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 // Природа. 2000. N2. С.28-29) 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.
