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: 126
Скачиваний: 1
переходной зоне от древнечерноморских к новоэвксинским отложе ниям, исчезая на глубине 610 см. В новоэвксинских осадках ко бальта нет. Никель распространен по всей колонке. Содержание ни келя и кобальта изменяется незначительно, однако необходимо отметить повышение содержания никеля до 0,002% в сапропеле-
видных |
и известково-глинистых илах, обогащенных |
гидротроили |
том, и |
понижение (до следов) — в однородных глинистых илах. |
|
На кривой распределения кобальта эта зависимость менее видна. |
||
На станции 1632 кобальт отмечается в интервале 0—90 см в со |
||
временных черноморских и верхней части переходной |
зоны от со |
временных к древнечерноморским отложениям и в интервале 280— 370 см (нижней части переходной зоны от древнечерноморских к новоэвксинским осадкам). Никель прослеживается по всей длине колонки. Тяготение никеля к участкам, максимально насыщенным органическим веществом, заметно и в этом случае.
Наиболее ярко выражена взаимозависимость никеля и кобальта на кривых распределения станции 1633. Тут в поверхностной части колонки (современные отложения и переходная зона от современных к древнечерноморским отложениям), от 0 до 160 см, содержание ни келя и кобальта повышается соответственно до 0,003 и 0,005%, а в древнечерноморских отложениях падает до следов.
Ревелл и др. [285] объясняли накопление никеля и кобальта дей ствием отрицательно заряженной коллоидной водной двуокиси марганца, которая захватывает из морской воды катионы Ni и Со.
Однако Гольдберг и Аррениус [272] отказались от этой |
теории, так |
как нашли, что почти весь марганец в морской воде |
пребывает в |
истинном растворе в двухвалентной форме. Они полагают, что все адсорбционные процессы происходят вследствие влияния коллоид ной гидроокиси железа. В черноморских осадках не наблюдается связь марганца с никелем, отмеченная Ревеллом [285] в донных осад ках Тихого океана. Накопление никеля и кобальта в нашем слу чае связано с адсорбцией коллоидной гидроокисью железа.
М. А. Глаголева [88] изучала распределение никеля и кобальта в черноморских осадках по площади и отметила тяготение никеля к глинистой фракции. Зависимость эта в общих чертах распростра няется в нашем случае и на вертикальное его распределение. Однако данные М. А. Глаголевой о содержании никеля и кобальта (0,0007 и 0,0012%) в донных осадках по сравнению с нашими не сколько занижены. Вероятно, это связано с тем, что Глаголева изу чала распределение этих элементов лишь на материалах дночерпательных проб. Полученные результаты указывают на увеличение
содержания элементов с глубиной. Так, содержание |
никеля обна |
|
ружено |
0,001—0,007, кобальта — 0,001—0,003%. |
|
Накопление никеля и кобальта в донных осадках Черного моря |
||
связано, |
кроме адсорбции коллоидной гидроокисью железа, |
|
также с сорбцией их из воды органическим веществом |
взвесей. |
Медь (см. рис. 32) с глубиной распределяется следующим образом. На станции 1627 она отмечается в современных черноморских
127
отложениях в интервале 0—50 см (0,0001—0,0003%). Затем следует перерыв до 175 см, где в древнечерноморских отложениях медь снова появляется в той же концентрации. Глубже она выявлена з про слое темнозеленой глины (166—196 см) и затем в известково-гли- нистых и глинистых прослойках, обогащенных гидротроилитом (216—221, 230—250, 260—270, 287—297, 341—350, 371—400 см) в концентрации 0,0001—0,0005%. На станции 1629 в сером гли нистом однородном иле меди нет, появляется она лишь в прослоях известково-глинистого ила (0,0001—0,0003%), сапропелевидного ила (0,001—0,002%) и в черном глинистом иле, обогащенном гидро троилитом. В интервалах 230—240 и 550—560 см отмечается содер жание меди, превышающее все остальные в 100 раз —0,01% (это также прослои сапропелевидного ила). На станции 1632 известко во-глинистый, зеленый слоистый ил с прослоями черного сапропе левидного содержит медь 0,0001—0,0005%. В сапропелевидных прослоях меди больше, чем во вмещающих осадках в 10 раз (до 0,002%). На станции 1633 в современных черноморских и верхах переходной зоны от современных к древнечерноморским отложе ниям (0—70 см) медь не обнаружена. Ее нет и в интервалах 80—90, 110—130, 140—150, 170—180,240—280, 290—300, 320—350, 400— 420 см, а во всей остальной толще концентрация меди — 0,0001— 0,0005%. В интервале 180—220 см в древнечерноморских отложе ниях, представленных темно-бурым до черного, микрослоистым, сапропелевидным илом, выявлено 0,01% меди.
Рассмотрим теперь картину распределения элементов по про филям в целом по площади изучаемого региона и конкретно по стра тиграфическим горизонтам. Составлены карты площадного распре деления ванадия, хрома, никеля, кобальта, меди и марганца в современных черноморских, древнечерноморских и новоэвксинских
осадках Черного |
моря. За основу их взяты карты, |
составленные |
М. А. Глаголевой |
[88], которая изучала современные |
натуральные |
осадки Черного моря. Распределение остальных элементов в донных осадках охарактеризовано с помощью профилей.
Изучаемые элементы, объединенные нами в три группы по хими
ческому родству, близости |
ионо-атомных радиусов и способности |
к изоморфному замещению |
можно еще подразделить внутри групп |
на подгруппы в зависимости от форм миграции их в водной среде. Элементы первой группы — ванадий, хром, галлий, бериллий и цирконий — мигрируют в основном в виде взвесей, а в миграции остальных — марганца, титана и молибдена — существенную роль играют растворы их солей. Все они распределяются по площади очень сходным образом, различия касаются лишь деталей (рис. 37
и 38).
Среднее содержание ванадия по основному широтному профилю Л — Л 1 изменяется следующим образом. В западной части моря на станции 1307 — 161, 1309 — 135, 1312 — 151 • 10- 4 %, в централь ной части на станции 1627 наблюдается понижение до 86, затем пик на станции 1317— 166 • 10~4% и снова минимум в восточной ха-
128
Рис. 37. Распределение ванадия в донных осадках Черного моря (10 4 % ) :
/ — менее 100 |
в |
Q ^ . q | и менее 50 в OJj, 2 — 100 — 150 в ojj, и 50 — 100 в oj; 3 — |
9 |
1 |
9 |
более 150 в Qj, Q4 и более 100 в Q^; 4 — границы распространения ванадия в сов ременных черноморских осадках, 5 — в древнечерноморских, 6 — в новоэвксинских.
Рис. 38. Распределение хрома в донных осадках Черного моря (10 4 % ) :
/—менее |
100 в |
менее 50 в |
менее 30 в oj; 2—100—200 в QJ, 50 — 150 в о ] , 30— |
|||
|
|
2 |
|
2 |
1 |
9 |
50 в Q|; |
— более 200 в Q4 , более 150 в Q|, более 50 в Q^; 4 — границы распро |
|||||
странения хрома |
в современных черноморских |
осадках, 5 — в древнечерномор |
||||
ских. 6 — в новоэвксинских. |
|
|
||||
9 |
3 |
1361 |
|
|
|
|
листазе |
(станции 1633 — 97, |
1632 — 47, ст. |
1631 — 77- |
|
10~4 %); |
|||||||||||||
у |
кавказского |
побережья |
в |
зоне |
континентального |
склона — |
||||||||||||
146 • 10_ 4 % |
(станция 1300). На |
профиле В — ß 1 |
среднее |
содержа |
||||||||||||||
ние |
по прибосфорским станциям |
130—140 • 10- 4 %. Таково же |
в |
|||||||||||||||
среднем содержание V по всему профилю вплоть до крымского по |
||||||||||||||||||
бережья. |
На |
профиле С — С1 |
четко |
отмечается |
глубоководный |
|||||||||||||
максимум (станция |
1297 — 140 |
и |
1295 — 160 |
• |
10~4%) и прибреж |
|||||||||||||
ные минимумы |
(станция 1629 — 62, 1625 — 65, |
1622 — 69, |
1621 — |
|||||||||||||||
71 • 10~4 %). |
Повышенное |
содержание ванадия |
отмечается |
у Кав |
||||||||||||||
казского |
побережья |
по |
профилю |
D — D1 |
(станции |
1298 — 131, |
||||||||||||
1300 — 146, |
1302 — 157 • 10~4 %). |
В |
современных |
черноморских |
||||||||||||||
отложениях, |
вскрытых станциями |
профиля А — Л1 , |
средняя кон |
|||||||||||||||
центрация ванадия равна 168, профиля |
В — ß 1 |
— 149, С — С1 |
— |
|||||||||||||||
127, D — D1— |
150 |
• 10_ 4 %; |
среднее |
по всей акватории в совре |
||||||||||||||
менных |
отложениях— 150 • 10~4%. В |
древнечерноморских отло |
||||||||||||||||
жениях, |
вскрытых |
станциями |
профиля |
А — А1, |
среднее — 130, |
|||||||||||||
В —В1— |
152, С — С1 — 106, D — D 1 — 155 |
• 10~4%; общее сред |
||||||||||||||||
нее— 130 • 10_ 4 %. В новозвксинских |
осадках |
профиля |
|
А — |
А1 |
|||||||||||||
среднее содержание |
V — 51, |
профиля |
С — С1 |
—88, |
общее сред |
нее— 72 • 10- 4 %. Кларковое содержание ванадия в донных осад ках Черного моря равно 129 • 10^~4%.
Хром по площади распределяется в общем так же, как и ванадий. При анализе среднего содержания по профилям необходимо от метить только максимальные пики, превышающие среднее других станций в два, три и четыре раза. Эти пики наблюдаются по профи
лю А — А1 на станции 1307—350 • 10~4%, по профилю |
В — ß 1 |
в прибосфорской части на станции 1128 — 190 и на станции |
1071 — |
210 • 10~4%. По горизонтам концентрация распределяется следую
щим образом. Ol: П О профилю А — А1 |
— 193, |
по В — В1 — 95, по |
|||||||||||||
С — С1 — 82, |
по |
D — D1 |
— 72, |
общее |
среднее — 1 1 1 - |
10~4 %. |
|||||||||
Ç 4 1 : |
по |
А — А1 |
— 98, по В — В1— |
155, по С — С1 |
— 65, по D — |
||||||||||
D 1 |
— 88, |
общее |
среднее — 95 |
• 10~4%. |
ф |
по А — А1 |
— 39, по |
||||||||
профилю С — С1 — 47, |
общее |
среднее — 43 |
• 10_ 4 %. |
Кларковое |
|||||||||||
содержание хрома |
в донных |
осадках |
Черного моря |
составляет |
|||||||||||
96 • 10-4 %. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Галлий, |
бериллий |
и |
цирконий |
(рис. |
39, |
40) |
образуют |
|||||||
участки минимального содержания |
в северо-западной части |
моря, |
|||||||||||||
на побережье |
Керченского пролива, |
в центральной |
части западной |
половины моря и два пелагических пятна в восточной половине моря. Все они образуют довольно ровный фон среднего содержания на большей части дна и широкую полосу максимума почти одной и той же конфигурации, продвинутую к Малоазиатскому побережью и подходящую вплотную к Кавказскому побережью. Кроме нее на блюдаются небольшие локальные участки максимумов в прибрежной
130
с |
с1 |
Рис. 39. Распределение бериллия в донных осадках по профилю С — С1 по го
ризонтам (10-5 %):
/ — 26, 2—16, 3 — 12, 4 — 7.
9* |
13} |
зоне, в основном вблизи устьев рек. На площадное размещение этих элементов влияют два фактора, прежде всего карбонатный разбави тель, действие которого усиливается с повышением карбонатности осадка. Четко прослеживается и влияние поступающих с отдельных участков побережья материалов, в которых содержатся эти элементы. Максимумы концентрации их сдвинуты в южную часть моря, к Мало азиатскому и Кавказскому побережьям, что объясняется не только локализацией здесь слабо карбонатных осадков, но и усиленным по ступлением этих элементов с Малоазиатского и Кавказского побе режий в составе обломков эффузивных и интрузивных пород, бо гатых тяжелыми металлами.
При анализе средних содержаний по стратиграфическим горизон там древнечерноморские слои оказываются более обогащенными гал лием, чем современные. Так, общее среднее галлия в современных черноморских осадках всего региона равно 96 • 10— 5 %, древнечерноморских — 98, а новоэвксинских — 56 • 10— °%. По основно му, широтному профилю А — А1 эта разница еще более ярко вы ражена: Oj — 84, Q\ — 95, Q2) — 41; кларк галлия в донных осад ках Черного моря составляет 93 • 10~5%.
В распределении циркония наблюдается аналогичная картина. В осадках, вскрытых на профиле А — Л1 , среднее содержание циркония распределяется следующим образом Oj — 45, Q{— 52, Oj — 16 • 10_ 4 %. У Кавказского побережья обогащение древнечерноморских отложений цирконием проявляется еще резче; Oj — 57, Q\ —76 • 10_ 4 %. Однако в целом по региону это сглажива ется, и общее среднее содержание по горизонтам таково: Q2 — 65, Oj —53, Q2 —20 • 10~4%; кларк циркония в донных осадках Черного моря — 54 • 10~4 %.
Бериллия в общем в современных черноморских осадках выяв лено 2610~5%, в древнечерноморских — 22, новоэвксинских — 6; кларк — 22 • 10~5 %.
Анализируя распределение молибдена с глубиной и по площади, можно отметить локальные изменения его концентрации внутри исследуемых осадков, происходящие без выноса или привноса дан ного элемента. Об этом свидетельствует изменение дисперсии при неизменном среднем содержании сравниваемых фоновых содержа ний. Так, геохимический фон в осадках переходной зоны от совре менных к древнечерноморским равен 24 • 10~°% на профиле А — А1 и дисперсия — 55 • 10~5 %. В этих же осадках по всему региону кларк остается равным 24, а дисперсия увеличивается до 66 • 10_ 5 %. Геохимический фон в современных черноморских осадках профиля В — В1 равен 17, дисперсия — 63, на профиле D — D1 в переходной зоне от современных отложений к древнечерноморским фон — 17, а дисперсия 23 • 10_ 5 % и так далее. Таким образом, подтвержда ется тот факт, что молибден при диагенезе морских осадков пере-
132