Барит

Природа и распространение. Bapит BaSO4 широко распространен в морских осадках, особенно в ассоциации с биогенными остатками. Впервые в глубоководных осадках его описали Меррей и Ренар. Впоследствии он был обнаружен в виде конкреций, фекальных пеллет, эвгедральных кристаллов, микрокристаллических агрегатов и комплексов, в которых размер отдельных зерен составляет несколько микрон (рис. 14). Составляя в среднем около одного весового процента от пелагических осадков в целом, концентрация барита в бескарбонатном веществе некоторых пелагических осадков Тихого океана достигает 10% (рис. 15).

Распределение и ассоциации. Распределение барита в морских осадках обсуждалось рядом авторов. Шесселье сообщил о находке барита в водной океанической взвеси, который, вероятно, является аутигенным. При осаждении его на дно общее содержание барита в морских осадках может заметно увеличиться. Локализованные скопления в поверхностных осадках баритовых конкреций, содержащих свыше 75% BaSO4, были описаны около Шри Ланки Джонсом. Свердруп и др. сообщили о похожих конкрециях вблизи Индонезии и Южной Калифорнии, причем их вес варьировал от нескольких граммов до почти килограмма. В пелагиали Турекьяи и Имбри обнаружили повышенные по сравнению со средними концентрации барин в поверхностном слое осадков Срединно-Атлантического хребта. Аррениус и Бонатти установили, что самые высокие концентрации бария в осадках Тихого океана приурочены к его юго-восточной части, в районе Восточно-Тихоокеанского поднятия (рис. 15). Однако Чёрч обнаружил, что распределение барита в юго-восточной части Тихого океана скорее незакономерное. При этом самые высокие концентрации отмечаются в экваториальной и юго-восточной части океана, а не на гребне собственно Восточно-Тихоокеанского поднятия. Кронен, Дин и Шрайбер обобщили данные о распространенности барита в погребенных пелагических осадках, полученные в результате изучения кернов глубоководного бурения. Дни и Шрайбер пришли к выводу, что:

а) барит более распространен в кернах из тропической зоны восточной части Тихого океана, чем где-либо в другом изученном районе; следовательно, в современных и погребенных осадках его географическое распределение сходно;

б) содержание барита в древних осадках Атлантического и Индийского океанов более высокое, чем в Тихом, хотя он встречается в отложениях всех возрастов во всех океанах;

в) в каждой данной скважине количество барита увеличивается с возрастом;

г) хотя барит наиболее часто ассоциируется с известковыми осадками, его можно найти в широком диапазоне типов осадков.

Происхождение. Вопрос о происхождении барита в морских осадках все еще остается дискуссионным. Некоторые исследователи, например Эмери, предположили, что барит может иметь гидротермальное происхождение, в то время как другие — например, Черч — считают, что в его образовании более важную роль играют биогенные факторы. В то же время Аррениус и Бонатти высказали, например, предположение, что присутствие барита в морских осадках обусловлено гидротермальной и биогенной деятельностью.

О гидротермальном источнике бария в баритовых конкрециях, обнаруженных мористее Южной Калифорнии, писали Ревелл и Эмери, полагавшие, что иловые воды, обогащенные сульфат-ионом, реагировали с поднимавшимися магматическими растворами, содержащими барий. Однако более поздние работы показали, что хотя эти конкреции и могут быть гидротермальными по происхождению, но они должны были образоваться в замкнутых лагунах и в любом случае находятся не in situ, а перенесены с соседней суши.

Значение биогенной деятельности для образования морского барита было подчеркнуто Черчем. Существует множество данных относительно обогащения барием мягких тканей морских организмов. Например, Боуэн отмечал, что концентрации бария в некоторых обитателях моря во много раз больше, чем в морской воде. О сходных данных сообщили Аррениус, Голдберг, Томпсон и Боуэн. Чёрч считает, что барий, извлекаемый организмами из морской воды, высвобождается на глубине при растворении их остатков. Это приводит к обогащению барием придонных вод и иловых вод подстилающих осадков, что в свою очередь может привести к насыщению барием и осаждению барита. Однако, согласно Голдбергу и Аррениусу, гранулы барита могут формироваться в протопластах некоторых морских организмов и попадать на дно после посмертного их растворения. Процессы, подобные указанным, могли бы объяснить высокие концентрации барита, обнаруженные в осадках, подстилающих экваториальную зону высокой продуктивности.

Аррениус и Бонатти предположили сочетание вулканической и биогенной деятельности для объяснения обогащения баритом осадков Восточно-Тихоокеанского поднятия и экваториальной части Тихого океана. Полагают, что барин, попадающий в морскую воду из вулканических источников гребневой зоны Восточно-Тихоокеанского поднятия, реагирует с растворенными сульфатами, образуя барит вскоре после разгрузки. Однако полагают также, что воды, содержащие остаточный барий, перемещаются на север и северо-запад от Восточно-Тихоокеанского поднятия. При этом содержащийся в них барий извлекается организмами в экваториальной зоне высокой продуктивности и накапливается в виде барита в обогащенных органикой осадках, типичных для этой области. Такое двойственное происхождение морского барита имеет несомненное преимущество над моногенными теориями образования минерала. поскольку может объяснить большинство наблюдаемых ассоциаций барита. Значительная часть барита в морских осадках, вероятно, невулканического происхождения. Барит осаждается из обычной морской воды или из иловых вод, причем, по-видимому, на его образование частично влияют биогенные факторы. Однако там, где возможен гидротермальный источник бария, например на срединно-океанических хребтах и в других вулканических областях, локальное обогащение барием морской воды может привести к непосредственному осаждению барита или к дополнительной поставке бария организмам, что приводит к накоплению барита после их смерти.

Возросший объем информации позволил сделать вывод, что образование барита необязательно ограничено водной толщей или поверхностью осадка, по может происходить и в самих осадках после их захоронения. Это могло бы объяснить увеличение концентрации барита с глубиной, характерное, как уже отмечалось, для многих колонок осадков.