Химический состав основных типов пелагических осадков

(в масс.% )

Компонент	Красная глина	Известковый ил	Кремневый ил
SiO2	53,93	24,23	67,36
ТiО2	0,97	0,52	0,59
А12О3	17,46	6,60	11,33
Fе2О2	8,53	2,43	3,40
FeO	0,45	0,64	–
МпО	0,78	0,31
СаО	1,34	0,20
MgO	4,35	1,07	1,71
Na2O	1,27	0,75	1,64
K2O	3,65	1,40	2,15
Р2О5	0,09	0,10	0,10
Н2О	6,30	3,31	6,33
CaCO3	0,39	56,73	1,52
MgCO3	0,44	1,78	1,21
О – общий свобод­ный	0,11	0,05
С – органический	0,13	0,30	0,26
N – органический	0,016	0,017	–
Всего	100,20	100,17	100,10
Общий	9,02 1	3,14	4,98

Терригенные полевые шпаты и другие силикатные минералы под­вергаются интенсивному гидролизу, что приводит к образованию иллита, гидромусковита, монтмориллонита, нонтронита, хлорита, палагонита. Широко распространены в пелагических осадках оксиды Fе и Мn. Весьма важной составной частью являются СаСО₃ и MgCО₃ в виде скелетов или фрагментов организмов планктона в из­вестковых илах, глобигериновом и птероподовом. Вместе с кальцитом и арагонитом скелетного материала встречаются и другие карбонаты – доломит, брейнерит эолового происхождения.

Остатки кремнистых организмов образуют главную массу диатомовых и радиоляриевых илов. Аморфная SiO₂ · nH₂O растворяется в ило­вых водах, поэтому содержание растворённого SiO₂ в глубинных илах увеличивается. Наряду с этим встречается кварц эолового происхож­дения, вулканическая пемза и пепел. Фосфаты распространены пов­семестно в виде частей скелетов позвоночных. Наиболее распростра­нён франколит Са₅[(РО₄)(СO₃)]₆F_2–3 – неполный фторапатит. Значи­тельно более редки сульфаты, из которых наиболее распространён барит BaSО₄.

В зависимости от происхождения мате­риал океанических осадков подразделён на литогенный, гидрогенный, биогенный, атмогенный и космогенный. Решаю­щую роль играет биогенный ма­териал, основным источником ко­торого служат организмы план­ктона, отмирающие и падающие непрерывным мельчайшим "дож­дём" на океаническое дно. Вто­рое место занимает литогенный (чрезвычайно тонкодисперсный) и гидрогенный материал, обра­зующий основу красной глины.

Сравнение химического соста­ва пелагических осадков с составом средней изверженной породы литосферы по­казало отсутствие существенного различия в отношении главных породообразующих элементов: Si, Al, Ti, Fe, Mg, Ca, Na, K. Однако ряд более редких эле­ментов испытывает существенные систематические колебания концентраций в разные стороны. Обращает на се­бя внимание пониженное содер­жание Сr в пелагических осадках. Зато концентрация Мn, Ni, Cu, Co, Pb, Mo, Yb, Y, La, Sc, Ba и В примерно на порядок выше, чем в литосфере. В этом заключается одна из главных геохимических особенностей ог­ромной площади океанического дна по сравнению с остальными бассейнами седимен­тации. Намечается также резкая тенденция к увеличению концент­рации F, C1, Вг, I, Те, As, основным источником которых являются преимущественно вулканические выделения (эманации).

Накопление ряда металлов в океанических илах предполагает воз­можность их далёкой миграции с континентов. Миграция осуществля­ется с помощью тонкодисперсной фазы водных растворов, имеющей частицы коллоидных и субколлоидных размеров. По периферии суб­коллоидных и особенно коллоидных терригенных частиц происходят сорбционные процессы, которые приводят к окружению её роем раз­нообразных катионов Na, Ca, Mg, а также редких элементов Сu, Ni, Со, Mo, Р, Pb, Zn. Следовательно, чем более тонкодисперс­ная фракция, тем резче выражен сорбционный слой и тем больше мас­са сорбированного вещества. В тонкую фракцию входят также коагу­ляты Fe и Мn, возникающие за счёт окисления ещё в речной воде ио­нов Fe²⁺ и Мn²⁺.

Существует зависимость распределения хими­ческих элементов на дне морских водоёмов от размеров самих во­доёмов. Чем больше площадь водоёма, тем большая доля тонкозер­нистого дисперсного материала принимает участие в пелагическом осадкообразовании и, следовательно, тем большая вероятность на­копления адсорбированных металлов в донных отложениях. Таким образом, содержание в пелагических илах Fe, Мn, Р, Сu, Ni, Со, Mo, W и других редких элементов находится в прямой зависимости от площадных размеров водоёмов. Естественно, что чем больше акватория бассейна, тем интенсивнее накапливаются в пелагических илах эти элементы. Эта закономерность относит­ся к наиболее фундаментальным геохимическим закономерностям рас­пределения химических элементов в отложениях гумидных зон.

С увеличением размеров океанических бассейнов содержание Мn, Ni, Со, Сu, Mo, Pb, Zn постепенно возрастает и значительно превыша­ет средние кларковые концентрации, то есть становятся потен­циально рудными концентрациями. Таким образом, на огромной площади океанов создаётся возможность необычайно круп­ного экзогенного рудообразования, которое наиболее ярко реализу­ется в развитии железомарганцевых конкреций. Нахождение и распределение их также является функцией площади акватории. Так, в пределах Арктического бассейна они пока ещё не отмечены. В пелагических илах Атлантического и Индийского океанов железомарганцевые конкреции установлены во многих местах. Повсеместно они встречаются в пелагических осадках Тихого океана, где достигают громадных размеров (до 1 м в диаметре). Общие запасы марганца в донных конкрециях оцениваются в 360 · 10⁹ т. Ими покрыто 10 % пло­щади Тихого океана. Марганцевые конкреции встречаются главным образом среди отложений красной глины и карбонатных осадков преимущественно в океанических котловинах (глубины 3000-4000 м), там, где происходит медленное осаждение гидрогенного и биогенного вещества. Конкреции сложены главным образом МnО₂, манганитом (гидратированным МnО), оксидами железа, гетитом.

Железомарганцевые конкреции содержат очень высокие концентрации ряда химических элементов. Так, для них особенно характерно высокое содержание Со, Ni, Cu, Mo, Th, Вг, которое в 20 - 40 раз выше содержания их в пелагических осадках. Концентрации этих элементов дополнительно объясняются явлениями сорбции элементов из океанического раствора. Особенно это характерно для МnОН или Мn(ОН)₂. Соединения марганца имеют исключительную способность осаждать некоторые элементы, например кобальта в виде иона Со²⁺.

Таким образом, огромная поверхность дна Мирового океана пред­ставляет собой обширную арену весьма своеобразных геохимических процессов, мало проявляющихся либо совершенно неизвестных в пре­делах континентальных водоёмов или шельфовых зон современных морей. Процессы эти громадны по площади и приобретают обще-планетарное геохимическое значение.

ПРОЦЕССЫ ГАЛОГЕНЕЗА

В противоположность открытым водоёмам с нормальной солёностью в замкнутых водоёмах аридных зон благодаря испарению солё­ность увеличивается, и создаются пересыщенные раст­воры, из которых начинается последовательное выпадение солей. Возникают отложения, которые обычно называют эвапоритами.

Общая последовательность выделения минералов из растворов опре­деляется в основном растворимостью солей. Первыми выделяются наименее растворимые минералы, последними – наиболее растворимые. Важнейшие минералы эвапоритов – сульфаты и галоиды, состав их представлен в табл. 10. В морской воде соли широко представлены катионами Na⁺, Mg²⁺, Са²⁺, К⁺ и анионами Cl^– и SO₄^2–. Кроме хлоридов и сульфатов имеются карбонаты и около 30 боратов, среди которых первое место принадлежит борациту (Mg, Fe, Mn)₃ClB₇О₁₃.

Таблица 10