ДРЕВНИЙ ОКЕАН

Определение палеосолености океана

Геологическое распознавание

Для определения палеосолености используется множество способов: 1) изучение концентраций бора, 2) метод осадочных фосфатов; 3) изотопные методы изучения 8 sO и б"С; 4) исследование распределения микроэлементов; 5) другие химические методы, в том числе изучение поровых вод, жидких включений, пористости, сидеритов и отношения C/N; 6) сведения о фауне и флоре

Использование ископаемой флоры и фауны представляет собой самый легкий и наиболее достоверный способ, позволяющий отличить пресноводные устовия от морских. Любой другой способ подвержен (в различной степени) влиянию диагенетических изменений и требует специфических образцов. Некоторые из химических методов настолько хорошо разработаны, что в соответствующих условиях позволяют определить палеосоленость с точностью несколько частей на тысячу. Таким образом, например, можно документировать региональное уменьшение солености с 35 до 28 %„ или установить изменения солености в угленосных отложениях болот.

1. Концентрация бора в морской воде является функцией солености. Это слабо выражено в условиях эстуариев с соленостью от 2 до 15%„ [79] и более четко — в условиях большей солености. Извлечение бора глинистыми минералами пропорционально солености ( 5-3). Было обнаружено, что тщательно отобранные и приготовленные для анализа образцы глинистых осадков содержат бор в количествах, примерно пропорциональных наблюдавшейся или пред- полатавшейся общей солености (например, [485]). Если нормализовать осадки по содержанию глины, то окажется, что морские осадки содержат бора на 25 — 50 млн"1 больше, чем пресноводные [772]. При других способах нормализации (см. ниже) эта разница может увеличиться.

Бор входит также в состав карбонатных раковин. Его концентрация возрастает в три раза как в кальците, так и в арагоните при увеличении солености с 5 до 35%„ [310]. Возможно, концентрации бора в первичном араюните нэ ископаемых раковин удастся исполь- товать для определения палеосо юности, хотя выщелачивание может явиться серьезной проблемой [1Ь+]. Механизм вхождения бора в скелетный материал требует еще изучения.

Бор входит в состав глинистых минералов в результате трехступенчатого процесса: 1) адсорбция. 2) фиксация гидростатической связью и 3) вхождение в тетраэдрические слои глинистых минералов [165].

Многие авторы указывают на ограничения, которые следует учитывать, чтобы получить корректные результаты' при использовании борного метода. Эти ограничения следующие:

A.        В различных глинистых минералах бор содержится не в одном и том же количестве. В иллите бора вдвое больше, чем в монтмориллоните и хлорите, и в четыре раза больше, чем в каолините [165]. Кроме того, в ходе диагенеза доля иллита в смешанослойных иллит-монтмориллонитовых глинах возрастает с глубиной захоронения до 30 - 80 %. Если в осадке содержится бор, то его концентрация в иллите увеличивается пропорционально отношению иллит/'монтморил- лонит [638]. Вполне очевидно, что следует учитывать минеральный состав и степень диагенеза, чтобы использовать концентрации бора для определения палеосолености.

Б. Осадки, сложенные глинистыми минералами, сформировавшимися в предыдущем цикле выветривания, могут содержать бор в количестве, отражающем предыдущие, но не конседиментациоиные условия [638]. Присутствие «обломочного» бора, вероятно, создает систематические ошибки; единственным способом контроля при этом является тщательная оценка генезиса исследуемого образца.

B.        Включение бора в осадок зависит от удельной поверхности зерен, поэтому в более мелких разностях содержится обычно больше бора Следовательно, необходимо учитывать гранулометрический состав образца [877], особенно содержание фракции менее I мкм.

Г. Степень концентрации бора частично определяется и степенью кристалличности глинистых минералов. В более слабо раскристалли- эованном материале содержится больше бора [656].

Д. Считается, что органическое вещество в какой-то степени может «облекать» глинистые частицы, не позволяя им включать в свой состав бор. Это явление имеет особенно важное значение в глинах, обогащенных органическим веществом [388].