Курсовая работа (т): Методика изучения ископаемых организмов в континентальных и морских разрезах кайнозоя Дальнего Востока

Щелочи способствуют разрушению и диспергированию глин, но слишком сильные их растворы разрушают раковины радиолярий. Поэтому при кипячении породы в щелочах следует проявлять большую осторожность, чтобы концентрация раствора в результате испарения не поднялась выше допустимо" инструкцией. Если поверхность раковин после обработки окажется корродированной, можно предполагать, что раствор щелочи был слишком концентрированным [6].

Обработка 30%-ным раствором перекиси водорода или азотной кислотой проводится для окисления органического вещества, содержащегося в породе. Органическое вещество, прилипая к раковинам или способствуя прилипанию к ним глинистых частиц, скрывает строение радиолярий. Перекись водорода, кроме того, является сильным механическим агентом, очищающим радиолярии, и по возможности должна всегда использоваться[6].

Отмытые водой раковины радиолярий при высыхании часто склеиваются между собой из-за присутствия солей или глинистых частиц на их поверхности. Это явление устраняется обезвоживанием образца ацетоном следующим методом:

.        Раздробите образец на кусочки размером менее 0,5 см. Для этого рекомендуется металлическая ступка, причем при дроблении пестик двигают только в вертикальном направлении. Не следует растирать образец или пытаться обработать сразу более 2,5 см³ породы, так как это приводит к нежелательному превращению значительной ее части в порошок. Ступку после каждой операции следует тщательно очистить.

.        В 400-мл стакан поместите такое количество раздробленного образца, чтобы было покрыто дно (25-30 г). Налейте около 50 мл спирта, а затем 50 мл концентрированной технически чистой соляной кислоты. При обработке слабо известковистых пород спирт можно не добавлять. Когда реакция замедлится, стакан наполовину залейте водой, покройте стеклом и поставьте на горячую плиту. Содержимое кипятите 10-30 мин.

.        Снимите стаканы с горячей плиты и оставьте их на 10 мин. Слейте кислоту по возможности полностью. Залейте стакан на 2/3 водой, энергично перемешайте и оставьте на 5-10 мин. Снова вылейте и еще раз налейте полстакана воды.

.        Осторожно добавьте порошок углекислого натрия (Na₂СО₃), энергично перемешивая до нейтрализации кислоты, на что укажет прекращение выделения пузырьков газа. Увеличьте концентрацию Na₂C0₃, прибавив половину чайной ложки или немного больше этого реактива. Затем опустите 10-12 таблеток едкого натрия (NaOH). Залейте стакан водой на 2/3, покройте его стеклом и поставьте на горячую плиту. Даже наиболее легко разрушаемые образцы должны кипеть по крайней мере полчаса. Образцы туфов почти не изменялись после такого кипячения, зато они полностью проваривались за 24 ч (три рабочих дня). Весь этот процесс не разрушает образцы полностью, но освобождает из породы достаточное количество радиолярий, чтобы набрать хороший комплекс.

Если после столь длительной обработки не будут получены положительные результаты, то в таком случае материал вряд ли пригоден для извлечения радиолярий.

.        Когда образец будет достаточно дезинтегрирован, снимите его с горячей плиты и поместите на сито не крупнее 200 меш. Отберите все крупные неразрушившиеся куски породы. Применяя водяной распылитель, осторожно отмывайте осадок до тех пор, пока вода, проходящая через сито, не станет чистой. Нельзя тереть осадок о сетку.

.        Используя водяной распылитель, осторожно смойте осадок обратно в тот же стакан. После того как он отстоится, слейте воду.

.        Добавьте ацетон в количестве, равном двойному объему осадка, слегка перемешайте и слейте. Повторите эту операцию.

.        Высушите осадок на слабом жару.

.        Добавьте 30%-ный раствор перекиси водорода (H₂O₂) в таком количестве, чтобы уровень его был выше осадка. Нагрейте содержимое до начала энергичного выделения пузырьков газа, затем снимите стакан с плиты и ждите прекращения образования пузырьков. Налейте воды до образования 10%-ного раствора H2O2. Покройте стакан стеклом и кипятите содержимое 30 мин.

.        Повторите операции 5, 6, 7 и 8, но в операции 6 слейте осадок в чашку Петри (рисунок 3) .Образец готов для изучения.

.        Ацетон, использованный в операциях 7 и 10, слейте в бутыль и сохраните. Его можно очистить с минимальными потерями путем перегонки.

.        Никогда не следует использовать фильтровальную бумагу для сбора осадков с радиоляриями, так как раковины прилипают к бумаге [6].

Рисунок 3 - Чашка Петри [39]

Подготовка препарат с помощью насыпки. При определении известной фауны предпочтительно делать насыпку отмытого осадка на предметное стекло[6]. Метод следующий:

.        Предметное стекло размером 2,5x7,5 см тщательно протрите. Нанесите пять капель раствора гуммиарабика или трагаканта таким образом, чтобы четыре его капли находились па расстоянии 0,3 см от каждого угла покровного стекла, а одна располагалась в центре.

.        В каждое кашпо поместите по карборундовому или алундовому зерну размером 50 меш (можно было бы поместить фораминиферу), чтобы держать покровное стекло выше раковин хрупких радиолярий. (Если осадок содержит песчаные зерна сравнимых с карборундом размеров, то операции 1 и 2 опускаются.) После этого предметное стекло можно подсушить.

.        На чистую поверхность между зернами карборунда нанесите такое количество консервирующей среды, чтобы пространство под покровным стеклом было полностью ею покрыто. Среду, которую надо приготовлять или расплавлять, как, например, канадский бальзам, использовать не стоит. Можно рекомендовать консервирующую среду текникон.

.        На консервирующую среду насыпают слой отмытого осадка толщиной, не превышающей одно зерно или раковину после равномерного распределения его под покровным стеклом. Избыток осадка приведет к тому, что раковины будут нагромождаться одна па другую, затрудняя определение. Лучше использовать меньше осадка и сделать хороший препарат. Если осадок содержит грубые частицы породы, они должны быть отсеяны до начала этой операции.

.        Пользуясь чистой иглой, осторожно и тщательно перемешайте осадок в консервирующей среде, уничтожая все пузырьки.

.        Протрите покровное стекло и осторожно опустите его на место. Добейтесь, чтобы избыток среды выступил но краям покровного стекла. Если среда не выступает, следует добавить ее вокруг стекла медицинской пипеткой или стеклянной палочкой.

.        Готовый препарат можно оставить на всю ночь. Это позволит среде проникнуть в раковины радиолярий, а ее избытку подсохнуть.

.        При хранении располагайте препараты горизонтально. Если они хранятся на боку, радиолярии станут постепенно смещаться вниз к краю стекла, разрушая готовый препарат [6].

Радиолярии следует изучать в проходящем свете при довольно большом увеличении, которое достигается на биологическом или петрографическом микроскопе. При изучении радиолярий исследуются детали структур размером менее микрона. Малое увеличение (х100) применяется для сканирующих препаратов, обычно же исследование проводится успешнее при увеличениях более 400-500. Вертикальный осветитель металлографического типа не дает особых преимуществ. Для успешного изучения радиолярии должны быть абсолютно чистыми. Если под бинокуляром не видно блистающих чистотой раковин, осадок должен быть еще раз прокипячен в щелочи [6].

.2 Фораминиферы

В морях и океанах у поверхности воды и на дне обитают раковинные одноклеточные организмы, которые относятся к типу простейших и называются фораминиферами (рисунок 4). Это очень древние организмы. Самые ранние находки фораминифер известны из кембрийских отложений

Рисунок 4 - Фораминифер Лагенида [2]

К фораминиферам относится большинство саркодовых с раковиной, пронизанной множеством мелких пор - фораменов (отсюда название "фораминиферы" - несущие отверстия), через которые выходят тончайшие нитевидные псевдоподии [4]. Название "простейшие" применительно к фораминиферам не означает "примитивные". Фораминиферы - эукариотные организмы, а это значит, что их четко оформленное ядро отделено оболочкой от цитоплазмы и ядерная ДНК заключена в хромосомах. Прежде всего, по этой причине они относятся к царству животных [9].

Фораминиферы одноклеточные, поэтому ни тканей, ни тем более органов у них не существует (рисунок 5). Тело фораминифер состоит из цитоплазмы. Различные физиологические функции - захват пищи, ее переваривание, выделение, дыхание, размножение, передвижение и др. - выполняют отдельные внутриклеточные цитоплазматические структуры (органоиды), а координация этих функций осуществляется самой же цитоплазмой [9].

Рисунок 5 - Фораминифер Нуммулитида [2]

По размерам раковины фораминиферы делятся на мелкие (до 1 мм) и крупные (свыше 1 мм). Среди мелких выделяются планктонные и бентосные формы (рисунок 6), крупные принадлежат к бентосу (рисунок 7). Основным критерием классификации ископаемых фораминифер является строение раковины [7].

Рисунок 6 - Мелкий планктонный фораминифер Глобигеринида [2]

Рисунок 7 - Крупный бентосный фораминифер Роталиида [2]

Отбор образцов мелких фораминифер приводят двумя способами: бороздовым и точечным. В первом случае в обнажении или на искусственно вскрытой поверхности пород делается борозда, из которой отбирается проба в пределах заданных стратиграфических интервалов (обычно от 0,6 до 3,0 м). Бороздовый способ гарантирует включение в пробу ископаемых из всех слоев в данном интервале отбора, но увеличивает опасность засорения образцов. При точечном способе образцы отбираются на определенных стратиграфических уровнях, что дает возможность произвести более тщательный отбор фауны из нужных слоев. Образцы при этом способе легче отбирать, а опасность засорения уменьшается из-за сокращения площади поверхности, с которой берется проба. Однако при точечном способе часть слоев неизбежно пропускают, поэтому уверенность в получении полного фаунистического комплекса данного интервала отсутствует [6].

Породы кайнозойского возраста разрушаются без сложной обработки. Некоторые из них, чистые и рыхлые, можно просеять в сухом виде и изучать без отмывки. Вес пробы может изменяться от нескольких граммов до нескольких килограммов. Обычно обрабатывается только часть пробы, а остаток используется в качестве резерва для поиска других микроископаемых.

Отмывка очень важная процедура для обработки образцов. Некоторые образцы можно отмыть без предварительного замачивания за сравнительно короткое время, другие следует залить водой на несколько часов или на всю ночь. Слабое кипячение в обычной воде или с небольшим количеством соды в течение часа ускоряет процесс разрушения. Перекись водорода (30%-ный раствор, разбавленный до 15%) - очень эффективное средство для пропитывания глинистых образцов [6].

При отмывке породы на сите используется гибкий резиновый шланг около 9,5 мм в диаметре. Обычно материал, предназначенный для отмывки, помещают непосредственно на сито 200 меш, но если в нем содержится крупная галька или обломки раковин, которые портят сито и разбрызгивают струю воды, сверху ставится еще сито 10 меш. Крупные куски породы растирают руками, после чего породу отмывают на сите 200 меш. Струю перемещают по направлению к центру сита: сильное давление воды, направленное к краю, может выплеснуть осадок [6].

Для переноса отмытого образца в посуду для сушки весь осадок собирают на краю сита с помощью очень слабой струи и смывают его в чашку или ковш. Слив лишней воды производится только обратно на то же сито. Затем снова смывают осадок слабой струей, стараясь, чтобы в посуде для сушки осталось минимальное количество воды. Сушить пробы следует в сушильном шкафу при температуре около 70°С [6].

Просмотр под бинокуляром будет более эффективным, если осадок просеян на несколько фракций. В противном случае мелкие формы могут оказаться закрытыми крупными экземплярами. Просеянные образцы для отбора следует рассыпать тонким слоем на черной пластинке, предпочтительно не из картона. Если пластинка разлинована светлыми полосами для ориентировки, это позволит во время перемещения пластинки под бинокуляром легко следить за уже просмотренной частью осадка. Перемешивание осадка на пластинке производится тонкой иглой. Отобранные из образца раковины обычно помещают в картонную камеру или в серию камер в зависимости от размеров фауны. Дно такой камеры разлиновано на 30 или 60 квадратов. Размеры раковин обусловливают глубину камер [19].

Крупные послепалеозойские фораминиферы связаны преимущественно с кайнозойскими толщами. Все они по происхождению морские формы и, очевидно, обитали на дне сравнительно мелких и теплых водоемов. Наружное строение многих послепалеозойских форм имеет таксономическое значение. Отдельные крупные экземпляры или плитки породы с видными на них раковинами должны быть завернуты для защиты от повреждения. Другие образцы только завертывают в вату, и в таком виде они хорошо сохраняются в мешочках во время транспортировки [19].

Крупные фораминиферы изучают главным образом в шлифах. Но и на выделенных из породы экземплярах можно изучить внешние признаки, пригодные для систематики. Крупные фораминиферы отмывают из породы тем же способом, что и мелкие. После отмывки высушенные экземпляры готовы для изучения их внешних признаков и для шлифования. Когда имеются выделенные из породы экземпляры, из них сравнительно легко изготовить ориентированные шлифы. Каплю канадского бальзама или маленький кусочек термопластика помещают на предметное стекло и нагревают его. Затем в эту среду опускают раковину. Препарат кладут на столик микроскопа с небольшим увеличением или под лупу и располагают плоскость, по которой хотят шлифовать раковину, параллельно плоскости стекла, используя для этой манипуляции иглу или зубочистку. Необходимо постоянное наблюдение за ходом шлифования. В случае необходимости коррекция ориентации делается путем слабого нагревания препарата и установки экземпляра. Когда раковина пришлифуется до нужной плоскости, ее переворачивают, предварительно нагрев препарат. Если среда засоряется шлифовальным порошком, раковину можно переложить на новое предметное стекло со свежей закрепляющей средой. Очень важно на этой стадии работы удалить все пузырьки и обеспечить контакт между стеклом и пришлифованной поверхностью экземпляра. Если среду перегреть, она закипит, образуя пузырьки, или сделается такой хрупкой, что может раскрошиться до того, как сечение станет достаточно тонким. Окончательное шлифование, как и в других случаях, заключается в осторожном доведении экземпляра до такой толщины, когда будет видно максимальное число деталей [6].

.3 Диатомовые водоросли

Тип диатомовые водоросли (DIATOMEA) (от греч. di- два, tome- разрез, рассечение), или Бациллярии (bacillum - палочка) [10]. Диатомовые водоросли - это одноклеточные микроскопические одиночные организмы, реже колониальные. Клетки диатомей окружены панцирем из кремнезема, состоящим из двух створок (рисунок 8). Панцирь пронизан мельчайшими порами, через которые происходит обмен с внешней средой. Большинство диатомовых ведут планктонный образ жизни преимущественно в областях умеренного или холодного климата. Первые диатомовые появились в юрских морях и получили широкое распространение в меловом и палеогеновом периодах. Массовые скопления их створок образуют кремнистую породу - диатомит, а на дне современных морей - диатомовые илы [4].

Существующие методы сбора и изучения водорослей многообразны. Это определяется как эколого-морфологическим своеобразием представителей различных отделов и экологических группировок, так и разнообразием целей и подходов к их изучению [11].