КРЕМЕНЬ

К ТАЙНЕ ОЗЕРА СВЕТЛОГО

Образование кремня в Нижнем Мелу 60 миллионов лет назад. В кремне есть биогенный опал

"Кремень" в переводе с греческого означает "утес", "скала". По составу это двуокись кремния (мелкие кристаллики халцедона или кварца и аморфный опал, образующий идеальную кубическую упаковку из мельчайших зерен окиси кремния). По цвету кремень бывает белым и светло-серым (чистый кремень), бурым, красноватым и коричневым (с примесями гидроокислов железа), черным и темно- серым (с примесями органического вещества). Эти органические вещества при попадании в воду и активируют ее при естественном воздухообмене.

Кремень образовался, как известно, в период Меловой системы, породы которой встречаются на всех континентах как Северного, так и Южного полушария. По преобладающему составу пород и их распространению Меловая система отчетливо разделяется на две примерно равные части (нижний и верхний мел). Эти отличия обусловлены особенностями геологической истории материков.

Ученые полагают, что кремень появился свыше шестидесяти миллионов лет тому назад в Нижнем мелу. Его образование длилось не менее сорока миллионов лет в процессе диагенеза осадков, катагенеза горных пород и метагенеза. Для Нижнего мела характерны темные, почти черные глины с сидеритовыми конкрециями. Осадки в теплых водоемах Мелового периода, где образовывался кремень, - это осадки животных и растительных организмов или продукты их жизнедеятельности. Сейчас под диагенезом понимают только преобразование осадка в собственно осадочную породу.

Более поздние превращения кремня относят к стадиям катагенеза и метагенеза. Различают два этапа диагенетического образования минералов, в том числе и кремня: окислительный, приуроченный к самой верхней пленке осадков, которая еще содержит свободный кислород, и восстановительный, охватывающий более глубокие слои, лишенные молекулярного кислорода и характеризующиеся редукционными процессами. Важным следствием катагенеза является уплотнение пород, протекающее сначала без нарушения их структуры, а затем с нарушениями. К концу стадии катагенеза выжимается и удаляется вся свободная вода, а затем и связанная. Одни минералы растворяются, другие отлагаются. Широко развито регенерационное обрастание зерен кварца, хлоритизация, альбитизация, цеолитизация. Возникают новые текстуры. Органическое вещество, теряя углекислоту и углеводороды, преобразуется до стадии полуантрацитов.

Черный или темно-серый кремень - это продукт незавершенного производства. Попадая в воду, он катионирует ее сложными эле- ментоорганическими соединениями. В любой воде есть диссоциирующие молекулы. Они являются толчком для протонирования поверхности кремня, удерживающей сложный катион органического соединения. В воде это вещество, чувствительное к электромагнитному излучению (даже к слабому инфракрасному), оказывается в роли катализатора. Как правило, такими веществами являются ес- юственные пигменты. В кремне, по-видимому, в составе органических остатков содержится активный центр порфиринов или карати- моидов.

В кремне есть биогенный опал, который образовался из остатков животных и растительных организмов и сохранил в своей структype органические вещества. Имеются сведения, что древние люди использовали опал в лечебных целях. И это не случайно: многие фармакологические препараты, включающие неорганические компоненты, по своей природе близки к минералам кремнезема, в частности копалу. Свыше пятидесяти минеральных образований в настоящее время применяется в качестве фармакологических родств.

Более ста лет тому назад ученые назвали биосферой тонкую нОолочку существования жизни на Земле. Это удивительно сбалансированная, гармоничная структура, образовавшаяся в течение миллиардов лет из "солнечного" вещества. Биосферная оболочка нишей планеты своим существованием обязана воде.

В результате поднятия суши, положившего начало новому периоду в истории Земли, в кремне оказались "погребенными" вещест- ип, представляющие собой битумы и полуантрациты. Как теперь до-пзано, в них содержатся порфирины. Порфирины - широко распространенные в природе пигменты, в основе молекул которых лежит юрфин (структура из четырех колец пиррола). Природные порфи- 1>мны различаются заместителями - наиболее распространены ме- >ильная, этильная, винильная группы, остатки уксусной и пропино- иой кислот. Биологически наиболее важны комплексы порфиринов железом и магнием. Витамин B-J2 (кобальтовое комплексное со-

«тинение) близко примыкает к порфиринам. Эти комплексные ме- шллоорганические соединения обнаружены в выделениях живот- чих (уропорфирин, копропорфирин), в скорлупе птичьих яиц, опе- |х1нии птиц, раковинах моллюсков, органических ископаемых остат- шх (часто в виде комплексов с ванадием и никелем). Абиогенное образование порфиринов связано с путями химической эволюции.

За последние годы различные соединения порфиринового ряда (открыты они в 1953 году) нашли много интересных областей применения. Их используют в качестве катализаторов целого ряда практически важных химических и электрохимических процессов. Можно было бы ожидать, как утверждают ученые, быстрейшего проникновения этих соединений в различные сферы народного хозяйства, если бы не их дефицитность.