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: 147

Скачиваний: 1

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

поверхности дна, где основную массу осадка составляют отмершие организмы — фораминиферы и другие планктонные формы. Кстати, А. П. Виноградов [68] отмечает, что планктонные организмы явля­ ются своеобразными агентами-поставщиками марганца в процессе донного осадкообразования. Незначительные колебания концентра­ ции Мп по глубине, несмотря на значительные изменения в литологическом составе осадка, объясняются прежде всего геохимическими особенностями поведения марганца в морской воде. Согласно А. П. Ви­ ноградову, М п + 2 , привносимый реками в виде различных смесей и соединений и освобожденный при гибели планктона (фораминифер, диатомовых водорослей и пр.) по мере опускания в глубинные слои воды переходит в М п + 4 .

Таким образом, генезис Мп в исследуемых осадках зависит прежде всего от химических процессов, происходящих в толще морской воды. Отсюда относительное постоянство концентраций Мп по глубине, несмотря на большое различие в литологическом составе осадка, который лишь слегка на нее влияет. На подчиненный характер за­ висимости содержания Мп от литологического состава отложений указывают результаты анализа включений, в которых содержание марганца гораздо ниже, чем в основной массе осадка. На раствори­ мость марганца влияют колебания окислительно-восстановитель­ ного потенциала осадков.

Распределение титана в осадках более-менее равномерно и за­ висит в основном от биогенного фактора. Наши данные находятся в полном соответствии с наблюдениями А. П. Лисицына, утверждаю­ щего, что Ті концентрируют фораминиферы. Кроме того, титан и его соединения входят в состав типично литогенных осадков, поступая туда в результате абразии берегов и выноса реками.

Бериллий и цирконий (рис. 32 и 33). Бериллий — один из самых малораспространенных в природе элементов, обнаружен в иссле­ дуемых осадках в виде следов и до 0,0005%. По глубине он распре­ делен весьма неравномерно и не повсеместно. Так, на станции 1627 Be отмечен в современных черноморских осадках в интервале 20—50 см (0,0001%), затем в низах древнечерноморских отложений в интервале 250—320 см (столько же) и в низах новоэвксинских в следах. На станции 1629 максимальное содержание Be (0,0003%) отмечается на глубине 10 см в современных отложениях. Глубже бериллия нет, он появляется на глубине 130 см в количестве (0,0001 % ) , а после 180 см вновь исчезает. С глубины 180 см до конца колонки (670 см) отмечены вкрапления Be (0,0001—0,0002%) на глу­

бине 240, 350,

400, 540, 570 см. На станции

1632 бериллия нет,

за исключением

низов

переходной

зоны от

древнечерноморских

к новоэвксинским отложениям (290—310 см),

где обнаружены его

следы. Наиболее богаты

бериллием

донные осадки станции 1633.

В современных черноморских отложениях и верхах переходной зоны от современных к древнечерноморским отложениям до глубины 60 см бериллия нет, далее (60—120 см) среднее содержание его со­ ставляет 0,0003%. Ниже следует небольшой перерыв (120—160 см),

122



и в верхах древнечерноморских отложений бериллий опять появ­ ляется (160—230 см); максимальная концентрация его здесь — 0,0005%, средняя — 0,0003%. В интервале 240—350 см Be нет. С 360 до 410 см его в среднем 0,0003%, 420—470 см — перерыв, 490—510 см — 0,0003%.

Цирконий, в отличие от бериллия, обнаружен во всех опробо­ ванных колонках донных осадков и почти по всем опробованным

Рис.

32. Распределение берил-

Рис. 33. Распределение цирко-

лия,

свинца и меди по глубине

ния по глубине на станции 1633.

на станции 1633.

 

горизонтам в количестве от следов до 0,02%, в среднем — 0,003%. На станции 1627 современные черноморские отложения содержат 0,002% циркония, в верхах древнечерноморских отложений цир­ коний не обнаружен до глубины 180 см, затем наблюдается постоян­ ство содержания в интервале 180—250 см — 0,001 %, а в низах древ­ нечерноморских и в новоэвксинских отложениях возрастает до 0,005%. На станции 1629 цирконий выявлен по всей длине колонки, за исключением интервалов 20—70, 170—230, 410—520 см, в сред­ нем 0,002—0,003%. На станции 1632 наиболее богаты цирконием поверхностные слои — современные черноморские осадки. С глу­ биной содержание его постепенно понижается до следов в древне-

черноморских

отложениях и снова возрастает до 0,002—0,005%

в переходной

зоне от древнечерноморских к новоэвксинским от­

ложениям.

 

Осадки на станции 1633 отличаются особенно высоким содержа­ нием Zr. Наиболее богаты Zr современные черноморские осадки —

123

0,007—0,01% и древнечерноморские отложения (360—400 см). Максимальное количество Zr отмечено в алевритовых илах.

Анализируя гранулометрический состав изученных колонок, можно отметить явное тяготение циркония к алевритовой и мелко­ песчанистой фракциям. Это объясняется тем, что основная масса циркония находится в цирконе, который встречается в природе пре­

имущественно

именно в этих фракциях. Поэтому максимальное со­

 

 

держание циркония в осадках сов­

0,002 0,004 0,006 0,008 OßO 0,012 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

падает с наибольшим содержанием

 

 

циркона в тяжелых фракциях. Рас­

 

 

пределение бериллия

зависит так­

юо

 

же от минерального состава терри-

 

генного материала.

Он в изучен­

 

 

ных осадках

представлен

полевы­

 

 

ми шпатами,

кварцем,

магнетитом,

200 h

 

рутилом,

цирконом

и

окатанны­

 

 

ми

кристаллами

слабоокрашенно-

 

 

го желтовато-зеленого берилла и

300

 

гельвина.

Анализ глинистой фрак­

 

ции показал

отсутствие

бериллия.

 

 

 

 

Таким

образом,

картина

распреде­

400

 

ления

Zr и Be зависит от поставки

 

в

осадок

терригенного

материала

 

 

реками, процесса разрушения бере­

 

 

гов, а также

от донных

течений.

500

 

 

Рассмотрим распределение и по­

 

 

ведение элементов второй

группы.

СМ

 

 

Барий

и стронций

(см. рис. 30;

Рис. 34. Распределение стронция по

рис. 34). Поступление бария в осад­

глубине на станции 1633.

ки

определяется

растворимостью

ет, что Ва в осадки попадает

BaS04 . А. П. Виноградов

полага­

благодаря

морским

организмам

и

разложению детрита, дающего

SO^~2,

который

связывает

барий

и

транспортирует

его на дно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На станции

1627 (20—50 см) обнаружены

незначительные следы

бария в современных черноморских отложениях, а также 0,03% его в низах древнечерноморских отложений (276—320 см). В осталь­ ных пробах барий не обнаружен. На станции 1629 в колонке длиной 672 см барий обнаружен только в пяти местах. На глубине 10 см — 0,03%, 240 — 0,02, 280 — 0,03, 350 — 0,02, 560—570 см — 0,02— 0,03%. На станции 1632 бария нет. На станции 1633 бария нет в современных черноморских осадках, на глубине 80 см Ва появляется (0,02—0,03%) и содержится до глубины 120 см. Затем следует слой 40 см без Ва. В верхах древнечерноморской толщи в интервале 160— 40 см содержится 0,025% бария. В толще донных осадков (250—350 см), соответствующей средней части древнечерноморских отложений, бария нет. С глубины 360 см до конца колонки (540 см) барий снова появляется, и среднее содержание его — 0,02%.

124


Стронций, в отличие от бария, распространен повсеместно, за редким исключением, как по площади, так и по глубине. Содержание его колеблется в пределах от незначительных следов до 0,05%. Сред­ нее содержание по четырем описываемым колонкам — 0,03%. Наи­ большее содержание стронция определено в известково-форамини-

феровых

илах, а

в

песчано-глинистых разностях оно падает до

0,007%. Концентрация

стронция

1 1 6 £

постепенно возрастает в направ­

лении

к области

континенталь­

 

ного склона.

На

распределение

 

его в осадках решающее влияние

 

оказывает

геохимическая

дея­

 

тельность

планктонных организ­

 

мов. Согласно данным спектраль­

 

ных исследований,

содержание

 

стронция в раковинном материале

 

в среднем составляет 0,1—0,3%.

 

Таким образом, накопление и

 

распределение бария и стронция

 

в донных

осадках

связано с хе-

 

могенным и биогенным

характе­

 

ром поступления их в осадки

 

при захоронении продуктов жиз­

 

недеятельности морских организ­

 

мов. Состав

терригенного

мате­

 

риала

также

влияет

на распре­

 

деление этих элементов.

 

 

 

Свинец

(см. рис. 32). В

осад­

 

ках станции 1627 свинца нет. На

 

станции 1629 отмечены его следы

 

на глубине 10, 350 и 560 см, аъ

Рис. 35. Распределение, иттрия и иттер­

интервале

160—180 см

обнару­

бия по глубине на станции 1633.

жено 0,001 % его. В осадках стан­

 

ции 1632 свинца также нет. На станции 1633 он обнаружен в древнечерноморских осадках (190—230, 380—400,480—500 сл) в количестве 0,001%. По данным А. П. Виноградова, свинец в морской воде во взвесях частично сорбируется на органических коллоидах, и, возмож­ но, в виде Р Ь 2 + , РЬС11 + , РЬ (ОН)1 + , PbS04 выпадает в виде РЬС03 , -чем объясняется его повышенное содержание в карбонатах. Распре­ деление свинца на площади исследуемой акватории Черного моря и с глубиной указывает на весьма сложный характер его геохими­ ческого поведения. Наиболее значительное содержание свинца свя­ зано с отложением взвешенного материала. Однако не одно это опре­ деляет валовое содержание свинца в осадке. Концентрация свинца

во взвесях

плюс процессы жизнедеятельности организмов — вот

от чего зависит валовое содержание РЬ в донных отложениях.

Иттрий

и иттербий. Между

иттрием и

иттербием (рис. 35)

отмечается

взаимная корреляция,

графики

распределения этих

125


элементов с глубиной на станциях 1627, 1629, 1632 и ІбЗЗсимбатны. Расхождение в содержании (приблизительно, на порядок) повсе­ местно выдерживается. Среднее содержание иттрия по рассматри­ ваемым колонкам — 0,003%, иттербия— 0,0003%.

На станции 1627 Y и Yb прослеживаются в современных

черно­

морских отложениях до глубины 60 см, затем в верхах

 

древнечер-

Ä N ! P > • « i i ß N c c CD Q

номорских отложений

(до 190 см) на­

блюдается перерыв, потом они

снова

8 8. § 8 S 1 8 § S i %

появляются

(190—320 см)

и исчезают

О О

Q O CS C T C T Q

Ca

 

 

 

в новоэвксинских

отложениях.

Ана­

 

 

 

лиз проб со станции

1629 показал от­

 

 

 

сутствие иттрия

и иттербия в интер­

 

 

 

в а л а х ^ — 60,80—120, 140—150, 180—

 

 

 

200,

220—230,

310—320,

360—380,

 

 

 

430—440, 480—516, 580—590см. В ос­

 

 

 

тальных случаях обнаружены

следы

 

 

 

иттрия и до 0,003%,

иттербия

— о т

 

 

 

незначительных

следов

до 0,0003%.

 

 

 

На станции 1632 в современных чер­

 

 

 

номорских осадках есть следы Y и Yb

 

 

 

до глубины 20 см, затем следует пере­

 

 

 

рыв, а ниже

иттрий и иттербий

появ­

 

 

 

ляются в низах переходной зоны от

 

 

 

современных

к

древнечерноморским

 

 

 

осадкам. В древнечерноморских и пе­

 

 

 

реходной зоне к новоэвксинским от­

 

 

 

ложениям в интервале 150—270 см Y

500

 

 

и Yb не обнаружены. В прослое 270—

 

 

330 — обнаружены

соответственно в

 

 

 

 

 

 

концентрации от следов до 0,003 и

 

 

 

0,0003%, а в новоэвксинских осадках

 

 

 

(330—360 см) их опять нет. В колонке

Рис. 36.

Распределение

никеля

станции 1633 иттрий

и иттербий рас­

пределены так же, как на станции 1627.

и кобальта по глубине на стан­

ции 1633.

 

 

Содержание

иттрия

во

включениях

 

 

 

превосходит

содержание его основной

массы в 5—10 раз. Это позволяет предположить,

что иттрий и

иттербий

поступают в осадок с терригенным материалом.

Третья группа изучаемых элементов состоит из Ni, Со и Си.

Никель

и кобальт. Связь никеля с кобальтом

прослеживается

почти повсеместно (рис. 36). Так, на станции 1627 Ni и Со отмечаются по всей колонке, и кривые их распределения в первом приближении взаимосвязаны. Содержание никеля на 0,002—0,003% превышает содержание кобальта. В интервалах 90—100, 300—305, 360—365 см

наблюдается

повышение содержания никеля до 0,005

и

0,008%.

На станции

1629 кобальт в современных и верхах древнечерномор­

ских отложений не обнаружен и появляется только

на

глубине

ПО см, прослеживается в низах древнечерноморских

осадков и в

126