Распределение редкоземельных элементов
в диатомовом иле и фосфатных стяжениях различной
степени литификации.
Относительное содержание РЗЭ (N)
нормировано по их средней концентрации
в осадочных породах. Цифры справа - номера образцов: 2 -
диатомовый ил,
4, 5 - фосфатизированный ил, 6 - рыхлая конкреция, 8 -
уплотненная конкреция,
9 - плотная конкреция.
Европий - один из 14 редкоземельных
элементов (РЗЭ), обычно сопутствующих
фосфоритам, которые распространены в древних морских
осадочных отложениях
на всех континентах. Распределение в этих породах европия
считается стабильным:
при сопоставлении содержащихся в них РЗЭ со средней их
концентрацией в
осадочных породах он, как правило, не показывает ни
относительного обогащения,
ни обеднения по сравнению с элементами той же группы. Но при
исследовании
современных фосфоритовых стяжений из диатомовых илов шельфа
Намибии обнаружились
новые стороны поведения редкоземельных элементов (Батурин
Г.Н., Люк Ж., Прево-Люк Л. // ДАН. 2001. Т.379. N5.
С.647-650).
Эти образования оказались исключительно
бедны РЗЭ, но на фоне такого
общего обеднения они относительно обогащены европием. Если
среднее содержание
суммы всех РЗЭ в осадочных породах около 200 г/т, а в
древних фосфоритах
находится в диапазоне 77-860 г/т, то в современных
диатомовых илах оно
составляет около 38, в слабо фосфатизированных илах
(относящихся к начальной
стадии формирования конкреций) - 23, в рыхлых конкрециях -
7, в уплотненных
и плотных - от 0.8 до 3.3 г/т. Но при этом относительное
содержание европия
в современных фосфатных стяжениях примерно на порядок выше
прочих РЗЭ (общая
картина распределения РЗЭ в этих образованиях представлена
на графике).
При расчетах аномалии поведения европия
(o расчете
европиевой аномалии подробнее см.: Костицын Ю.А. Накопление
редких элементов
в
гранитах) оказывается,
что в диатомовых
илах она ниже 1.0 (0.65-0.87), а в фосфатных стяжениях по
мере их литификации
сначала повышается в среднем до 10, а затем снижается в
среднем до 4.4.
При этом в образцах с минимальным суммарным содержанием РЗЭ
эта величина
максимальна. Причина столь необычного поведения европия в
современных фосфоритах
связана, вероятно, с резко восстановительной средой их
формирования в обогащенных
органическим веществом диатомовых илах (Eh < 200 мВ).
Геохимическое своеобразие европия
состоит в том, что его валентность
переменна: в условиях земной поверхности, при свободном
доступе кислорода,
он, как и прочие РЗЭ, трехвалентен, но в прогретых глубинах
Земли, в отсутствие
свободного кислорода, он восстанавливается до двухвалентного
состояния
и становится более подвижным, переходя в циркулирующие по
трещинам горных
пород гидротермальные растворы значительно интенсивнее
остальных РЗЭ.
Приведенные данные свидетельствуют о
том, что европий может переходить
в двухвалентное состояние не только в глубинах Земли, но и в
условиях восстановительного
диагенеза морских осадков, накапливаясь в формирующихся там
новообразованиях.
Преимущественное накопление в них европия связано с его
относительно повышенной
подвижностью и, вероятно, вхождением в кристаллическую
решетку фосфатного
минерала. Кроме того, двухвалентный европий может
накапливаться и в барите,
включения которого тоже нередко присутствуют в современных
стяжениях. Низкое
же общее содержание в них РЗЭ обусловлено их малым
содержанием во вмещающих
илах.
Однако в переотложенных плиоцен-плейстоценовых фосфатных
зернах и конкрециях
с шельфа Намибии, которые аналогичны по морфологии,
минералогии, основному
химическому составу и генезису современным образованиям,
содержание РЗЭ
значительно выше, а европиевая аномалия практически
отсутствует. Это объясняется
тем, что основной этап накопления в них редкоземельных
элементов был связан
с постформационным пребыванием на поверхности дна и
контактом с придонной
водой - источником РЗЭ обычного состава. Благодаря этому
унаследованная
от диагенеза исходная величина европиевой аномалии
уменьшается пропорционально
росту общего содержания РЗЭ и в конечном итоге сглаживается,
становясь
аналитически неуловимой.
Г.Н.Батурин, д.г.-м.н., Москва
