Файл: Бабинец А.Е. Гидрогеологические и геохимические особенности глубоководных отложений Черного моря.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.06.2024
Просмотров: 133
Скачиваний: 1
Результаты проведенных работ дают возможность рекомендовать методику выделения поровых растворов из морских глубоководных отложений с помощью центрифуги в тех случаях, когда осадки содержат заметное количество песчаного или алевритового мате риала (не менее 20%) и имеют достаточную влажность. Метод вы
сокопроизводителен |
и легко применим |
в судовой |
лаборатории. |
Для облегчения выделения порового раствора методом |
центрифуги |
||
рования можно в |
образец добавлять |
чистый кварцевый песок. |
Но если образцы состоят в основном из тонкозернистого материала, следует предпочесть метод отпрессовывания.
Т а б л и ц а 6
Результаты центрифугирования, влажность и гранулометрический состав донных отложений (станция 2, Гвинейский залив)
Интервал, см
3—15
100—115
200—215
300—315
400—415
470—485
615—630
715—730
Влажность, вес% |
Кол-во выделен ного раствора, % от влажности |
151,5 |
51,3 |
310,4 |
44,8 |
265,5 |
44,4 |
289,5 |
43,99 |
260,4 |
45,3 |
192,2 |
48,9 |
297,3 |
49,5 |
177,4 |
45,2 |
Гранулометрический состав (вес.%) по фракциям, мм
0,2 |
0,2 |
0,1 |
0,05 |
0,01 |
0,005 |
0,1 |
0,05 |
0,01 |
0,005 |
||
16,90 |
2,62 |
4,77 |
12,0 |
11,0 |
52,4 |
7,85 |
2,24 |
4,25 |
11,10 |
11,30 |
63,20 |
9,67 |
2,30 |
4,71 |
10,14 |
5,00 |
68,18 |
2,19 |
0,87 |
0,88 |
18,02 |
1,00 |
77,10 |
14,38 |
3,46 |
2,65 |
16,31 |
2,70 |
60,50 |
15,33 |
2,52 |
2,05 |
29,10 |
37,31 |
13,69 |
8,08 |
1,99 |
1,63 |
10,80 |
49,80 |
27,70 |
12,15 |
3,16 |
2,69 |
15,50 |
22,30 |
41,20 |
На образцах поровых растворов, выделенных из глубоководных осадков Черного моря, мы определяли физические свойства (плот ность и электропроводность), а также основной ионный состав и общую минерализацию. При дальнейшем обсуждении результатов для характеристики минерализации поровых растворов мы пользу емся понятием солености (S, °/0 0 ), определяемой как общее количество растворенных веществ, содержащихся в 1 кг морской воды при до пущении, что все карбонаты переведены в окислы, бромиды и иодиды в хлориды и все органические вещества окислены [100]. Дать опре деление солености представляется необходимым, поскольку ее ши роко используют для выражения минерализации морских и океани ческих вод в океанологии. С соленостью воды связаны ее плотность и электропроводность.
Для определения плотности поровых растворов применялся пикнометрический метод. Использовались пикнометры объемом 1 и 2 см3 при точности взвешивания 0,01 мг. Плотность рассчитана в о, представляющей собой разность между плотностью порового рас твора (г/см3) и плотностью чистой воды (в тех же единицах), размер ность обычно не записывают. Такое выражение плотности морской воды принято в океанологии.
60
Электропроводность поровых растворов приближенно характе ризует степень их минерализации, как полагают Н. И. Воробьев [801 и Э. Д. Сопач [213].
Для определения электропроводности мы использовали схему моста Кольрауша [213]. Однако конструкцию измерительной ячейки пришлось несколько изменить (рис. 21). Для удобства ввода образ ца и лучшей очистки ячейки мы применили прямую проточную
ЗГ
Рис. 21. Блок-схема установки для измерения электропроводности поровых растворов:
ЭО — электрический |
осциллограф. Т — телефон, УС — усилитель, /?,, R, |
— эталонные |
|
сопротивления. R4 |
— измерительная ячейка, |
ЗГ — звуковой генератор, |
Rs — потен |
циометр. Ci, С, — конденсаторы переменной |
емкости, Й3 — магазин сопротивлений. |
ячейку со спиральными платиновыми электродами. В качестве ис точника питания моста использовался транзисторный звуковой ге нератор, индикатором был электронный осциллограф с усилителем. Электропроводность поровых растворов измерена в единицах СИ (сим/м) с точностью до 0,5—1%.
Плотность поровых растворов уменьшается с глубиной, т. е. ближе к поверхности осадков она почти равна плотности придонной воды. Исключением является поровый раствор из интервала 647— 660 см станции 1629, где плотность повышена. Заметим, что в этом же интервале концентрация кальция превышает концентрацию магния.
Величина электропроводности хорошо коррелирует с содержа нием ионов С1~ и Na+. Вследствие их относительно высокой кон центрации в поровом растворе, они являются основными перенос чиками электричества, поэтому при увеличении содержания ионов хлора и натрия электропроводность поровых растворов также увеличивается.
По величине электропроводности поровых растворов можно оце нивать их минерализацию и плотность путем построения калибро вочных графиков для колонок опорных станций. Для этого на не скольких колонках, принимаемых за наиболее типичные для данного участка работ, определяют плотность, электропроводность и
61
Химический состав и физические свойства поровых растворов
Интервал, см |
Na+ |
К + |
Mg2+ |
|
|
||||
82—90 |
294 |
6,65 |
65,5 |
|
130—145 |
305 |
10,6 |
100,0 |
|
180—195 |
283 |
7,93 |
|
|
243—256 |
294 |
6,17 |
59,5 |
|
295—310 |
235 |
8,00 |
||
|
||||
355—370 |
246 |
7,46 |
|
|
20—35 |
278 |
6,65 |
67,5 |
|
120—135 |
350 |
9,59 |
68,2 |
|
250—265 |
330 |
8,79 |
67,1 |
|
338—348 |
|
|
|
|
508—522 |
246 |
6,39 |
|
|
588—608 |
244 |
12,1 |
61,8 |
|
647—660 |
218 |
7,84 |
40,8 |
|
26—46 |
270 |
7,73 |
72,5 |
|
86—96 |
|
|
69,0 |
|
125—135 |
266 |
7,77 |
59,5 |
|
171—181 |
255 |
5,85 |
57,5 |
|
308—320 |
276 |
5,78 |
51,4 |
|
346—359 |
252 |
7,44 |
53,2 |
|
480—497 |
218 |
4,39 |
42,2 |
|
493—505 |
187 |
3,86 |
44,3 |
|
550—565 |
189 |
3,86 |
41,7 |
глубоководных |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
осадков Черного |
моря |
|
|
|
|
|
Содержание, |
мг-экв/л |
|
|
|
|
Уд. электропро |
|
|
|
|
Соленость, %о |
Плотность, о |
|
Са2+ |
а — |
s o 2 - |
1Ц. p. |
водность, сим/м |
||
|
|
|
||||
7,5 |
361 |
3,15 |
23,9 |
23,6 |
16,10 |
3,612 |
30,3 |
396 |
98,5 |
6,15 |
— |
— |
3,428 |
78,3 |
341 |
15,5 |
19,7 |
22,8 |
15,55 |
3,349 |
8,5 |
324 |
16,9 |
1,08 |
22,3 |
15,18 |
3,267 |
70,3 |
313 |
11,2 |
3,41 |
21,2 |
14,30 |
2,649 |
77,5 |
361 |
|
3,10 |
22.4 |
15,18 |
3,290 |
11,6 |
369 |
8,25 |
1,63 |
24,7 |
16,97 |
3,702 |
15,3 |
359 |
14,1 |
1,05 |
23,4 |
16,00 |
3,625 |
26,5 |
342 |
42,1 |
1,10 |
24,1 |
16,57 |
3,506 |
79,3 |
344 |
17,8 |
8,57 |
— |
— |
— |
73,1 |
310 |
18,8 |
10,2 |
20,1 |
13,51 |
— |
33,7 |
306 |
50,5 |
4,45 |
22,6 |
15,41 |
2,680 |
54,6 |
294 |
26,45 |
3,15 |
23,7 |
16,24 |
|
20,0 |
383 |
47,1 |
11,5 |
28,4 |
19,75 |
— |
12,2 |
376 |
9,20 |
16,0 |
— |
— |
— |
13,5 |
351 |
8,10 |
14,7 |
22,8 |
15,64 |
3,435 |
12,5 |
353 |
6,49 |
17,2 |
20,7 |
14,00 |
3,282 |
17,5 |
334 |
7,55 |
13,1 |
19,8 |
13,33 |
3,242 |
24,2 |
332 |
0,83 |
2,76 |
21,7 |
14,72 |
3,210 |
27,3 |
293 |
1,23 |
11,60 |
17,3 |
11,40 |
2,852 |
24,8 |
285 |
4,18 |
11,5 |
18,1 |
12,00 |
2,612 |
32,5 |
290 |
8,95 |
9,43 |
17,2 |
11,30 |
2,694 |
П р и м е ч а н и е : данные получены на НИС «Михаил Ломоносов», станции 1627 и 1629 1968 г., 1921 — 1970 г. Характеристика осадков приведена в главе Н.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
Химический состав |
придонных |
вод |
Черного |
моря и |
поровых |
растворов донных |
осадков |
|
|
|
|
|
|
|
|
Стан |
|
|
|
|
|
|
Содержание, |
мг-экв/л |
|
|
|
Содержание, |
мг/л |
|
Соленость, |
Интервал, см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ция |
Na+ |
К + |
Са2+ |
Mg2+ |
СГ |
СС.2- |
НСО^" |
F |
В |
н в о 2 |
Вг |
I |
%. |
||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
1295 |
Придонная |
вода |
294 |
8,21 |
15,2 |
68,7 |
347 |
|
3,80 |
0,01 |
3,5 |
14,0 |
|
|
22,47 |
|
40—96 |
273 |
10,50 |
11,1 |
61,9 |
326 |
4,7 |
8,80 |
|
|
|
38,8 |
1,44 |
20,69 |
|
|
180—204 |
270 |
10,10 |
11,1 |
58,2 |
326 |
3,5 |
9,70 |
|
|
|
39,5 |
3,43 |
20,25 |
|
|
344—370 |
238 |
6,30 |
16,1 |
49,5 |
291 |
3,0 |
7,90 |
|
|
|
35,4 |
3,34 |
17,94 |
|
|
370—403 |
237 |
5,40 |
14,9 |
48,3 |
286 |
2,5 |
7,20 |
|
|
|
33,6 |
3,43 |
17,65 |
|
1297 |
Придонная |
вода |
297 |
7,60 |
15,0 |
69,0 |
348 |
1,8 |
4,60 |
0,02 |
3,0 |
12,0 |
|
— |
22,62 |
|
22—47 |
284 |
9,60 |
12,4 |
64,4 |
331 |
3,5 |
9,20 |
|
|
|
— |
|
21,61 |
|
|
261—274 |
273 |
8,50 |
11,1 |
60,6 |
321 |
4,9 |
17,60 |
|
|
|
|
|
26,67 |
|
1300 |
Придонная |
вода |
296 |
7,54 |
15.0 |
69,5 |
348 |
— |
3,90 |
0,02 |
3,7 |
15,0 |
— |
— |
22,54 |
62 |
63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание, |
|
Стан |
Интервал, см |
|
|
|
|
|
|
||
ция |
Na+ |
к + |
Са2+ |
Mg2 + |
ci— |
so2- |
|||
|
|
||||||||
1302 |
Придонная |
вода |
293 |
8,16 |
16,0 |
68,0 |
348 |
35,5 |
|
1304 |
Придонная |
вода |
293 |
7,01 |
15,0 |
67,5 |
348 |
30,4 |
|
|
15—29 |
312 |
10,50 |
5,0 |
65,0 |
367 |
5,1 |
||
|
165—185 |
322 |
6,00 |
2,5 |
80,0 |
367 |
5,1 |
||
|
225—242 |
309 |
9,20 |
2,5 |
81,3 |
357 |
6,0 |
||
|
357—377 |
317 |
12,50 |
3,8 |
85,0 |
367 |
9,0 |
||
1309 |
Придонная |
вода |
298 |
8,03 |
16,0 |
67,5 |
349 |
35,8 |
|
|
5—12 |
306 |
9,60 |
14,9 |
66,8 |
352 |
33,8 |
||
1312 |
Придонная |
вода |
297 |
8,11 |
15,0 |
68,0 |
348 |
35,7 |
|
|
33—64 |
297 |
10,20 |
11,1 |
61,9 |
347 |
18,8 |
||
1317 |
Придонная |
вода |
297 |
7,59 |
14,0 |
69,0 |
348 |
35,6 |
|
|
34—61 |
305 |
11,4 |
9,9 |
61,9 |
357 |
20,1 |
Основной ионный состав и соленость поровых вод глубоководных осадков Черного
|
|
|
|
|
|
Содержание, |
Стан |
Интервал, см |
Характеристика ила |
|
|
||
ция * |
Na+ |
К + |
||||
|
|
|
|
|
||
4 |
2—17 |
Глинисто-известковый |
серый |
301 |
4,67 |
|
|
97—115 |
Глинистый, |
тонкослоистый |
291 |
6,90 |
|
|
204—222 |
» |
серый |
|
280 |
6,90 |
|
287—310 |
» |
голубовато-серый |
264 |
6,30 |
|
|
351—382 |
Глинисто-алевритовый |
серый |
252 |
5,88 |
|
5 |
15—25 |
Глинистый |
серый |
|
295 |
5,07 |
|
125—137 |
Алевритово-глинистый |
серый |
291 |
— |
|
|
204—211 |
» |
слоистый |
280 |
4,77 |
|
|
246—256 |
Глинистый |
серый |
|
249 |
5,07 |
13 |
0—18 |
Известково-глинистый |
серый |
306 |
7,67 |
|
|
139—180 |
Глинистый |
серый |
|
296 |
4,87 |
|
400—430 |
» |
светло-серый |
219 |
1,52 |
|
|
576—610 |
» |
» |
|
178 |
|
|
753—780 |
» |
» |
|
133 |
Следы |
|
П р и м е ч а н и е : |
станция 4 — глубина моря |
2150 м, |
восточная |
халистаза, станция |
|
64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
табл. 8 |
і |
мг-экв/л |
|
|
|
Содержание, |
мг/л |
|
|
1 |
cof- |
|
|
|
|
|
|
Соленость, |
1 |
H C O - |
F— |
В |
HBO. |
Br |
1 |
%o |
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1,80 |
0,02 |
3,0 |
12,0 |
— |
— |
22,36 |
|
i1 |
|
4,00 |
0,02 |
3,0 |
12,0 |
|
|
22,17 |
! |
|
|
|
|||||
|
7,1 |
12,90 |
|
|
|
41,5 |
8,88 |
22,74 |
|
18,0 |
19,80 |
|
|
|
41,0 |
10,07 |
23,67 |
|
22,3 |
17,00 |
|
|
|
41,8 |
8,80 |
23,16 |
|
24,2 |
18,40 |
|
|
41,2 |
10,90 |
24,22 |
|
|
1,0 |
4,00 |
0,02 |
3,2 |
13,0 |
— |
|
22,68 |
|
2,9 |
9,20 |
|
|
|
|
— |
23,28 |
|
2,5 |
4,20 |
0,02 |
3,2 |
13,0 |
— |
|
22,58 |
|
12,4 |
|
|
|
|
— |
22,25 |
|
|
3,0 |
4,20 |
0,02 |
3,2 |
13,0 |
|
|
22,56 |
|
8,40 |
|
|
|
— |
— |
22,64 |
моря (по данным О. В. Шишкиной, |
1959 и 1962) |
|
Т а б л и ц а 9 |
||
|
|
||||
мг-экв/л |
|
|
|
|
|
Mg2+ |
Са2+ |
с і - |
S 0 2 - |
ГЦ. р. |
Соленость, %„ |
|
|||||
59,9 |
16,7 |
346 |
33,2 |
4,28 |
22,01 |
56,8 |
12,0 |
342 |
15,1 |
8,65 |
20,99 |
52,70 |
8,72 |
332 |
3,46 |
14,80 |
20,14 |
46,7 |
9,24 |
308 |
1,32 |
17,40 |
18,88 |
45,7 |
10,60 |
293 |
3,44 |
16,50 |
18,06 |
64,0 |
14,30 |
356 |
23,20 |
5,00 |
21,78 |
— |
— |
342 |
10,8 |
8,98 |
— |
40,6 |
11,30 |
325 |
7,32 |
8,25 |
19,49 |
46,7 |
10,50 |
298 |
5,17 |
8,32 |
17,84 |
67,0 |
9,35 |
357 |
34,10 |
7,44 |
— |
61,9 |
14,90 |
343 |
26,70 |
7,85 |
|
40,6 |
26,10 |
282 |
2,50 |
— |
|
— |
32,20 |
241 |
3,85 |
4,77 |
|
27,4 |
40,30 |
196 |
3,04 |
— |
— |
5 — 2160 м, там же, станция |
13 — 2120 м, юг центральной |
части. |
|
||
5 ' 3-1361 |
|
|
|
|
65 |