Благородные металлы в Fe-Mn и фосфатных отложениях океана

C Г.Н. Батурин, Г.М. Колесов(Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, e-mail: gbatur@ocean.ru,Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН). Благородные металлы в Fe-Mn и фосфатных отложениях океана. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, 16–20 ноября 2009 г cc.232-235 http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_2.pdf

Благородные металлы являются иногда спутниками Fe-Mn руд и фосфоритов.

1. Железомарганцевые корки и конкреции. Cодержание благородныx металлo в в Fe-Mn образцах крайне неравномерно. Fe-Mn корки Тихого океана вдвое богаче Ag по сравнению с корками Мирового океана. Но средние содержания Ag в корках Тихого океана, в конкрециях и в гидротермальных корках близки (740–770 мг/т), хотя гидротермальные корки Японского моря обеднены Ag (280 г/т).Cреднеe содержаниe Au в корках Тихого и Мирового океана совпадают (47–50 мг/т), но по конкрециям расходятся в 30 раз (2 и 60 мг/т). Среднее содержание Au в конкрециях Мирового океана (2–4.3 мг/т), в гидротермальных корках оно составляет 2г/т, но в гидротермальной корке Японского моря – всего 1.23 г/т.Данные по среднему содержанию Pt более однородны, составляя (г/т): в корках Мирового и Тихого океанов 450–515, в конкрециях Мирового океана 120–230.В гидротермальных корках содержание Pt существенно ниже: 69 в океанских и 48.6 в корке из Японского моря. Данные по Ir, Os и Ru фрагментарны. Содержание Ir в корках и конкрециях составляет 2–7 мг/т, повышаясь до 10 в океанских гидротермальных корках и понижаясь до 0.68 г/т в морской гидротермальной корке. Содержание Os в тех же объектах колеблется от 10 в конкрециях до 17–60 в корках, понижаясь до 1.12 в гидротермальной корке Японского моря. Содержание Ru колеблется от 10 до 15 г/т в конкрециях и корках, понижаясь до 5.18 в корке Японского моря.Содержание Rh -22.3 г/т в корках Тихого океана. В остальных гидрогенных Fe-Mn образованиях оно составляет от 6.8 до 14 г/т, понижаясь до 3 г/т в гидротермальных корка. Cреднее содержание Pd в гидрогенных конкрециях и корках Мирового и Тихого океанов оценивается в пределах 3–6 г/т.По другим данным, в конкрециях Мирового океана оно составляет (в г/т) 20,в гидрогенных корках 10 и в гидротермальных 6.

Относительно пониженное содержание благородныx металлoв в гидротермальных железо-марганцевых образованиях свидетельствует, что эндогенный источник не играет в этом процессе решающей роли. В вертикальном разрезе корок с подводных гор Тихого океана повышенное содержание Pt приурочено к нижнему и одному из промежуточных горизонтов, обогащенных железом и в определенной мере фосфором. В тех же горизонтах установлены повышенные значения цериевой и европиевой аномалий в распределении редкоземельных элементов. Вероятно, эпизоды накопления Pt приурочены к изменениям океанской среды, включая уровень карбонатной компенсации, колебания содержания кислорода, гидротермальную активность. Возможно также, что обогащение корок Pt происходит в зоне кислородного минимума на глубинах ниже 800 м.

2. В океанских фосфоритах известны микроскопические включения золота. Cодержание благородныx металлoв колеблется в следующих пределах (мг/т): Ag 1.98–1020, Au 0.43–97.8, Pt 0.061–3200, Ir 0.022–5.27, Os 0.033–8.31, Ru 0.7–90.6, что свидетельствует о стабильности поведения Ru, Au, Ir и Os, но не Pt, содержание которой в процессе фосфатонакопления меняется в диапазоне 5 порядков. В образцах фосфоритов со дна океана эти пределы существенно сокращаются, составляя для Ru,Os и Ir 9–30, для Au и Ag 230–330 и для Pt 12000. Минимальные содержания всех благородныx металлoв приурочены к молодым океанским фосфоритам, а максимальные –к относительно древним фосфоритам на континентах.

Отношение Au/Pt меняется крайне неравномерно как в океанских (0.008-85), так и в континентальных (0.01-87) образцах, при отсутствии видимых трендов. Такова же ситуация с отношением Pt/Ir, которое меняется в диапазоне 1.0-480 в океанских образцах и 0.17-1300 в континентальных.

Соотношения между остальными тремя элементами платиновой группы стабильны.Os/Ir в океанских образцах составляет от 0.72 до 1.50 и лишь в фосфатно-железомарганцевый корке повышается до 2.36. В фосфоритах континентов это соотношение колеблется в пределах 0.65–1.58. Отношение Ru/Os меняется от 5.2 до 18. Та же картина наблюдается в континентальных образцах, где это отношение составляет 6.3–18 и лишь в фосфорите Флориды повышается до 35.

На основании этих и литературных данных можно редположить, что рассчитанный кларк Ag в фосфоритах составляет (в мг/т) около 100, Au около 6, Pt в океанских образцах – около 7. Среднее содержание Ir в
около 0.5, Os – около 0.6, Ru – около 5 г/т.