Фораминиферы Методика изучения

Раковины фораминифер встречаются практически во всех породах морского происхождения, но преобладают в карбонатных глинах, мергелях, органогенно-обломочных известняках. Процесс исследования фораминифер состоит из сбора образцов в поле, технической обработки пород и научной обработки материала.

Сбор образцов. Частота отбора образцов и их размеры зависят от характера конкретных задач, стоящих перед исследователем. При первичном изучении разреза образцы, в зависимости от мощности отложений, отбирают с интервалом в 1–2 или 3–4 м и чаще при каждой смене литологии. Вес образца при этом составляет 200 г и более в случае относительно рыхлой породы. При отборе твердых карбонатных пород для изучения микрофоссилий в шлифах достаточен кусок породы размером 5х3х2 см. При детальных целенаправленных исследованиях частота отбора образцов может быть увеличена и интервал отбора сокращен до нескольких сантиметров, а вес образца увеличен.
Необходимо отбирать чистые невыветренные образцы, чтобы избежать их загрязнения ископаемыми органическими остатками из других слоев. При отборе образцов из кернового материала необходимо тщательно очистить поверхность керна и перед началом технической обработки тщательно его помыть. Образец с этикеткой помещают в матерчатый или полиэтиленовый мешочек.

Изучаемый материал не должен носить случайного характера. Единичные образцы неопределенного стратиграфического положения, взятые из разобщенных обнажений, не имеют интереса для первичного исследования разреза.

Техническая обработка образцов. Техническая обработка образцов для извлечения из породы остатков микрофоссилий слагается из следующих процессов: 1) дезинтеграции породы, 2) отмывки образца и 3) отбора скелетных остатков из отмытого порошка.

Дезинтеграция породы производится различными способами – механическим, термическим и химическим. Наиболее простым является механический способ дезинтеграции пород, применяемый в начальной стадии технической обработки образцов при изучении всех микрофоссилий. В случае сравнительно рыхлых пород используются железная ступка с пестиком или молоток, а в случае более твердых для дробления применяются металлические прессы или ультразвуковые установки. Порода размельчается на кусочки размером от 1 см3 и мельче, но не растирается во избежание разрушения ископаемых остатков. Часть образца, оставшаяся после взятия навески, сохраняется как контрольный образец и используется в случае возникновения каких-либо вопросов и при необходимости обогащения отмытого образца ископаемыми остатками.

При обработке твердых пород применяют термический и химический способы. В первом случае в зависимости от характера породы рекомендуется кипячение размельченного образца в воде (или в воде с добавлением соды) или последовательное прокаливание кусочков породы в муфельной печи и погружение в холодную воду или сильное охлаждение в холодильнике до -30 °С и последующее нагревание. В результате резкой смены температур образец разрушается и выделяется часть содержащихся в нем микрофоссилий. Другой способ разрыхления твердых пород заключается в сплавлении раздробленной породы с равным количеством глауберовой соли (Na2SO4 • 10Н2О) или гипосульфита (Na2S2O3 • 5H2O). После остывания попавшие в трещины породы гипосульфит или глауберова соль снова кристаллизуются и разрушают породу. Аналогичным способом может быть использована ледяная уксусная кислота.

Отмывка образца после дезинтеграции и размягчения породы производится для удаления тонких глинистых частиц размером 0,01 мм и меньше. Отмывка может производиться вручную и с помощью приборов. Ручная отмывка образца производится следующим образом: дезинтегрированную породу переносят в алюминиевую миску, заливают горячей водой, взмучивают, слегка растирая резиновой пробкой или рукой, дают отстояться 1,5–2 мин, затем воду со взвешенными в ней тонкими частицами сливают, осадок с более грубым материалом остается на дне миски. Эту операцию повторяют до тех пор, пока вода над осадком не станет прозрачной. В процессе такого отмучивания вместе с тонкими частицами могут сливаться мелкие легкие раковины фораминифер. Чтобы избежать этого, взмученную воду следует сливать через сито с размером ячеек меньше 0,01 мм. Для отмывки удобнее применять систему металлических сит с ячейками различного диаметра от 1 мм до сотых долей миллиметра. В сито с наиболее крупными ячейками переносится дезинтегрированный образец, под ним помещают сита с более мелкими ячейками, и вся система сит устанавливается под струю воды над стоком. В результате такой отмывки образец механически разделяется на ряд фракций. Недостатком этого способа отмывки является то, что сита забиваются породой с остатками ископаемых, в связи с чем необходимо иметь несколько комплектов сит и тщательно их очищать после каждого образца.
Для ускорения процесса отмывки разработан ряд отмывочных аппаратов, большинство из которых представляет собой систему сообщающихся сосудов. В тех случаях, когда исследователь имеет дело с совсем рыхлыми осадками, содержащими легкие скелетные образования, например пустые раковины фораминифер (в основном это современные осадки), отмывка образца от глинистых и илистых частиц пород производится в мешочках из мельничного газа № 61 и 74 под струей воды до тех пор, пока вода, вытекающая из мешочка, станет чистой. Отделение раковин от оставшейся тяжелой фракции осадка производится с помощью тяжелых жидкостей, в частности, четыреххлористого углерода (СCl₄) с плотностью 1,59. При заливании осадка тяжелой жидкостью пустые раковины всплывают.

После отмывки образца любым из перечисленных способов полученный осадок смывают в чашку Петри, высушивают и пересыпают в пакетик из кальки, на котором написаны номер образца, название разреза, год взятия образца, или в стеклянную пробирку с пробкой. В последнем случае этикетку лучше помещать в пробирку, а не наклеивать сверху. Отбор раковин из отмытого и просушенного образца породы производится под бинокулярным микроскопом обычно при увеличении 8х4 с помощью тонкой смоченной в воде кисточки или препарировальной иглы.

Для хранения микрофоссилий используются камеры Франке различных типов, изготовленные из картона или пластмасс. Дно камер может иметь простую подкладку из черной бумаги или так называемую фотоподкладку, на которую можно наклеивать раковины кисточкой, смоченной в воде.

Обработка собранного материала. Научная обработка материала проводится с целью всестороннего изучения объектов исследования, их определения, описания и изображения. Большая часть микропалеонтологических объектов имеет размеры от долей до нескольких миллиметров, и основная определительская работа с ними проводится с помощью бинокулярных стереоскопических микроскопов, которые дают увеличение до 98 раз (7х14).

Если раковины имеют хорошую сохранность, то их внешние признаки могут быть достаточно хорошо рассмотрены с помощью бинокуляра без применения специальных методов. При недостаточно хорошей сохранности скелетных остатков и для рассмотрения внутренних элементов строения применяются просветляющие жидкости и окрашивание. В качестве просветляющих жидкостей могут быть использованы вода, глицерин, касторовое масло, ксилол. Изучаемый объект переносят на предметное стекло, погружают в выбранную жидкость и рассматривают как в отраженном, так и в проходящем свете. Окрашивание раковин анилиновыми красителями (чернила от ручки, синька) в некоторых случаях приводит к большей рельефности ряда внешних признаков. Иногда для лучшего рассмотрения поверхности изучаемого объекта с нее может быть сделан слепок с помощью целлулоидной пленки. Простейший способ изготовления пленки следующий. Кусочек очищенной от эмульсии фотопленки растворяется в ацетоне, в полученный раствор на несколько секунд погружается объект исследования, затем он вынимается из раствора, просушивается, образовавшаяся на нем целлулоидная пленка, несущая отпечаток поверхности объекта, снимается препарировальной иглой и изучается под бинокуляром или микроскопом.
Для исследования микроструктуры скелета, элементов внутреннего строения, а в некоторых случаях и стадий развития применяется метод изготовления ориентированных шлифов. Для этого на матовую поверхность сухого предметного стекла помещается кусочек или капля канадского бальзама или эпоксидной смолы. Стекло медленно нагревают для разжижения смолы и сухой кисточкой или иглой погружают в бальзам раковину; пока бальзам не застыл, раковину ориентируют в нужном положении нагретой иголкой. Ориентировка раковины производится под бинокуляром, и нагретое стекло следует поместить на деревянную дощечку или матерчатую подкладку во избежание его резкого охлаждения и растрескивания бальзама.

После остывания препарата и застывания бальзама его пришлифовывают на матовом стекле с использованием тонкого карборундового порошка и воды или только с водой до необходимого уровня среза. Шлифование производится круговыми движениями предметного стекла. В процессе шлифования необходимо возможно чаще контролировать плоскость пришлифовки под бинокуляром, предварительно промывая стекло водой. Для изготовления тонкого прозрачного шлифа стекло с пришлифовкой медленно нагревают до разжижения бальзама и нагретой иглой переворачивают раковину так, чтобы ее пришлифованная сторона плотно примыкала к предметному стеклу. После пришлифовывания раковины со второй стороны и достижения необходимой толщины шлифа препарат  промывают, высушивают и накрывают покровным стеклом. Для этого на шлиф наносят каплю жидкого бальзама и осторожно накрывают чистым и сухим покровным стеклом. Особенно важное значение изготовление тонких шлифов имеет при изучении палеозойских фораминифер, так как для их диагностики особенно необходим анализ внутреннего строения раковины. Тонкие срезы фораминифер изучают также в петрографических шлифах, изготовленных из твердых известняков, где сечения раковин имеют случайную ориентировку. Шлифы просматриваются под бинокуляром и изучаются с помощью поляризационного микроскопа.

В микропалеонтологии широко используется метод фотографирования материала, что значительно облегчает работу с микроскопическими объектами и дает возможность лучшего визуального сравнения объектов из разных образцов и с разных стратиграфических уровней. Фотографирование может производиться с помощью обычного бинокуляра с фотонасадкой, с помощью микроскопа с фотонасадкой и с использованием другой оптики, а также с помощью электронного микроскопа с фотокамерой. В последнем случае исследуемые объекты проходят предварительную обработку. Они наклеиваются на специальные металлические столики особым электропроводящим клеем, или с помощью двустороннеклейкой ленты, или клея БФ. После этого столик помещается в вакуумную опылительную установку, где поверхность объекта исследования и рабочая поверхность столика напыляется тонким слоем меди, золота или специального сплава для создания электропроводящей поверхности, необходимой для исследования в электронном микроокопе. После подготовки столика к съемке он укрепляется в вакуумной камере микроскопа. Изображение объекта рассматривается на экране микроскопа, выбираются необходимые увеличения и объект фотографируется целиком или фрагментарно. Электронный микроскоп позволяет наблюдать и исследовать детали строения микрофоссилий, невидимые или плохо различимые в световом микроскопе.

Для диагностики минерального состава скелета микрофоссилий используется рентгеновский метод.
Благодаря тому что микропалеонтологический материал часто характеризуется массовыми или хотя бы многочисленными находками микрофоссилий, в микропалеонтологии широкое применение находит биометрический метод исследований, имеющий свою специфику и позволяющий выявить закономерности в строении, развитии и распространении фораминифер.

При изображении фораминифер в палеонтологии долгое время использовались рисунки. Для этого были сконструированы специальные рисовальные аппараты, например РА-1, состоящий из переходного кольца, надеваемого на тубус бинокуляра, окуляра с системой светофильтров и подвижно прикрепленного зеркала. Совмещение с помощью регулирования положения зеркала изображения объекта и листа бумаги позволяет обвести на бумаге его контур и некоторые детали строения. Однако любой рисунок, даже выполненный с помощью рисовального аппарата, содержит в себе много субъективного, и поэтому с развитием микрофотографирования рисунки сменились фотографиями, а в последнее время и электронными фотографиями. В то же время наличие фотографий не исключает зарисовок как целых объектов, так и их фрагментов, когда в этом есть необхо-димость.