Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА І. Характеристика геохимических барьерных зон глубоководной части Черного моря 7-53
1.1. Пограничный слой море-атмосфера. Шогеохимическая барьерная микрозона 8-22
1.2. Слой смены окислительно-восстановительных условий в толще вод (биохимическая и физико-химическая барьерная мезозона) 22 - 31
1.3. Слой придонная вода-грунт, верхний "активный" слой осадков (биохимическая и физико-химическая микро- и мезозоны) 31 - 53
ГЛАВА П. Методы отбора проб и анажза микроэлементов в исслбщованных объектах морской СРВД 54-68
ГЛАВА III. Геохимии на границе раздела 69 -100
3.1. Микроэлементы железо-марганцевой группы в поверхностном микрослое Черного моря 69-75
3.2. Исследование процессов, контролирующих обмен микроэлементами между морем и атмосферой 75-84
3.3. Химическое фракционирование в процессе обмена веществом между морем и атмосферой 84 - 96
3.4. Баланс микроэлементов в системе Черное море-атмосфера 97 -100
ГЛАВА ІУ. Миграция микроэлементов fo*mn группы в глубоководной зоне Черного моря 101 -140
4.1. Изменение форм миграции и концентраций микроэлементов в геохимической барьерной зоне 101 -122
4.2. Исследование вертикальной миграции микроэлементов железо-марганцевой группы. Математическое моделирование 122 -140
ГЛАВА V. Миграция микроэлементов на ранней стадии диагенеза голоценовых черноморских осадков 141 -180
5.1. Распределение микроэлементов в жидкой и твердой фазах поверхностных осадков 141 -160
5.2. Распределение микроэлементов в иловых водах в разрезе голоценовых отложений 161 -168
5.3. Моделирование процессов переноса, расчет и анализ диагенетических потоков микро
элементов в системе иловая вода-осадки-
придонная вода 168 -180
Заключение 181 -186
Список литературы
- Слой смены окислительно-восстановительных условий в толще вод (биохимическая и физико-химическая барьерная мезозона)
- Исследование процессов, контролирующих обмен микроэлементами между морем и атмосферой
- Исследование вертикальной миграции микроэлементов железо-марганцевой группы. Математическое моделирование
- Распределение микроэлементов в иловых водах в разрезе голоценовых отложений
Введение к работе
В геохимии океана на протяжении двух последних десятилетий последовательно развиваются три основных направления исследований: физико-химическое [52, МО] , седиментационное и биогеохимическое [25]. Каждый из этих подходов к проблеме океанского осадкообразования имеет свою область применения, свои ограничения и, в сущности, ориентирован на программно-целевое изучение конкретного типа природных процессов, обеспечивающих дифференциацию осадочного материала пЁ его миграции на океанское дно.
Разнообразие состава морских и океанских осадков определяется совместным действием (наложением и взаимовлиянием) всей совокупности биологических, химических, физико-химичесшх и физических факторов, способствующих трансформации форм химических элементов на различных этапах седиментогенеза. индивидуальные геохимические свойства микроэлементов, их сродство с определенными макрономпо-нентами - носителями биогенного и терригенного происхождения проявляются в типовой схеме океанского пелагического осадкообразования на фоне мощной биогенной дифференциации вещества.
Специфика седиментогенеза и условий диагенеза в пелагиали морей, сохраняющих связь с океаном, конечно, исключает возможность полной реализации механизмов перераспределения и накопления химических компонентов в системе надцонная вода - осадки, управляющих океанским седиментационным и постседиментационным процессами. Однако, многие основные черты океанского геохимического цикла веществ, поступающих с водосборов и продуцируемых в толще вод битой, должны сохраняться и проявляться в ослабленном виде во внутриконтинентальных водоемах.
Важнейшими типовыми звеньями, общими в пространственно-структурной схеме морского и океанского седиментогенеза и диагенеза, являются геохимические барьерные зоны, овазывающие определяющие влияния на качественную трансформацию и количественные соотношения форм миграции химических элементов, способствуя во многих случаях накоплению и локализации на дне различных видов минеральных ресурсов.
Понятие о геохимических барьерах ввел в геохимию ВИДНИЙ советский исследователь А, И. ПерельманСо 3J. Этим термином он обозначал участки земной коры, в которнх на коротком относительно линейных масштабов области с равномерным, распределением свойств расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация. В основу классификации геохимических барьерных зон А. И. Перельман доложил рассмотрение видов миграции, выделив таким образом два основных типа геохимических барьеров - природные и техногенные. Природные он разделил на три класса: механические, физико-химические и биогеохимические. К механическим барьерам были отнесены участки резкого уменьшения интенсивности механического переноса, к физико-химическим - участки ослабления и смены форі физико-химической миграции. Среди последних выделялись окислительные, восстановительные, щелочные, кислые и т.д. Понятие "биогеохимический барьер" связывалось со скачкообразным изменением интенсивности биогенной миграции. Вслед за А.И. Перельманом различные аспекты концепции геохимических барьерных зон в приложении к океану были рассмотрены Ш. Хорном l\W , Т.А. Айзатуллиным [11 , Т.А. Ай-затуллиным и Е.А. Романкевичем С21 , а в наиболее полном и систематизированном виде Е.М. Емельяновым СЗ 9 ] , Е.М. Емельяновым и А.Г. Лисицыным [65] . По определению Е.М. Емельянова "геохимическая барьерная зона в море Iокеане) - это естественная граница (слой, полоса), по разные стороны которой существуют различные условия среды осадкообразования, приводящие к резкому изменению интенсивности и форм миграции определенной группы (.ассоциации) химических элементов и их концентрации. Им было выделено для океана восемь горизонтальных и восемь вертикальных геохимических барьерных зон, что, во-видимому, не исчерпывает всего многообразия форм и масштабов этого природного феномена.
Цель настоящей работы - изучить и количественно оценить влияние основных геохимических барьерных зон на распределение и закономерности миграции элементов железо-марганцевой группы в воде и осадках глубоководной части Черного моря. Необходимость достижения сформулированной цели обусловила постановку следующих задач:
1. Исследовать распределение и геохимическое фракционирование элементов г8 Нпгруппы на границе раздела морская вода-воздух; выявить природные процессы, обусловливающие характерные особенности геохимии микроэлементов при обмене веществом между морем и атмосферой.
2. Установить закономерности изменения концентраций и форм миграции микрокомпонентов при их транспорте через аэробно-анаэробный барьер в толще вод Черного моря.
3. Изучить гидрогеохимическую зональность микроэлементного состава поверхностных осадков, порового раствора и придонной воды пелагической части бассейна; исследовать факторе, контролирующие перераспределение микроэлементов в геохимических барьерных зонах "вода-грунт", "активный слой донный отложений".
4. Разработать математические модели переноса микрокомпонентов в воде и донных осадках глубокого моря; определить их геохимические потоки в среде на границах барьерных зон и оценить основные параметры миграционных процессов.
Методологической основой при определении целей и задач диссертационной работы, организации всех представленных в ней материалов послужила изложенная выше концепция геохимических барьерных зон в приложении к конкретным процессам и объектам исследования (миграция элементов железо-марганцевой группы: глубоководная часть Черного моря, алгамосиликатный железисто-сульфидный литолого-геохимический район бассейна [59J ),
Актуальность избранной темы определяется необходимостью теоретической разработки и экспериментального изучения влияния геохимических барьерных зон на миграцию и перераспределение микроэлементов в водах и донных осадках морских бассейнов в связи с решением фундаментальных и прикладных задач геологии и геохимии океана, относящихся к различным аспектам проблемы сырьевых ресурсов и охраны окружающей среды. Изучение геохимии элементов железо-марганцевой группы на различных стадиях морского седиментогенеза и ранней стадии диагенеза с учетом трансформации и дифференциации вещества на естественных механических, физико-химических и био геохимических барьерах следует рассматривать,"как одно из важнейших направлений в создании и развитии полных геохимических моделей современного осадкообразования.
Особую актуальность решение перечисленного круга задач приобретает для внутренних замкнутых и полузамкнутых (типа черноморского) морских водоемов, геохимическая система которых, подвергающаяся интенсивному техногенному воздействию, является крупномасштабным водным элементом ноосферы, наиболее доступным для практической реализации идеи геохимического мониторинга и принципов рационального природопользо вания.
Настоящая диссертационная работа выполнена в рамках темы "Исследование гидрогеохимических условий миграции микроэлементов в донных отложениях, придонных и иловых водах глубоководных зон" и проекта "Черное море" - заданий программы по решению важнейших научно-технических проблем ГКНГ СССР на 1976-1980 гг. и 198I-1985 гг. (номера государственной регистрации № 76074998 от 16.08.76 г., № 0І067І76 от 22.06.81 г.) .
Исследования проводились в лабораториях химической океанографии Морского гидрофизического института АН УССР и геохимии и морской гидрогеологии Института геологических наук АН УССР.
Диссертант лично участвовал в планировании экспедиционных работ по теме и сборе первичного материала в экспедициях на научно-исследовательских судах АН УССР, в организации и проведении лабораторных модельных экспериментов и специализированных геохимических экспериментов, выполненных в контролируемых условиях на океанографической платформе Э0 МГИ АН УССР. Соискателю принадлежат аналитические разработки, связанные с измерениями содержания микроэлементов в исследуемых объектах, материалы этих измерений, физико-химические расчеты и моделирование миграционных процессов, их геохимическая интерпретация.
На протяжении всего времени работы над диссертацией автор имел возможность пользоваться консультациями академика АН УССР Е.Ф. Шніокова, члена-корреспондент а АН УССР Н.П. Булгакова, кандидата геолого-минералогических наук А.А. Безбородова. Большой вклад в выполнение данного исследовательского цикла внесли старшие инженеры Л.В. Соловьева, Т.Н. Абакумова.
Постоянную помощь и поддеркку при работе над диссертацией оказывал научный руководитель старший научный сотрудник, кандидат геолого-минералогических наук А.Ю. Митропольский.
Слой смены окислительно-восстановительных условий в толще вод (биохимическая и физико-химическая барьерная мезозона)
Нет необходимости давать исторический и аналитический обзор работ, в которых рассмотрены механизм возникновения сероводородного зара жения, его источники и динамика формирования анаэробной среды в масштабах геологического времени вплоть до современного этапа. Этим вопросам в той или иной степени посвящен целый ряд фундаментальных монографий [95,105] . Отметим только, что существующее динамическое квазиравновесное состояние геохимической системы Черного моря во многом обеспечивается компенсацией образования и окисления сероводорода на верхней и нижней границах глубоководной бескислородной части бассейна в соответствующих геохимических барьерных зонах. Одним из важнейших факторов, регулирующих эти процессы, является гидродинамический режим и, прежде всего, вертикальное перемешивание вод.
Среди всего многообразия элементов вертикальной циркуляции для анализа гидрофизических условий в слое сосуществования кислорода и сероводорода на промежуточных глубинах следует выделить наиболее существенные: а) подъем (опускание) в центральных районах циклонических банти циклонических) круговоротов и движения противоположного знака соответственно на их периферии; б) турбулентный обмен, усиливающийся в области струйных течений; в) осенне-зимняя конвекция; г) внутренние волны.
В целом, вся толща вод Черного моря не является застойной зоной, она охвачена горизонтальными и вертикальными движениями Ш] . Ограниченность последних характеризуется (по низшему уровню) значениями средней вертикальной скорости течений П Ю см/с и коэффициентами турбулентного обмена п Ю"2 см/с L50J (глава ІУ). Реально действующая трехмерная циркуляция вод определяет куполообразный подъем изолиний всех гидрологических и гидрохимических параметров в халистатических областях моря (восточной, центральной и западной), а следовательно, соответствующую деформацию в пространстве слоя сосуществования кислорода и сероводорода. По материалам гидрохимических съемок судов Морского гидрофизического института АН УССР "Михаил Ломоносов" и "Академик Вернадский" (рейсы 1978-1983 гг.) нами построена схема распределения средних глубин залегания "нулевых" изосульфиды и изооксигены в глубоководной части бассейна (рис. 1.1) . Мощность исследуемой барьерной мезозоны по ос-редненным данным меняется от 25 м на участках подъема вод до 75 м в районах их опускания, пространственно-временная изменчивость этого параметра пока исследована крайне слабо. Данные, полученные на отдельных станциях, имеют значительный расброс относительно ос-редненных характеристик, что свидетельствует о влиянии на локальные вариации гидрохимических полей мелкомасштабных и среднемасштаб-ных процессов. В целом, можно отметить заметное уменьшение мощности слоя сосуществования в период наибольшего развития осенне-зимней конвекции и увеличение его размеров в летний период. На рис. \.1 приводятся результаты исследований вертикального распределения значений окислительно-восстановительного потенциала (ОБП), рН, кислорода, сероводорода, отношений сульфатов и щелочности к хлорности, относительной концентрации взвешенных частиц и некоторых сопутствующих характеристик на промежуточных глубинах центральной части моря (по данным научного архива МГЙ АН УССР;.
Зона смены окислительно-восстановительных условий, отличительными признаками которой являются обостренный градиент ОВП и изменение знака величины и Л , занимает интервал глубин несколько превышающий размеры слоя сосуществования U П г S . Вариации скорости и направленности вертикальных движений на промежуточных горизонтах (100-300 м) приводят к большому разбросу значений измеряемых гидрохимических параметров вследствие модуляции за счет действия гидродинамических факторов интенсивности процессов окисления сероводорода и хемосинтеза органической материи. Понижение величины в исследуемой мезозоне достигает 300-500 мв, а градиент барьера в среднем колеблется в пределах 4-8 мв/м. Распределение отношений также имеет ряд особенностей (рис. которые связаны со спецификой физико-химических условий в слое сосуществования и являются дополнительным доказательством окисления сероводорода.
Исследование процессов, контролирующих обмен микроэлементами между морем и атмосферой
Поступление микроэлементов на поверхность моря с мельчайшими частицами пыли из атмосферы (эоловая компонента) обеспечивает увеличение их количества во взвешенной фракции ПМС. Это положение подтверждается в частности тем, что соотношение между некоторыми микроэлементами во взвеси ПМС прибрежных районов приближается к величинам, характерным для континентальной пыли. Исследования состава взвеси ПМС на разрезах центральная-прибрежная часть моря позволили установить отчетливую тенденцию изменения характеристического отношения содержания микроэлементов к железу в сторону увеличения наблюдаемых в образцах континентальной пыли, табл. 3.4. Сравнение полученных результатов с аналогичными данными для открытых районов океана свидетельствует о преимущественном влиянии атмосферных выпадений на состав взвеси поверхностного микрослоя прибрежных районов.
Для некоторых металлов ( С0 » nil Р& ) концентрирование во взвеси ПМС может определяться живыми организмами. Для дру гих Im , Си , Lr\ их вклад, по-видимому, незначителен, так как отношения Пб/гб во взвеси ІІМС существенно отличается от характерного для микропланктона (табл. 3.4) значения.
Кроме этого, на увеличение взвешенной части микроэлементов в их общем содержании в поверхностном микрослое сказывается преобразование растворенной органической формы вещества во взвешенную при разрушении пузырьков и поверхностной пленки. Следует остановиться также на некоторых других гипотетических; но вполне реальных процессах. Поскольку, железо, алюминий и многие другие элементы-гидролизаты находятся в морской воде на грани насыщения, увеличение их концентрации в 1,5-2 раза должно способствовать коагуляции и выпадению гидроокисей. В результате доля этих компонентов во взвеси значительно увеличится. Свежеобразованные гидроокиси в ПМС активно сорбируют многие другие микроэлементы. Таким образом, в поверхностном микрослое развиваются самые различные процессы, способные преобразовывать растворенные формы во взвешенные и неорганические в органические.
Обмен элементами как и вообще веществом между морем и атмосферой происходит в результате действия нескольких противоположно направленных процессов. Поступают микроэлементы в водный бассейн из атмосферного резервуара в основном с жидкими осадками и сухими выпадениями в виде оседающей пыли. Формирование потоков обратного направления определяется механическим разбрызгиванием и физическим испарением морской воды. Поскольку поступление вещества в море и выделение его в атмосферу происходит через ПМС, перечисленные процессы активно влияют на химический состав исследуемого микрослоя.
Атмосферные осадки приносят на акваторию Черноморского бассей на значительное количество растворенных макро- и микроэлементов. Несмотря на важность этого источника в общем химическом балансе бассейна и его влияния на геохимию поверхности раздела море-воз дух, вариации содержания различных малых компонентов изучены весь ма слабо. Для Черного моря имеются сведения А.А. Матвеева и Е.И. Овсяного по составу дождевой воды їікного берега Кры ма, а в работе L88J приводятся результаты определения меди, свинца, кадмия и серебра в атмосферных осадках для некоторых других районов бассейна с всего 4 пробы). Средняя концентрация этих микроэлементов по данным [88] составляет 38; 4,4; 1,25; 0,32 мкг/л соответственно.
Результаты наших химико-аналитических исследований дождевой воды, выпадающей на акваторию Черного моря, представлены в табл. 3,5.
Данных по составу морского аэрозоля значительно меньше. В таблице 3.6 приводятся результаты наших определений микроэлементов в образцах, отобранных на различных участках региона, а также материалы из опубликованных источников С 6 Ь, 91J
Оценить вклад атмосферных выпадений в баланс микроэлементов для системы море-воздух можно на основании данных о ежегодном количестве осадков над бассейном, равном 218 км3 [75 ] и сведениям о средней концентрации этих химических компонентов в дождевой воде Стабл. 3.5). Таким образом, путем элементарных подсчетов, мы получаем, что с дождями на поверхность Черного моря ежегодно выпадает (тонн): rG - 3800; Мп - 1900; Си - 1440; In - 2070; И - 920; Nl - 570; Со - 500.
Исследование вертикальной миграции микроэлементов железо-марганцевой группы. Математическое моделирование
Процессы вертикальной миграции вещества в бассейне являются важным этапом морского осадкообразования, во многом определяющим основные черты геохимии пелагических донных отложений. Распределение и перенос в водной толще компонентов солевого. состава в общем случае следует рассматривать как результат совместного действия гидрофизических (адвективный перенос, турбулентное перемешивание) , механических (осаждение взвеси) , физико-химических (сорбция, десорбция на взвеси) и биохимических (круговорот живого и косного органического вещества) факторов. В зависимости от химических свойств данного элемента, характерной формы его нахождения и ее возможной трансформации в морской воде, физико-химических условий среды осадкообразования относительный вклад перечисленных факторов переноса в процессах миграции может быть различным. Для черноморского бассейна, отличающегося специфической гидрохимической структурой (что связано с наличием в толще вод, по крайней мере, трех существенно разных по физико-химическим и биологическим параметрам зон: кислородной - К , сероводородной - С и геохимического барьера - слоя сосуществования кислорода и сероводорода . характерные черты вертикальной зональности в формировании полей компонентов солевого состава вод и взвеси проявляются особенно ярко. Присутствие в море сероводорода приводит к заметным отличиям в соотношении содержания некоторых химических элементов и форм их миграции по сравнению с океаном, как было показано в 4.1. Многие микроэлементы железо-марганцевой группы, рассматриваемые в настоящей работе, не представляют исключения в этом отношении.
В дальнейшем при анализе их вертикального распределения и транспорта в толще вод сосредоточим внимание на исследовании процессов, развивающихся в глубоководной части, ограниченной изобатой 1800 м, и будем исходить из условий установившегося динамического равновесия физической, химической и биологической систем бассейна. Особенности гидрологической и гидрохимической структури рассматриваемого района иллюстрируют рис. 4.8 " к- Q , а вертикальное распре деление растворенных форм изучаемых микроэлементов показано на рис. 4.5 . Детальный анализ обобщенных характеристик окислительно-восстановительного потенциала, содержания кислорода, сероводорода в связи с режимом динамики вод Черного моря и его гидрологией выполнен в классическом труде Б.А. Скопинцева [95] . Приведенные на рис. 4.8 к.9 данные позволяют выделить в водной толще исследуемой акватории упомянутые выше различные по физико-химическим условиям зоны К , L и 1\С , соответствующие им пределы изменения температуры, солености, параметров с h , содержания кислорода и сероводорода, а также определить характерный интервал перемешивания между подповерхностной водной массой температурный минимум на глубине порядка 100 м и слоем вероятного распространения ядра средиземноморских вод, которое согласно предположению Спенсера и Бревера[1523 , расположено на глубинах 800-900 м. Относительное выравнивание концентрационных градиентов при сохранении специфических индивидуальных особенностей в распределении основных гидрологических и гидрохимических характеристик на нижележащих горизонтах обусловлено малой устойчивостью придонной водной массы вплоть до отметки 1500-1400 м вследствие развития процессов глубинной конвекции и направленного вверх потока тепла геотермического происхождения.
На осредненных вертикальных профилях содержания растворенной и взвешенной фракции исследуемых микроэлементов, полученных по материалам наблюдений на 26 гидрохимических станциях, также, как и на профилях параметров, изображенных на рис. 4-9 » наибольшие вариации гидрохимических характеристик отмечаются в слоях, которые непосредственно примыкают к поверхности, проходящей через изо-оксигену, соответствующую нулевой концентрации кислорода. ные максимумы содержания растворенных форм марганца, железа и взвешенных - марганца, цинка и в меньшей степени железа, свинца, меди, незначительный положительный градиент растворенного никеля и практическое отсутствие градиента концентраций взвешенного никеля и обоих форм алюминия являются наиболее существенными особенностями вертикального распределения изучаемой группы микроэлементов в пределах геохимической барьерной зоны Ui tliS и примыкающих к ней горизонтов сероводородной толщи. Что касается некоторого возрастания содержания rQ (раств.) , Чп Сраств.) и 1\1 (взвеш.) в придонной воде на глубинах близких к максимальным, то этот факт, экспериментально зафиксированный нами на отдельных станциях и отмеченный также для ряда рассматриваемых элементов другими авторами в работах[ -&» 76], требует дополнительной проверки, как необеспеченный в настоящее время необходимой, статистически значимой информацией.
Распределение микроэлементов в иловых водах в разрезе голоценовых отложений
Представленной ранее схеме распространения микрокомпонентов в поверхностных осадках в наибольшей степени соответствует распределение в поровом растворе цинка, никеля и алюминия. Так, для свинца и меди, в отличие от других элементов, не отмечено максимума в иловых водах грунтов прибосфорского района, а также юго-западного сектора западной халистазы. Кроме того, максимальные значения концентраций меди в зоне раздела халистаз занимают область значительно большую, чем у остальных микроэлементов. В распределении марганца вообще не наблюдается повышенных концентраций в иловых водах осадков зоны раздела халистаз. Зато абсолютно максимальное его содержание отмечено в районе, примыкающем к каламитскому полю конкреций. Причем, область повышенных концентраций этого элемента не замыкается на севере глубоководной части бассейна, как у других металлов, а распространяется узкой полосой от района, примыкающего к полю конкреций на юго-запад. Относительно высокое содержание микроэлементов в иловых водах поверхностных донных отложений, видимо, может являться косвенным доказательством того, что поступление их в осадки в глубоководной зоне моря происходит, в основном, в подвижной форме (сорбированной или биогенной). Этот вывод подтверждается результатами, полученными нами в предыдущей главе рас-счетным методом. Повышенная концентрация металлов в поровом растворе обеспечивает их диффузионный поток в наддонную воду через поверхность раздела море-грунт. Анализ проб придонного слоя позволил установить, что содержание в ней микроэлементов является средним медцу наблюдаемым в иловых водах и нижних горизонтах водной толщи (табл. 5.4). Исключением является марганец, концентрация которого в глубинной водной массе составляет около 200 мкг/л, в придонной - резко снижается до 10-20 мкг/л, а в поровом растворе опять повышается до 30-70 мкг/л. Таким образом, выделение Пи в осадки наиболее активно происходит непосредственно у границы раздела вода-грунт.
Постоянный направленный вверх поток микроэлементов из поверхностных отложений обеспечивает квазицикличность их геохимической миграции в пределах данной барьерной зоны. Часть микрокомпонентов, после попадания в осадки, возвращается в придонную воду и здесь снова связывается поступающим сверху свежим седиментационным материалом и выводится в осадочную толщу. Расчет потоков микроэлементов на этой границе будет проведен в последнем разделе этой главы.
На распределение исследуемых металлов гб Пп группы в иловых водах, возможно, также крме физико-химических и биогеохимических влияет тектонический фактор. Для многих из них наиболее высокие концентрации наблюдаются в зонах глубинных разломов фундамента Черноморской впадины, рис. 5.1 1 Как видно из приведенной схемы, глубинные разломы "окружают" халистазы по периферии, а Одесский и Феодосийский проходят через зону раздела халистаз, что в общем совпадает с областью повышенного содержания всего комплекса микроэлементов в иловых водах. Безусловно, в настоящее время это предположение не обеспечено достаточным количеством геохимических и тектонических данных для более детального анализа.
Количественные характеристики распределения микроэлементов в иловых водах на вертикальных разрезах голоценовых отложений представлены в таблице 5.5 и на рис. 5Д5, 5.16 . Содержание всех рассматриваемых нами металлов в поровом растворе древнечерномор-ских осадках понижено относительно современных и новоевксинских.
Таблица 5.5 Концентрация микроэлементов в иловых водах глубоководных черноморских осадков (мкг/л). Числитель - пределы, знаменатель - средние
Исключением из правила являются марганец и алюминий, концентрация которых в веществе осадков убывает в ряду новоевксинские-современ-ные-древнечерноморские. Исчерпывающее объяснения этим закономерностям дано в работах L30.75] . Следовательно, соответствие мезду распределение микроэлементов в жидкой и твердой фазах наблюдается только для Пп и At . Изменение концентраций Си ,
Lr\ f Nl » rl в поровом растворе, как правило, противоположны по знаку вариациям содержания микрокомпонентов в натуральном осадке.
Интенсивность накопления элементов в иловой воде, в первую очередь, определяется присутствием в ней лигандов, активно взаимодействующих с металлами изучаемой группы и способствующих их переходу в раствор. В восстановительных условиях осадков Черного моря такими лигандами, в основном, являются органическое вещество и ионы По » которые образуют устойчивые в растворе металлоорганические и металлгидросульфидные комплексы LtDl . Другие комплексы рассматриваемой группы элементов в данных условиях малозначимы, за исключением гидролизных - для алюминия. Прямой зависимости между распределением микрокомпонентов в иловых водах и органического вещества в твердой фазе по вертикали осадков не наблюдается, так как именно в древнечерноморских отложениях и, особенно, в сапропелевых слоях содержание Lopr, максимально [.50,12.53 . Видимо, как и в поверхностных осадках, концентрация микроэлементов в поровом растворе определяется, в основном, не количеством, а качеством ОБ. По данным [ЗОїЬЬ] отличительной особенностью этого компонента древнечерноморских осадков является максимальное содержание в нем битумов (до 4096 от всего С орг.) . Количество нерастворимых гуминов также увеличивается в древнечерноморских отложениях по сравнению с современными, достигая 60% от суммы Сорт, ОВ сапропелей существенно отличается по составу от органической фракции покрывающих и подстилающих осадков. В составе гуминовых кислот сапропелей абсолютно преобладают соединения с высоким молекулярным весом [1 ] , что должно обусловливать низкую активность биохимических процессов. Этот слой обогащен липидами, липопротеидами и другими химическими компонентами планктоногенной природы [ЦЗ]
