Войти
 Угольный шар | |
| Состав | |
|---|---|
| Перминерализованные остатки растений |
A угольный шар тип конкреции, различающейся по форме от несовершенной сферы до плоской неправильной плиты. Угольные шары образовывались в каменноугольном периоде болота и болота, когда торф не превращался в уголь из-за большого количества кальцита окружающий торф; вместо этого кальцит превратил его в камень. Таким образом, несмотря на то, что на самом деле он не был сделан из угля, угольный шар обязан своим названием своему происхождению, а также форме, сходной с настоящим углем.
Угольные шары часто хранят замечательную запись микроскопической структуры тканей болот и болотных растений каменноугольного периода, которые в противном случае были бы полностью уничтожены. Уникальная сохранность растений каменноугольного периода делает их ценными для ученых, которые разрезают и очищают угольные шары для исследования геологического прошлого.
В 1855 году два английских ученых, Джозеф Далтон Хукер и Эдвард Уильям Бинни, сделали первое научное описание угольных шаров в Англии, и первоначальные исследования угольных шаров проводились в Европе. Угольные шары Северной Америки были обнаружены и идентифицированы в 1922 году. С тех пор угольные шары были обнаружены в других странах, что привело к открытию сотен видов и родов.
. Угольные шары могут быть найдены в угле. швы по Северной Америке и Евразии. Угольные шары Северной Америки более широко распространены как стратиграфически, так и геологически, чем в Европе. Самые старые известные угольные шары датируются намурским ярусом карбона; они были обнаружены в Германии и на территории бывшей Чехословакии.
Сэр Джозеф Далтон Хукер, который вместе с Эдвардом Уильямом Бинни был первым, кто сообщил об угольных шарах Первый научное описание угольных шаров было сделано в 1855 году сэром Джозефом Далтоном Хукером и Эдвардом Уильямом Бинни, которые сообщили о примерах в угольных пластах Йоркшира и Ланкашир, Англия. Европейские ученые сделали большую часть ранних исследований.
Угольные шары в Северной Америке были впервые обнаружены в угольных пластах Айовы в 1894 году, хотя связь с европейскими угольными шарами не была установлена до Адольф Карл Ноэ (чей угольный шар был обнаружен Гилбертом Кэди) провел параллель в 1922 году. Работа Ноэ возродила интерес к угольным шарам и к 1930-м годам привлекла палеоботаников из Европы в бассейн Иллинойса в поиск их.
Существуют две теории - автохтонная (in situ ) теория и аллохтонная (дрейфовая) теория - которые пытаются объяснить образование угольных шариков, хотя предметом в основном спекуляции.
Сторонники теории in situ полагают, что вблизи его нынешнего местоположения органическое вещество накапливалось около торфяного болота и вскоре после захоронения подверглось перминерализации - минералы просачивались в органическое вещество и образовывали внутреннюю слепку. Вода с высоким содержанием растворенных минералов была захоронена с растительным веществом в торфяном болоте. Когда растворенные ионы кристаллизовались, минеральное вещество выпадало в осадок. В результате конкреции, содержащие растительный материал, образовывались и сохранялись в виде округлых комков камня. Углеобразование было предотвращено, а торф сохранился и в конечном итоге превратился в угольный шар. Большинство угольных шаров находится в битуминозных и антрацитовых угольных пластах, в местах, где торф не был сжат в достаточной степени, чтобы превратить материал в уголь.
Marie Stopes и проанализировал образцы угольных шариков и решил, что угольные шарики образуются на месте. Они подчеркнули важность взаимодействия с морской водой, считая, что это необходимо для образования угольных шаров. Некоторые сторонники теории in situ полагают, что открытие Стоупса и Уотсона стебля растения, проходящего через несколько угольных шаров, показывает, что угольные шары образовывались на месте, утверждая, что теория дрейфа не может объяснить наблюдения Стоупса и Ватсона.. Они также ссылаются на хрупкие куски органического материала, выступающие за пределы некоторых угольных шаров, утверждая, что, если бы теория дрейфа была верна, выступы были бы разрушены, а некоторые большие угольные шары были достаточно большими, чтобы их нельзя было транспортировать в первое место.
Теория дрейфа утверждает, что органический материал не образовался в его нынешнем местоположении или рядом с ним. Скорее, он утверждает, что материал, который превратился в угольный шар, был перенесен из другого места в результате наводнения или шторма. Некоторые сторонники теории дрейфа, такие как и, считали, что присутствие морских животных в угольных шарах доказывает, что материал переносится из морской среды в неморскую. Эдвард С. Джеффри, заявив, что теория in situ «не имеет веских доказательств», полагал, что образование угольных шариков из транспортируемого материала было вероятным, потому что угольные шарики часто включали материал, образовавшийся в результате переноса и осаждения в открытой воде.
Кальцит (в центре) и доломит (вверху и внизу) - обычные материалы, обнаруживаемые в угольных шарах. Угольные шары не сделаны из угля; они негорючие и бесполезны в качестве топлива. Угольные шары - это богатые кальцием перминерализованные формы жизни, в основном содержащие кальций и магний карбонаты, пирит и кварц <196.>. Другие минералы, включая гипс, иллит, каолинит и лепидокрокит, также присутствуют в угольных шарах, хотя и в меньших количествах. Хотя угольные шары обычно размером с человеческий кулак, их размеры сильно различаются: от грецкого ореха до 3 футов (1 м) в диаметре. Обнаружены угольные шары размером меньше гильзы.
. Угольные шары обычно содержат доломиты, арагонит и массу органических веществ на различных стадиях разложения.. Хукер и Бинни проанализировали угольный шар и обнаружили «отсутствие хвойной древесины... и листьев папоротников» и отметили, что обнаруженное растительное вещество «похоже [было расположено] так же, как и они. упали с заводов, которые их производили ». Угольные шары обычно не сохраняют листья растений.
В 1962 году Сергиус Мамай и Эллис Йохельсон проанализировали североамериканские угольные шары. Их открытие морских организмов привело к классификации угольных шариков, которые были разделены на три типа: нормальные (иногда называемые цветочными), содержащие только растительные вещества; фауна, содержащая только ископаемые животных ; и смешанные, содержащие как растительный, так и животный материал. Смешанные угольные шары далее делятся на гетерогенные, в которых растительный и животный материал был четко разделен; и однородный, без такого разделения.
Качество консервации угольных шаров варьируется от отсутствия консервации до такой степени, что можно анализировать клеточные структуры. Некоторые угольные шарики содержат консервированные корневые волоски, пыльцу и споры и описываются как «более или менее прекрасно сохранившиеся», содержащие «не то, что раньше было растением», а, скорее, само растение. Другие были признаны «бесполезными с ботанической точки зрения», поскольку органическое вещество ухудшилось до того, как превратилось в угольный шар. Угольные шары с хорошо сохранившимся содержимым пригодятся палеоботаникам. Они использовались для анализа географического распределения растительности: например, для получения доказательств того, что украинские и оклахоманские растения тропического пояса когда-то были одинаковыми. Исследования угольных шаров также привели к открытию более 130 родов и 350 разновидностей.
Качество сохраняемого материала в угольном шаре определяют три основных фактора: минеральные компоненты, скорость процесса захоронения и степень сжатия перед перминерализацией. Как правило, угольные шары, полученные из останков, которые быстро погребаются с небольшим разложением и давлением, сохраняются лучше, хотя растительные остатки в большинстве угольных шаров почти всегда показывают разные признаки разложения и разрушения. Угольные шары, содержащие количества сульфида железа, имеют гораздо меньшую сохранность, чем угольные шары, перминерализованные магнием или карбонатом кальция, за что сульфид железа получил титул «главного проклятия охотников за угольными шарами».
Угольный шар из южного Иллинойса Угольные шары были сначала найдены в Англии, а затем и в других частях света, включая Австралию, Бельгию, Нидерланды, бывшую Чехословакию, Германию, Украина, Китай и Испания. Встречались они также в Северной Америке, где они географически широко распространены по сравнению с Европой; в Соединенных Штатах угольные шары были обнаружены от Канзаса до Иллинойсского бассейна до Аппалачского региона.
. Самые старые угольные шары были с начала конца намурский этап (от 326 до 313 млн лет назад) и открыт в Германии и бывшей Чехословакии, но их возраст обычно варьируется от пермского (299-251 млн лет назад) до верхнего карбона. Некоторые угольные шары из США различаются по возрасту от более позднего конца вестфальского (примерно 313–304 млн лет назад) до более позднего стефанского (примерно 304–299 млн лет назад). Европейские угольные шары обычно происходят из раннего конца Вестфальского яруса.
В угольных пластах угольные шары полностью окружены углем. Их часто можно найти беспорядочно разбросанными по шву отдельными группами, обычно в верхней половине шва. Их появление в угольных пластах может быть как крайне спорадическим, так и регулярным; было обнаружено, что многие угольные пласты не содержат угольных шаров, в то время как в других было обнаружено такое количество угольных шаров, что шахтеры полностью избегают этой области.
Тонкий срез стебля растения, изображающий кальцит кристаллы. Тонкие срезы были ранней процедурой, используемой для анализа окаменелого материала, содержащегося в угольных шариках. Для этого требовалось вырезать угольный шар алмазной пилой , затем сплющить и отполировать шлиф абразивом. Его приклеивали к предметному стеклу и помещали под петрографический микроскоп для исследования. Хотя процесс можно было выполнить с помощью машины, требовалось много времени и низкое качество образцов, полученных с помощью тонких срезов, уступили место более удобному методу.
Техника тонких срезов была заменена ныне - общепринятый метод жидкого отслаивания в 1928 году. В этом методе отслаивание получают путем разрезания поверхности угольного шара алмазной пилой, шлифовки поверхности разреза на стеклянной пластине с карбидом кремния до гладкой поверхности, и протравливание среза и поверхности соляной кислотой. Кислота растворяет минеральные вещества из угольного шара, оставляя выступающий слой растительных клеток. После нанесения ацетона на угольный шар помещают кусок ацетата целлюлозы. При этом клетки, сохранившиеся в угольном шаре, погружаются в ацетат целлюлозы. После сушки ацетат целлюлозы может быть удален с угольного шарика бритвой, и полученная корка может быть окрашена пятном с низкой кислотностью и исследована под микроскопом. С помощью этого метода можно извлечь до 50 кожуры из 2 миллиметров (0,079 дюйма) угольного шарика.
Однако кожура со временем разлагается, если она содержит какой-либо сульфид железа (пирит или марказит ). Шья Читалей решил эту проблему, пересмотрев технику жидкого пилинга, чтобы отделить органический материал, сохраненный угольным шаром, от неорганических минералов, включая сульфид железа. Это позволяет кожуре дольше сохранять свои качества. Доработки Читалей начинаются после шлифовки поверхности угольного шара до гладкой поверхности. Ее процесс по существу включает нагревание и последующее нанесение нескольких растворов парафина в ксилоле на угольный шар. Каждое последующее нанесение имеет большую концентрацию парафина в ксилоле, чтобы парафин мог полностью проникнуть в угольный шар. Азотная кислота, а затем ацетон наносятся на угольный шар. После этого процесс снова сливается с техникой жидкого пилинга.
Порошковая дифракция рентгеновских лучей также использовалась для анализа угольных шаров. Рентгеновские лучи заданной длины волны проходят через образец для изучения его структуры. Это раскрывает информацию о кристаллографической структуре, химическом составе и физических свойствах исследуемого материала. интенсивность рассеяния рентгенограммы наблюдается и анализируется, при этом измерения включают угол падения и рассеяния, поляризацию, длину волны или энергию.
Палеонтологический портал 
Геологический портал | journal =() CS1 maint: ref = harv (link )
Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественное достояние.Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии.Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии.Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии.