|
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.
| 
Вы находитесь:
