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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

 

 

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