет к уменьшен*® дога EST, увелячшда) Е7 Я КУ.

Иорохую восчу для получена! Садьтрапзорной ваваоя п определен пия содерзаяия углеводов отбирали na 6-7 горизонта* в кптергадэ глубин 0-1000 «, батометром вэ пержавдавдИ оталя, емкость» 200 л» предварительно прошти* хлороформом. Падервдосгцув ашгку вода . отбирали капроновой сеткой, с размером пор скало ! да,- натянутей ва плоскуэ раму. Взвесь получали фильтредвей вода чероз стекло-волокннстне длдьтри {ирш VM£trv*su, о разяерш пор около X мки, взвесь различной крупноогп (570, 570-160 П ISQ-IC0 urca) отблралп из слоя 0-50 « спецпалыпш тролкл, попощГТОка Й.П, Морозова (ШЯРО), с фильтруэздшв йоцуевма из аацроаквото сита $ 14, 38 в 79. Планктон был собран сеть» дшю^ром БО/ИЗ, сито R 36. *<штос1П'о оргаавзки отбпргшп тершим Сагсйа» а в' npetí*» режной полос о вручную. Дошше осадки отбзраля даочерпаталам "Океан" и ударными ГЕТНТОвдаа труйпшв. Ряд проб ОООЖОЗ бал доставлен на борт ерша водолаз аш,

В ©той жо главе приводятся тшка ыетодщщ щредолоща оукга углеводов в воде, взвеси, планктоне, бадтосе а дошпк осадках ' фенолъным и Ь-трнитофаношм метода,та, определения C^'itópcjtoft , и речной води в взвеси'методом сернохромового окисления Я t^raoira-■ метрического определения выделяющегося С05 , опредоленад. донных осадков методой сухого схнгвкш, газохроматографдчас^о^

шследованиа углеводов вващстона а взвеси в вдце, адьдонояитриль-бвх производных, рентгенооткгктураое определение состава тонко-пелитовой фракции донных осадков.

Глава СОСТАВ УГШКШРВ ЫОРШК ОБЪЕКТОВ.: В морской воде на исследовании станциях звваторкально-тропическоа зоны ИндиЕсхого океана вайиздается монотонное распределение растворенных углеводов (С®—,) с .глубиной, пределы 0,230,95 иг С/л, в среднем - 0,46 мг С/л, 28£ от. ОВ, п»16,

В воде лагун того яе района среднее содержание С^ -'1,3 ttr С/л, что прдйшзнтельно в три раза шив, чей в бкружадащшс саааноках водах* В составе ОВ доля углеводов здесь* повышается до 57/С. Исследование поверхностной плшкк соды, толщиной около 200

собранной в той ко районе океана при штиле, ае показало уъйлгсонхя СР по орашешсв с пйдповзршоотной водой. Обогащение ОВ повергаосткса плашш происходит в данной случае за счет иеуг-дэвщдщг коипоаецт, t

Форш переноса ОВ со иеро перехода от речной к морской воде были раосмотрада ва щдаере р* Севадаая Двина, При »той было установлено, что а естуацпоЯ зоне основной форлой миграция ОВ является раогворзпаш, ва дсию которой приходится более 90? С^,

®орг - о средней 12,4 юР/л$ o-II. Взвешенная форва ОВ в данном раЯзнэ сосгаашэг в орадпем 0,61 кг'/л, о*£Э в s поверхностных водах газет' характер распределения сротшюполовшй с£рг_ При • мори«.* .ей 2%* резко возрастает кснцантрадая С™ при рлновремеи«-aou умвшкшш конадшгрсцна С&рр , чгс обусловлено -АлокуляциеП юллоедпого ОВ. Вшшчину ооогпошппя С^рр/Сдрр в зонах смешения рочшх а морских вод можно использовать как показателе соотноше-Ш1 ОВ коитклеятольпого s (дорского гелиоза. Содержание С^тл на 8T0IA vo разреза вслоблетоя от .0,43 до 2,ОХ ш^/л, п-S (для по-вермюетных сод), сооташмя в среднем о,92 кгуд юш 7% от ОВ н от 0,30 до 1,31 чаР/л, в сродном 6.6S юР/л гак 6,1? от ОВ, п=5 дня прддошшх змаг» По шра удаления от устья р. Северная Двине а Дртюкрну зшшцг пайидаотсд ааярашврвм уыеиьтенив С^рд, хотя дшшая мцдошад ио «tpwcrepaa для Cg—,^.' '■:'

• Состав угдюояов-^адктона (^.Д Сад исоладован иа восьми оташиях ои -вториально-троюиеокоа вкяц ШдкЯокого океана, а также ь о йя потех ыиос^ реа Лдашшо в Заибвэп. Изучение плаклто-яа в верхней штоф под ШииФокого океана показало, что »то тхпвч-

-&- ■...■■ ..i еыЙ поверхноотннй зоопланктон экваториально-тропической зоны, й котором доминируют коп ел ода, с5рЛ исследованного района состав* ляет в среднем 7,7 мгС/л сухого вещества, n>Ss Биомасоа сдашст^-на в эстуариях рек Лимпопо и Замбези ниже среднего показателя двд тропических*вод и ниже биомассц в Птошбиксжм продаве, т.н. отсутствует ряд океанических видов (эвфоузяды, крупные ютедоли; шфшода). Па пера увеличения солености в районах выноса рак Лимпопо в Замбези уменьшается как общее содержание Суд, ,, так в их доля в составе OB: от 13,5 до 3,4 шг/г сухого вещества или от в,6 до от СррГ Ср. Лимпопо) в от 37»Q до 7,3 нг^/г или от 13,3 до 3,4,» от С0рГ (р, Замбези). Коэффициент корреляции

в Сорг - 0*68. Во фрахцвовнсм состав» углеводов планктона экваториально-тропической зоны Индийского океана обнаружено повышенное содержание Е7 (в средней п*8, рио.2).

Гво. 2, йрахциоюшй состав углеводов планхтсна (шшаториадь-нал часть КвдиЗсхого океана): * "'*'',

Ш- ^ ЕШ" Ш" Ш" Св9Р17 номера станций*

По степени уменьшения содержании утаавадов в одедхтола, шдмад-1 ине $рашщи составляют следующий ряд: 1У> Wr-*Kj7*IU7. Biomo« содержание iyr (от 17 до 43?. в средквм 2430* позволяет ирадао- ■ дожить избирательное сохранение заметкой чаоти углеводов вдвготЫ на при переходе в ззвешеннаыу вепвстцу. Срввнеыие£ракдиокяого состава углеводов планктона (Kj«0,7 К^0»4) в швеей рвзялноЗ крупнооти, подучмвой в «той м раЗоне показало увеличение tasas» тораотворимнх фракций углеводов со мере увеличения дисперсности: если для углеводов взвеси размере« 160-570 шш JCj-1,1, Т9

дня взвеси размером 100-160 им Xj»3,3, &¡*S.X , прж&ахгяоь в фракционному составу фктрвцхаявой вэаеож{рт. 3).

В состав« углеводов планктона врайонах швооврев Яодхсйо в Замбези преобладают спиртоводешерастворамые компонент«- от , 46,5 до 80,4*, в среднем 70,l¡C, а.7,. причем со utpe удаления о*

берета, доля. стгртораотво рамой фракции удояьщае?ся от 51,4 до 24.3Í - вустье реки Лимпопо и от 33,4 до 19,6? - в устье реки Заыбеэ».

100 к ® ■ Коносахарсдацй состав гвдрота-

затов W л ЩГ планктона а j>3boch более 570 ши представлен в основном арабшшэой, рашоэой, ксилозой и рибозой (тайл, I). калое содержание глюкоза, галактозы и манозы в ЭТИХ ШТЯОЕкаХ - основных ком-сонетов, обнаруживаемых после гидролиза всеЕ пробы планктона в взвеси, иШша обусловлено их присутствием в кислых фракдаях.

Вз^егает^е вещество в биогеохамическом аспекте является сл едущий звеном после планктона в цепи разложении ОВ в седаыентогенеэв. На основашга изучения S8- проб взвеси различной крупности аз вкватораально-троашчмдаой эонц уэдвйсаого океана было уотаяовлено, что содер-ешше фильтрационной взвеси (С®) колеблется со вертикали 0-1000 к от 1*3 до 12,5 шаг/л в оостапляот в слое_0-100 и в

Таблица ! ■'.''" Цопосахарпдкый состав фракций угяедддйв пданктона,! ^трошпоскал часть

Индийского океана)

Рио. 3, Сраиздаяный состав углеводов планктона (•), взвеси 570-100 1Ш1 {♦) л взЕеси 200-Х (х).

[ ■ uoпосахарили фрвхщш

кг ■ ЩУ

гижоэа ' тм«я галактоза ивпоза раьшоэа • V V» М

Цнтсза 1 ,5агяоза 1:1 Ч'3 т 0

'14,6-, П«15; 14,1 , Пж5 к 8,7

среднем 6,8 мие^/л, пределу -4,0-12,4 юо^/д; в сдое 1СД-200 и в средам 5,8 мгаР/л, ' преданы 2,7-12,6 им^/л и в •олое 200-500,1000 и в средней 2,7 мягУл, пределы 1,3-3,7 юзР/л. В ооставе ОВ упдеводы 'составляет 0,S-£2,3S. Но вертикали уыеяьошггся верхний и . 'нижняя пределы, а такяе среднее содврианже углеводов в ооставе ОВ. В слоях 0-1 СО, 100-200 к 200-600 и величина Сутд/^срт составляет в среднш а-7 соответственно. С глубиной в

составе углеводов наблюдается тенденция в уменьшении Е7: 35,б£, п=16 в слое 0-100 м, 26,Sí, n=S в слое ,100-200 м в 21,9?, п-8 да глубине 200-500 м, а также доля ВУ в составе ОВ: от 5,€¿í 10-100 и до 1.9% - глубже 200 и. Состав ¿X с глубиной существенныхизменений не претерпевает,* характер изменения КГ в толще вод наследует характер распределения СурД, незначительно уменьшаясь о Шубиной, однако в районе горнах поднятий в тропкческоД части Кодийокого океана, на фоне монотонного убывания с5рл с глубиной, набищдается увеличение ВУ в составе углеводов, что свидетельствует. о присутствии в ■ этом районе взвеси о лабильшш органически веществом.

Взвесь лагун того жв района характеризуется повышенным содержанием с® , {например, 42,8 мет^/д шш 37,6* от Сврр -лагуна' о. Космоледо), которое уменьшается до 3,8 шзР/ж или от 7,5£ от Сорг по мере перехода к открытой части океана и по фращиониоду. составу углеводов ÍKj-»I,0, Kg-0,9, nJ7) праЪошавтоя в взвасвео-туарных районов.

. В исследованных районах встуаряав рак Амазонка, Лишооо, Замбези и Северная Двина отмечается общая аакопоиерность в увольнении С®рл в направления открытой части океана (тайн. 2).

■ . 'тайеща 3 ■■. ■ '

Общее содержание* а фракционный состав углеводов {адьтрадшмшоЗ.

взвеси (р. Амазонка). ,-■■*.

* ' i

соленость, %* ОрГ' мг/л ^угл* мкг/л ®орг фравшюштА состав, %

ИГ ВОТ

0,01 0 02 0,83 1,26 iolee 1ЬЧ 22,18 3S,£ 1 2,02 1.42 IÍ90 1 о,н iee • 133 295 128 230 71 Ш ы т II 27,4 20Í 46,6 12 7 з6' ш 9,3 3:! S:i AS l:i 1 f 4 3 3 т 33,2 39,4 1:1 т Р 11 5:8 ■ ■■ ■* № Р и Р

Теп в уотьо р. Лиазоша по иоре уешогшшл солопооти ог 0(01 до 36,5Í», срдорЕшшш С^ уиаяьгоаотая о* 0,29 до 0,02 тР/л* ¿то почта в 2 раза гите, чш в еотуо^яп р, Совершат Двша, Kto сутеео* твенао преобладаот раотворошшя форт ОВ, а еадершта СЙ^ уменьшается от 0,28 до 0,01 шР/л по мере удашшя ог устья ракя

в сторону Двкнского залива. Как в соотношение СРр^^р^фракщгон-иый соотаа углеводов является индикатором зощ смешения речных и морских вед. Еапртмр, в устье р. Амазонка вря солености 10,б£» обнаружено резкое уменьшение параметров К^ н^С, за счет фдокуля-. дав ОВ. Хля взвеоа речных вся характерен широкий диапазон гзмене-пей К| я К2» связанный, по-видимому, о десорбцией и ЙлокуляциеЙ 03, 70131а кахокеанску» взвесь отличает довольно стабильное соотношение фракций углеводов.

Цояосахадацнцй ооотав гддролкэатов 117, 0 фильтрационной вэ-хшев вкратсрииши^-трсшпаесксЯ частя Индийского океана к эстуар-осЗ вовы р. Амазонка сходен о иовосахардаршм составом планктона в ИЗеоа (рааирш 100-670 кш) я представлен в основном ршноэой„ Сфабзаозой, В02ЛСЗСЙ я рибозоа. Содериагош глюкозы и галактозы, автор» во литературным дышки являются наряду с. ианозой основны--ют седреав хявесв я приблизительно в тех гее пропорциях наслопую-тса дошшв еоадавми, здеоь понижено. Это позволяет предпологоггь ВС лриоутотахе в.ююлых «{ршецдях углеводов. .

Ойаде содержат» уюияюдсв в, бдптосгои: ротвртзмзд (С^,л> ко~ ; д?йпегея от 0*4 до 23,3 ыгуг сухого вещества. Так как содержание Стд, & бштеосе со иногся ваваопт от степени развития опорных тка-яеа (связь обр&гшя)* то оргашзш о каосявнами ©ргадо-минераль- . ш скелетами. характеризуются консервативным утлеводаш ооста---. воа в отршдегальяоЯ коредядаей С^д с С^рГ. Определен моносаха--; радшй состав ЕУ и ЯУволгхм, роговых губок к водоросли хадшзда. В вооладовашшх ■ образцах эообштоса обнаружено 3-5 моносахарщ.ов, доммируат рсбоэа, соотов цадцхвт значительно шире. - .

Целью исследования состава углеводов донных отлокепий яшишея охват исследованием различных бацпальпых обстшовок в прзеуезп ш особенностей диагенеза: анаэробного, аэробно-анаэроб-иого в аэробного, а твгегв выявлено критериев, характеризующая, .вта тршсфцмацпопше взмепощи, На пршеро осадков различных ли-тодого-фпцеалышх типов показано» что колеблется от ОД до Б.1 ВД/г сухого вещества, шш м2 до аЫ от Сорг. Эксперт««- ': ^ тальше датще по фракционному соотаву углеводов осадков розлич- * шх двдодого-$ащ!алмшд: облостой в координатах К^ я Кц позволяют получать кластеры, проотранотвенно раздедяшиа осадка различных финальных зон ч оценить трансформацию ОВ, Со мере увеличения структурпих параметров до величин Кд-5-10 я 3^1-5, тип ОВ переходят от сепропелевогок гумусовому. По Диаграмме К^ ысшш су-

дот. о тенденциях трансформации 01В к о конкретных фацнальных обо-таяовках (рис. 4). '

*1

Так для осадков приконтинен-тадьиых в островных частой океана, рассматриваемых на * промере осадков шельфа Черного и Охотского морей, лагун • тропической части Индийского океана и »стуарных зол рек Амазонка, Лишено, Замбези, Северная Двина и Тивкан (эти -осадка как правило сразу включаются в процессы аэробно-анаэробного в анаэробного ди-Рис. 4. Изменение углеводного аганеза), характерно вошшец-состава донных осадков различных литолого-фацвальных областей:

I - шельф Черного моря i 2 - лагуна Фаркуар, о. Косыоладо, Ивдпйскиа океан; 3 - пелалдоигь» Индийский океан; 4 - район фуыарол, 1фриль-ские о-ва; Б - Кочандорская котловина; С - естуашй р. Амазонка; 7 - конкреции, Тихий океан.

значения Kj< 20, üj< 10. Осадки этих фатальных типов «швмавт верхнего часть диаграммы. По мере перехода в пелагическим фацвям, а так же глубины залегания осадков, как правило вайщдается уменьшение лабильне ти углеводного комплекса. Так для ооадвов юаяьфа Черного моря, представленных в основам* адеврато-п влитовши влаии, вс вертикали колонка иаблпцаетоя уменьшение обоих структурных и»-' раматров (рис. 5)* '

Второй максимум С0_ донных осадков приурочен к. осадкам материкового склона к котловдв.'Исследование осадков Комапдорокой п Меутской котловин Тихого океана, приуроченных в системе структур акТивг й материковой окраины в представленных в основном сжабо-крешшсгяыми глинвотымя юшш, выявило лабшсьвнй ооотаа углеводов поверхностного cfÓA ооедвой: Кр4»3 K¡-0,9. До глубаны/«»60 см структурные параметры увеличиваются, .что говорит ©стабилизации -углеводного материала в веде reosооошеров, ватам Kj и К^ резко •уйеньюавтся до вшшЧжн 6,9 в 1,6, соответственно, чт-' отраиаат проюдядив на мвх горизонтах процессы деструкции ОВ; В »тех

вое содержание С0„(1-й мах' симум) и.Су?л-ДО 3 мг^/г сухого осадка. В осадках этой аонц наблвдается повышенное содержание ЩГ к ЩГ, что отражается ва величинах структур-них параметров, нрияимавджх

осэдвах обнаружено высокое содержание С^ - до 1,65» очень шсо-жое - содержаний углеводов в составе ОВ - до В0% я низкие значения К^ (до4,2> & Кд (до 1,1), а.также алнновая природа ОВ а высокое 'содержание 'углеводородов в Ш-до '4%, что позволяет рассматривать'

эти районы как потешщаяьнр нефтегазоносные • К_ ' * w -_Кп Оляггий nfUtft

60'

50 404 30 20 XOJ

о

о ? * 6

в ТО ,72'

Kj Осадки пол этической части Ин-_ 12 дяйского океана (аэробный тш . диагенеза), рассмотренные на , ■Ю. примере кораялово-фораглинк^нвро-вого-птероподового садьнокарбо--ыатного песка и алевритово-6*■ пелитового ила характеризуют 4 большие значения К^ к K¿>30 и . ДО соответственно, что указыва-2 ' ет на стабклизашп» углеводов в ' форте геоаоллмеров. Однако в гдубана, си пелагических районах встречайте' Рис. S,' камененав фракаа-, ся обстановка о более лабильным оттого состава углеводовосад-' характером ОВ, например, в рай. ков шельфа Черного моря; 5.6,7- оне горных поднятий а экваторя-. номера стаяцяЛ. '.■'. .,альной части Индийского океана,

Эдесь в результате! повышенной биопродуктивностп захороняется зра-.чптельноа количество лабильного ОВ (Kj«3,0„Kg=2,0).

■'.'. Рассмотрение фракционного состава - углеводов в, районе фут-рольной активности (курильские* о-ва) ^кявшга значительное увеличение структурных, параметров (l^«I4I, в районе факе/.ав по сравнении с фоновыми значеппши (Ej«II,5, K¿=3,4).' Скорее всего это связало о тершостабйлжзацаеВ углеводного комплекса я ОВ ..вца-■ Лею, • ' _ ■'■'. ■■.'*".". ■ ':' v • ' ■'..'. . •

Донные осадки р. Амазонка, представленные пелитошц терриген-яим адом,даем повышенные сначеяш К^ до 14,4 в чт^ ука-

зывает на присутствие гумусойого ОВ' в зоне выноса. На примере етях осадков установлена взашоовазь минералогического состава ' ' тоякопаантовой фракции с фращвгонтм составом утдеводо» и показано, что присутствие смешапноолоЕгаое .образований тша гидро слада-монтмориллонит и хпоршр-вотиоряйлонит приводит к образоваиип лабильных ФракпгЛ углеводов, вероятно за счет процессов, адсорбции ОВ, Еще более выраженный хумифицированный характер ОВ донных осадков Ь теть» р. Тхпкан, представленных алевритово-пелвтовша илвми

- . -M- .

Сумма углеводов в них в среднем в 8 раз превосходит р. Амазонка и составляет в среднем около Z юР/т влажного осадка, а значения Kj>100 и IC^IO. Максимальные значения Kj к характерна для углеводов конкреций р-н Тихого океана - лета нижний . угол на диаграмме Xj-ÎOj. что свидетельствует о максимальной пре-обраэованности ОВ.

Тйава 4. ТРАЮИШЯЩЯ УГЛЕВОДОВ ШЙУШХ ОБЪЕКТОВ, В СВДЕШТОГШЕЗЕ И РАННШ ДТАГШЕЗЕ

В этой главе на основании данных об общем содержании, фракционном, молекулярном составе углеЬодов морских объектов, а также обобщении литературных данных, рассмотрены вопросы трансформации углеводов в процессах седиментогевеза и раннего диагенеза. Показано, что наиболее существенные преобразования углеводного состава происходят при изменении форл существования ОВ, особенно от- ■ четливо проявлявшиеся' на геохимических барьерах. По мере перехода в ряду: илапктон-взвесь-дошше осадки, наиболее лабильная часть углеводов, способная к водному гидролизу, подвергается деструкция в результате бактериальной атаки,' прохождения по тропической цепи и фазкко-хикических процессов. Основная направленность изменения . состава углеводов ведет к отбору устойчивых в данной фещиальной обстановке соединений. Способность к трансформации углеводных компонент помимо фациалышх условий накопления в значительной мере зависит от природы ОВ, т.е. от наличия или' отсутствия защитных функций минеральных скелетных или клеточных покровов у продуцентов биомассы, что в свою очередь определяет дальнейшие пути диаге-нотичееккх превращений. Относительно высокое содерааяне КУ ъ план-к~ 1не и бентосе дозволяет предположить сохранение устойчивых структурных полисахаридов этих объектов-в донных осадках Палке величины структурных параметров К^ и Kg углеводов донкнх . осадков характеризуют ОВ амикагиновой природы,

На примере рек Северная Двина, Амазонка, Лимпопо s Замбези рассмотрена трансформация углеводов в седиментогенезе в зоне сие-оеняя . ореши а речных вод. Показано значение углеводов как трао-, о еров ряда процессов: флокуляцая ОВ, выделения барьерных вон, диагенеза донных отложений.- Ус-эдовяено, что при переходе от планктона к взбеси наследуется моносахарлдный спектр углеводов. Данные по моносахаридному составу В7 и Щ/ планктона, взвеси и бентоса несут информацию о лабильных углеводах,: способных к встрой трансформации к мобилизуемых* иа первых этапах содиментогенеза. и диа-

■ . -15-

генеза. Эти данные могут бить использованы в качестве индикаторов физиологического состояния планктона и экологической обстановки его обитания, изучения природы флокулянтов. Данные по моносаха-ридноку состаду КУ планктона и бентоса несут информацию о более устойчивых структурных углеводах, наследуемых донными отложениями, а К7 донных осадков - об устойчивых иммобилизованных углеводах,

■ способных образовывать комплексы. и захораниваться в осадках.

В ШШШНШ I представлены хроматограшлы ыоносахаридного состава годрслкзатов ЕУ, Ер и КГ ряда проб планктона, взвеси и .■'■'■ ; бентоса в виде альдононнтркльшх производных. ■ '

В ПИШШШИ II даны рентгеновские 'ди^рактограшы глинистой фракоии донных осадков эстуария р. Амазонка.

♦ ШВОШ

. X. На основании предложенного автором методического подхода, позволяющего получить еопоотдазше данные о составе углеводов в система морских объектов (планктон-взвесь-бевтос-донные осадки), изучено пре образ ование этой компоненты органического вещества в процессах садпментогенеза и.рашэго диагенеза осадков различных

■ фаяральнгсс обстановок.... . '

2. Изменение оостава углеводов в органическом вещество планктона от(1,8 до 13,3 , в среда«» 5,Б5),вэвеса (от 0,Э до 22,3 , в среднем 12,530 а донных осадков (ог 2,3 до 45,7 , в среднем 22,5?)

- свидетельствует, об избирательном сохранении "устойчивых углевод лих структур в седщенто- и диагенезе. Между С„л и С^ перптосден-*шх объектов обнаружена шсокая корреляция (0,63-0,93).

3. Степень преобразованное?® ОБ в седшентогенеза оценена на • основе предложенных структурных параметров, отрашдащах соотношение фрадцпЗ углеводов по ох лабзльностя.В ряду; дланктон-взвесь-

' донные- осадки набдэдаегся уменьшение водорастворимых и увеличение юголоторастворкшх соединений, что находит отражение" в увеличении структурных параметров.. Установлено, что по мере уменьшения гра-нулоыетричесжоти состава взвеси наблэда^тся увеличение структурных параметров К^ и свидетельствующее о росте консервативности углеводной компонентам -

4. рассмотрев состав углеводов донных отложений различных фацаальних 'обстановок (островные в материковые шельфы, пелагические поднятия, котловиш, района повышенной сейсмической активное-та); доказано, что соотношение фракцай доавых осадков может сиу-

жпть индикатором диагеяетической переработки а генезиса ОВ. Расположение экспериментальных данных по фракщюпнсау еоставуугде-водоа 'донных ос^реов на диадами» Hj-Kg позволило дроотрэдетвекно разделить осанки разных стр!рстудао-г©оморфологическш: вон и фа-даальных типов. *"'■ . ■'. - *

* 5. В системе эстуари2-пелагиаль, па примере рек северных и тропических исрОт, показана вдркумконтинектальвая закономерность в распраделении общего содержания и Фракционного состава углеводов воды, планктона и взвеси. Шявлена. роль состава глинистых минералов на коасервацйю углеводов. ."- *

6. Доказано, что фракциощый и моносахарвдцшО состав фракций углеводов планктона, взвеси и дошшх осадков .может быть использован как индикатор ряда процессов(цветение планктона, (¡яойудяция • ОВ, - $умаргш>ная деятельность), - а такка дуга оценки сает^аш ОВ осадков раэдачтиб литолого-фацзаяьдах типов.::.",';'

Оспошоо содержание диссертации -опубликовано в работах: . I. Артемьев В,К., Лазарева Е.В., Идашяв М.Г, Органическое вещество в эстуария р. Северной Двины.- Литология и полезные ископаемые, 1984, Г6, с. 51-57. '"* - ■ .

2. Лазарева Е.В., РЛланкевич Б.А. Групповой состав углеводов планктона, бентоса, взвеси и донных ооадков -экваториально-тропической части Индийского океана. 'Деп. ШПХ £ 173-64.

3. Лазарева Е.В. Методика изучения группового ооотава углеводов морских объектов. Два. ШНШЯ № 174-84, '

4. Лазарева £.£., Роыанкевэт Е.А. Оценка диагенетическах преобразований '■ргашпеского вещества. донных осадков по фракционному составу углеводов,- Тез докл. 7-й Всесоюзной школы по морской .. оологии, 1906,-т, X, о, 116, • * ;. *

5. Лазарева-Е.В. Изменение ооотава углеводов в оедимаытогонезо - 'Хез. докл. 6-Й Всео. школы со морской геологии, 1284,т.I,о .124. ■*. ü. IpioMbes В .В., Лазарева Е.В., Идвид 11.Г, Поведение растворенного я взвешенного органического вещества в «отуариях рек севера* и тропических широт,— Тез. докл. Вове, совед. по баогеохи-кий к^яковтшента^ьянх раКонов океана, XÖ84, с. 106.

' 7. Артемьев. В .В.,- Лазарева Е.В. Геохимия органического вещоот-ва в водах Атлантического океана в уогье р. Амазонка.- Геохиши, I9B6, А 12, С. I77I-I779.

Jht^

Пода. ■ йечт. /У, /<* Л -Форн.т 60Х1Н7и'

Офсетнм и*ч*,п- Объем /а,' Тир»« У

э**" _' *" •___ ■ •__'___ _ ^__, Бееплмы!!

Филиал. Полигр*фнч«ко« овь»яя«енн» «Ашягирл» 'Уярймеии* измпмьит», полиграфии к кипжпоЛ торгстлл Мгнггор^гспол коч я

Мгек»». М. Кчмыункстнческяя в

\

V \