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

Т а б л и ц а 18

Ионо-атомные радиусы малых элементов

Ионо-атомные радиусы

Элемент

по Лебедеву, 1969 по Уэберу и Кромеру, 1965

* Полужирным шрифтом выделены макроэлементы.

неметаллические атомы и образующиеся из них анионы — мелкие, по-новому решается проблема изоморфизма. Близость размеров ионо-атомных радиусов у различных атомов является более на­ дежным признаком их изоморфизма, чем близость эффективных

меньше радиуса атома ведущего элемента с разницей, превышающей ± 10%; без звез­ дочки—разница составляет меньше, чем ±10%.

Таблица составлена В. И. Лебедевым с использованием идеи и фактических материалов К. А. Власова (1963), дополнениями и изменениями, внесенными И. Д. Бэр- неман-Старинкеаич, Д. П. Григорьевым, А. А. Кухаренко, В. А. Франк-Каменецким.

ионных радиусов. Только на основе новой системы радиусов становится понятным изоморфизм Т1 с такими несхожими по разме­ рам в системе эффективных ионных и атомных радиусов элементами, как Fe в дисульфидах, Мп в псиломелане, Zn в сфалерите, Pb в галените, Mo в молибдените, а также отсутствие изоморфизма с Fe в пирротине и в окислах железа.

Анализ ионно-атомных радиусов рассматриваемых элементов (табл. 18, 19) и возможности замещения ими основных химических элементов осадкообразующих минералов, а также изучение плеяд изоморфных элементов, составленных В. И. Лебедевым (1969,

117

табл. 19), позволили нам сгруппировать изученные элементы следующим образом:

Микроэлементы первой группы могут частично изоморфно за­

восадкообразовании играют биохимические, динамические процес­ сы, образование аутигенных минералов и миграция химических эле­ ментов из нижележащих слоев. Все эти процессы создают сложную картину распределения и перераспределения химических элементов

вдонных отложениях.

На примере четырех наиболее характерных станций — 1627, 1629, 1632 и 1633 — рассмотрим характер и проследим масштабы поведения и перераспределения малых элементов в донных осадках нашего региона.

Первая группа малых элементов (V, Cr, Mn, Mo, Ga, Be, Zr и Ti) характеризуется следующим образом.

Ванадий и молибден. Анализируя кривые распределения V и Mo с глубиной (рис. 28), можно сделать вывод об их взаимосвязи, од­ нако Mo, в отличие от V, распространен не повсеместно. На станции 1627 от 0 до 160 см Mo нет. Он появляется в древнечерноморских отложениях и в переходной зоне к новоэвксинским. Среднее содер­ жание— 0,003, максимальное—0,005% отмечается в микросло­ истой глине (166—196 см) и в известково-глинистом иле (278—321 см). Ванадий наблюдается по всей длине колонки, причем его содержа-

118

ние прямо зависит от содержания органического вещества в осадке. Максимальное содержание — до 0,02% —приходится на известко- во-глинистые, микрослоистые илы с примесью гидротроилита (280— 320 см).

На станции 1629 молибден отмечен в интервале 60—400 см в древнечерноморских отложениях, представленных переслаиваю­ щимися глинистыми однородными, известково-глинистыми и сапропелевидными илами. Среднее содержание Mo на глубине 0,0003%, однако в сапропелевидных илах в интервалах 180—200 и 360—370 см наблюдается резкий скачок, до 0,001—0,003%. Ванадий распро­ странен по всей длине колонки и так же, как на предыдущей стан­

ским, с максимальным содержанием 0,001% в сапропелевых илах, а на станции 1633 встречается только в интервале 270—300 см в переходной зоне от древнечерноморских отложений к новоэвксинским (не более 0,0003%). Кривые распределения ванадия на стан­ циях 1632 и 1633 аналогичны полученным на станциях 1627 и 1629. Молибдена и ванадия в однородных глинистых илах содержится меньше, чем в среднем в осадочных породах [67]. В прослоях сапро­ пелевидных и известково-глинистых илов, обогащенных органиче­ ским веществом, концентрация молибдена выше средней в несколь­ ко раз, а содержание ванадия превышает среднее лишь незначи­ тельно. По данным М. А. Глаголевой [86], ванадий переносится реками только в виде взвесей, содержание его подчинено характеру механической дифференциации и закономерно увеличивается с уменьшением размера частиц осадка, тяготея к грубопелитовой фракции.

Хром и галлий (рис. 29, 30). Хром на станции 1627 отмечен по всей длине колонки, распространен довольно равномерно, содержание колеблется в основном в пределах одного порядка. Среднее содер­ жание хрома — 0,005, минимальное — 0,003, а максимальное — 0,01%. Галлий также обнаружен по всей длине колонки (0,001—• 0,002%) за исключением интервалов 140—180 и 300—350 см. На станции 1629 картина вертикального распределения хрома и галлия иная. Хром рассеян повсеместно в количестве 0,003%. Галлий, напротив, распространен очень неравномерно. В современных чер­ номорских и верхах древнечерноморских отложений до глубины 120 см галлия нет. В древнечерноморских отложениях он появля­ ется от следов и максимально до 0,002%. С глубины 340 до 540 см в низах древнечерноморских — переходной зоне к новоэвксинским отложениям галлия снова нет. В новоэвксинских осадках он появ­ ляется с глубины 540 см и наблюдается до конца колонки — 680 см.

На станции 1632 максимальное содержание хрома 0,007—0,01% отмечено в современных черноморских отложениях. Начиная с древнечерноморских осадков распределяется хром равномерно

119

(0,003%). Галлий обнаружен в количестве 0,001% только в интер­ валах 0—20, 110—170, 280—310, 340—370 см. На станции 1633 со­ держание хрома с глубиной уменьшается от 0,007—0,01 (в совре­ менных черноморских и переходной зоне к древнечерноморским от­ ложениям) до 0,003% (в древнечерноморских отложениях). Галлия нет в интервалах 20—50, 110—140, 240—310, 410—480 см, во всех

0,002 0,004- 0,006 0.008 %

остальных его обнаружено 0,001—0,002%. Содержание галлия и хрома подчинено характеру механической дифференциации и за­ кономерно увеличивается с уменьшением размера частичек осадка.

Распределение галлия и хрома в речных водах и размещение их в гранулометрическом спектре взвесей обусловливает их распреде­ ление по типам осадков. Немаловажно также их содержание в ма­ териале абразии берегов. Хром практически более чем наполовину мигрирует в составе взвесей, а галлий переносится исключительно во взвесях. В исследованных нами донных осадках галлий тяготеет к пелитовой, а хром — к алевритовой фракциям. Площадное рас­ пределение хрома и анализ магнитной фракции указывают на связь его содержания с продуктами разрушения минералов, содержащих хром, и отложением их в виде кластического материала в области шельфа и континентального склона, где хрома больше, чем в глубоко­ водных областях. Галлий, относящийся к весьма редким в природе элементам, в исследованных нами донных отложениях представлен

120

довольно широко. Его концентрация по глубине изменяется не только в зоне частых смен фациальных условий осадконакопления, но и там, где осадки представлены довольно однообразным комплек­ сом. Больше того, отмечаются случаи, когда в колонке с меняющим­ ся литологическим составом от известково-фораминиферового ила до песчано-глинистых осадков концентрация галлия может возрастать и падать в одной и той же литологической разности. Такое рас­ пределение галлия в осадке свя­ зано, очевидно, с определяющей ролью терригенного материала, выносимого реками в виде взве­ сей. Это положение подтвержда­ ет анализ включений, которые, как правило, содержат гораздо большее количество галлия, чем вмещающие осадки.

Ті — 0,005%, Мп — 0,007%, потом опять скачок в интервале 190— 280 см (0,1 и 0,01%), резкие колебания в низах древнечерноморских осадков и, наконец, концентрация возрастает в новоэвксинских отло­ жениях. На станции 1629 в интервале 60—400 см в древнечерномор­ ских отложениях (переслаивающиеся глинистые однородные, извест- ково-глинистые и сапропелевидные илы) отмечается колебание содер­ жания марганца (0,005—0,01%) и титана (0,05—0,1%). С глубины 400 см в переходной зоне от древнечерноморских к новоэвксинским и в новоэвксинских отложениях до конца колонки концентрация титана стабильна, составляет 0,1%, а марганца — 0,01%. На стан­ циях 1632 и 1633 вертикальное распределение марганца и титана такое же. Мы наблюдаем более или менее плавные изменения кон: центрации марганца по вертикали, по глубине колонок и по протя­ женности всех разрезов. При рассмотрении кривых изменения кон­ центраций по глубине максимальная концентрация марганца от­ мечается в основном в поверхностном слое осадка, глубже она падает. От литологического состава осадка содержание марганца зависит весьма мало, значительно больше — от наличия органического ве­ щества. Так, наибольшая концентрация (0,03%) отмечается у самой

12!