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

Элементами-индикаторами возраста ливенских отложении являются ванадий (минимум в песчаных и глинистых породах)

ихром (максимум в карбонатных образованиях). В разрезах конкретных скважин горизонт выделяется минимумами отно­ шений титана к ванадию и никеля к ванадию, минимумом ве­ личины Ga : Ті на границе с евлановскими отложениями, а также уменьшением медианных содержаний титана, марганца

иникеля. Гипсы и ангидриты ливенского горизонта содержат значительно меньше титана и марганца, чем евлановские, а з солях гораздо меньше ванадия, марганца и титана, чем в верх­ ней соленосной толще фаменского возраста (рис. 111-5, ІІІ-6).

Вулканогенные породы ливенского горизонта (табл. ѴІ-5) от­ личаются от верхнепротерозойских значительно меньшими фо­ новыми содержаниями большинства элементов.

Встречаемость микроэлементов группы железа в ливенских отложениях высока у титана и марганца, относительно высока у ванадия и никеля (большей частью II группа), низкая у хро­ ма и кобальта (табл. ІІІ-З). В целом для горизонта характер­ ны более высокие, чем в евлановских отложениях, фоновые содержания циркония и бария; более низкие—титана, ванадия, марганца, никеля, меди и галлия (рис. II1-25). Ряд элементов, расположенных по степени уменьшения их содержаний, ана­ логичен соответствующему ряду в пярнуско-наровской серии, пашийско-кыновских, саргаевских и евлановских отложениях Белоруссии.

В классификации по геохимическим профилям к Л-образ- ному ряду относится большинство элементов (титан, марганец, железо, медь, цирконий, барий, галлий), к Г-образному ряду, ( П < Г = К ) —ванадий и никель, к горизонтально-восходящему

данных коэффициент распределения элементов тождествен ко­ эффициенту в евлановском горизонте и равен 0,75. Распреде­ ление элементов, следовательно, относится, по Н. М. Страхову (1968), к сглаженной модификации упорядоченного типа и свидетельствует о том, что наряду с физическим выветривани­ ем большую роль в области сноса в ливенское время играли химические процессы. Геохимически мало подвижными эле­ ментами являются хром, кобальт и свинец, которые транспор­ тировались преимущественно в виде обломков и взвесей. Все остальные изученные элементы более подвижны. В их мигра­ ции большую роль играли растворы и коллоиды.

Развитое химическое выветривание (/СР= 0,75) характери­ зует область сноса как пенепленизированную равнину, что хорошо увязывается с фактом незначительного содержания з нижней соленосной толще песчано-алевритовых пород.

168

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследования геохимического поведения микро­ элементов группы железа и некоторых других, содержащихся в породах различных горизонтов живетского и франского яру­ сов девона Белоруссии, наметились основные закономерности распределения элементов и связь их содержаний с литологиче­ скими особенностями пород и геологическим строением терри­ тории. Это позволило выделить участки и единичные скважи­ ны с аномальными концентрациями, наметить основные пути практического использования полученных геохимических пока­ зателей и коэффициентов для корреляции и расчленения оса­ дочных толщ девона, для некоторых палеогеографических ре­ конструкций и поисков полезных ископаемых. К основным вы­ водам, вытекающим из проведенных исследований, можно отнести следующие:

1. Распределение микроэлементов группы железа в отло­ жениях живетского и франского ярусов девона Белоруссии подчиняется некоторым общим закономерностям:

а) их медианные (фоновые) содержания в изученных лито­ логических разностях пород всех горизонтов ниже кларков ли­ тосферы, рассчитанных А. П. Виноградовым (1962);

б) во всех литологических разностях пород соотношения медианных содержаний различных элементов группы железа аналогичны соотношениям их кларков в литосфере: среднеме­ дианные концентрации в большинстве случаев уменьшаются с увеличением порядкового номера элемента в таблице Мен­ делеева, у четных элементов они выше, чем у нечетных, и т. д.;

в) распределение всех рассмотренных элементов в живетских и франских отложениях подчиняется логнормальному за­ кону;

г) среднемедианные содержания элементов изменяются в зависимости от литологических особенностей отложений и их возраста: наиболее бедны микроэлементами соли и сульфаты, обогащены обычно глинистые и карбонатные породы, реже песчаные; в породах каждого горизонта определенные (руко­ водящие) микроэлементы содержатся в максимальных или, наоборот, минимальных количествах; водоносный комплекс

170

живетского и франского ярусов девона Белоруссии крайне бе­ ден микроэлементами;

д) для живетских и франских отложений, как и для всего осадочного чехла Белоруссии, наиболее характерными геохи­ мическими рядами элементов являются относящиеся к первой группе восходящий, Л-образный и Г-образный, что свидетель­ ствует о преимущественно упорядоченном типе распределения элементов;

е) для большей части изученного разреза характерна пря­ мая корреляционная связь между содержаниями титана, мар­ ганца, ванадия и меди и обратная — между концентрациями этих же элементов и никеля;

ж) среднемедианные содержания марганца, ванадия и ти­ тана в пярнуско-наровских, старооскольских, пашийско-кынов- ских и саргаевских отложениях связаны с содержанием орга­ нического углерода прямой корреляционной зависимостью, в остальной части разреза — обратной; это обстоятельство поз­ воляет по содержанию микроэлементов судить о порядке ве­ личины концентрации органического углерода.

2. Установленные закономерности в распределении микро­ элементов группы железа свидетельствуют о возможности ис­ пользования геохимических данных для расчленения и корре­ ляции живетских и франских отложений девона Белоруссии по геохимическим данным. Наиболее эффективные результаты дает использование для этих целей комплекса следующих гео­ химических коэффициентов и показателей:

а) среднемедианное, или фоновое, содержание микроэле­ ментов группы железа в породах. Руководящими химическими элементами являются для песчаных отложений: в пярнусконаровской серии ■— ванадий, никель и хром; в пашийско-кы- новских отложениях — титан и марганец; в евлановском гори­ зонте — титан; в ливенском — ванадий; для глинистых образо­ ваний: в старооскольских отложениях — титан, ванадий, хром, кобальт; в пашийско-кыновских — никель и титан; в саргаев­ ских — никель и марганец; воронежских —■марганец; а в ливенских — ванадий; для карбонатных пород пярнуско-наров- ского возраста — марганец, ванадий, никель; пашийско-кынов- ского — титан; саргаевского — никель; семилукского — хром, ванадий, титан; воронежского — марганец; евлановского — ва­ надий; ливенского — хром;

б) суммарное содержание микроэлементов группы железа: предельные значения коэффициента F (максимумы или мини­ мумы) характерны для различных пород старооскольского, па- шийско-кыновского, саргаевского, воронежского и евлановско­ го возраста;

в) величина отношения содержаний пар химических элемен­ тов: индикаторами возраста для различных литологических ти­

171

пов пород пярнуско-наровской серии является отношение мар­ ганца к никелю; старооскольского горизонта — ванадия к марганцу и меди, галлия к титану и титана к ванадию; паший- ско-кыновского возраста — галлия к титану; саргаевского — галлия к титану, никеля и титана к ванадию, марганца к нике­ лю; воронежского — титана и никеля к ванадию; евлановского — ванадия к меди и галлия к титану; ливенского — галлия к титану, титана к ванадию, марганца к никелю и ванадия к марганцу.

3. Целый ряд особенностей в распределении химических эле­ ментов и изменение различных геохимических показателей поз­ воляют судить об особенностях фациально-палеогеографиче­ ской обстановки образования живетских и франских отло­ жений:

а) во всех горизонтах живетского и франского ярусов де­ вона Белоруссии, за некоторыми исключениями, сохраняется порядок микроэлементов, расположенных по степени уменьше­ ния их среднемедианных содержаний (как в горизонте в целом, так и в отдельных литологических разностях пород); это сви­ детельствует о незначительном территориальном изменении об­ ластей сноса;

б) относительно низкие содержания галлия и титана в осадочных образованиях всех горизонтов живетского и фран­ ского ярусов говорят о непресноводном характере этих от­ ложений;

в) характер распределения марганца и органического угле­ рода по основным литологическим типам пород свидетельству­ ет о том, что на некоторых этапах пярнуско-наровского, сарга­ евского и евлановского времени климатические условия были близки к гумидным, в пашийско-кыновское, воронежское и ливенское время преобладали аридные условия; в староосколь­ ское время климатические условия были непостоянны;

г) величина отношения окисного железа к закисному гово­ рит о восстановительных условиях осадконакопления в пяр- нуско-наровское, пашийско-кыновское, воронежское, евлановское и ливенское время; окислительных — в старооскольское, семилукское и нормальных — в саргаевское;

д) последовательное уменьшение на единицу площади (от пярнуско-наровской серии к ливенскому горизонту) количества участков и скважин с аномально большими содержаниями мик­ роэлементов свидетельствует, согласно Н. М. Страхову (1968), о постепенном сокращении размеров бассейна осадконакопле­ ния;

е) тенденция к увеличению во времени коэффициента рас­ пределения микроэлементов от пярнуско-наровских к евлановским и ливенским отложениям говорит о приближении распре­ деления к упорядоченному типу, иными словами, об усилении

172

роли химического выветривания в областях сноса, об увеличе­ нии геохимической подвижности ряда элементов и о сравни­ тельном удалении источников сноса;

ж) некоторое увеличение значений средних квадратических отклонений в нижней части разреза свидетельствует о более интенсивных геохимических процессах в пярнуско-наровское, старооскольское и пашийско-кыновское время.

4. Изучение геохимических особенностей живетских и франских образований республики позволило оценить последние с точки зрения возможных концентраций в них некоторых цен­ ных химических элементов и установить:

а) наибольшую склонность к концентрации в изученных от­ ложениях проявляют титан и ванадий; медь имеет склонность к концентрации; цирконий и барий одинаково склонны как к концентрации, так и к рассеянию, в то время как галлий, ни­ кель и марганец имеют тенденцию к рассеянию;

б) на основании анализа результатов лабораторных иссле­ дований живетских и франских отложений выделяется шесть участков и 38 скважин с аномально повышенными содержания­ ми таких химических элементов, как титан, ванадий, медь, цир­ коний, барий и др.;

в) в пределах аномальных участков минералами-носителя­ ми бария являются барит, циркония — циркон, титана — иль­ менит, лейкоксен, сфен;

г) формой нахождения никеля, ванадия, марганца и других элементов, чьи минералы не обнаружены в осадочных породах, является их рассеянное состояние: эндокриптное или сорбиро­ ванное;

д) природа аномальных содержаний микроэлементов, ве­ роятно, эмбрионально-рудная, по терминологии Н. М. Страхо­ ва (1968).

5. Опыт изучения девонских отложений республики показы­ вает, что исследования геохимических особенностей осадочных образований важны для корреляции и расчленения немых оса­ дочных толщ и некоторых палеогеографических реконструкций, для поисков месторождений полезных ископаемых путем выде­ ления и изучения геохимических аномалий.

В настоящее время назрела необходимость проведения в Белоруссии специальных региональных геохимических иссле­ дований всего осадочного чехла с целью детального геохимиче­ ского районирования территории БССР, составления сводных и единичных геохимических и прогнозных на различные полез­ ные ископаемые карт, выяснения баланса химических элемен­ тов, установления законов геохимической эволюции осадочной оболочки.

Изучение части литосферы, сложенной осадочными горными породами, в последние годы приобретает все большее научное,

173