Методика изучения ископаемого материала

В изучении фораминифер приходится различать следующие этапы: 1) сбор материалов - образцов горных пород из естественных обнажений или буровых скважин; 2) препарировку фораминифер (разрыхление породы и выделение из нее раковин; для плотных, не поддающихся разрыхлению пород - изготовление плоскопараллельных шлифов); 3) визуальное изучение фораминифер в выделенном виде или в шлифах под микроскопом, соответственно - бинокулярным или минералогическим; 4) измерение, зарисовывание и фотографирование раковин или их сечений; 5) определение научного видового названия по специальным монографиям и картотекам (осуществляется отчасти на этапах 3 и 4 и является конечным этапом по отношению к ним); 6) описание видов фораминифер (при монографических или вообще описательно-палеонтологических работах), составление таблиц стратиграфического распределения видов, их распространения в различных типах отложений.

При сборе образцов горных пород для исследования фораминифер следует руководствоваться следующими правилами. При отборе образцов необходимо обеспечить достаточно полное освещение каждого отдельного стратиграфического подразделения разреза вплоть до наиболее дробных (зон, подзон), а также возможно более точное определение стратиграфических границ. Отбирать образцы из всех слоев, охарактеризованных ископаемыми остатками крупных животных ("макрофауны"), с целью уточнения стратиграфического значения находок фораминифер. Отбирать образцы из всех литологических разностей (типов) пород. При мощности слоев от 0,5 до 3 м брать образцы из подошвы и кровли слоя и из средней его части; на отбор образцов у контактов обращать особое внимание. При частой, ритмичной перемежаемости слоев отбирать образцы из каждого литологически отличного прослоя (элемента) данного многослоя. При повторении в разрезе литологически сходных слоев или многослоев отбирать образцы не из каждого из них, а с пропусками, с таким расчетом, чтобы образцы по разрезу разделялись в платформенных областях интервалами 2-5 м, в крайности, при значительной общей мощности разреза, 10 м, а в предгорных прогибах и геосинклинальных областях 10-15 м, в крайности 25 м. Через такие же примерно интервалы следует отбирать образцы из мощных литологически однородных слоев. Следует учитывать, что фораминиферы наиболее обильны в карбонатных глинах, мергелях и органогенных известняках, несколько реже встречаются в глинах и глинистых и известковистых алевролитах. В обломочных терригенных породах- песках, песчаниках, гравелитах - фораминиферы представляют исключение. Вес образцов, предназначаемых для целей микропалеонтологического исследования, должен быть, по возможности, до 100-200 г (объем 50-100см³). При отборе образцов из естественных обнажений следует обращать внимание на то, чтобы они не были выветрившимися. При этом, однако следует иметь ввиду те случаи, когда при выветривании известняков и других пород происходит "естественная препарировка фораминифер". Предназначенные для последующего разрыхления и отмучивания образцы керна из буровых скважин необходимо тщательно очищать от примазок глинистого раствора; для исследования лучше использовать сердцевинную часть керна. Этикетировка и упаковка образцов пород производится в соответствии с правилами, принятыми в практике полевых геологических исследований.

Препарировка фораминифер из породы осуществляется в лабораторных условиях. Для дробления образцов породы, предназначенных для дальнейшего отмучивания, используется обычная фарфоровая ступка. Породу следует разбивать на кусочки размером с горошину, но ни в коем случае не растирать, во избежании разрушения раковин фораминифер. Для той же цели используются специальные металлические прессы (Wicher, 1942; Bartenstein, 19542).

Раздробленные образцы для их полного разрыхления подвергают размачиванию или кипячению в воде. Содержащие битум породы следует подвергать предварительной обработке спирто-бензолом. Образцы плотных пород, не разрыхляющиеся при кипячении, обрабатывают путем неоднократного пропитывания нагретым пересыщенным раствором сернокислого натрия (глауберовой соли) или серноватистокислого натрия (тиосульфата, гипосульфита), с последующей кристаллизацией раствора при его охлаждении. Для этой цели раздробленная порода перемешивается с таким же по объему количеством кристаллической разности одной из названных солей в металлическом тигле, бюксе или чашке. Кристаллические Na₂SO₄⋅10H₂O или Na₂S₂O₃⋅5H₂O при незначительном нагревании расплываются, а при охлаждении вновь кристаллизуются; добавлять воду (по каплям) приходится лишь при испарении части кристаллизационной воды, что бывает видно по появлению белых пленок на поверхности закристаллизовавшейся соли. Разрыхляют в данном случае породу-кристаллы, растущие в ее порах.

Отмучивание породы производится путем декантации. Разрыхленный образец переводят с этой целью в цилиндрический батарейный стакан емкостью 2 л, заполняют стакан доверху водой, которую через 1¹/₂-2 минуты сливают с устоявшегося осадка плавным движением. При таких промежутках времени успевают осесть взвешенные частицы примерно от 0,01 мм и выше. Затем снова наполняют стакан водой, желательно горячей, 40-45°, направляя достаточно сильную струю на осадок для лучшей промывки раковин. Избегать сильной струи следует лишь в том случае, если можно ожидать, что раковины фораминифер тонкие и хрупкие. Следует иметь в виду, что иногда заполненные воздухом раковины всплывают на поверхность воды и их можно выплеснуть при первой же декантации. Отмучивание следует производить до тех пор, пока вода над устоявшимся осадком не станет совершенно прозрачной. После этого, поставив стакан наклонно, дном немного вверх, смывают осадок струйкой воды из резиновой трубки, надетой на водопроводный кран, или из промывалки в фарфоровую чашку, которую ставят затем в сушильный шкаф. Правильно отмытый осадок, не содержащий глинистых частиц, по высыхании становится рассыпчатым. Наличие комочков глины указывает на неудовлетворительное разрыхление, а растрескивающаяся корочка на поверхности высохшего осадка - на то, что в нем остались не отмученные глинистые частицы.

Поскольку в осадке обычно находятся частицы весьма различных размеров (от 0,01 и до нескольких миллиметров), полезно производить разделение осадка на фракции с помощью сита с ячеями просветом 0,1 мм. Для ускорения отмучивания и одновременного фракционирования осадка используют специальные приборы, где отмывка производится в ряде последовательно соединенных сосудов, причем скорость движения воды в них неодинакова. Там, где они больше, осаждаются более крупные частицы, и наоборот. На этом принципе основаны приборы Небеля, Субботиной и др.

С целью обогащения осадка раковинами фораминифер, а в некоторых случаях для отделения этих последних от обломков породы, иногда применяют разделение тяжелыми жидкостями, в частности четыреххлористым углеродом.

Высушенные осадки помещают в бумажные пакеты по типу употребляемых для хранения семян и шлихов или в стеклянные плоскодонные пробирки. Осадки должны быть этикетированы (местонахождение, геологический возраст, номер обнажения или скважины с указанием глубины).

Некоторые породы, в частности органогенные известняки, не поддающиеся разрыхлению указанными способами, подвергают неоднократной операции кратковременного прокаливания в муфельной печи при температуре вишнево-красного каления с последующим охлаждением, для чего нагретую породу высыпают прямо из тигля в чашку с водой. Иногда с целью разрыхления породы ее неоднократно замораживают при помощи жидкой углекислоты с последующим нагреванием.

В силу неодинаковой теплопроводности и несколько различного коэффициента расширения отдельных участков породы она начинает при этом крошиться. В отмучивании разрыхленной таким образом породы обычно нет надобности. Обломки можно просто высушить и просматривать под микроскопом.

Из плотных, не поддающихся разрыхлению пород изготовляют обычные палеонтологические шлифы, причем, если характер раковин позволяет, стараются в процессе изготовления пришлифовок добиться ориетированных надлежащим образом сечений.

Извлечение раковин фораминифер, находящихся в высушенном осадке, производится под бинокулярным микроскопом модели МШ или МБС-1.

Для удобства просмотра образца употребляются специальные черные пластинки, разграфленные на квадраты со сторонами, примерно равными диаметру поля зрения микроскопа при наиболее употребительном увеличении. Раковины выбирают вручную при помощи слегка смоченной в воде акварельной кисточки, желательно колонковой № 1. Иногда используются пластинки со сквозными отверстиями по углам квадратов. Через эти отверстия раковины при помощи препарировальной иглы сбрасываются в находящуюся под пластинкой камеру. Пластинки для отбора и камеры могут быть изготовлены своими средствами. Готовые можно получить заказав артели Промкооперации в г. Тарту; там же изготавливаются коробки для хранения камер с выдвижными лотками и деревянные коробки для шлифов.

Изучение выделенных из породы фораминифер также производится под бинокулярным микроскопом при падающем свете. Рекомендуется предварительно рассортировать раковины по родам и видам. При этом, однако, нарушается общая картина комплекса фораминифер, которую иногда бывает важно иметь перед глазами.

В том случае, если поверхностных признаков для определения принадлежности раковины к тому или иному виду или роду недостаточно, прибегают к изготовлению ориентированных шлифов отдельных раковин. Для этого раковину помещают в каплю нагретого канадского (пихтового) бальзама, нанесенного на предметное стекло, формата, употребляемого при изготовлении обычных петрографических шлифов. Раковине в незастывшем еще бальзаме при помощи нагретой препарировальной иглы придают требуемое положение. Затем по охлаждении бальзама раковину пришлифовывают на смоченном водой стеклянном диске корабельного иллюминатора или на прямоугольном куске зеркального стекла с применением микропорошка карборунда (№ 7).

При изготовлении пришлифовки надо следить, чтобы предметное стекло вращалось по кругу и сохраняло параллельное поверхности диска положение. За ходом шлифования необходимо все время следить под бинокуляром. В том случае, если раковина заполнена воздухом, необходимо следить, чтобы внутри раковины во время шлифования не образовывались пустоты. Для выполнения последних бальзамом на поверхность подсушенной пришлифовки кладется маленький кусочек бальзама, который будучи расплавлен нагретой иглой затекает в полость. Воздух из раковин иногда удается удалить путем предварительного их проваривания в канадском бальзаме. По достижении требуемой плоскости сечения, пришлифовки тщательно промывают и подсушивают, бальзам расплавляют, нагревая предметное стекло над горелкой или на закрытой керамической электроплитке и под бинокуляром переворачивают нагретой иглой раковину так, чтобы она плотно легла своей пришлифованной поверхностью на предметное стекло. Можно всю операцию проводить под бинокуляром, помещая пришлифовку на нагретую металлическую или керамическую пластину. Бальзам снова охлаждают в течение получаса и доводят шлиф на том же карборунде до требуемой толщины. После этого шлиф опять подсушивают и заключают в каплю бальзама, растворенного в ксилоле (консистенция сапожного вара при комнатной температуре). Заделка шлифа производится при легком нагревании в подогретый же бальзам. Лишь очень мелкие и хрупкие шлифы следует заделывать в более жидкий бальзам, не прибегая к нагреванию.

Очень хорошие результаты для изучения внутреннего строения раковин дает иногда пропитывание раковин глицерином. Глицерин, после рассматривания раковины под микроскопом (в проходящем свете) и, если нужно, зарисовывания, без особого труда отмывается водой.

Для изучения фораминифер и их шлифов в проходящем свете пользуются обычным минералогическим микроскопом модели МП-2, МП-3 или МИН-4. Если нет необходимости минералогического изучения стенки раковины, можно пользоваться биологическим микроскопом (для изучения шлифов крупных фораминифер объектив 8× слишком велик, необходимо иметь более слабый объектив, 3,7×, не входящий в обычный комплект).

В процессе изучения раковин и их шлифов необходимо производить измерения при помощи окуляр-микрометра. Измерять следует несколько экземпляров каждого вида с тем, чтобы получить средние и крайние значения для каждого из количественных признаков раковины (длины, диаметра и т. п.).

При изучении фораминифер прибегают к их зарисовыванию при помощи рисовального аппарата и к фотографированию под бинокуляром или микроскопом с применением фотонасадок МФН-1 (6 × 9 см) или МФН-2 (9 × 12 см) и др. Если нет фотонасадки, можно использовать обычную зеркальную фотокамеру (в том числе узкопленочную), снабдив ее переходным кольцом для надевания на верхнюю часть тубуса микроскопа. С целью ускорения получения фотоснимков шлифов фузулинид и других в большом количестве, съемку производят непосредственно на фотобумагу и для целей сравнения сечений пользуются негативными изображениями.

Общие приемы определения фораминифер и последующего их изучения в монографических целях те же, что и для других групп ископаемых организмов. Обязательным условием научного изучения фораминифер является исчерпывающе полное использование специальной литературы, имеющей отношение к исследуемым формам. Помещенные ниже описания отрядов, семейств и родов фораминифер необходимы лишь для общей ориентировки в систематике фораминифер и не могут заменить специальной литературы, поскольку для решения стратиграфических вопросов требуется знание не только родового, но и видового состава фораминифер.