Diagenesis

จาก Wikipedia สารานุกรมเสรี
ข้ามไปที่การนำทางข้ามไปที่การค้นหา
รูปแบบของการเป็น diagenesis permineralizationซึ่งในสิ่งมีชีวิตที่ถูกฝังอยู่จะถูกแทนที่ด้วยแร่ธาตุ เหล่านี้trilobites ( Lloydolithus ) ถูกแทนที่ด้วยความหนาแน่นในช่วงชนิดใดชนิดหนึ่งที่เรียกว่า permineralization pyritization

diagenesis ( / ˌ d ə ɛ n ɪ s ɪ s / ) เป็นกระบวนการที่อธิบายการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมีในตะกอนที่เกิดเป็นครั้งแรกโดยมีปฏิสัมพันธ์น้ำหินกิจกรรมของจุลินทรีย์และการบดอัดหลังจากการทับถมของพวกเขา การเพิ่มขึ้นของความดันและอุณหภูมิจะเริ่มมีบทบาทในขณะที่ตะกอนฝังลึกลงไปในเปลือกโลกเท่านั้น[1]ในระยะแรกการเปลี่ยนแปลงของตะกอนที่รวมตัวกันไม่ดีให้กลายเป็นหินตะกอน ( lithification ) นั้นมาพร้อมกับการลดความพรุนและการขับน้ำออก ( ดินเหนียว ตะกอน) ในขณะที่ส่วนประกอบหลักของแร่วิทยายังคงไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อหินถูกเคลื่อนตัวลึกขึ้นจากการทับถมเพิ่มเติมด้านบนเนื้อหาอินทรีย์ของมันจะถูกเปลี่ยนเป็นเคอโรเจนและบิทูเมนอย่างต่อเนื่อง กระบวนการของการไม่รวม diagenesis พื้นผิวการเปลี่ยนแปลง ( สภาพดินฟ้าอากาศ ) และลึกแปรสภาพไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่าง diagenesis และmetamorphismแต่อย่างหลังเกิดขึ้นที่อุณหภูมิและความกดดันที่สูงขึ้น สารละลายไฮโดรเทอร์มอลน้ำใต้ดินอุตุนิยมวิทยาความพรุนของหินความสามารถในการซึมผ่านปฏิกิริยาการละลาย / การตกตะกอนและเวลาล้วนเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพล

หลังจากการสะสมตะกอนมีการบดอัดที่พวกเขาจะถูกฝังอยู่ใต้ชั้นต่อเนื่องของตะกอนและซีเมนต์โดยแร่ธาตุที่เกิดตะกอนจากการแก้ปัญหา ธัญพืชตะกอนหินเศษและฟอสซิลจะถูกแทนที่ด้วยแร่ธาตุอื่น ๆ ( เช่น , แคลเซียมคาร์บอเนต , siderite , หนาแน่น , แมกกาไซด์ ... ) ระหว่าง diagenesis ความพรุนมักจะลดลงในระหว่างการไดเอเจนซิสยกเว้นในบางกรณีเช่นการละลายของแร่ธาตุและโดโลไมไนซ์

Permineralization ในกระดูกสันหลังจากValgipes bucklandi

การศึกษาการไดอะจีเนซิสในหินใช้เพื่อทำความเข้าใจประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาที่พวกเขาได้รับและธรรมชาติและประเภทของของเหลวที่ไหลเวียนผ่านพวกมัน จากมุมมองในเชิงพาณิชย์, การศึกษาดังกล่าวช่วยในการประเมินโอกาสในการหาศักยภาพทางเศรษฐกิจต่างๆเกลือแร่และสารไฮโดรคาร์บอนเงินฝาก

กระบวนการ diagenesis มีความสำคัญในการสลายตัวของเนื้อเยื่อกระดูก [2]

บทบาททางมานุษยวิทยาและบรรพชีวินวิทยา[ แก้]

แต่เดิมcalcitic ไครนอยด์ก้าน (ในข้ามส่วน) แทนที่ diagenetically โดยแมกกาไซด์ในsideriteนิ่ว; ต่ำกว่าแระ

diagenesis คำที่มีความหมายอย่างแท้จริง "ข้ามรุ่น" [3]ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในธรณีวิทยาอย่างไรก็ตามในระยะนี้ได้กรองลงในช่องของมานุษยวิทยา , โบราณคดีและซากดึกดำบรรพ์ที่จะอธิบายการเปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นบนโครงเหล็ก (ชีวภาพ) วัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง diagenesis "คือสภาพแวดล้อมทางกายภาพเคมีและชีวภาพที่สะสมกระบวนการเหล่านี้จะปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีและ / หรือโครงสร้างดั้งเดิมของวัตถุอินทรีย์และจะควบคุมชะตากรรมขั้นสูงสุดในแง่ของการเก็บรักษาหรือการทำลาย" [4] [5]เพื่อประเมินผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากไดอะเจเนซิสต่อโบราณคดีหรือซากดึกดำบรรพ์ กระดูกหลายปัจจัยจำเป็นต้องได้รับการประเมินเริ่มต้นด้วยองค์ประกอบธาตุและแร่ของกระดูกและดินห่อเช่นเดียวกับสภาพแวดล้อมที่ฝังศพของท้องถิ่น (ธรณีวิทยาอุตุนิยมวิทยา , บาดาล ) [5]

ลักษณะเชิงประกอบของกระดูกประกอบด้วยอินทรีย์หนึ่งในสาม (ส่วนใหญ่เป็นโปรตีน คอลลาเจน ) และแร่ธาตุ 2 ใน 3 ( แคลเซียมฟอสเฟตส่วนใหญ่อยู่ในรูปของไฮดรอกซีอะพาไทต์ ) ทำให้เกิดการสลายตัวที่ซับซ้อนมากขึ้น [6] การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในทุกระดับจากการสูญเสียและการทดแทนโมเลกุลผ่านการจัดโครงสร้างใหม่ของผลึกความพรุนและการเปลี่ยนแปลงทางจุลภาคและในหลาย ๆ กรณีไปจนถึงการแตกตัวของหน่วยที่สมบูรณ์ [7]มีการระบุเส้นทางทั่วไปสามประการของการสลายตัวของกระดูก:

  1. การเสื่อมสภาพทางเคมีของเฟสอินทรีย์
  2. การเสื่อมสภาพทางเคมีของระยะแร่
  3. (ไมโคร) การโจมตีทางชีวภาพของคอมโพสิต [8]

มีดังต่อไปนี้:

  1. การสลายตัวของคอลลาเจนขึ้นอยู่กับเวลาอุณหภูมิและ pH ของสิ่งแวดล้อม[8]ที่อุณหภูมิสูงอัตราการสูญเสียคอลลาเจนจะถูกเร่งและpH ที่สูงมากอาจทำให้คอลลาเจนบวมและเร่งการย่อยสลายได้[8]เนื่องจากการเพิ่มขึ้นในรูพรุนของกระดูกผ่านการสูญเสียคอลลาเจนกระดูกจะกลายเป็นความเสี่ยงที่จะย่อยสลายการแทรกซึมที่ไฮดรอกซีมีความสัมพันธ์สำหรับกรดอะมิโน , ใบอนุญาตเรียกเก็บสายพันธุ์ของภายนอกและภายนอกกำเนิดจะใช้เวลาถึงถิ่นที่อยู่[2]
  2. ย่อยสลายกิจกรรมที่มีบทบาทสำคัญในการแปลงเฟสแร่ที่ exposes คอลลาเจนในการเร่งสารเคมีและชีวภาพย่อยสลาย[8]การเปลี่ยนแปลงทางเคมีส่งผลกระทบต่อความเป็นผลึก [2] [9]กลไกของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเช่นการดูดซึมของ F -หรือ CO 3 -อาจทำให้เกิดการตกผลึกใหม่โดยที่ไฮดรอกซีแอปาไทต์ถูกละลายและตกตะกอนอีกครั้งเพื่อให้สามารถรวมตัวหรือทดแทนวัสดุภายนอกได้[2] [9]
  3. เมื่อบุคคลได้รับการแทรกแซงการโจมตีของจุลินทรีย์ซึ่งเป็นกลไกที่พบบ่อยที่สุดของการเสื่อมสภาพของกระดูกจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว [8]ในช่วงนี้คอลลาเจนของกระดูกส่วนใหญ่จะสูญเสียไปและมีความพรุนเพิ่มขึ้น [2]การสลายตัวของเฟสแร่ธาตุที่เกิดจากpHต่ำทำให้สามารถเข้าถึงคอลลาเจนได้โดยเอนไซม์จุลินทรีย์นอกเซลล์ดังนั้นการโจมตีของจุลินทรีย์ [8]

บทบาทในการสร้างไฮโดรคาร์บอน[ แก้ไข]

เมื่อสัตว์หรือพืชไม่ว่าถูกฝังอยู่ในระหว่างการตกตะกอนอินทรีย์ส่วนประกอบโมเลกุล ( ไขมัน , โปรตีน , คาร์โบไฮเดรตและลิกนิน - ฮิวมิกสารประกอบ) ทำลายลงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและความดันการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นในครั้งแรกไม่กี่ร้อยเมตรที่ฝังศพและผลในการสร้างสองผลิตภัณฑ์หลัก: kerogensและบิทูเมน

เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปว่าไฮโดรคาร์บอนเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนของเคอโรเจนเหล่านี้ ( ทฤษฎีทางชีวภาพ ) ด้วยวิธีนี้ได้รับเงื่อนไขบางอย่าง (ซึ่งส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ) kerogens จะทำลายลงไปไฮโดรคาร์บอนรูปแบบผ่านกระบวนการทางเคมีที่รู้จักในฐานะแตกหรือcatagenesis

แบบจำลองทางจลศาสตร์ที่อาศัยข้อมูลจากการทดลองสามารถจับการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญส่วนใหญ่ในการเกิดไดอะจีเนซิส[10]และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในตัวกลางที่มีรูพรุนอัดแน่นเพื่อสร้างแบบจำลองกลไกการละลาย - ตกตะกอน [11]แบบจำลองเหล่านี้ได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้นและนำไปใช้ในการใช้งานทางธรณีวิทยาจริง

Diagenesis ถูกแบ่งออกโดยอาศัยการกำเนิดของไฮโดรคาร์บอนและถ่านหินออกเป็น: eodiagenesis (ตอนต้น), mesodiagenesis (กลาง) และtelodiagenesis (ตอนปลาย) ในช่วงต้นทศวรรษหรือ eodiagenesis เวที shales น้ำเสียรูขุมขนน้อยถึงไม่มีสารไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นและถ่านหินแตกต่างกันระหว่างลิกไนต์และย่อยบิทูมินัในช่วง mesodiagenesis การคายน้ำของแร่ดินเหนียวเกิดการพัฒนาหลักของการกำเนิดน้ำมันเกิดขึ้นและสูงไปต่ำระเหยถ่านหินบิทูมินัจะเกิดขึ้น ในระหว่างการสร้างเซลล์ประสาทสารอินทรีย์จะผ่านกระบวนการแตกและเกิดก๊าซแห้งถ่านกึ่งแอนทราไซต์จะพัฒนา[12]

การเกิดไดอะจีเนซิสในช่วงต้นของตะกอนน้ำที่เกิดขึ้นใหม่นั้นเป็นสื่อกลางโดยจุลินทรีย์โดยใช้ตัวรับอิเล็กตรอนที่แตกต่างกันเป็นส่วนหนึ่งของเมแทบอลิซึม สารอินทรีย์ถูกทำให้เป็นแร่และปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ในรูพรุนซึ่งขึ้นอยู่กับเงื่อนไขสามารถแพร่กระจายลงในคอลัมน์น้ำได้ กระบวนการต่างๆของแร่ในขั้นตอนนี้ไนตริฟิเคและdenitrification , แมงกานีสลดออกไซด์เหล็กลดลงไฮดรอกไซลดซัลเฟตและการหมัก [13]

บทบาทในการสลายตัวของกระดูก[ แก้ไข]

Diagenesis เปลี่ยนแปลงสัดส่วนของคอลลาเจนอินทรีย์และส่วนประกอบอนินทรีย์ (ไฮดรอกซีแอปาไทต์แคลเซียมแมกนีเซียม) ของกระดูกที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมโดยเฉพาะความชื้น สิ่งนี้ทำได้โดยการแลกเปลี่ยนองค์ประกอบของกระดูกตามธรรมชาติการสะสมในช่องว่างหรือข้อบกพร่องการดูดซับลงบนผิวกระดูกและการชะออกจากกระดูก [2] [14]

ดูเพิ่มเติม[ แก้ไข]

  • Chalcedony  - ซิลิกาชนิด Microcrystalline อาจมี moganite ด้วย
  • Chert  - หินตะกอนเนื้อแข็งเนื้อละเอียดประกอบด้วยซิลิกา cryptocrystalline
  • ฟลินท์  - รูปแบบผลึกของแร่ควอตซ์
  • การรวมตัว  - มวลอัดที่เกิดจากการตกตะกอนของซีเมนต์แร่ระหว่างอนุภาค
  • ฟอสซิล  - ซากที่เก็บรักษาไว้หรือร่องรอยของสิ่งมีชีวิตจากยุคทางธรณีวิทยาในอดีต

อ้างอิง[ แก้ไข]

  1. ^ ชัคสตีเฟ่น 2009 Essentials ธรณีวิทยา WW Norton & บริษัท เอ็ด 3 ไอ 978-0393196566
  2. ^ a b c d e f Hedges RE (2002) "กระดูก diagenesis: ภาพรวมของกระบวนการ" Archaeometry 44 (3): 319–328 ดอย : 10.1111 / 1475-4754.00064 .
  3. ^ Oxford English Dictionary
  4. ^ วิลสันลิน; พอลลาร์ด, A.Mark (2002). "ที่นี่วันนี้พรุ่งนี้หายไปหรือไม่การทดลองแบบบูรณาการและการสร้างแบบจำลองทางธรณีเคมีในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของโรคเบาหวานทางโบราณคดี" บัญชีของการวิจัยทางเคมี 35 (8): 644–651 ดอย : 10.1021 / ar000203s . PMID 12186569 S2CID 20545137  
  5. ^ a b Zapata J, Pérez-Sirvent C, Martínez-Sánchez MJ, Tovar P (ตุลาคม 2549) "Diagenesis ไม่ใช่ biogenesis: สองตัวอย่างโครงกระดูกของโรมันตอนปลาย" วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมรวม 369 (1–3): 357–68 Bibcode : 2006ScTEn.369..357Z . ดอย : 10.1016 / j.scitotenv.2006.05.021 . PMID 16828844 
  6. ^ นิโคลสัน RA (1996) "การย่อยสลายของกระดูกการฝังศพและการเป็นตัวแทนของสายพันธุ์: การลบล้างตำนานและวิธีการทดลอง" วารสารโบราณคดีวิทยา . 23 (4): 513–533 ดอย : 10.1006 / jasc.1996.0049 .
  7. ^ Nielsen-Marsh ซม. (2000) "Patterns of Diagenesis in Bone I: The Effects of Site Environment". วารสารโบราณคดีวิทยา . 27 (12): 1139–1150 ดอย : 10.1006 / jasc.1999.0537 .
  8. ^ a b c d e f Collins MJ, Nielsen, Marsh CM, Hiller J, Smith CI, Roberts JP และอื่น ๆ (2545). "การอยู่รอดของสารอินทรีย์ในกระดูก: ทบทวน" Archaeometry 44 (3): 383–394 ดอย : 10.1111 / 1475-4754.t01-1-00071 .
  9. ^ a b de Sousa DV, Eltink E, Oliveira RA, Félix JF, Guimarães LM (ธันวาคม 2020) "กระบวนการเบาหวานในฟอสซิลกระดูกควอเทอร์นารีจากถ้ำหินปูนเขตร้อน" . รายงานทางวิทยาศาสตร์ 10 (1): 21425. ดอย : 10.1038 / s41598-020-78482-0 . PMC 7722736 PMID 33293631  
  10. ^ Abercrombie HJ, Hutcheon IE, โบลช JD, Caritat PD (1994) "กิจกรรมของซิลิกาและปฏิกิริยาสเมกไทต์ - อิลไลต์" ธรณีวิทยา . 22 (6): 539–542 ดอย : 10.1130 / 0091-7613 (1994) 022 <0539: saatsi> 2.3.co; 2 .
  11. ^ ฟาวเลอร์ AC ยาง XS (2003) "กลไกการละลาย / การตกตะกอนสำหรับไดอะเจเนซิสในแอ่งตะกอน". เจ. Res . 108 (B10): 2269. Bibcode : 2003JGRB..108.2509F . CiteSeerX 10.1.1.190.4424ดอย : 10.1029 / 2002jb002269 . 
  12. ^ Foscolos AE พาวเวล TG กุนเธอร์พีอาร์ (1976) "การใช้แร่ดินเหนียวและตัวชี้วัดทางธรณีเคมีและอนินทรีย์และอินทรีย์ในการประเมินระดับการไดเอเจนซิสและศักยภาพในการสร้างน้ำมันของหินดินดาน" Geochimica et Cosmochimica Acta 40 (8): 953–966 รหัสไปรษณีย์ : 1976GeCoA..40..953F . ดอย : 10.1016 / 0016-7037 (76) 90144-7 .
  13. ^ Lovley DR (มิถุนายน 1991) "Dissimilatory Fe (III) และ Mn (IV) reduction" . ความคิดเห็นทางจุลชีววิทยา . 55 (2): 259–87. ดอย : 10.1128 / MMBR.55.2.259-287.1991 . PMC 372814 . PMID 1886521  
  14. ^ Vass, AA (2001) "นอกเหนือจากหลุมฝังศพ: การสลายตัวของมนุษย์เข้าใจ" (PDF) จุลชีววิทยาวันนี้ . 28 .