К оглавлению журнала | |
УДК 55399:546.027 |
Р.Г. ПАНКИНА, В.Л. МЕХТИЕВА, С.М. НУРИЕВА (ВНИГНИ) |
К вопросу об изотопном составе мумиё в аспекте его генезиса
Мумиё (Слово “мумиё” греческого происхождения и означает сохраняющее или защищающее тело.) – одно из самых загадочных ископаемых, происхождение которого до настоящего времени не выяснено, хотя человечество уже около 4 тыс. лет использует его для своих нужд. Состав его хорошо изучен с помощью современных химических и физических методов, известны области его распространения, условия залегания, формирования и переформирования его скоплений, однако о генезисе мумиё и в настоящее время нельзя говорить с достаточной достоверностью.
Мумиё – смолообразное вещество натечного типа, встречается в горных районах в различных регионах мира. В чистом виде оно представляет собой темно-коричневую или черную тестообразную массу с блестящей поверхностью, отличающуюся своеобразным запахом, горьковатым вкусом и хорошей растворимостью в воде. Большая группа ученых во главе с А.Ш. Шакировым (1967 г.) считает мумиё минералом горных пород.
По условиям накопления мумиё может иметь две разновидности: первично-накопленное и переотложенное. Мумиё первой разновидности залегает в трещинах менее 2 мм, второй – в полостях горных пород. Переотложение происходит под воздействием влаги; в переотложенном мумиё часто много примесей: обломки пород, пыль, остатки растений, экскременты животных. Геологоразведочные исследования последних лет на территории Средней Азии доказали, что мумиё встречается в виде рудопроявлений.
Мумиё как высокоэффективное лечебное средство широко применялось в древней восточной медицине. В Европе оно стало известно значительно позже – примерно в XVI в. В последние 10–15 лет интерес к мумиё как лекарственному средству сильно возрос, что повлекло за собою интенсификацию исследований в области его генезиса и химического состава.
В настоящее время наука располагает достаточно точными сведениями о химическом составе мумиё. Эмпирическая формула среднеазиатских проб природного мумиё– Са(К, Na)5C25H57O26; формула его органической части – С5Н6О3; для мумиё характерно наличие органических кислот, особенно гиппуровой.
В составе мумиё обнаружены син- и эпигенетические тонкодисперсные минеральные фазы - монтмориллонит, гидроокислы железа, марганца, селитра, сильвин и другие минералы. Оно характеризуется обилием микроэлементов (от 14 до 30), в нем избирательно концентрируются золото, серебро, сурьма, цинк. Содержание главных минеральных компонентов – кальция, калия, натрия, кремния и других – зависит от состава вмещающих пород. Мумиё термоактивно. Элементный состав органической его части непостоянен и колеблется в значительных пределах, что, по-видимому, обусловлено воздействием на него разнообразных химических процессов на земной поверхности [3, 4 и др.].
Высказывания о происхождении мумиё крайне разноречивы и не выходят из области гипотез. Одни авторы считают его продуктом животного происхождения, другие – продуктом жизнедеятельности дикой медоносной пчелы, третьи – продуктом разложения веществ растительного происхождения, четвертые связывают его образование с ОВ термальных вод.
Среди геологов в течение длительного времени была весьма популярна гипотеза о генетической связи мумиё с нафтидами, нашедшая свое отражение в геологическом словаре (1973 г.). Это обстоятельство и побудило нас подготовить настоящее сообщение.
По новейшим данным мумиё представляет собой сложный высокомолекулярный органо-минеральный комплекс, биологическими предшественниками которого являются продукты жизнедеятельности мелких животных, некоторые компоненты высших растений, вовлекаемых этими животными в биогеохимический цикл, преобразование которых протекает в специфических высокогорных условиях. Вывод этот базируется на химических и физических данных, в том числе и на сопоставлении изотопного состава углерода (ИСУ) мумиё и его предполагаемых предшествующих образований [1,2,4].
Данные об ИСУ мумиё немногочисленны: по мере их появления в литературе диапазон колебаний значений
d13С мумиё расширялся; новые сведения в этой области представляют большой интерес для выявления генезиса этого ценного ископаемого. Нами исследован ИСУ двух разновидностей среднеазиатского мумиё (таблица). По мнению некоторых исследователей, оба образца мумиё можно отнести к категории вторичного, т. е. переотложенного.Образцы обрабатывали дистиллированной водой до полного извлечения окрашенного вещества. Водный раствор фильтровали, упаривали на водяной бане до сиропообразной консистенции и досушивали при 40 °С. Изотопный состав углерода определяли в фильтрате, осадке на фильтре, для обр. 1 – в карбонатной породе. Измерения проводили на масс-спектрометре МИ-1305 с точностью определения 0,5 °/оо.
Сопоставление изотопных данных по мумиё с имеющимися в литературе и накопленными во ВНИГНИ материалами (
рисунок) свидетельствуют о том, что наиболее близкими по значениям d13С являются наземные растения и некоторые каустобиолиты.Один из исследованных образцов мумиё более обогащен С
12 по сравнению с ранее изученными. Так, по данным Р.Г. Юсупова, Э.М. Галимова (1978 г.) d13С мумиё из различных районов мира варьирует в пределах от –20,1 до –24,8 °/оо; по материалам Э.М. Галимова и др. (1986 г.) диапазон значений d13С – от –22,4 до –26 °/оо, причем самым легким оказалось мумиё из образца, тождественного обр. 2. Полученные нами данные еще более сдвигают границы значений d13С в сторону облегчения (до -29,8 %о).Углерод карбонатов вмещающих пород значительно утяжелен по сравнению с углеродом мумиё, что говорит об отсутствии между ними генетической связи.
Близость значений
d13С мумиё с таковыми для наземных растений различных климатических зон, а также для некоторых каустобиолитов указывает на их генетическое единство в широком плане. Исходное вещество для всех них – биомасса фотосинтезирующих организмов, являющихся первым звеном в длинной цепи превращений Сорг в земной коре.Характерной особенностью всех органических объектов является их обогащение легким изотопом углерода и относительно широкий диапазон колебаний значений
d13С; последнее обстоятельство затрудняет суждение о возможных биологических источниках мумиё.Большой разброс значений
d13С углерода мумиё (–20–29,8 %о) может быть связан с особенностями изотопного состава исходного субстрата и путей его преобразования; oпределенное влияние может оказать различная степень полимеризации самого мумиё (изотопный сдвиг между высоко- и низкомолекулярными фракциями мумиё составляет 0,5–0,7 %о) [4], а также процессы его самопроизвольного разложения и окисления [3].Анализ усредненных значений
d13С (см. рисунок) говорит о родстве мумиё с наземной биосферой в целом и в частности – с высокогорными растениями и подземными водами, что не противоречит выводу, сделанному ранее [4].По данным Э.М. Галимова и других [4], мумиё является продуктом начальной стадии полимеризации относительно низкомолекулярных органических соединений. Этими биогенными соединениями могут быть органические кислоты, сахара, аминокислоты, образующиеся в результате жизнедеятельности и распада живых организмов. В высокогорных условиях эти лабильные, легко разрушающиеся под воздействием микроорганизмов соединения дают начало специфическому устойчивому полимерному веществу типа мумиё. В его формировании существенную роль играет минеральная часть, особенно калий, концентрации которого превышают 7 %.
Анализ известных материалов, в том числе и изотопных данных, показывает, что наиболее вероятным исходным субстратом при образовании мумиё являются высокогорные растения, дальнейшие пути превращения которых еще окончательно не выяснены.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Изотопный состав углерода мумиё
Номер образца |
Описание природного образца |
Объект исследования |
d 13C, ‰ (средние значения) |
1 |
Натек темно-коричневого цвета на поверхности известняка темно-серого микрозернистого, глинистого, тонко-микрослоистого с включением белых кальцитовых жилок |
Раствор (чистое мумиё). |
-25.2 |
Осадок на фильтре (мумиё с примесью породы). |
-20.1 |
||
Карбонаты из породы. |
-6.7 |
||
2 |
Конгломерат из фекальных комочков и лигнифицированных растительных остатков, сцементированный смолистой массой темно-коричневого цвета |
Раствор (чистое мумиё). |
–29,8 |
Осадок на фильтре (мумиё с примесью породы) |
–27,0 |
Изотопный состав углерода ряда органических объектов земной коры
[5]:1
– атмосфера, 2 – биосфера, 3 – биосфера наземная, 4 – биосфера морская, 5 – гидросфера, 6 – подземные воды, 7 – осадочная геосфера, 8 – нефть, 9 – природный газ.* По данным Л.М. Зорькина, Т.А. Крыловой, Г.Р. Блохиной (1984 г.) и Р.Г. Панкиной, В.Л. Мехтиевой, С.П. Максимова
, С.М. Гуриевой (1988 г.)