Файл: Махнач, А. С. Геохимия микроэлементов группы железа в живетских и франских отложениях Белоруссии.pdf

магнием, железом, кобальтом, которые часто изоморфно заме­ щают его. В виде примеси присутствует в глинах, каолинах, халцедонах и т. п. Установлено высокое содержание никеля в органических осадках, особенно в нефтях и битуминозных по­ родах, в некоторых окисных рудах железа и латеритах, где он находится вместе с хромом и кобальтом. Богаты никелем не­ которые фосфориты, содержащие органическое вещество. Известно более 40 минералов никеля, но наиболее важное промышленное значение имеют лишь пентландит, гарниерит, никелин, в меньшей степени миллерит, хлоантит. В цикле вы­ ветривания —седиментации поведение никеля определяется физико-химическими свойствами его соединений, их способ­ ностью к окислению и растворению, поглощению адсорбцией и живыми организмами. Никель принадлежит к слабоподвиж­ ным элементам в нейтральной и окислительной среде и инерт­ ным в резко восстановительной. В кислых и слабокислых растворах никель может мигрировать в двухвалентной форме. В нейтральной и слабощелочной среде выпадает в виде гид­ роокиси. В осадочные породы водоемов масса его мигрирует механическим путем вместе с глинистыми и другими осадками (К. И. Лукашев, В. К. Лукашев, 1967). В процессе выветрива­ ния никельсодержащих пород и сульфидов могут образовы­ ваться гидросиликатные никелевые руды. В условиях зоны гипергенеза образуются остаточные гидросиликатные, кон­ тактово-карстовые или собственно осадочные, связанные с аккумуляцией осадков в водной среде типы никелевых руд. При геохимических поисках аномальных концентраций нике­ ля эффективны металлометрические и биогеохимические методы. Так, К. Ранкама (Rankama, 1954) по наличию никеля

50

другие комплексные соединения, широко используемые в аналитической химии и промышленности. В технике применя­ ется большей частью окись кобальта и металлический кобальт. С органическим веществом трехвалентный кобальт способен давать комплексные соединения. Установлено, что он концент­ рируется в органических осадках всех типов, особенно в биту­ мах. Различают 5 генетических типов месторождений кобальта (К. И. Лукашев и В. К. Лукашев, 1967). Кобальт образует легко растворимые хлориды, сульфаты и бикарбонаты и трудно растворимый сульфид.

Бикарбонат кобальта малоустойчив в поверхностных во­ дах. Из растворов кобальт нередко выпадает вместе с марган­ цем. В кислых условиях среды соединения кобальта подвижны

илегко выносятся из продуктов выветривания; в щелочных — элемент малоподвижен и накапливается в осадках. К. И. Лу­ кашев и В. К. Лукашев (1967) отмечают такие возможные формы участия кобальта в гипергенно-осадочных процессах: адсорбция ионов в гидроокисных осадках, механическая при­ месь в процессе осаждения илистых и глинистых материалов, химические соединения, устойчивые в кислой или щелочной среде (гипогенного или гипергенного происхождения), в составе органического вещества. В продуктах седиментации

иокисления кобальт накапливается вместе с железом, марган­ цем, никелем (окисные руды, марганцевые латериты), мо­ либденом, ванадием (черные глинистые сланцы, битумы), мышьяком (эритрин), кальцием (карбонаты и пр.). Из извест­

образования, выпадает в них в осадок и может служить поис­ ковым признаком погребенных под ними кобальтовых место­ рождений (Хоке, Уэбб, 1964).

Краткая геохимическая характеристика микроэлементов группы железа показывает, что они имеют много общего. Это элементы с достраивающимися электронными оболочками, ха­ рактеризующиеся близкими химическими свойствами, по­ скольку последние зависят главным образом от внешних ва­ лентных оболочек, а у семейства железа они одинаковы (за исключением хрома). Имея близкие ионные радиусы и атом­ ные веса, элементы группы железа часто замещают друх друга в кристаллических решетках минералов. Для них характерен изоморфизм с такими породообразующими элементами, как кальций, калий, натрий, магний, алюминий и др. Из-за срав­ нительно малой растворимости описываемые элементы содержатся в морской воде и в современных осадках в незна­

чительных количествах. Их миграционная способность огра­ ничена (наибольшая у марганца). Из элементов других групп по особенностям распределения к группе железа близка медь (Вышемирская и Коробов, 1965).

2.ВСТРЕЧАЕМОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ

ИИХ ФОНОВЫЕ СОДЕРЖАНИЯ

Встречаемость элементов в различных стратиграфических горизонтах и литологических типах пород является одной из важных статистик распределения. Для ее характеристики часто используются так называемые коэффициенты встречаемости, или частоты. Это выраженное в процентах отношение коли­ чества проб с содержанием элемента выше порога чувстви­ тельности анализа ко всему количеству проб.

Однако следует оговориться, что термины «встречаемость» и «частота» применяются нами условно. Современная геохи­ мическая наука давно приняла за основу закон В. И. Вернад­ ского о всеобщем рассеянии элементов, в связи с чем встре­ чаемость любых элементов в горных породах равна 100%. Однако на практике нередко отмечаются частоты, отличные от 100%. Это связано с недостаточной чувствительностью при­ меняемых методов анализа, на что справедливо указывал А. П. Соловов (1965). Под термином «нулевые содержания» следует понимать чрезвычайно низкие концентрации элемен­ тов, т. е. содержания, лежащие ниже порога чувствительности приближенного количественного спектрального анализа *. Знать коэффициенты встречаемости при использовании мето­ да медианы и квартилей, ß-трафарета и ряда других необхо­ димо, ибо при помощи этих методов можно определить сред­ ние содержания лишь при частотах, превышающих 50% (т. е. 50% содержаний должны быть выше порога чувствительности анализа). Кроме того, коэффициенты встречаемости показы­ вают, содержания каких элементов крайне малы. Другими словами, дают качественную характеристику отложений, так как очень низкие концентрации не могут быть случайным яв­ лением и в некоторой мере отражают условия их образования и постседиментационных изменений.

Нами вычислены частоты встречаемости микроэлементов группы железа в породах живетского и франского ярусов (табл. ІІІ-З).

Е. А. Кочнев и В. И. Троицкий и ряд других исследовате­ лей предлагают в зависимости от значений коэффициента

*Для рассматриваемых в настоящей работе микроэлементов порог чувст­ вительности (в %) следующий: 3-10-3 для галлия и циркония, ІО-3 для бария, ванадия, марганца, никеля, свинца, титана, хрома, ІО-4 для ко­ бальта и меди.

52

Т а б л и ц а Ш-З

Примечание: Здесь и дальше П — пески, песчаники, алевриты и алевро­ литы; Г — глины и аргиллиты; К — карбонатные породы; А-— гипсы и ан­ гидриты; С — соли. Количество анализов приведено в табл. Ш-4

встречаемости (Къ) подразделять элементы на три группы: встречаемые постоянно (/СЕ=100—80%), часто (і(в-<80— 50%) и редко (Къ менее 50%). В связи с использованием при математической обработке метода медианы и квартилей, где играют роль градации встречаемости 25, 50 и 75% (кварти­ ли), нам представляется целесообразным нижнюю границу первой группы опустить до 75%. Тогда к ней в живетских и франских отложениях следует отнести титан (/Св= 100—■ 82,9%) и марганец (100—76,2%). У последнего в саргаевском горизонте и в глинах воронежского коэффициенты встречаемо­ сти равны соответственно 26,0 и 74,4%. К первой же группе от­ носятся ванадий в пярнуско-наровских, а также староосколь­ ских, пашийско-кыновских (кроме карбонатных пород—■ 67,6%), воронежских (кроме карбонатных пород— 4,4%),

53