Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бабинец А.Е. Гидрогеологические и геохимические особенности глубоководных отложений Черного моря

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.23 Mб
Скачать

природных условиях H . M. Страхов [218, 225] называет формой его миграции, которая определяет суммарную геохимическую подвиж­ ность элемента в данных физико-географических условиях. В свою очередь, геохимическая подвижность элементов зависит от интен­ сивности химического выветривания в области сноса.

Подвижность разных элементов возрастает неодинаковыми тем­ пами, и по этому признаку их можно расположить в определенном порядке, именуемом рядом подвижности,— от наименее к наиболее

Рис. 27. Схематическая карта распространения минералов в донных осадках Черного моря (по данным В. П. Маслова и М. А. Ратеева):

/ — область распространения актинолита, 2 — граница зоны распространения дистена, 3 — зона комплекса изверженных пород, 4 — монтмориллонит с хло­ ритом, 5 — монтмориллонит с примесью гидрослюд, 6 — гидрослюды с малой примесью галлуазита, 7 — гидрослюды с малой примесью каолинита.

подвижным. Ряды подвижности определяются для толщ разного возраста и происхождения, в различных районах и различными методами [127, 148, 187, 218, 225]. Они в точности не совпадают один с другим, так как площади сноса осадочного материала сложены различными породами и в различных соотношениях. Кроме того, в этих породах каждый элемент находится в составе различных ми­ нералов, как правило, в нескольких одновременно, каждый из ко­ торых имеет различную растворимость. К тому же в разные эпохи и в разных палеогеографических ситуациях агенты химического вы­ ветривания несколько отличались по составу, насыщенности и ин­ тенсивности. Однако в целом наблюдается определенный порядок расположения элементов в ряду подвижности. В частности, среди микроэлементов Ti, V, Cr, Zr, Ga тяготеют к началу ряда, а Мп, Ni, Со, Си, РЬ — к концу его, т. е. относительно более подвижны.

Итак, до начала переноса решающее значение имеет химическое выветривание на водосборе, а в процессе переноса — возможность сортировки обломочного материала. Первое приводит к разрушению пород и минералов и к переводу их элементов в раствор или в

8 - 3-1361

113

 

состав взвесей. Второе ведет к отделению пелитовых фракций, сорби­ рующих отдельные элементы. Соответственно выступает контраст­ ное и упорядоченное распределение элементов в «идеальном про­ филе» или же, при меньшей сортированности, пестрое или сглажен­ ное их распределение. Упорядоченным распределение бывает, когда

максимальное

интенсивное

выветривание

 

на

водосборах

сочета­

ется с интенсивной сортировкой в конечных водоемах

стока.

 

Следует помнить, что осадочное вещество мигрирует преимущест­

венно (78—84%) в составе

твердых

фаз,

а не растворов, и только

1,5%

выносимой

 

массы

поступает

 

на

дно

вследствие

химических

процессов, и то главным образом при участии сорбции [225].

 

 

Основными

минералами,

слагающими

донные осадки

Черного

моря,

являются

 

монтмориллонит,

хлорит,

гидрослюды, галлуазит,

актинолит,

 

дистен, кварц,

мусковит,

роговые

обманки,

кальцит

и арагонит,

встречаются

также

халькопирит,

пирит

и

галенит

(рис. 27).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Даже упрощенные химические формулы этих минералов

дают

нам ясную картину основного элементного состава

донных

осад­

ков — Si, AI, Ca, Fe, Mg, К, Na, С, О, H, S:

 

 

 

 

 

 

 

Монтмориллонит

( ( A l , 6 7 M g ( U 3 ) [ ( O H )

2 / S i

4 O 1 0 ] 0 ' 3 3

- 1

 

 

 

 

 

{

 

 

Na 0 i 3 3

„ ,

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

( H 2

0 ) 4

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(OH)2_x

 

 

2

 

 

 

Гидропарагонит N a , ^ ( Н 2 0 ) л

( A l 2

[AlSi3 O1 0 ]

( H 2 0 ) x ) oo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Гидромусковит

Ki_x

 

(H-jO)* { A l 2 [AlSi3 Oi0 ] (OH)?_x

 

20)х) со

 

 

 

 

Хлорит

(Mg, F e 2 + ) 2

Al 2 Si0 6

(0H)4

— (Mg, Fe2 +)3 Si 2 0 5 (0H)4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Галлуазит

A l 4

(H 2 0) 4

[Si4 O1 0 ]

2(0H) 8

oo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Каолинит

A l 4

[Si4 O1 0 ]

(0H) 8

oo

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Актинолит NaCa2 Mg5

[ S i 4 O n ] 2

О (OH)

oo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Роговая

обманка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обыкновенная

(Na, К ) 0 і 5

_ 2

С а з _ 4 М § з - 8 Р

е 2 І ( А 1 '

F e 2 + ) 2 [ ( ° H ) 4 | A l 2 _ 4 S i

I 4 _ , 2 0 4 4 J

базальтическая

(NaK) 2 _ 3Ca 4 Mg 4 _ 6 Fe] _ 3 Ti 0 _ 2

(Fe 3 + , А1)2 _з [(О, 0 H ) 4

A l 4 X

X Si 1 2 0 4 4 ]

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мусковит

К { A l 2

[AlSi 3 0 8 ] (0H)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

} oo

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глауконит

K t _ x

{(AI, Fe)2

[ A l , ^ S i 3 + ; c 0 8 ] (0H)2 )

 

oo

 

 

 

 

 

Дистен

A l ^ A l ^

[О | Si04 ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кварц

Si02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пирит

FeS2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кальцит Ca [C03 ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Арагонит Ca [C03 ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Халькопирит

FeCuS2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Галенит

Pb

(SeS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Более пристальное изучение химизма этих минералов открывает перед нами картину изоморфных замещений, возможных в той или иной среде. Так, по А, С. Поваренных (1966), монтмориллонит может

114

быть представлен следующими разновидностями: AI-, Mg- и Fe3 +- монтмориллонит; хлорит объединяет весьма изменчивые разновид­ ности: Fe2 + -, Fe3 + -, Mn-, Cr-, Ni-клинохлор, Mg-, Fe3 + -, Mn-ша- мозит и др.; среди гидрослюд различают К-гидропарагонит, Mgгидромусковит, магнезиогидробиотит и ферригидробиотит. В галлуазите основные примеси — Fe3 + и Сг 3 + , реже наблюдаются Mg, Ni, Zn. Состав каолинита весьма постоянен, однако и здесь отноше­ ние AI и Si может немного варьировать, а AI может замещаться Fe3 + и С г 3 + до 1—2%. Главными изоморфными примесями в актинолите являются (в %) Fe 2 + — до 13, Мп — до5 и AI — до 5; кроме того есть незначительное количество Na, Fe и К. В дистене отмечается, СгЗ+ (до 1,8%).

Наиболее существенными примесями (в %) в мусковите явля­ ются Ва — до 10, F — до 2,1, Rb — до 1,4, Li — до 1,8, Fe3 + — до 6,6, Cr — до 4,8, Fe2 + — до 3,2, Na — до 2,9, Mg — до 2,8, Ca — до 1,1; в глауконите Mg — до 6,5, Fe2 + — до 5 и Na до 0,5%; в каль­ ците Мп — до 16, Fe — до 13,1, Mg — до 7,3, РЬ — до 6, Zn — до 4, Sr и Ва — 3—4, Со — до 2, TR (Се или Y) — до 1—2; в арагоните Ca замещается РЬ — до 15, Zn — до 10, Sr — до 3,9, TR — около 1 и Zr — до 5, и различаются, соответственно, разновидности: Pb-, Zn-, Sr- и Tr-арагонит. В пирите химический состав изменяется в широких пределах по линии изоморфизма Fe — Ni и значительно меньше — по линии Со — Fe; содержание Ni достигает 20, Со — 14%. В халькопирите Си и Fe замещаются частично Ga и In. Состав галенита изменяется непрерывно от чистого PbS до PbSe, а устанав­ ливаемые в нем примеси Ag, Zn, Cd, Sn, In, Tl, Mo относятся к ме­ ханическим. Возможно также гетеровалентное изоморфное замеще­ ние 2РЬ на AgSb или AgBi. В роговых обманках — обыкновенной и базальтической — отмечается изоморфизм по линии Mg — Fe, об­ наруживаются изоморфные примеси (в % ) : Ті — до 10—12, К — до 6, С г 3 + — до 5, V, Zn — до 4,7, М п 2 + — до 2—3, Ni — до 0,3, Li — до 0,2, Sr — до 0,1, Fe — до 2 и редко Cl до 7.

Таким образом, упомянутые минералы в виде изоморфных при­ месей содержат следующие элементы: Mn, Cr, Ni, Со, Zn, F, Ва, Rb, L i , Sb, Ti, Sr, Ce, Y, Yb, Pb, Cu, Ga, In, Se, Cd, Sn, Tl, Bi, Cl, V, Mo, Be, Zr. Часть из них, а именно: V, Cr, Мп, Mo, Ga, Be, Ti, Ва, Sr, Pb, Yb, Y, Cu, Ni и Co— мы и рассматриваем в настоящем разделе.

В соответствии с представлениями о размерах строительных час­ тиц химических элементов и соединений находятся представления о законах строения и свойств элементов и соединений в различных состояниях. Отсюда вытекает и понимание поведения веществ в при­ роде — миграции химических элементов, их концентрации, рас­ сеяния и других закономерностей. Согласно системе ионо-атомных радиусов, предложенной В. И. Лебедевым (1969), по которой метал­ лические атомы в соединениях, в том числе и ионных, крупные, а

8*

115

Т а б л и ц а 18

Ионо-атомные радиусы малых элементов

Ионо-атомные радиусы

Элемент

по Лебедеву, 1969 по Уэберу и Кромеру, 1965

 

 

 

 

 

I

 

 

 

V

1,401 и. с.

 

1,401

+ 3

0,430

Cr

1,31

 

ат. с.

 

1.453

+ 5

0,424

1,25

 

 

 

+ 2

0,414

 

 

 

 

 

1,278

+ 3

0,401

Мп

1,70

и. с.

 

+ 2

0,388

 

 

 

 

 

 

+ 4

0,365

Mo

1,37 мет.

 

1,520

+ 3

0,661

 

 

 

 

 

 

+ 6

0,542

Ga

1,45

 

 

1,254

+ 3

0,276

Be

1,13

 

 

1,040

+ 2

0,139

Zr

1,593

 

1,593

+ 4

0,603

Ti

1,477

 

1,477

+ 3

0,464

Al *

1,20

 

 

1,312

+ 4

0,456

 

 

+ 3

0,221

 

 

 

 

 

1,044

 

 

 

Si

1,160

 

1,068

+ 4

(0,20)

 

 

 

 

 

(0,904)

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

Ba

2,20

 

 

2,060

+ 2

0,866

Sr

2,10

 

 

1,836

+ 2

0,683

Pb

1,75 мет.

 

1,215

+ 2

0,986

 

2,1

и. с.

 

 

+ 4

0,558

Yb

1,9

мет.

 

1,658

+ 2

0,656

 

 

 

 

 

 

+ 3

0,642

Y

1,80

 

 

 

1,693

+ 3

0,640

Na

1,86

 

 

1,713

+

1

0,278

К

2,25

 

 

2,162

+

1

0,592

Ca

1,90

 

 

 

1,690

+ 2

0,538

 

 

 

 

 

III

 

 

 

Си

1,28

 

 

 

1,191

+

1

0,312

 

1,47

 

 

 

 

+ 2

0,308

Ni

1,60

 

и. с.

1,24

1,139

+ 2

0,325

 

 

 

 

 

 

+ 3

0,319

Со

1,62

 

и. с.

1,25

1,181

+ 2

0,343

Fe

1,227

ат. с.

 

+ 3

0,336

1,227

+ 2

0,364

 

1,63

 

и. с.

 

 

+ з

0,355

Mg

1,60

 

 

 

1,279

+ 2

0,246

S

0,850

 

 

0,810

—1

(0,81)

 

 

 

 

 

0,723

—2

0,83

* Полужирным шрифтом выделены макроэлементы.

неметаллические атомы и образующиеся из них анионы — мелкие, по-новому решается проблема изоморфизма. Близость размеров ионо-атомных радиусов у различных атомов является более на­ дежным признаком их изоморфизма, чем близость эффективных

Плеяды изоморфных элементов (по В. И. Лебедеву, 1969)

1,401

 

/,455.

 

1,25

1,278

1,70

1,520

 

 

 

 

M _ ^ V

 

 

 

 

 

 

77 fvj

Mo

 

 

 

 

 

(m)

 

 

 

AS

Р*

 

ß

 

 

Мф^УАІ

 

 

 

 

 

 

 

 

Tl

 

 

ш

 

Re

мп

Ti

те

 

 

 

Te

 

Ca' sr' ті' V se' Re

1,254

/,«

1,13

 

 

1,593

 

 

1,477

 

Fe(ôa)zn

 

©

 

ii^jTR

 

 

 

 

 

 

Ca'

Se

Si'

 

Ga

m

 

 

 

 

 

AI

Li'

Al

Si

Fe

Ti

Th' U

та

МП'

2,20

2,10

 

 

1,215

1,75

2,1

1,658

 

 

BQ TR

 

Ад

Cd

 

 

 

 

 

 

Ca

Y'

 

 

 

 

 

 

 

( V )

 

 

(ѣ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eu

 

 

 

fia

Pb

/va*

 

Pb

Си'

Tl

Zn'

sn

 

 

 

 

 

 

1fi93

1,80

 

1,28

1,47

1,24

 

1,60

1,25

 

Ca'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

©

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TP

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

(си)

со

 

 

(m)

 

 

 

Th

U

ZirySNi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rh

Pd

Aq'

Zn

 

Т а б л и ц а 19

1,37

Hb

У Al

Cr Zr w

®

1,62

Fe

Pb

Pb

Cd

Sn

П р и м е ч а н и е :

звездочкой обозначены атомы, имеющие радиус больше или

меньше радиуса атома ведущего элемента с разницей, превышающей ± 10%; без звез­ дочки—разница составляет меньше, чем ±10%.

Таблица составлена В. И. Лебедевым с использованием идеи и фактических материалов К. А. Власова (1963), дополнениями и изменениями, внесенными И. Д. Бэр- неман-Старинкеаич, Д. П. Григорьевым, А. А. Кухаренко, В. А. Франк-Каменецким.

ионных радиусов. Только на основе новой системы радиусов становится понятным изоморфизм Т1 с такими несхожими по разме­ рам в системе эффективных ионных и атомных радиусов элементами, как Fe в дисульфидах, Мп в псиломелане, Zn в сфалерите, Pb в галените, Mo в молибдените, а также отсутствие изоморфизма с Fe в пирротине и в окислах железа.

Анализ ионно-атомных радиусов рассматриваемых элементов (табл. 18, 19) и возможности замещения ими основных химических элементов осадкообразующих минералов, а также изучение плеяд изоморфных элементов, составленных В. И. Лебедевым (1969,

117

табл. 19), позволили нам сгруппировать изученные элементы следующим образом:

I .

V, Cr, Mn, Mo, Ga, Be, Zr, Ti

Al, Si

I I .

Ba, Sr, Pb, Yb, Y -> Na, K, Ca

 

I I I .

Cu, Ni, Co

Fe, Mg, S

 

Микроэлементы первой группы могут частично изоморфно за­

мещать AI и Si в алюмосиликатах, второй — Na и

К в гидрослюдах,

І І І ^ І І І І І §

 

 

а Ca—в роговых обманках и каль-

ШМ°У' ците.

Микроэлементы

третьей

, ?" ?" ? ?

У У ? ?

? .

группы, кроме сорбции из поро-

1.1. § §

І. і §. 1. І. s. ШУ<%

вьіх

растворов

органическим ве­

 

 

 

 

 

ществом, способны также к изо­

 

 

 

 

 

морфному замещению Fe, Mg и S

 

 

 

 

 

в сульфидах и роговых обманках.

 

 

 

 

 

Образование донных

осадков

 

 

 

 

 

представляет собой исключитель­

 

 

 

 

 

но сложный геохимический про­

 

 

 

 

 

цесс. Главная среда, в которой

 

 

 

 

 

они формируются,— водная тол­

 

 

 

 

 

ща.

Начинается процесс с раз­

 

 

 

 

 

рушения изверженных,

осадоч­

 

 

 

 

 

ных и метаморфических

горных

 

 

 

 

 

пород и сноса этого материала в

Рис. 28. Распределение ванадия

и мо­

морской бассейн. Здесь

благода­

либдена по глубине на станции 1633.

 

ря

различным

ионным потенци­

 

 

 

 

 

алам элементы

либо остаются в

решетке

поступающих в море

минералов,

либо

уходят в

раствор,

пополняя

основной солевой

состав морской воды. Большую роль

восадкообразовании играют биохимические, динамические процес­ сы, образование аутигенных минералов и миграция химических эле­ ментов из нижележащих слоев. Все эти процессы создают сложную картину распределения и перераспределения химических элементов

вдонных отложениях.

На примере четырех наиболее характерных станций — 1627, 1629, 1632 и 1633 — рассмотрим характер и проследим масштабы поведения и перераспределения малых элементов в донных осадках нашего региона.

Первая группа малых элементов (V, Cr, Mn, Mo, Ga, Be, Zr и Ti) характеризуется следующим образом.

Ванадий и молибден. Анализируя кривые распределения V и Mo с глубиной (рис. 28), можно сделать вывод об их взаимосвязи, од­ нако Mo, в отличие от V, распространен не повсеместно. На станции 1627 от 0 до 160 см Mo нет. Он появляется в древнечерноморских отложениях и в переходной зоне к новоэвксинским. Среднее содер­ жание— 0,003, максимальное—0,005% отмечается в микросло­ истой глине (166—196 см) и в известково-глинистом иле (278—321 см). Ванадий наблюдается по всей длине колонки, причем его содержа-

118

ние прямо зависит от содержания органического вещества в осадке. Максимальное содержание — до 0,02% —приходится на известко- во-глинистые, микрослоистые илы с примесью гидротроилита (280— 320 см).

На станции 1629 молибден отмечен в интервале 60—400 см в древнечерноморских отложениях, представленных переслаиваю­ щимися глинистыми однородными, известково-глинистыми и сапропелевидными илами. Среднее содержание Mo на глубине 0,0003%, однако в сапропелевидных илах в интервалах 180—200 и 360—370 см наблюдается резкий скачок, до 0,001—0,003%. Ванадий распро­ странен по всей длине колонки и так же, как на предыдущей стан­

ции, тяготеет к осадкам,

обогащенным органическим

веществом.

Среднее его содержание

0,003—0,004,

максимальное — 0,01%.

На станции 1632 молибден

обнаружен

в интервале

0—210 см

в древнечерноморских осадках

и в переходной зоне к

новоэвксин-

ским, с максимальным содержанием 0,001% в сапропелевых илах, а на станции 1633 встречается только в интервале 270—300 см в переходной зоне от древнечерноморских отложений к новоэвксинским (не более 0,0003%). Кривые распределения ванадия на стан­ циях 1632 и 1633 аналогичны полученным на станциях 1627 и 1629. Молибдена и ванадия в однородных глинистых илах содержится меньше, чем в среднем в осадочных породах [67]. В прослоях сапро­ пелевидных и известково-глинистых илов, обогащенных органиче­ ским веществом, концентрация молибдена выше средней в несколь­ ко раз, а содержание ванадия превышает среднее лишь незначи­ тельно. По данным М. А. Глаголевой [86], ванадий переносится реками только в виде взвесей, содержание его подчинено характеру механической дифференциации и закономерно увеличивается с уменьшением размера частиц осадка, тяготея к грубопелитовой фракции.

Хром и галлий (рис. 29, 30). Хром на станции 1627 отмечен по всей длине колонки, распространен довольно равномерно, содержание колеблется в основном в пределах одного порядка. Среднее содер­ жание хрома — 0,005, минимальное — 0,003, а максимальное — 0,01%. Галлий также обнаружен по всей длине колонки (0,001—• 0,002%) за исключением интервалов 140—180 и 300—350 см. На станции 1629 картина вертикального распределения хрома и галлия иная. Хром рассеян повсеместно в количестве 0,003%. Галлий, напротив, распространен очень неравномерно. В современных чер­ номорских и верхах древнечерноморских отложений до глубины 120 см галлия нет. В древнечерноморских отложениях он появля­ ется от следов и максимально до 0,002%. С глубины 340 до 540 см в низах древнечерноморских — переходной зоне к новоэвксинским отложениям галлия снова нет. В новоэвксинских осадках он появ­ ляется с глубины 540 см и наблюдается до конца колонки — 680 см.

На станции 1632 максимальное содержание хрома 0,007—0,01% отмечено в современных черноморских отложениях. Начиная с древнечерноморских осадков распределяется хром равномерно

119

(0,003%). Галлий обнаружен в количестве 0,001% только в интер­ валах 0—20, 110—170, 280—310, 340—370 см. На станции 1633 со­ держание хрома с глубиной уменьшается от 0,007—0,01 (в совре­ менных черноморских и переходной зоне к древнечерноморским от­ ложениям) до 0,003% (в древнечерноморских отложениях). Галлия нет в интервалах 20—50, 110—140, 240—310, 410—480 см, во всех

0,002 0,004- 0,006 0.008 %

« I

CM L

Рис. 29. Распределение хрома

Рис. 30. Распределение

по глубине на станции 1633.

бария и галлия по глуби­

 

не на станции 1633.

остальных его обнаружено 0,001—0,002%. Содержание галлия и хрома подчинено характеру механической дифференциации и за­ кономерно увеличивается с уменьшением размера частичек осадка.

Распределение галлия и хрома в речных водах и размещение их в гранулометрическом спектре взвесей обусловливает их распреде­ ление по типам осадков. Немаловажно также их содержание в ма­ териале абразии берегов. Хром практически более чем наполовину мигрирует в составе взвесей, а галлий переносится исключительно во взвесях. В исследованных нами донных осадках галлий тяготеет к пелитовой, а хром — к алевритовой фракциям. Площадное рас­ пределение хрома и анализ магнитной фракции указывают на связь его содержания с продуктами разрушения минералов, содержащих хром, и отложением их в виде кластического материала в области шельфа и континентального склона, где хрома больше, чем в глубоко­ водных областях. Галлий, относящийся к весьма редким в природе элементам, в исследованных нами донных отложениях представлен

120

довольно широко. Его концентрация по глубине изменяется не только в зоне частых смен фациальных условий осадконакопления, но и там, где осадки представлены довольно однообразным комплек­ сом. Больше того, отмечаются случаи, когда в колонке с меняющим­ ся литологическим составом от известково-фораминиферового ила до песчано-глинистых осадков концентрация галлия может возрастать и падать в одной и той же литологической разности. Такое рас­ пределение галлия в осадке свя­ зано, очевидно, с определяющей ролью терригенного материала, выносимого реками в виде взве­ сей. Это положение подтвержда­ ет анализ включений, которые, как правило, содержат гораздо большее количество галлия, чем вмещающие осадки.

Титан

и марганец

на стан­

 

циях

1627, 1629,1632 и 1633 рас­

 

пределяются симбатно

(рис. 31).

 

Разность

содержания

титана и

 

марганца приближается

к поряд­

 

ку. Так, на станции 1627 от 0 до

 

150 см современные и верхи древ­

 

нечерноморских

отложений

ха­

 

рактеризуются

постоянной

кон­

 

центрацией титана— 0,1%имар-

Рис . 31 . Распределение титана и мар­

ганца — 0,01 % , затем она СНИЖа-

ганца по глубине на станции 1633.

ется.

В

интервале 150—190 см

 

Ті — 0,005%, Мп — 0,007%, потом опять скачок в интервале 190— 280 см (0,1 и 0,01%), резкие колебания в низах древнечерноморских осадков и, наконец, концентрация возрастает в новоэвксинских отло­ жениях. На станции 1629 в интервале 60—400 см в древнечерномор­ ских отложениях (переслаивающиеся глинистые однородные, извест- ково-глинистые и сапропелевидные илы) отмечается колебание содер­ жания марганца (0,005—0,01%) и титана (0,05—0,1%). С глубины 400 см в переходной зоне от древнечерноморских к новоэвксинским и в новоэвксинских отложениях до конца колонки концентрация титана стабильна, составляет 0,1%, а марганца — 0,01%. На стан­ циях 1632 и 1633 вертикальное распределение марганца и титана такое же. Мы наблюдаем более или менее плавные изменения кон: центрации марганца по вертикали, по глубине колонок и по протя­ женности всех разрезов. При рассмотрении кривых изменения кон­ центраций по глубине максимальная концентрация марганца от­ мечается в основном в поверхностном слое осадка, глубже она падает. От литологического состава осадка содержание марганца зависит весьма мало, значительно больше — от наличия органического ве­ щества. Так, наибольшая концентрация (0,03%) отмечается у самой

12!

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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ