Background contents of some minor and trace elements in the rocks on Bulgarian territory

Pages: 
pp. 65-76
EUROTEST-CONTROL PLC, 1797 Sofia
National Council of Science Research – MES, 1000 Sofia
Abstract: 

Reference values for the mean background (normal) contents and the upper background thresholds in the main types of rocks and total for all rocks in Bulgaria are derived for chemical elements known as minor and trace components in the composition of the rocks – Be, Sr, Ba, Sc, Ti, V, Cr, Mo, W, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb and As. The concentration and the distribution of the elements studied in rocks on Bulgarian territory are characterized through generalization and mathematical-statistical processing of the available data from geochemical investigations carried out during the period 1960—2003. The massif of data assembled includes 19 443 quantitative and semi-quantitative element determinations on 2 589 samples representative for different by age and geological position rock complexes. The individual types of rocks are characterized by specific parameters of distribution of the elements contents – mean value, variance, upper background threshold, etc. Some of the elements show significant geochemical differentiation between rock types. The ultrabasic and basic rocks are distinguished with high contents of Ti, V, Cr, Ni, Co, Mn. Regarding Be and Pb, highest concentrations are found in the acid and moderate acid rocks. Most intensively differentiated by rock types are the contents of Ti, Cr, Ni, Hg. The mean contents derived for all rocks on Bulgarian territory are the following (in ppm): Be – 2, Sr – 280, Ba – 506, Sc – 9, Ti – 2956, V – 73, Cr – 25, Mo – 1, W – 0.7, Mn – 650, Co – 10, Ni – 17, Cu – 20, Zn – 45, Cd – 2.3(?), Hg – 0.03, Sn – 3, Pb – 21 and As – 2.2. The background contents obtained for the elements studied (CBG) show good coincidence with the respective recent averages for the upper continental crust (CUC) calculated by Wedepohl (1995). The coefficients of concentration (CBG/CUC) are: Cu 1.40 – V 1.38 – Sc 1.29 – Pb 1.24 – Mn 1.23 – Sn 1.20 – As 1.10 – Ti 0.95 – Ni 0.91 – Sr 0.89 – Zn 0.87 – Co 0.86 – Ba 0.76 – Mo 0.71 – Cr 0.71 – Be 0.65 – Hg 0.54 – W 0.50. The reference values obtained for the background contents of Be, Sr, Ba, Sc, Ti, V, Cr, Mo, W, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Hg, Sn, Pb and As (Cd excluded) could be accepted as sufficiently reliable standards for comparative geochemical, petrological, metallogenic and ecologic investigations and as regional Clarkes of these elements for the Bulgarian territory and the Balkan region.

Ю. Христова, Д. Христов, С. Куйкин. Фоновые содержания второстепенных и редких элементов в горных породах Болгарии. Вычислены справочные значения средних фоновых (нормальных) содержаний и верхние граничные значения фонового содержания второстепенных и редких элементов (Be, Sr, Ba, Sc, Ti, V, Cr, Mo, W, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb и As) в неизмененных магматических, метаморфических и осадочных породах. Данные об их концентрации и распределении выявлены путем обобщения и статистической обработки результатов, полученых при геохимических иссследованиях в Болгарии, проведенных в периоде 1960—2003 г. Массив данных состоит из 19 443 количественных или приближенно-количественых определений перечисленных элементов в 2 589 пробах – представительных для комплексов разного возраста и геологического положения. Определялись средние содержания элементов, их рассеивание, верхние граничные значения и т.д. Установлена специфичность перечисленных параметров в разных типах пород. Для некоторых элементов характерна значительная геохимическая дифференциация в зависимости от типа пород. Самую интенсивную дифференциацию показывают Ti, Cr, Ni и Hg. Ультраосновные и основные породы отличаются высокими содержаниями Ti, V, Cr, Ni, Co и Mn. Самые высокие концентрации Be и Pb установлены в кислых и умеренокислых породах. Получены средние содержания элементов (в ppm) для всех типов пород: Be – 2, Sr – 280, Ba – 506, Sc – 9, Ti – 2956, V – 73, Cr – 25, Mo – 1, W – 0.7, Mn – 650, Co – 10, Ni – 17, Cu – 20, Zn – 45, Cd – 2.3(?), Hg – 0.03, Sn – 3, Pb – 21 и As – 2.2. Вычисленные фоновые содержания перечисленных элементов (CBG) вполне сопоставимы с их средними содержаниями в верхней континентальной коре (CUC – Wedepohl, 1995). Вычислены следующие значения коеффициентов концентрации (CBG/CUC): Cu 1.40 – V 1.38 – Sc 1.29 – Pb 1.24 – Mn 1.23 – Sn 1.20 – As 1.10 – Ti 0.95 – Ni 0.91 – Sr 0.89 – Zn 0.87 – Co 0.86 – Ba 0.76 – Mo 0.71 – Cr 0.71 – Be 0.65 – Hg 0.54 – W 0.50. За исключением Cd, фоновые содержания всех исследованных элементов (Be, Sr, Ba, Sc, Ti,V, Cr, Mo, W, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Hg, Sn, Pb и As) в горных породах Болгарии являются не только вполне надежными геохимическими стандартами, подходящими для геохимических, петрологических, маталлогенических и экологических исследований, но и региональными кларками для территории Болгарии и Балканского региона.

Keywords: 

minor and trace elements in rocks, background contents, regional Clarkes

VOLUME 36 (1-2)/June 2007

Geological Institute, Bulgarian Academy of Sciences, 1113 Sofia, Bulgaria

Geological Institute, Bulgarian Academy of Sciences, 1113 Sofia

Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
|
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
|
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
|
Central Laboratory of Mineralogy and Crystallography, Bulgarian Academy of Science; 1113 Sofia
|
Institute of Isotope Geochemistry and Mineral Resources, ETH-Zurich, 8092 Zurich
|
Institute of Geology, Ural Division, Russian Academy of Sciences, 167982 Syktyvkar, Russia

Geological Institute, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. G. Bonchev bl. 24, 1113 Sofia, Bulgaria
|
Geological Institute, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. G. Bonchev bl. 24, 1113 Sofia, Bulgaria

Geological Institute of the Bulgarian Academy of Sciences, 1113 Sofia
|
University of Mining and Geology “St. Ivan Rilski”, Studentski Grad, 1700 Sofia

EUROTEST-CONTROL PLC, 1797 Sofia
|
National Council of Science Research – MES, 1000 Sofia
|