e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è...

9
Socl e l<l Italiana MineraloDia " Pe eTOlODla _ Milano. 1915, Vol . XXXI Il} :/):/).199-207 G IANNI CORTECCI e MAURO BARTELLONI (-) STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA CAROTA A GRAVI DEL PACIFICO MERIDIONALE (OCEANO ANTARTICO) RIASSUNTO. _ r:: stata eseguita l'analisi isotopica dell'ossigeno del solfato disciolto nel· l'acqua interstiziale di una carota lunga 1,30 m, costituita da materiale argilloso (red dayl e prelevata nel Pacifico Meridionale a 53"13,05' S e 178'09,4' W. Ohre all'analisi isotopica sono stati determinati i contenuti in sostanza organica (0,0-;-0.6%), in solfato 10,14 -;- 0,20% ). e in acqua interstiziale (55 )- 65%). Il profilo del contenuto in '"o del solfato mostra valori uguali o minori dello stesso con· tenuto isotopico del solfato disciolto nell'acqua marina sovrastante il sedimento (+9, 5 per mille rispetto a SMOW). L'impoverimento massimo in '''O riscontrato nel solfato interstÌ):iale è dello 0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato marino durante la sedimeOlazione. Il sedimento verrebbe arricchito in S"O.' - (e "SO,' - .). La mancanza di valori di contenuto in "0 maggiori di +9,5 per mille, prova l'assenza nel sedimento di un'attività batterica solfato riducente, la quale tende ad arricchire il solfato residuo nelle specie isotopicamente più pesanti ("SO; - e S'''O.'- ). Lo sviluppo di una Rora batterica solfato riducente nel sedimento in questione è molto probabilmente impedita dalla carenza di sost anza organica, dalla mancanza di condizioni anaerobiche dato l'alto contenuto in ossigeno dell'acqua di fondo a quella latitudine (circa 210 micromolijkg) e, probabilmente. anche dalla bassa lemperalura dell'acqua di imbibizione del sedimento « l' C). ABSTRACT. - This paper presents the oxygen isotopic profilI' of sulfate ions dissolved in Ihe pore water from a red day sediment core collected in Ihe Pacific Qçean at 53°13.05' S and 178·09.4' 'IVI. 1ne sulfate and organic matter and the porI' water content profiles were also catried out. The O''O(SO;- ) values are equal or !ower Ihan Ihal of the sulfate dissolved in Ihe overlying waler (+9.5 per mil relative to s.\tow), the ma){imum impoverishment in ''O being 0.5 per mi!. The smal1 concentration of the S"'O.'- ion observed in Ihe sedimenl has been ascribed to an i:sotopic fractionation in Ihe adsorption of sulfale. The lack of O'''O(SO.'- ) values higher Ihan +95 per mi! proves the absent:e of a bacterial anaerobic reduction of sulfate in Ihe sedimens. Thi$ is due !O a negligible content of organic matter in Ihe sedimem ( from 0.0 to 0.6 per cent), Ihe high molecolar oxygen concenlralÌon in the !xmom water (aboul 210 micromolesjkg) and, probably. Ihe 100 low temperalure of the botlom and porI' waters « 1 o CI. Inlroduzione La ricostruz.ione della sto ri a deposizionale e diagenetica di un deposito evapo- ritico può attualmente avvalersi della applicazione di tec niche di misura del conte· (*J Laboralorio di Geologia Nucleare, Università di Pisa.

Transcript of e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è...

Page 1: e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato

Socle l<l Italiana MineraloDia " P e eTOlODla _ Milano. 1915, Vol . XXXI Il} :/):/).199-207

G IANNI CORTECCI e MAURO BARTELLONI (-)

STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA CAROTA A GRAVITÀ DEL PACIFICO MERIDIONALE

(OCEANO ANTARTICO)

RIASSUNTO. _ r:: stata eseguita l'analisi isotopica dell'ossigeno del solfato disciolto nel· l'acqua interstiziale di una carota lunga 1,30 m, costituita da materiale argilloso (red dayl e prelevata nel Pacifico Meridionale a 53"13,05' S e 178'09,4' W.

Ohre all'analisi isotopica sono stati determinati i contenuti in sostanza organica (0,0-;-0.6%), in solfato 10,14 -;-0,20% ). e in acqua interstiziale (55 )- 65%).

Il profilo del contenuto in '"o del solfato mostra valori uguali o minori dello stesso con· tenuto isotopico del solfato disciolto nell'acqua marina sovrastante il sedimento (+9,5 per mille rispetto a SMOW). L'impoverimento massimo in '''O riscontrato nel solfato interstÌ):iale è dello 0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato marino durante la sedimeOlazione. Il sedimento verrebbe arricchito in S"O.'- (e "SO,'-.).

La mancanza di valori di contenuto in "0 maggiori di +9,5 per mille, prova l'assenza nel sedimento di un'attività batterica solfato riducente, la quale tende ad arricchire il solfato residuo nelle specie isotopicamente più pesanti ("SO;- e S'''O.'- ). Lo sviluppo di una Rora batterica solfato riducente nel sedimento in questione è molto probabilmente impedita dalla carenza di sostanza organica, dalla mancanza di condizioni anaerobiche dato l'alto contenuto in ossigeno dell'acqua di fondo a quella latitudine (circa 210 micromolijkg) e, probabilmente. anche dalla bassa lemperalura dell'acqua di imbibizione del sedimento « l' C).

ABSTRACT. - This paper presents the oxygen isotopic profilI' of sulfate ions dissolved in Ihe pore water from a red day sediment core collected in Ihe Pacific Qçean at 53°13.05' S and 178·09.4' 'IVI. 1ne sulfate and organic matter and the porI' water content profiles were also catried out.

The O''O(SO;- ) values are equal or !ower Ihan Ihal of the sulfate dissolved in Ihe overlying waler (+9.5 per mil relative to s.\tow), the ma){imum impoverishment in ''O being 0.5 per mi!. The smal1 concentration of the S"'O.'- ion observed in Ihe sedimenl has been ascribed to an i:sotopic fractionation in Ihe adsorption of sulfale.

The lack of O'''O(SO.'- ) values higher Ihan +95 per mi! proves the absent:e of a bacterial anaerobic reduction of sulfate in Ihe sedimens. Thi$ is due !O a negligible content of organic matter in Ihe sedimem (from 0.0 to 0.6 per cent), Ihe high molecolar oxygen concenlralÌon in the !xmom water (aboul 210 micromolesjkg) and, probably. Ihe 100 low temperalure of the botlom and porI' waters « 1 o CI.

Inlroduzione

La ricostruz.ione della storia deposizionale e diagenetica di un deposito evapo­ritico può attualmente avvalersi della applicazione di tec niche di misura del conte·

(*J Laboralorio di Geologia Nucleare, Università di Pisa.

Page 2: e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato

200 C. CORTECC1, ~l. B .~RTELlONl

nuto isotopico dell'ossigeno, solfo e carbonio, a seconda del materiale evaporitico in esame.

L'ambiente di precipitazione e i possibili processi diagenetici di formazioni anidritiche e gessose possono essere chiariti misurando i rapporti isotoplci 1~Ot60

e :HSr~S di campioni di evaporite v<lriameme prelevati nelle formazioni stesse. L"l composizione isotopica di una anidrite e di un gesso evaporitico è legata.

oltre al valore iniziale del contenuto in 1~0 degli ioni solfato disciolti nella soluzione evaporante, ad un certo numero di processi bio.chimico.nsici : scambi isotopici con acqua diagenetica e postdiagenetica, velocità di ~edimentazione. attività di Aore mi fato-riducenti, emità della riossidazione a solfato dei prodotti solfurei così ouenuti, IJrocessi di ricristalliu.azione postdeposizionali.

Uno, fra i processi citati, GlpaCe di inAuenzare tortemente la composizione isotopica di una evaporite, prevede l'intervemo di Anre batteriche solfato-riducemi. I batteri solfato-riducenti appartengono a due generi: il genere Desulfovibrio non sporigeno ed il genere D esulfotomacu lum sporigeno. Numerose sono le specie com­prese in questi due generi (DO~IMER(;UES c M "NGl::l"oT, 1970). T utti questi batteri sono anaerobi e neutrofili, sopportano alte concentrazioni saline, alte pressioni e

temperature, per alcune specie, fino a 140" C (\V"llll"USSER, 1966). Necessaria per la loro attività è la presenza di un substrato organico. di certi ioni essenziali per la

biosintesi e, ovviamente, di ioni solfato. La presenza di batteri solfato-riducenti è stata provata nei più svariati ecosistemi: acque e sedimenti di fiumi, laghi, paludi, lagune, mare, sorgenti, sedimenti marini recenti e non, etc ..

Da un punto d i vista isotopico, questi batteri riducono preferenzia lmente gli ioni solfato più leggeri, cioè gli ioni 3~SO~~ e SlnO~~ - , di modo che il solfato re­

siduo si arricchirà, con il procedere della riduzione, negli isotopi pesanti ~ ,IS e 180 (MrZ UT!.N"l e RMTI . .R, 1969; LLO\'Il, 1967 e 1968).

Mollo poco si conosce della distribuzione della composizione isotopica dell'ossi­geno del solfato disciolto nell'acqua interstiziale di sed imenti marini (CoRTECCI e LoI"C1N"ELlI, 1971; L LOYD, 1973). Arricchimenti in ISO de! solfalo intcrstiziale che vanno dal 7 al 15 per mdle rispetto al solfato disciolto nell'acqua marina sono stati osservati in sedimenti prelevati nel Tirreno e nel Mare dei Caraibi. Così arricchi­menti in 34S dal 3 al 7 per mille sono stati misurati per il solfato presente in carote

raccolte al largo della California (K"I'L"" et al., 1963). L 'arricchimento isotopico osservato è stato in ogni caso implltato all'attività

metabolica d i batteri solfato-riducenti.

D urante la LEG VII della spedizione oceanografica nel Pacifico Meridionale nel quadro del programma G EOSECS (Geochemical Ocean Scction Study) nel febbraio-marzo 1974 è stata prelevata a 53°l3,05' S e 178"09,4' W una carota a gravità della lunghezza di 1,.30 mt in sedimenti del tipo delle argille rosse. Essa è stata analiz­zata per il contenuto in l~O del solfato disciolto nell'acqua interstiziale e per il con­

tenuto in sostanza organica, allo scopo di verificare la presenza o meno di ulla attività batterica solfato-riducente in questo particolare tipo di sedimenti. Questo

Page 3: e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato

STUDIO CEOCHIM ICO ED ISOTOPICO DI t ' K"A CAROTA A GIlAV ITÀ [CC;, 2U1

anche nel quadro delle ricerche in atto presso questo L.1borawrio e tcnell'nti ;ll b verifica di una possibile applicazione di un modello di stato ~tazionari() cap;lc(' di spiegare, attraverso processi biologici redox solfato-solfu ro. la riscontrata omo).!cneid del contenuto in LSO del so\f:ltO occaniw.

Procedura sperimentale

L'analisi geochimica ha riguardato 46 sezioni di 2,5 cm ciascuna, l'analisi isolOpica h:l riguardato la determinazione dci contenuto in I~O del solfato di .iO sezioni. Va precisato che l'analisi iSOlopica ha ri!-:u;1T(bto il solfato solubile pre­sente nel sedimento, cioè la frazione estraibile con acqua.

L'estrazione del solfato e la determinazione del contenuto in sostanza or~anica sono state effettuate su due porzioni della stessa sezione: una essiccata in sll1fa a 900 C per ca. 62 ore, l'altra seccata all'aria.

L'estrazione del solfato è stata eseguita sospendendo il ~edimenw in acqua bidistillata. Dopo prolungata agitazione, la sospensione è stata flltrata su Millipore di 0,45 micron, il filt raLO passato su resina a sClmbio ioniw costiwita da ossido idrato di Zirconio acidificato con H NOa a pH 2 (CoRnccl e LoK"GIK"ELLI, 1(68). Dall'eluilo con aO H, dopo acidificazione con H CI ed msidazione della sostan7.;1 organica con KMnO~, il solfato è Sl:lto precipitato con BaCI:!. Il l3aSO~ cosl otte­nuto è sWto centrifugalo, lavato e seccato a 95~ C in Slufa e a 1200 C so1l0 vuoto. L'errore analitico nel recupero quantitativo dci solfato è ± 5 % .

L'analisi isowpica ha comportalO la riduzione dci BaSO~ a CO~ con wafite spcu roscopica a ca. 1000" C, in una opportuna linea a vuoto (LoNGINELLl e CoRnccl, 1970) e la misura dei rapporti '~Ol'O della CO:! così ottenuta utilizz:.lIldo uno spcttrometro di maS5.1 ve MICROMASS, modello 602 C. Il contenuto in III() (: espresso in unità li, in per mille, essendo:

li = l eS0j160),.."0l" .. ",./C80t"O).UI-11 x 103. Lo standard di riferimento è SMOW (Standard Mean Ocean Water), come è stato definito da CRAIG (1961). L'accuratezz.1 delle misure isotopiche è di ± 0,1 per mille.

La determinazione della sostanz.1 organica ha comportato l'ossidazione della stes­sa con una soluzione solforica di K2Cr~07 a titolo nOIa e la titolazione di ritorno del bicromato in eccesso con una soluzione di sale di Mohr rFe(NH4r-(S04)~ • 6H~Ol. L.1 melodologia ricalca, con qualche modifica, quella messa a punto da Lorrl (1956) per la determinazione della sostanz:.l organica nel terreno agrario, Una modifica riguarda l'utilizz.1Zione di H,PO~ all'857" come complessante del Fe(llI) nella titolazione di ritorno, l'altra l'effetto interfe rente dei cloruri presenti nel $t:dimento (mediamente l'l % come CI -). Tale effetto è stato minimizzato precipitando i clo­ruri con una soluzione solforica dì AgN0.1 prima dell'ossidazione della sostanza organ ica con il bicromato. L.1 resa di ossidazione, valutata utilizzando come com­posto riducente del saccarosio, (: risultata del 95 %, L'errore nella titolazione è del ± 0,04 <;k

Page 4: e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato

202 G. CORTE(;Cl, \1. 8ARTELLOl'I

1...1 determinazione' dci contenuto in acqua interstiziale dci sedimento è stata ese~uita soltanto su alcu ne sezLoni della carota. valut:mdo la perdita in peso dopo essiccamento in stufa a 900 C per 62 orco

Ri1luhuti ti ,!iscussione

I ri sultati geochimici ed iSOIOpici con i relativi profili sono riportati nelle

fi~~. 1. 2 e 3.

"

"

" .. "

, .. H'

,,,

.,

.... n'. un

• N W

• " 3

.... !.' v ••

" o

N •

' .onl'UI.'

,

o

.0 i n ~ , .. ~ ·

..

..

.. U,!

• , .. ~ w • •

-::t::::....;~"o 3 ,,,

, ~ ",

.. ~. li • • ,. ..

Fili'_ l. - Prufil" '''''lupicu ddl'u'''',l.:t"" dd solfato ( . ). COrrd31.'unc fra i valori tli c"mcnul" in ''O ,Id solfato c le conCCnlUZI"n; (O). P,ohl" lidi" concentrazioni dcgli ioni ",.Ifalo ndl'acqua imCHtizialc (il): ~ ,il.un .. t; le con<;cntr.lz;oni solfatic,,- medi" marina ""r una p.linilà <li 3~,7 %. (linea tranc)(Jeiau) c gli scarti di c .. ocem.a7.K>f1e dovuti ~Jrerrore an~l;tk .. ,Id ± 5 %.

PROFILO lSOTOPICO DELL"OSSIGENO DEL SOLFATO

I contenuti in L~O va riano da +9,7 a +9,0 per mille rispetto a SMOW ( Fi~ . 1).

Il solfato presente nella prima pane della ca rOla fino a -15 cm dalla sommità risulta

Page 5: e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato

sn'Dlo C;f.f)C II I~IIC( l F.1l [SOTO['ICO DI l"NA CAROTA ., GRAVITÀ ECC. 203

mediamente e leggermente più ricco in I~O ( + 9,4 ± 0,3 per mille) del solfato pre.~ente nella restante parte ( + 9,2 ± 0,2 per mille).

Misure di contenuto in I~O dci solfato disciolto in alcuni campioni d'acqua del Pacifico Meridionale (Stazione 290 a 58~ l,O' S e 174nO,O' W) hanno dato un valor

. medio di + 9.5 per mille, con un contenuto di + 9,5 del solfato nell'acqua di fondo. Que~to valore è uguale al valore medio del solfato marino (LoNGIr..·ELLI e CRAIG, 1967; CuRnecl et al., 1974). I

I v;"Jlori di composizione isotopica del solfato interstiziale della carota risultano, considerando l'errore di misura di ± 0,1 per mille, uguali o minori di + 9,5 per mille. Ciò esclude una qualche attività batterica solfato riducente, la quale avrebbe positivizzato i contenuti in IMO Jel solfato residuo rispetto al valore di + 9,5 del .~olfato adsorbito nel sedimento. L'impoverimento massimu, rispetto al solfato di­.~ciolto nell'acqu;"J sov rastante il sedi mento, è dello 0.5 per mille.

La negat ivizzazione isotopica del solfato interstiziale, nella assunzione che la composizione isotCJpica dell'ossigeno del solfato muino sia rimasta praticamente uguale a quella ,llt uale e ciò sembra vero almeno fino al T erziario compreso (SA KAI, 1972; St)LO~lO" el ;d .. 1971; CmuEcel e DOWG1ALLO, 1975), può essere dovula essen­zialmente a due processI: a) mescola mento del solfato interstiziale con un solfato diverso, i.mtopicameme più leggero; b) frnionamento isotopico del solfato adsorhito nel ~edimellt() rispeuo al solfato nell 'acqua marina sovrastante.

Rigu;Jrdo al processo a), un solfato arricchito in 160 potrebbe derivare dall'ossi­(!.lzione chimica o biochimica di composti solfurei (LLOYO, 1967; M IZUTANI e RAl-TER, 1969; SCHWARC7. e CORTECCt, 1974). Utilizz<1ndo i dati di LLOYO (1967) sull'ossidazione di Na~S a solfato ed assumendo per l'acqua interstiziale nel sedimento un Elsa = 0,0 (valore medio ocean ico), un frazionamento negativo dello 0,5 per mille potrebbe essere ottenuto con un contributo di solfato da ossida zio ne pari al lO 7r di tutto il solfato in­temi zia le, la CUI concentrazione media è risultata di ca . 2700 mg 1 (Fig. 1). Q ui ndi ben 270 mg SO~~ l dovrehbero derivare dall'ossidazione di solfuri. Ciò comportereb­be la presenza nel sedimento di un'elevata quantità di materiale solfifero, ma l'asse nza di una se pu r piccola attività baueriea capace di produrre acido solfidrico e quindi ~olfuri metallici, esclude per il sedimento studiato la presenZ<1 di una sufficiente lluantità di materi ale sol fu reo ossidabile.

Il processo b) può rendere conto dci frazionamento isotopico osservato. Recen­lemente NRIAGU (1974) ha verificato sperimentalmente che nell'adsorbimento del solfato da parte di materiale sedimentario si han no frazionamenti isotopici variabili con b concentrazione del solfato stesso nella soluzione di pa rtenz..1. Il frazionamento arricchisce il sedimento in 32S0~2 - (e probabilmente anche in SI60~ 2 - ), cioè nelle molecole più leggere. li frazionamento è lJlag,giore pe r basse concentrazioni di sol­fato (fino al 6 per mille per concentrazioni di 20-30 ppm). Per concentrazioni del­l'ordine di q uella marina (ca. 2700 ppm), i frazionamenti sono verosimilmente minori dell'unità.

Page 6: e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato

204 C;. CORTF.C.Cl, ~1. IIM~TEI.LO~l

Nessuna correlazione esiste fT;] i valori di 01S0(S04~ ) e i parametri geochimici qUi determinati (contenuto JIl solfato e in sostan;t;l organica). Un esempio di ciò è dato in Fig-_ l e riguarda la mancata corre\3zione OI ·\O(SO~~ - ) -I SO~2 I.

CONCENTRAZIONE I)EL SOLfATO INTERSTI ZIALE

I profi li di COnlCllULO perccmu:lle in solfato, relativi sia alla carota essiccata che bagnat:l, sono riportati in Fig. 2. unitamentc al contenuto in acqua interstizi3 le.

[so!:J 'lo (~102) [H,OJ " 30 35 40 45 SO " .. 15 16 17 " 19 20 50 55 60 65

" "

" "

" " .. .. " " .. ,

" <) ..

" • N " N

" %

" o z " , ~

" ,) . ) "

'" .. ,

n, '"

'" '" '" '"

F;~ . 2. ~ l'n";!' dcl (,,'uenu].., in ", M~t(), , o) l'erccnruali ncl >etl,,"enl.., ""icar.tu, di )><1"(CO­mah nd >t'\limcnl<' ooi!'nato, ~) prolil" <id mmcoul" in acqu~ inrer'tizial."

[ contenuti in solfato vari:lllo caoticamente dalla ~ommità alla base della carota.

con valori compresi fra 0,3 e 0,55 7r del sedimento secco e fra 0,14 e 0,20 7r del sedi ­mento ba~na!O. Il contenuto in ;Kqua interstiziale vari;1 dal 55 al 65 'j,. l profili

Page 7: e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato

STl·IJlO C;EOCHI~IICO EU IS OTOI'ICO ili l ·I\·A C.\1I01"\ \ (;II~\·IT.~ F.r.(;. 205

di concentra zione in solfato e di contenuLO In acqua interstiziale mostrano andamemi alquanto paralleli, indicando che il solfato analizz..1to era nel sedimento SOltu

forma anionica, in soluzione nell 'acqua interstiziale. Le concentrazioni del solfato nell'acqua interstiziale sono mostrate in Fi,g. 1.

L,1 salini tà dell'acqua di fondo nell';lre;l pacinca interessata dalla camt;l è u,guale a 34,7Y" (EU:\IOI\·U e LOl\GIKElLl, 1974). Per questa sa!inità, estrapolando i va lori riportati da H AIIVE\" (1955), si ottiene una [50/ ] = 2.736 mg l. 1 valori di [SO .. ~ ] nell'acqua interstiziale sono uguali, entro l'errore speriment;Jle, a quello marin(J dell'acqua sovrastante, con l'eccezione di alcUni campioni . Per questi ultimi è diffi­

cile dare una spiegazione: le hassc concent razioni da ca . 2500 ppm pos.mno essere collegate ad eventi paleoclimatici postglaciali, mentre l'alto valore di concentrazione di 3300 ppm può essere dovuto ad una crisi di salinità legata al culmine di un<l glaciazione.

SOSTANZA ORGANICA (y.)

0.2.< .. . 1 1.0 1.2 00.1,2.3 .'.~

Fig. 3. - Prutilo .Id ,..,lI(ClI..,", Hl ",,,\~n~.l , ... "an;ca: ~) nel ""lim<eJ\lo .. "Ccal,,: h) 1><:1 sedi · m .. nlo baKnal".

CONTENllTI I N SOSTANZA ORGA NICA

I l' ronl i di contenuto in sostanz.a orgamca sono riportati 1Il Fig. 3. l valori d i concentrnione sono molto b:1..5si, v:lfianti da 0.0 a 05 ';i t: da 0,2 :J 1.2 ~~ del sedimento ha~nato e no, rispettivamente.

Page 8: e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato

206 r.. CORTF.CCI. ~,. IIARTF.L1.0Nl

l bassi contenuti in sosta nza organica sono probabilmente I~gati alla presenza di uno strato di acqua di fondo ricco in ossigeno (mecliameme 210 micromoli / kg) e di notevole spessore (ca . 2.000 metri) (EU.\IONU e LoNG1N E1.LI , 1974), dove la so­stan za organica verrebbe ossidata, impedendone la precipit<lzione e deposizione nei sedimenti. L'alta concentrazione di CO~ e l'alto valore ddl'<llcalinità totale misurata nell 'acqua di fondo semhra comprovare quanto sopra detto.

Conclusioni

I contenuti in I~O del solfato interstiziale delb carota in questione provano l'assenza di un'attività b.1tterica so1fat(J-riduc~nte. l valori isDtopici sono uguali o minori del contenuto in l~O del solfato disciolto nell'acqua marina sovrast.1nte.

L'impoverimento in l~O del SOlf.11n imerstizi"le è molto piccolo (da zero a 0,5 per mille) ed è prob.1bilmente legato .1 un frazionamento che si verifica nel­l'adsorbimento dei solfato durante b seclimentnione.

A seconda dell.1 cinetica di adsorhimento si potr.1ll llo avere frazionamenti va­riabili, ma sempre piccoli data l'elevata concentrazione del solfato nell'acqua marina.

L'assenza di un'attività batterica solfato-riducente è certamente dovuta al bassis­simo contenuto in sostanza organica del sedimento, all'alto contenuto in ossigeno dell'acqua di fondo e, probabilmente, alla sua bassa temperatura « l " C) (BREED Cl alo, 19')7).

Lworo e~eg\liw con il COntrailO CNR·Università di Pisa n. 72 .1142.66.

BIBL I OGRAFIA

BREED R.S., MURRO\Y E.G.D. e SMITH N.R. ( 19'7), Bergey's manual of determinative bacte,io(ogy, Williams and Wi!kins Company, Baltimore (U.$.A. ).

CoRTECCI G. e LoNGlNELLI A. (1968), O;rygen.isotope measurements o/ sui/aie ions separatl'd /rom dilu/ed wlu/ion. Earth Planet. Sci. Leners, 4, 325·327.

CoRTECCI G. e LoNGINE LLI A. ( 1971 l, O;rygen.isotope variations in a ba,itr slab /rom the sea bOllllm off SOlltbull California, Chem. Geo!., 9,113·117.

CoHF.CCI G ., MOLCARD R. e NOTO P. (1974), Isotopic analysis 01 the Jeep Slructurl' in tbe T)'rrbenian Sea, Nature. 250. 1.14·136.

CORTECCl G. e DoWGIALLQ J. ( 1975 !, Oxygen a/ld sul/ur isotope composition ollbe sullate ions Irom minual ond tbermo/ groundwtiters 01 Potand, J. of Hydrology, 24, 271·282.

C~~IG H. (1961). 5tandard /0' reporling concentrotions 01 deull'rium and oxygen·/8 in natural rl.:alus . Sdence, 133, 1833·1834.

DoMMERGUES Y. e MANGENOT F . (1970), Ecologie microhienne du sol, Masson et C.ie Editeurs, Paris. pp. 2$0·256.

EOMONO ).M. e Lm<lG1NELLI A. (1974 ), GE05ECS.Pacific Expl'ditlOfI (Leg n Preliminary daln r'-port

HAR\' F.Y H.W. (1955). Thl' chl'mislry ond lertilil')! al sea wotrrs, Cambridge Universi!y Press , p. 4.

Page 9: e STUDIO GEOCHIMICO ED ISOTOPICO DI UNA …rruff.info/rdsmi/V31/RDSMI31_199.pdf0,5 per miUe. Ciò è stato spiegato sulla base di un frazionamento isotopico nell'adsorbimento del solfato

sn': DIO GE()CH I~IICO ED ISOTOI'ICO DI U:\'A CAROTA A GR.W1TÀ ECC. 207

KAPLA N LR., EME\l:Y K.O. e RITTENBERG S.c. \19631, The distribution {md is%pic abulldallcr 01 su!phur in recent marine sedimentI oD 50uthern Calijornia, Geochim. Cosmochim. Acta. 27, 297-331.

LIOY II R.M. (1967), Oxygt'n-J8 cumposi/iun ul /Juanic sullate, SdenCC", 156, 1228·1231.

LI.OYO R.M. (19681, Oxygt'n isotope behauior in the su!jate·waUr sysUm, J. Geophys. Reso, n. 6099·6110.

LJ.OYD R.M. (19731, Inumi/ia! wa/t'r sludit's, Lt'g U·SO" in sulja/t' ion, Initial Reporu of the Deep Sea Drilling Projett, Washington (U.S. Government Print ing Q fficel, 20, 137-138.

LoNGINEL LI A. e CRAIG H. (1967), Oxygen.18 varia/ions in su/ja/e ions in sea waUr and iII salill/' lakes, Science. 156, 56-59. '

LoNGINEI.I.1 A. e CoRTECCI G. (1970), Composiàone isotopica Jell'ossigt'no nt'Ì sollati - Tt'cnieht' di misura, Rend. Soc. Miner. Petrol. haI., 26, 733-743.

loTTI G. (19561, LA dt'urminatione della sostanza organica nel terreno agrario, Annali della Facoltà di Agraria, XVII, 113-128.

MlZUTANI Y. e RAFTER T.A. (l969), Oxygen ir%pic compositioll 01 sulphau - ParI IV, BIle/t'ria! Iractiona/ion 01 oxygel1 isolopes in the reductioll 01 sulphale and in tht' oxida/io/l 01 wlphllr . Ne\\' Zeland 1. Sci., 12.60·68.

N~[ACU ).0. (1974), Fraetiolliltion 01 sul/ur is%pes by redimen/ adsorption 01 sul/ate. Earth Pinne!. Sci . Lellers, 22, 366·370.

SA"A! H (1972), Oxygen isolOpic ra/ios o/ some t'vapori/es /rom Prrcambrian /0 Rt'Ct'nl agn. Eanh PIane!. Sci. Lellers. 15, 201-205 ,

SCHWARCZ H.P. e CORTECCl G. (19741, lw/opic ana/yses o/ spring and stream Wlller sulla/n Irom /ht' lt<lfian Alps <lnd Apennint'f, Chem. Geol., 13, 285·294.

SOLOMON M., RAFTER T.A. e DUNHAM K.C. (1971), 5ulpbur and oxygen Ì$%pt' stlldit's;" tbe northern Pennines in rela/ion lO ore genesÌJ, Appl. Earth Sci., 80, 259·275.

WALJ.HAUSSE~ K.H. e PUCHELT H, (1966), 5ul/au.reducing bacterio in su!lur sp,ings <lnd underground w(.//t'rr 01 Ge,many and Austria, Contr. Miner. PetroI., 13, 12-30 .