Суммарное содержание РЗЭ в исследованных корках в среднем составляет 0,21 % (2077 г/т в образце В7-36/4, до 2143 г/т в образце В7-22/8). Содержание лантана меняется в пределах 211-348 г/т, церия - от 1061 до 1578 г/т. Во всех образцах церий преобладает над лантаном (см. таблицу).
На рис. 5 показано распределение лантаноидов, нормализованных на состав североамериканского глинистого сланца NASC. Спектры распределения РЗЭ во всех образцах практически однотипны, с сильным положительным пиком церия и незначительным обогащением средними лантаноидами по отношению к глинистым сланцам. Наблюдается близкий характер распределения РЗЭ в ЖМК плато Огасавара и Магеллановых гор [13] (рис. 5).
Рис. 5. Нормализованные на NASC составы редкоземельных элементов и иттрия в ЖМК. 1--4 - изученные корки плато Огасавара, 5 - корки Магеллановых гор [13]
Отношение нормализованных к североамериканскому сланцу легких РЗЭ к тяжелым: LREE/HREE = (La/LaN + 2 х Pr/PrN + Nd/NdN) / (Er/ErN + Tm/TmN + Yb/YbN + Lu/LuN) - близко к единице. Величина цериевой аномалии, определяемой как отношение нормализованных к NASC содержаний Cean = 2 х Ce/CeN / (La/LaN + Nd/NdN) [12], составляет 1,42-3,85. Европиевая аномалия (Euan = 2 х Eu/EuN / (Sm/SmN + Gd/GdN) [12]) практически отсутствует - от 0,94 до 0,99 (см. таблицу).
В исследуемых нами корках была рассчитана иттриевая аномалия по отношению Y/Ho. Если это отношение равно 20-35, в среднем 28, то считается, что аномалия отрицательная, если больше - положительная [17]. В исследуемых корках, где содержание P больше 1,0 %, отношение Y/Ho равно от 17 до 20, в образце B7-22/8 с содержанием фосфора более 4,0 % отношение составляет 32. Согласно [18, 19], во всех нефосфатизированных Fe-Mn корках Тихого океана наблюдается отрицательная иттриевая аномалия.
Согласно работам [12, 19, 21, 23], редкоземельные элементы в ЖМК сорбируются ок- сигидроксидами железа и марганца в окислительных условиях. При высоком окислительно-восстановительном потенциале среды осуществляется переход Ce3+ из морской воды в менее растворимые формы Ce4+, что приводит к более интенсивному его накоплению относительно других РЗЭ.
Для Mn-Fe-оксигидроксидных отложений океана высокие положительные значения цериевой аномалии говорят об окислительной среде формирования железомарганцевых корок [12].
Заключение
В целом по химическому составу железомарганцевые корки подводного плато Огасавара близки ЖМК других районов Западной Пацифики. Впервые
проанализированный полный спектр редкоземельных элементов и иттрия в исследуемых корках показал, что они обогащены легкими и средними РЗЭ и характеризуются цериевым максимумом. Приведенные данные свидетельствуют о гидрогенной природе рудных отложений.
Литература
гора подводный редкоземельный
1. Аникеева Л.И., Казакова В.Е., Гавриленко ГМ., Рашидов В.А. Железомарганцевые корковые образования Западно-Тихоокеанской переходной зоны // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2008. № 1. С. 10-31.
2. Асавин А.М., Аникеева Л.И., Казакова В.Е., Андреев С.И., Сапожников Д.А., Рощина И.А., Когарко Л.Н. Распределение редких элементов и платиноидов в слоистых железомарганцевых корках // Геохимия. 2008. № 12. С. 1251-1279.
3. Батурин Г.Н., Юшина И.Г. Редкоземельные элементы в фосфатно-железомарганцевых корках подводных гор Тихого океана // Литология и полезные ископаемые. 2007. № 2. С. 115-132.
4. Батурин ГН. Руды океана. М.: Наука, 1993. 303 с.
5. Батурин ГН. Фосфатонакопление в океане. М.: Наука, 2004. 465 с.
6. Васильев Б.И., Говоров И.Н., Коновалов Ю.И. и др. Геологическое строение желоба Волкано // Тихоокеан. геология. 1988. № 6. С. 3-13.
7. Васильев Б.И., Волохин Ю.Г, Говоров И.Н., Тарарин И.А., Чудаев О.В., Школьник Э.Л. Фосфориты северо-западной провинции Тихого океана // Тихоокеан. геология. 1989. № 5. С. 3-9.
8. Волохин Ю.Г., Васильев Б.И., Говоров И.Н. Фосфориты подводного плато Огасавара (северо-западная часть Тихого океана) // Докл. АН СССР. 1988. Т. 302, № 4. С. 909-914.
9. Гайоты Западной Пацифики и их рудоносность. М.: Наука, 1995. 368 с.
10. Говоров И.Н., Школьник Э.Л., Мельников М.Е. и др. Комплексные месторождения фосфоритов и ко- бальт-марганцевых корок Западной Пацифики (условия залегания, вещественный состав, закономерности размещения) // Тихоокеан. геология. 1994. № 6. С. 17-38.
11. Говоров И.Н., Голубева Э.Д., Пущин И.К. и др. Петрологические провинции Тихого океана. М.: Наука, 1996. 443 с.
12. Дубинин А.В. Геохимия редкоземельных элементов в океане. М.: Наука, 2006. 360 с.
13. Мельников М.Е., Пономарева И.Н., Туголесов Д.Д., Рождественский В.Х. Результаты бурения кобальтоносных марганцевых корок на гайотах Магеллановых гор (Тихий океан) // Тихоокеан. геология. 2005. Т. 24, № 5. С. 36^9.
14. Михайлик П.Е., Деркачев А.Н., Чудаев О.В., Зарубина Н.В. Железомарганцевые корки подводных возвышенностей трога Кашеварова (Охотское море) // Тихоокеан. геология. 2009. Т 28, № 1. С. 32^3.
15. Химический анализ горных пород и минералов. М.: Недра, 1974. 248 с.
16. Школьник Э.Л., Мельников М.Е., Сенькова Т.В., Герасимова ГН. Особенности комплексной минерализации на подводных горах центральной части системы Маркус-Уэйк, Тихий океан // Тихоокеан. геология. 1993. Т.12, № 2. С. 28-37.
17. Bau M., Dulski P Comparative study of ittrium and rare earth elements behaviours in fluorine-rich hydrothermal fluids // Contrib. Mineral. Petrol. 1995. Vol. 119. P. 213-223.
18. Bau M., Koschinsky A., Dulski P, Hein J.R. Comparison of the partitioning behaviors of yttrium, rare earth elements, and titanium between hydrogenetic marine ferromanganese crusts and seawater // Geochim. Cosmochim. Acta. 1996. Vol. 60, N 10. P 1709-1725.
19. Bau M. Scavenging of dissolved yttrium and rare earths by precipitating iron oxyhydroxide: experimental evidence for Ce oxidation, Y-Ho fractionation, and lanthanide tetrad effect // Geochim. Cosmochim. Acta. 1999. Vol. 63, N 1. P. 67-77.
20. Bonatti E., Kraemer T., Rydell H. Classification and genesis of submarine iron-manganese deposits // Ferromanganese Deposits on the Ocean Floor. N.Y.: Columbia Univ., 1972. P 149-166.
21. Goldberg E.D., Koide M., Schmitt R.A., Smith R.H. Rare-Earth distributions in marine environments // J. Geophys. Res. 1963. Vol. 68, N 14. P 4209^217.
22. Hein J.R., Mizell K., Koschinsky A., Conrad T.A. Deep-ocean mineral deposits as a source of critical metals for high- and green-technology applications: Comparison with land-based resources // Ore Geology Reviews. 2013. Vol. 51. P. 1-14.
23. Kuhn T., Bau M., Blum N., Halbach P. Origin of negative Ce anomalies in mixed hydrothermal-hydrogenetic Fe-Mn crusts from the Central Indian Ridge // Earth Planet. Sci. Lett. 1998. Vol. 163. P. 207-220.