Изменение изотопного состава водорода

Пользуясь приведенной выше формулой, оценим изменение изотопного состава водорода и кислорода нормальной морской воды, син — генетичной с глинистой осадочной толщей. Такой процесс может происходить, например, при отжатии межслоевой воды глинистых минералов при формировании подземных вод седиментационных бассейнов. В работе показано, что преобладающими глинистыми минералами в мезокайнозойских и более древних породах являются гидрослюды. Менее распространены минералы группы смектитов и затем каолинит. Глинистые минералы группы гидрослюд и монтмориллонита сходны по своей кристаллической структуре и содержанию водорода щдроксидных групп, входящих в кристаллическую решетку полностью гидратированных минералов. Для минералов этих групп близки также значения коэффициентов фракционирования изотопов водорода и кислорода. Они наиболее легко вступают в кислородный обмен с водой. Все эти обстоятельства с большой степенью достоверности позволяют рассматривать изотопный обмен в системе смектиты-вода в качестве иллюстрации для масштабов изменения первичных значений SD и б180 воды. Допустим, что изотопный обмен при диагенезе глин происходит в условиях закрытой системы, т. е. в реакцию изотопного обмена с глинистыми минералами вступает лишь вода, захваченная породой на стадии седиментации. Примем следующие параметры процесса: влажность глины —

20 мас.%; содержание водорода в гидроксидных группах на единицу массы сухой породы — 0,4 мас.% . В этом случае имеем Wlr ~ 5 для атомов водорода и 0,3 для атомов кислорода. Далее положим, что глинистые минералы до попадания в бассейн седиментации первоначально сформировались в гипергенных условиях областей с умеренным климатом. Для этого случая изотопный состав атмосферных осадков можно принять равным 6D = -90 %о и б,80 = -12 %о, а изотопный состав глинистых минералов группы монтмориллонита, равновесных с морскими водами, будет 6D — —15 %о и 8|80 = +15 %о . Для оценочных расчетов принимаем, что изотопный состав поровых вод на начальной стадии седиментации идентичен составу нормальной морской воды, а изотопный обмен в системе происходит при 100 °С. Для таких условий в системе минерал-вода AD = -50 %о и Д,80 — +12 %о.