Файл: Бабинец А.Е. Гидрогеологические и геохимические особенности глубоководных отложений Черного моря.pdf

перегруппировки элемента. Если при этом не изменяется среднее содержание, то изменение дисперсии или стандартного отклонения указывает на локальное перераспределение концентраций элемента внутри исследуемых пород. Примером может служить перегруппи­ ровка элементов при диагенезе осадков. Она безусловно отражается в изменении их дисперсии, в то время как изменение их средней кон­ центрации, например вследствие выноса элемента, требует опреде­ ленных дополнительных условий: наличия агента переноса, условий окружающей среды и т. д.

3. Совместное изменение обеих характеристик (среднего и дис­

Следуег обратить особое внимание на одно немаловажное обсто­ ятельство: согласно нашим наблюдениям при изменении указанных параметров тип распределения преимущественно не изменяется. Исходя из того, что в изучаемых осадках преобладает логнормальный тип распределения, можно заключить, что вынос или привнос малых элементов в осадках пропорциональны прежней концентра­ ции элементов, т. е. что снос, например, терригенного материала имеет относительно постоянную интенсивность по всей области, из которой получается исходный материал. Этот вывод достаточно хорошо согласуется с нашими представлениями об условиях осадко­ образования.

Малые элементы на стадии диагенеза морских осадков. Литологогеохимические методы исследования, основанные на изучении рас­ пределения малых элементов в осадочных образованиях, впервые глубоко разработал H . М. Страхов [218]. В соответствии с доказан­ ными им теоретическими положениями, условия, от которых зави­ сит распределение малых элементов в осадочных породах, сводятся к следующему.

Малые элементы в водных потоках перемещаются в виде облом­ ков и взвесей либо в растворах. Преобладать может та или иная форма переноса, что зависит от физико-географических особенностей среды осадкообразования и степени растворимости в этих условиях исходных (минералов в области выноса) и промежуточных природ­ ных соединений элементов. Вместе с тем, во взвесях максимумы на­ копления отдельных элементов могут отвечать определенным гра­ нулометрическим фракциям. В совокупности от этих факторов и зависит распределение элементов в осадках. Преимущественная миграция элементов в виде растворов способствует накоплению их в пелагической зоне, т. е. в хемогенных карбонатных или крем­ нистых (железисто-кремнистых) осадках. При миграции элементов главным образом в виде обломков минералов и взвесей максимум их содержаний соответствует псаммитовым, алевритовым или пелитовым осадкам. При этом вследствие сорбции пелитовая тонкодис­ персная фракция взвесей является химически активной и всегда обогащена микроэлементами. Соотношение крупнокластических, тонкодисперсных частиц и растворов в перемещении элемента в

112

природных условиях H . M. Страхов [218, 225] называет формой его миграции, которая определяет суммарную геохимическую подвиж­ ность элемента в данных физико-географических условиях. В свою очередь, геохимическая подвижность элементов зависит от интен­ сивности химического выветривания в области сноса.

Подвижность разных элементов возрастает неодинаковыми тем­ пами, и по этому признаку их можно расположить в определенном порядке, именуемом рядом подвижности,— от наименее к наиболее

Рис. 27. Схематическая карта распространения минералов в донных осадках Черного моря (по данным В. П. Маслова и М. А. Ратеева):

/ — область распространения актинолита, 2 — граница зоны распространения дистена, 3 — зона комплекса изверженных пород, 4 — монтмориллонит с хло­ ритом, 5 — монтмориллонит с примесью гидрослюд, 6 — гидрослюды с малой примесью галлуазита, 7 — гидрослюды с малой примесью каолинита.

подвижным. Ряды подвижности определяются для толщ разного возраста и происхождения, в различных районах и различными методами [127, 148, 187, 218, 225]. Они в точности не совпадают один с другим, так как площади сноса осадочного материала сложены различными породами и в различных соотношениях. Кроме того, в этих породах каждый элемент находится в составе различных ми­ нералов, как правило, в нескольких одновременно, каждый из ко­ торых имеет различную растворимость. К тому же в разные эпохи и в разных палеогеографических ситуациях агенты химического вы­ ветривания несколько отличались по составу, насыщенности и ин­ тенсивности. Однако в целом наблюдается определенный порядок расположения элементов в ряду подвижности. В частности, среди микроэлементов Ti, V, Cr, Zr, Ga тяготеют к началу ряда, а Мп, Ni, Со, Си, РЬ — к концу его, т. е. относительно более подвижны.

Итак, до начала переноса решающее значение имеет химическое выветривание на водосборе, а в процессе переноса — возможность сортировки обломочного материала. Первое приводит к разрушению пород и минералов и к переводу их элементов в раствор или в

состав взвесей. Второе ведет к отделению пелитовых фракций, сорби­ рующих отдельные элементы. Соответственно выступает контраст­ ное и упорядоченное распределение элементов в «идеальном про­ филе» или же, при меньшей сортированности, пестрое или сглажен­ ное их распределение. Упорядоченным распределение бывает, когда

Более пристальное изучение химизма этих минералов открывает перед нами картину изоморфных замещений, возможных в той или иной среде. Так, по А, С. Поваренных (1966), монтмориллонит может

114

быть представлен следующими разновидностями: AI-, Mg- и Fe3 +- монтмориллонит; хлорит объединяет весьма изменчивые разновид­ ности: Fe2 + -, Fe3 + -, Mn-, Cr-, Ni-клинохлор, Mg-, Fe3 + -, Mn-ша- мозит и др.; среди гидрослюд различают К-гидропарагонит, Mgгидромусковит, магнезиогидробиотит и ферригидробиотит. В галлуазите основные примеси — Fe3 + и Сг 3 + , реже наблюдаются Mg, Ni, Zn. Состав каолинита весьма постоянен, однако и здесь отноше­ ние AI и Si может немного варьировать, а AI может замещаться Fe3 + и С г 3 + до 1—2%. Главными изоморфными примесями в актинолите являются (в %) Fe 2 + — до 13, Мп — до5 и AI — до 5; кроме того есть незначительное количество Na, Fe и К. В дистене отмечается, СгЗ+ (до 1,8%).

Наиболее существенными примесями (в %) в мусковите явля­ ются Ва — до 10, F — до 2,1, Rb — до 1,4, Li — до 1,8, Fe3 + — до 6,6, Cr — до 4,8, Fe2 + — до 3,2, Na — до 2,9, Mg — до 2,8, Ca — до 1,1; в глауконите Mg — до 6,5, Fe2 + — до 5 и Na до 0,5%; в каль­ ците Мп — до 16, Fe — до 13,1, Mg — до 7,3, РЬ — до 6, Zn — до 4, Sr и Ва — 3—4, Со — до 2, TR (Се или Y) — до 1—2; в арагоните Ca замещается РЬ — до 15, Zn — до 10, Sr — до 3,9, TR — около 1 и Zr — до 5, и различаются, соответственно, разновидности: Pb-, Zn-, Sr- и Tr-арагонит. В пирите химический состав изменяется в широких пределах по линии изоморфизма Fe — Ni и значительно меньше — по линии Со — Fe; содержание Ni достигает 20, Со — 14%. В халькопирите Си и Fe замещаются частично Ga и In. Состав галенита изменяется непрерывно от чистого PbS до PbSe, а устанав­ ливаемые в нем примеси Ag, Zn, Cd, Sn, In, Tl, Mo относятся к ме­ ханическим. Возможно также гетеровалентное изоморфное замеще­ ние 2РЬ на AgSb или AgBi. В роговых обманках — обыкновенной и базальтической — отмечается изоморфизм по линии Mg — Fe, об­ наруживаются изоморфные примеси (в % ) : Ті — до 10—12, К — до 6, С г 3 + — до 5, V, Zn — до 4,7, М п 2 + — до 2—3, Ni — до 0,3, Li — до 0,2, Sr — до 0,1, Fe — до 2 и редко Cl до 7.

Таким образом, упомянутые минералы в виде изоморфных при­ месей содержат следующие элементы: Mn, Cr, Ni, Со, Zn, F, Ва, Rb, L i , Sb, Ti, Sr, Ce, Y, Yb, Pb, Cu, Ga, In, Se, Cd, Sn, Tl, Bi, Cl, V, Mo, Be, Zr. Часть из них, а именно: V, Cr, Мп, Mo, Ga, Be, Ti, Ва, Sr, Pb, Yb, Y, Cu, Ni и Co— мы и рассматриваем в настоящем разделе.

В соответствии с представлениями о размерах строительных час­ тиц химических элементов и соединений находятся представления о законах строения и свойств элементов и соединений в различных состояниях. Отсюда вытекает и понимание поведения веществ в при­ роде — миграции химических элементов, их концентрации, рас­ сеяния и других закономерностей. Согласно системе ионо-атомных радиусов, предложенной В. И. Лебедевым (1969), по которой метал­ лические атомы в соединениях, в том числе и ионных, крупные, а