Файл: Махнач, А. С. Геохимия микроэлементов группы железа в живетских и франских отложениях Белоруссии.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
Рис. ІІ-З. Распределение медианных содержаний марганца в среднедевон ских отложениях Белоруссии:
1—граница распространения среднедевонских отложений, 2—линии равных медианных содержаний марганца
г
количество проб с аномальными концентрациями элементов, оконтурены и показаны как перспективные. Соответствующи ми условными обозначениями (П, Г, К и т. д.) у скважин, расположенных в неоднородном литологическом поле на кар те, показано, к какому литологическому типу пород приуроче ны аномалии элементов.
Многие исследователи считают фон постоянной величиной в пределах довольно значительных площадей. Однако работы по составлению карты распределения некоторых элементов в осадочных породах восточной части Белорусской ССР показа ли переменный характер средних содержаний. Так, медианные концентрации марганца в среднедевонских отложениях Бе лоруссии колеблются от тысячных долей процента до 0,09 (рис. ІІ-З). Для расчета аномальных содержаний достаточно знать изменение фона в зависимости от литологических осо бенностей пород. Однако при восстановлении палеогеографи ческих условий осадкообразования этого явно недостаточно. Чтобы геохимическим методом проследить изменение этих условий, нужно знать изменение фоновых содержаний элемен тов по площадям. В настоящей работе, как предлагает А. Н. Заварицкнй (1944), введено понятие о геохимическом коэф фициенте F, представляющем собой суммарное содержание микроэлементов группы железа: Е = 2 ж(ІЧі, Со, V, Mn, Ti, Cr).
Его значения были подсчитаны по каждой скважине, вскрыв |
|
шей те или иные |
стратиграфические горизонты, и показаны |
на геохимических картах в виде системы изолиний. |
|
Расчленение по геохимическим данным живетских и фран- |
|
ских отложений |
осуществлялось в два этапа. На первом |
путем построения |
графиков и диаграмм изменения ряда гео |
химических показателей, таких, как F, частота встречаемости, дисперсия (а), отношения пар элементов, коэффициент вариа ции (V) и другие, а также путем составления спектрограмм отдельных элементов были выяснены геохимические различия однотипных разновозрастных пород. Другими словами, на первом этапе выяснены возможности стратиграфического рас членения и корреляции отложений живетского и франского ярусов по геохимическим данным, на втором этапе проводи лась практическая проверка полученных выводов путем соб ственно расчленения разрезов отдельных конкретных скважин и их корреляции.
Реконструкция палеогеографических условий осадконакоп-
ления по геохимическим данным |
осуществлялась на основе |
|||
теоретических предпосылок, |
высказанных в работах ряда ав |
|||
торов (Ронов |
и Ермишкина, |
1959; Ронов, |
1963; К. И. Лука- |
|
шев и В. К. Лукашев, 1967; |
В. К. Лукашев, |
1972 и др.). В их |
||
основе лежит |
положение о том, |
что соотношение некоторых |
элементов является геохимическим показателем, величина ко
40
торого связана с определенными условиями образования по роды. В связи с этим изучалось изменение значений таких показателей, как отношение окисного и закисного железа, из менение геохимического профиля марганца, органического углерода, коэффициента распределения и т. д.
Для решения ряда конкретных задач были составлены по общепринятой методике в линейном, полулогарифмическом и логарифмическом масштабе различные диаграммы, гисто граммы и графики.
Глава III
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ЖИВЕТСКИХ И ФРАНСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ БЕЛОРУССИИ
|
1. |
КРАТКАЯ |
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА |
||||||||
|
МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА |
|
|||||||||
По геохимической |
классификации А. Н. Заварицкого (1944), |
||||||||||
к группе железа относятся титан, ванадий, |
хром, |
марганец, |
|||||||||
железо, |
кобальт |
и |
никель. |
Все эти элементы В. |
М. Гольд |
||||||
шмидт |
(Goldschmidt, |
1954) |
относит |
к |
сидерофильным, а |
||||||
В. И. Вернадский |
(1954) — к циклическим. В периодической |
||||||||||
таблице Д. И. Менделеева |
они |
попадают в IV—VIII группы |
|||||||||
четвертого периода |
(порядковые номера с 2 2 у титана до 28 у |
||||||||||
никеля) |
и относятся к семейству |
железа, т. е. являются эле |
|||||||||
ментами |
с |
достраивающимися |
электронными оболочками, |
||||||||
имеющими |
в валентном |
слое N по два электрона |
(лишь у |
||||||||
хрома— один), |
достраивается слой М. |
Ниже кратко остано |
вимся на характеристике микроэлементов (т. е. элементов, сумма кларков которых в литосфере не превышает 1 %) груп пы железа. При описании весовые кларки литосферы, глин и
глинистых сланцев даны по А. П. Виноградову |
(1962), песча |
||
ных и карбонатных |
пород — по К. Ранкама |
и Т. Сахама |
|
(Rankama, Sahama, |
1955), |
почв — по А. П. Виноградову |
|
(1956), осадочного |
чехла |
Белоруссии — по нашим данным |
(Бордон, 1970а), коэффициенты биологического поглощения— по данным А. И. Перельмана (1961).
Кроме железа, которое не является микроэлементом (кларк литосферы равен 4,65%), из описываемой группы наи более распространен титан. Его кларк литосферы, а также глин и глинистых сланцев — 0,45%, песчаных разностей по род—0,1, карбонатных отложений—0,04, почв—0,46%. Кларк осадочного чехла Белоруссии равен для песчаных пород
0,33%, глинистых—0,58, карбонатных—0,0182% (табл. Ill-1).
В осадках современных водоемов (табл. ПІ-2) содержание титана колеблется в пределах 0,2—0,5%. В современных от ложениях, в частности в осадках Средиземного моря (Емель янов, 1966), максимальное количество титана приурочено к глинистым илам, минимальное (следы) встречено в песках.
42
В бескарбонатных осадках концентрация титана порядка 0,4—0,5%. Однако при повышении карбонатности отложений на 20% содержание элементов падает на 0,1%. В качествен ном отношении это положение справедливо и для девонских отложений Белоруссии. В осадочных хемогенных и биогенных породах содержание титана, как правило, гораздо ниже кларкового. Атомный вес титана 47,9 (порядковый номер в табли це Менделеева 22). Валентность элемента 4, 3 и 2, но в при родных условиях он присутствует обычно в четырехвалент ной форме, что и определяет повышенную устойчивость его соединений. Коэффициент биологического поглощения титана равен 0,On. Титан способен изоморфно замещать алюминий, магний, цирконий, железо. Сам он замещается железом, тан талом и ниобием. Эти элементы обычно входят в состав титан содержащих минералов. Он ассоциирует со щелочами, каль цием, ванадием, хромом, церием, кремнием, марганцем, фос фором, оловом, ураном и иттрием. Известно более 80 минералов, содержащих в том или ином количестве титан. Но большинство из них редко встречается в природе, не дает про
мышленных |
концентраций и потому не представляет практи |
|||||||
ческого |
интереса. |
Главные |
минералы |
титана — ильменит, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а III-1 |
|
|
Местные кларки химических элементов в осадочных |
|
||||||
|
|
|
породах |
Белоруссии*) |
|
|
|
|
|
|
Пески, |
песчаники, |
Глины и аргиллиты |
Карбонатные породы |
|||
Химический |
алевролиты, |
|||||||
алевриты |
|
|
|
|
|
|||
элемент |
|
|
кларк |
|
|
|
|
|
|
|
кларк |
N |
N |
|
кларк |
N |
|
Литий |
|
0,0532 |
622 |
0,0003 |
717 |
|
0,00001 |
327 |
Бериллий |
|
0,0002 |
4754 |
0,0001 |
6341 |
|
0,000002 |
1932 |
Титан |
|
0,33 |
9095 |
0,58 |
8271 |
|
0,0182 |
4224 |
Ванадий |
|
0,0058 |
7029 |
0,0878 |
7814 |
|
0,0494 |
3493 |
Хром |
|
0,0017 |
8055 |
0,0044 |
7878 |
|
0,000008 |
1365 |
Марганец |
0,2178 |
8872 |
0,2781 |
7805 |
|
0,0006 |
4315 |
|
Кобальт |
|
0,0003 |
4496 |
0,0001 |
4295 |
|
0,00005 |
1473 |
Никель |
|
0,0013 |
8538 |
0,0022 |
7841 |
|
0,0011 |
3624 |
Медь |
|
0,0013 |
8355- |
0,0236 |
7583 |
|
0,0001 |
4024 |
Галлий |
|
0,0005 |
6814 |
0,0011 |
6304 |
|
0,000003 |
2280 |
Рубидий |
|
0,0037 |
645 |
0,0006 |
724 |
|
0,0036 |
373 |
Стронций |
|
0,0008 |
3035 |
0,0573 |
4892 |
|
0,0145 |
2656 |
Иттрий |
|
0,003 |
3858 |
0,0036 |
4827 |
|
0,0002 |
1323 |
Цирконий |
0,632 |
8694 |
0,3883 |
6702 |
|
0,0228 |
2443 |
|
Барий |
|
0,5455 |
4070 |
0',419 |
5762 |
|
0,0168 |
2097 |
Иттербий |
|
0,0002 |
4231 |
0,0001 |
4932 |
' |
0,00000003 |
694 |
Свинец |
|
0,0017 |
6544 |
0,0012 |
6588 |
0,000005 |
2335 |
|
*) Здесь |
и далее в таблицах N—количество |
образцов |
|
|
43
|
|
|
|
Т а б л и ц а III-2 |
|
|
Средние содержания химических элементов группы |
|
|||
|
железа в некоторых современных водоемах |
|
|||
|
(по литературным данным) |
|
|
||
Химичес |
Место взятия |
Краткая характе |
Содержа |
Литература |
|
кий |
проб |
ристика осадков |
ние элемен |
||
элемент |
|
|
тов, вес. % |
|
|
Ванадий |
Мировой океан |
Красная глубоко |
0,023 |
Розенбуш, |
|
|
|
водная глина |
0,023 |
Осанн, |
1923 |
|
« |
Красная глина |
Калле, |
1943 |
|
|
« |
Синие и зеленые |
0,023 |
Розенбуш, |
|
|
|
глины |
|
Осанн, |
1923 |
|
« |
Синий ил |
0,022 |
Калле, |
1943 |
|
Черное море |
Серия неслоистых |
0,030 |
Архангель |
|
|
|
глин |
|
ский, Копчено |
|
|
|
|
|
ва, 1930 |
«
Черное море,
гл. 290 м
«
Черное море,
гл. 1450 ж
Черное море,
гл. 1700 л
Черное море,
гл. 1450 л
Черное море,
гл. 1700 л
Черное море,
гл. 2167 л
Железо-марганце |
0,071 |
« |
вые конкреции |
|
|
Глинисто-известко- |
0,02 |
« |
вистый ил |
0,03 |
|
« |
« |
|
Известковистый ил |
0,03 |
« |
« |
0,04 |
« |
Черный ил |
0,4 |
« |
|
0,06 |
« |
* |
0,06 |
Архангельский, |
|
Копченова, 1930 |
|
|
|
Баренцево море |
Морские осадки |
0,004—0,005 |
Кленова, 1937 |
|
Полярный бас |
« |
0,005— |
« |
|
сейн |
|
0,0119 |
|
|
Охотское море |
Поверхностный |
0,005—0,021 |
Остроумов, |
|
|
слой донных осад |
|
Силина, |
1952 |
|
ков |
0,013 |
|
|
Дельта р. Мис |
Ил |
Кларк, |
1924 |
|
сисипи |
|
0,77 |
Кларк, |
1924 |
Марганец Мировой океан Красная глина |
||||
Тихий океан |
« |
3,1 |
Муррей |
и Л и , |
|
Морские осадки |
до 1,75 |
1909 |
|
Белое море |
Горшкова, 1931 |
|||
|
Пелитовая фрак |
0,27—0,21 |
« |
|
Баренцево море |
ция осадков |
0,02—0,56 |
Кленова, Па |
|
Морские осадки |
||||
Карское море |
|
до 1,5 |
хомова, |
1940 |
« |
« |
|
||
Баренцево море |
«4 |
0,055 |
Пахомова, 1948 |
|
Карское море |
« |
0,552 |
« |
|
Гренландское |
|
0,061 |
« |
|
море |
* |
|
|
|
|
|
|
|
44