научный журнал по геологии Геохимия ISSN: 0016-7525

ГИБШЕР Н.А., ТОМИЛЕНКО А.А. — 2003 г.

Изучены флюидные включения в кварце согласных и секущих кварцевых жил Аллах-Юньского золоторудного узла (Якутия), которые сгруппированы в четыре кварцево-жильные зоны. Они находятся на разном удалении от Тарбаганнахского гранитоидного массива: I - Хотунская зона - в 20-25 км, II - Буларская - в 10-15 км, III - Хочулуканская - в 5-7 км и IV - Мугунская - в экзоконтакте массива. От зоны I к зоне IV по мере приближения к Тарбаганнахскому массиву суммарное содержание газов в кварцах уменьшается от 0.08 до 0.02 вес. %, а доля СО 2 в составе флюида возрастает в среднем от 10 до 40 мол. %. В кварцевых жилах согласного типа I и II зон температуры гомогенизации и соленость водных и водно-углекислотных включений составляют: Т гом = 230-290°C, соленость - 15-20 мас. % NaCl экв., для жил секущего типа: Т гом = 350-400°C, соленость - 3-8 мас. % NaCl экв. В III и IV зонах как для согласных, так и для секущих кварцевых жил температуры гомогенизации и соленость аналогичных включений близки (Т гом. = 120-360°C; соленость 2-9 мас. % NaCl экв.). По мере приближения к интрузии также увеличивается степень кристалличности углеродистого вещества и грануляции кварца. Полученные данные по флюидным включениям и КР-анализу углеродистого вещества свидетельствуют о том, что большая часть кварцевых жил Аллах-Юньского рудного узла образовалась в процессе регионального зеленосланцевого метаморфизма. В дальнейшем кварцевые жилы испытали наложенный термальный метаморфизм, обусловленный внедрением Тарбаганнахской гранитоидной интрузии.

ВАДА Х., ГУЛИЙ В.Н. — 2003 г.

Представлены результаты изучения изотопного состава углерода и кислорода двумя методами в валовых пробах карбонатов и отдельных их зернах из пород различных морфогенетических типов докембрия Алданского щита. Выявлено общее сходство изотопных значений, полученных разными методами в однотипных карбонатах. Величины δ 13С и δ 18O в мраморах, кальцифирах и апатит-карбонатных породах отражают их первичные значения и подобны таковым в осадочных докембрийских карбонатных породах других регионов. Среди изученных пород щита выделяются высокими значениями δ 13С (до 5.45‰, PDB) апатит-карбонатные породы, протолит которых формировался хемогенным путем в мелководных эвапоритовых бассейнах в существенно окислительных условиях при ограниченном поступлении терригенного материала. Последующие преобразования первичных пород метеорными водами и метасоматическими флюидами диагностируются по низким величинам δ 18O и отрицательным значениям δ 13С.

АГАХАНОВ А.А., ГАМЯНИН Г.Н., ДИКАЯ Т.В., ЖДАНОВ Ю.Я., НОВГОРОДОВА М.И. — 2003 г.

В рудах золото-кварцевых и золото-кварц-сульфидных месторождений Нежданинское, Келлям (Якутия), Демократ (Аляска), Кокпатас (Узбекистан) обнаружены и изучены микросферулы алюмосиликатных стекол с широким разбросом в содержаниях петрогенных компонентов и включениями стекла в стекле, подчеркивающими дискретность их состава. Их образование связывается с микровзрывными кавитационными явлениями в потоке вскипающих гетерогенизирующихся гидротермальных растворов.

СЕМЕНОВ Е.И. — 2003 г.

Как известно в синэргетике, разнообразие является главным критерием выживаемости и способности к эволюционному развитию любой сложной системы - живой или неживой.

БОГДАНОВ Ю.А., ГУРВИЧ Е.Г., ЛЕИН А.Ю., САГАЛЕВИЧ А.М., СТЕПАНОВА Т.В., ТОРОХОВ М.П., УЛЬЯНОВ А.А., УЛЬЯНОВА Н.В., ЧЕРКАШЕВ Г.А. — 2003 г.

Дается сравнительный анализ минералого-геохимических особенностей медно-цинковых сульфидных руд полей Логачев-2 и Рейнбоу Срединно-Атлантического хребта (САХ), приуроченных к протрузии серпентинитов. Установлено, что Zn(Fe)- и CuFe(Zn)-сульфиды отлагались в трубах черных курильщиков практически одновременно из пульсирующих разнотемпературных неравновесных растворов, обедненных H 2S. Изотопный состав свинца подтверждает, что источником свинца являются глубинные участки океанской коры. В рудах поля Рейнбоу содержится в 20 раз больше Со, чем в рудах, приуроченных к базальтам, и наблюдается высокое отношение Со/Ni = 46. Руды поля Рейнбоу обогащены тяжелым изотопом 34S (δ 34S средн. = 10‰) за счет постоянного подтока холодной морской воды в близповерхностную зону гидротермальной системы. Руды поля Логачев-2 обогащены золотом в 8 раз по сравнению с другими районами САХ. По обогащенности полезными компонентами (Zn, Cd, Co и Au) сульфидные руды полей Рейнбоу и Логачев-2 не имеют аналогов среди рудопроявлений САХ.

БАРСУКОВ ВИКТ. Л., БОРИСОВ М.В. — 2003 г.

На компьютерных моделях рассмотрены некоторые принципиальные вопросы взаимодействия природных вод разного типа с естественными и техногенными кристаллическими фазами урана U(к), UO2(к), U4O9(к), U3O8(к), UO2(OH)2(к) и UO3(к) в условиях термодинамически закрытой системы - растворимость этих U-фаз, формы нахождения урана в водах, равновесных с каждой из твердых U-фаз, преобразования твердых U-фаз в контакте с водами и изменения самих вод в контакте с урановыми фазами. Показано влияние на эти процессы внешних факторов, способных искажать физико-химические условия в контакте урана с водами, - различий в R/W, резких изменений рН и Eh за счет сорастворения вместе с ураном иных техногенных продуктов, а также разогрева зоны реакции

АРИСКИН А.А., КИСЛОВ Е.В., КОННИКОВ Э.Г. — 2003 г.

На основе ЭВМ-программы КОМАГМАТ-3.52 (2000) выполнены расчеты, моделирующие фазовые равновесия и химические характеристики исходной магмы Довыренского расслоенного дунит-троктолит-габбрового плутона. Для вычислений использованы составы эндоконтактовых пород, плагиоперидотитов приподошвенной зоны и средневзвешенный состав интрузива. Моделирование проводилось при термодинамических параметрах, приближенных к реальным условиям затвердевания (Р = 0.5 кбар, буфер WM) с шагом кристаллизации 1 мол.%. Результаты расчетов указывают на анхиэвтектическую (Ol + Рl+ Срх ± Орх) природу довыренской магмы, температура которой в момент внедрения составляла 1180-1190°С, а количество интрателлурических кристаллов не менее 40%. Состав жидкой части этой суспензии отвечал пересыщенному SiO 2 (54-55 маc. %) и относительно обогащенному MgO (~8 маc. %) расплаву, который в силу высокой вязкости (~10 4-10 5 П) и закристаллизованности системы не мог фракционировать по конвекционно-кумуляционному механизму. Это подтверждается незначительными вариациями состава породообразующих минералов в разрезе расслоенной серии и присутствием неперемещенных ксенолитов апокарбонатных магнезиальных скарнов. В качестве главного механизма формирования расслоенности предполагается уплотнение первичного кристаллического осадка, адкумулятивный рост и инфильтрация остаточной жидкости к кровле с ее частичным захоронением у подошвы магматического резервуара.

КРАЙНОВ С.Р., ПАВЛОВ Ю.С., РЫЖЕНКО Б.Н. — 2003 г.

На основании синтеза эмпирических природных материалов с термодинамическим компьютерным моделированием геохимических процессов в системах “порода-вода” при различных граничных ус ловиях (Т : Ж отношения, Р СО2, температура) определены причины формирования инверсионной геохимической зональности в глубоких горизонтах нефтегазоносных структур. Исходным субстратом для формирования инверсионных вод являются маломинерализованные (менее 10 г/л) связанные и дегидратационные воды Cl-Na и HCO 3-Na состава, отжимаемые из пород глубоких горизонтов в условиях высоких геостатических давлений и температур. Установлено, что важнейшее значение в формировании геохимического облика инверсионных вод имеет изменение Eh-pH состояний исходных вод под влиянием органических веществ пород и увеличения температур в условиях низких Т : Ж отношений и Р CO2, не превышающих 10 -2 бар. При температурах до 50°С формирование геохимических особенностей инверсионных вод (высокая карбонатность, снижение концентраций кальция и сульфатов) является результатом их направленной окислительно-восстановительной метаморфизации под влиянием органических веществ пород. Генетической основой такой метаморфизации является снижение Eh и соответствующее увеличение pH до значений более 8.5, приводящее к выведению кальция из исходных вод и инициирующее в них процессы сульфатредукции. Важнейшим фактором формирования геохимического облика инверсионных вод является температура: оптимальный диапазон 75-100°С. В этом диапазоне температур происходит трансформация сульфатных форм серы в ее сульфидные формы, которые переводят гидрогеохимические системы инверсионных вод в область низких Eh и высоких pH, где сохранение высоких концентраций Са 2+ невозможно. При более высоких температурах происходит образование углеводородов и метаморфизация HCO 3-Cl-Na и Cl-HCO 3-Na вод в бессульфатные и бескарбонатные Cl-Na воды. Увеличение температуры выше 100°С имеет своим следствием не только снижение Eh, но и снижение pH, геохимический эффект которого проявляется в росте концентраций кальция в водной фазе и соответствующих трансформациях Cl-Na вод в Cl-Na-Ca рассолы с преобладанием СН 4 и Н 2 в газовом составе. Следовательно, при формировании геохимической зональности подземных вод в глубоких гидрогеологических структурах объективно реализуются два основных направления прямой метаморфизации: кальциевое (при исходных соотношениях в воде 2m Ca2+ > m HCO3 - + 2m CO3 2-) и содовое-карбонатное (при исходных соотношениях в воде m HCO3 - + 2m HCO3 2- > 2m Ca2+) .

ПОЛЯКОВ Д.М. — 2003 г.

ВИГАСИНА М.Ф., ОРЛОВ Р.Ю. — 2003 г.

ЛАНДА Э.А., ЛУКЬЯНОВА Л.И. — 2003 г.

Приводятся первые данные о геохимических особенностях туффизитов - образований, представляющих собой особую фацию калиевых щелочных пород и предположительно связанных с алмазоносностью региона. Поскольку туффизиты нацело аргиллизированы, их первичная магматогенная природа устанавливается на основе петролого-минералогических данных. Выявленные геохимические особенности туффизитов конвергентны. По многим параметрам эти породы отвечают составу верхней коры континентов. В то же время они имеют ряд отличий (содержания Y, Zr, весьма высокие в ряде случаев содержания РЗЭ) и сходны с некоторыми породами из группы мадупитовых лампроитов, в частности низкохромистыми орендитами Италии, а также лампроитами Южного Урала. Это сходство проявляется в особенностях распределения как петрогенных элементов, так и РЗЭ, тугоплавких литофилов. Делается вывод о том, что ряд геохимических черт туффизитов являются остаточными и обусловлены магматогенной первичной природой этих пород.

БОНДАРЕНКО Г.В., СИМАКИН А.Г., ЧЕВЫЧЕЛОВ В.Ю. — 2003 г.

При P = 1 кбар и T = 1000°С экспериментально изучена совместная растворимость Cl и H 2O в модельном гранодиоритовом расплаве при его взаимодействии с водно-солевым флюидом, в широком диапазоне валовой концентрации флюида от 0 до ~98 мас. % хлоридов. По данным изучения ИК спектров закаленных стекол была охарактеризована структура гранодиоритовых расплавов. В этих же стеклах методами FTIR-спектроскопии в ближней области определены общее содержание и содержания отдельных форм воды (Н 2О мол., ОН -). Проанализировано влияние вариаций содержания катионов щелочных и щелочноземельных металлов, хлора и воды на структуру среднего порядка гранодиоритового стекла.

АШАДЗЕ А.М., БОГДАНОВА О.Ю., ГОРШКОВ А.И., ЛЕИН А.Ю., УЛЬЯНОВА Н.В. — 2003 г.

Исследованы фрагменты карбонатных построек и вмещающие их отложения в районе развития грязевых вулканов на дне залива Кадис, расположенного в юго-восточной части Азоро-Гибралтарской зоны, южнее разлома Кадис-Аликонте (35°30' с.ш. и 7° 10' з.д.). Использованы ранее разработанные изотопно-геохимические модели аутигенного карбонатообразования. Показано, что углерод аутигенных карбонатов более чем на 70% образован при участии углерода метана за счет бактериальных процессов трансформации метана. Сравнительно тяжелый изотопный состав карбонатного (δ 13С = -23.1 ‰) и органического (δ 13С = -25.8...-26.3 ‰) углерода карбонатных образований, позволяет предполагать полигенность исходного метана (термогенный + седиментационный + абиогенный ), участвующего в процессах аутигенного карбонатообразования и синтеза С орг на дне залива Кадис. Аналогичные расчеты, проведенные для проб с значениями 5 13С карбонатного углерода, равными -11.0%е, показали что доля аутигенных карбонатов составляет в них более 30%, при предположении, что в их образовании участвовал изотопно-тяжелый СН 4 (5 13С = -32.0%е), и лишь 16%, если окислялся преимущественно легкий биогенный метан (5 13С = -63.0%е). Последнее предположение не реально, поскольку не согласуется с петрографическим описанием текстур аутигенных карбонатных образований, где на долю раковинного карбоната приходится не более 30% (рис. 6г). Таким образом, использование уравнений ма-терьяльно-изотопного баланса подтвердило предположение о значительном участии именно изотопно-тяжелого метана в формировании аутигенных карбонатных образований в заливе Кадис. Ранее было установлено, что при бактериальном окислении СН 4 только часть его объема переходит в С0 2, с последующим участием этой углекислоты в формировании аутигенных карбонатов. Другая часть СН 4 трансформируется в микробную биомассу и органические экзометаболиты [1,17]. Уравнение матерьяльно-изотопного баланса позволяет определить значение 5 13С-С орг микробного происхождения (х): Ci5 13C - d = Ci - С 2(х) + С 25 13С - С 2, (2) где Q - среднее содержание С орг в карбонатных образованиях = 0.55% (табл. 1), 5 13С-С Х - среднее значение 5 13С-С орг в карбонатных образованиях = -25.7%е (табл. 1), С 2 - среднее содержание С орг в гемипелагичес-ких осадках = 0.40% (табл. 3), ГЕОХИМИЯ № 2 2003 208 ЛЕИН и др. зованиях соответственно на 10-20%е и на 10-50%е сдвинуты в сторону положительных значений 5 13С по фавнению с аутигенными образованиями других метановых сипов. Этот факт вместе с геологическими данными позволяет предполагать присутствие в составе флюидов метановых сипов в заливе Кадис абиогенного гидротермального изотопно-тяжелого метана, наряду с термогенным (и диагенетическим ?) метаном. Ранее было показано, что при образовании 1 м 3 карбонатной постройки метанокисляющие бактерии используют более 1/2 т метана [4, 24]. Таким образом, депонирование метана в виде твердых карбонатных построек и заключенного в них С орг на дне залива Кадис можно рассматривать как крупномасштабное явление, защищающее, хотя бы частично, водную толщу и атмосферу от проникновения в них миграционного метана в составе флюидов активных метановых сипов.

БЕЛЯЦКИЙ Б.В., МИГДИСОВА Н.А., ПЕЙВЕ А.А., СУЩЕВСКАЯ Н.М. — 2003 г.

Петролого-геохимическое исследование рифтового магматизма двух сегментов Африкано-Антарктического хребта вблизи тройного сочленения Буве показало, что расплавы сегмента Буве и хр. Шписс сходны и связаны с обогащенным мантийным источником по составу близким к источнику современных лав Антарктического полуострова. Давление кристаллизации магм под хр. Шписс и в сегменте Буве, рассчитанное с использованием различных геобарометров, а также численное решение задачи фракционной кристаллизации первичного расплава, близкого к ТОР-1, оценивается в 2-4 кбар при температуре 1100-1300°С. Такие условия могут быть реализованы в промежуточных камерах на глубине около 12 км под сегментом Буве и хр. Шписс, что типично для медленно-спрединговых хребтов. Изотопные отношения свинца 206Pb/204Pb для стекол базальтов района Буве и хребта Шписс колеблются от 18.74 до 19.20, при соответствующих значениях отношений 207Pb/204Pb и 208Pb/204Pb в диапазоне 15.61-15.67 и 38.71-39.23. Интервал значений отношения изотопов 87Sr/86Sr для изученных базальтов района Буве и хребта Шписс составляет 0.703298-0.705453, тогда как для 143Nd/144Nd соответственно 0.512603-0.513035. По этим данным расплавы западной части Африкано-Антарктического хребта образуют тренд от деплетированных до обогащенных составов магм, крайним обогащенным членом которого являются четвертичные магмы Антарктического полуострова, близкие к базальтам острова Буве. Обогащенная мантия, вовлеченная в ходе рифтообразования в процесс плавления, могла быть сформирована в более ранние этапы раскрытия на древнем спрединговом хребте моря Уэделла. Эта мантия, по-видимому, испытала неоднократное воздействие процессов метасоматоза в ходе предыдущей тектонической эволюции.

ФЕОКТИСТОВ Г.Д. — 2003 г.

Изучено распределение микроэлементов (Li, Rb, Cu, Zn, Pb, Sn, Ag, Au, Hg) в трапповых силлах двух фаз внедрения в южной части Сибирской платформы. С использованием кластерного и факторного анализа составов 86 образцов траппов установлено, что большая часть микроэлементов участвует в процессе внутрикамерной дифференциации магматического расплава, накапливаясь в конечных кислых дифференциатах. При этом Rb и Li имеют более тесную корреляцию с К 2O, Рb и Sn - с SiO 2, Си и Zn - с FeO. Ag, Au и Hg не имеют значимой корреляции с породообразующими окислами. Вариации содержаний микроэлементов в траппах юга Сибирской платформы, как и ряда других трапповых провинций мира, примерно одинаковы.

ДЫМКОВ Ю.М., СОКОЛОВА Н.Т. — 2003 г.

Обсуждаются опубликованные данные Лаборатории геохронологии ГЕОХИ по ксенон-ксеноновому возрасту настурана из различных рудных жил с многостадийной минерализацией месторождения Шлема-Альберода [1]. Детализируются минералогические и геохимические данные о геохронологически изученной крупной почке настурана из этого месторождения. Предложен новый вариант геохронологической системы понятий о генерациях минералов.

БРАЙ Г.П., БУЛАТОВ В.К., ГИРНИС А.В. — 2003 г.

Проведено экспериментальное изучение кристаллизации составов первичных магм толеитовых и щелочных серий вулкана Мауна Кеа. Эксперименты проводились при давлении 30-50 кбар и температуре 1450-1650°С на установке типа “белт”. Характер близликвидусной ассоциации зависит от давления и состава расплава. В толеитовой системе отмечается кристаллизация оливина и клинопироксена при 30 кбар и клинопироксена и граната при 40-50 кбар. В щелочных расплавах при 30 кбар вблизи ликвидуса также стабилен только клинопироксен и оливин, но оливин также присутствует в опытах при 40-50 кбар, сосуществуя с клинопироксеном и гранатом. Ортопироксен отмечался только при сравнительно высоких степенях кристаллизации. Коэффициенты распределения Na и Ti между клинопироксеном и расплавом меняются при изменении давления от 30 до 50 кбар: Na 2O Cpx/Na 2O Liq увеличивается от 0.4-0.5 до 0.8, а TiO 2 Cpx /Ti O Liq понижается от 0.3 до 0.15-0.2. Отношение TiO 2/Na 2O в расплаве может быть использовано в качестве индикатора давления генерации магмы. Высокие отношения TiO 2/Na 2O в гавайских магмах свидетельствуют об образовании расплавов при давлении более 50 кбар и невысоких степенях плавления. При этих условиях состав расплава должен быть сильно недосыщен кремнеземом и соответствовать первичным магмам щелочной серии. Образование толеитовых первичных магм связывается с взаимодействием исходного щелочного расплава с обедненными гарцбургитами при давлении менее 30 кбар.

БОРОДИНА Е.В. — 2003 г.

Центральный массив, расположенный в пределах Озерной зоны (Западная Монголия), является малоглубинным расслоенным базитовым интрузивом островодужного типа. Он относится к широко распространенной в Западной Монголии перидотит-пироксенит-анортозит-габброноритовой формации кембрийского возраста. В составе массива различают породы закалочной, краевой фации и расслоенной серии, включающей ультрамафитовую, субультрамафитовую, мафитовую и анортозитовую группы пород. Характер расслоенности позволяет определить, что массив является однофазным, и вся расслоенная серия могла быть образована за счет внедрения одной порции исходной магмы. Посредством ЭВМ-моделирования формирования расслоенного массива по программе КОМАГМАТ 3.5 были изучены особенности распределения петрогенных и редких элементов в кумулатах и остаточном расплаве в процессе формирования расслоенной серии Центрального массива. Наибольшее соответствие расчетных данных с составом реальных пород было достигнуто при следующих параметрах системы: давление 1 кбар, содержание воды в расплаве 0-0.5 вес. %, буфер QFM. Вычисленный первичный расплав Центрального массива, соответствующий валовому составу исходной магмы, имеет состав: 20 вес. % MgO, 7 вес. % FeO, 100Mg/(Mg + Fe) = 83.59. Установлено, что исходная магма на момент внедрения в интрузивную камеру уже содержала фенокристы оливина в количестве около 20%, за счет которых в придонной части интрузивной камеры был сформирован базальный горизонт перидотитов. Образование фенокристов оливина происходило в малоглубинных условиях за счет частичной кристаллизации первичного расплава в промежуточной магматической камере. Особенностью геохимии пород Центрального массива и его первичного расплава является низкое содержание РЗЭ, на уровне примитивной мантии (PM) и источника N-MORB, с минимумом по Ta, Hf, Ti, максимумом по U и Th, заметным обеднением тяжелыми лантаноидами. Относительно высокое содержание U и Th, незначительное обогащение легкими лантаноидами - (La/Yb) ch = 1.60-1.91, вместе с присутствующим во всех породах минимумом по Ta сближает по геохимическим характеристикам породы Центрального массива с породами островодужной толеитовой серии. Распределение в породах массива элементов с высокой силой поля (HFS) и тяжелых лантаноидов, немобильных при дегидратации субдуцирующей океанической плиты, характеризует мантийный компонент до обогащения подвижными элементами, сходный с источником N-MORB. Согласно расчетам по программе MELTS, состав модельного первичного расплава Центрального массива соответствует составу первично-мантийного расплава, образовавшегося при равновесном парциальном плавлении дебетированного мантийного источника (гранатового лерцолита) при давлении 25 кбар, температуре 1600°С, содержании воды 0.1 вес. % и степени плавления около 20%. Центральный массив образовался в обстановке примитивной островной дуги, однако он не может быть малоглубинным комагматом одновозрастных высокоглиноземистых вулканитов Озерной зоны без учета влияния на состав родоначального расплава вулканитов процессов коровой контаминации или смешения расплавов. Сходство геохимических характеристик вулканитов и пород массива позволяет предполагать существование единого гранатсодержащего мантийного источника первичной магмы, связанного с зоной субдукции.

ЛУТКОВ В.С. — 2003 г.

Ксенолиты пироксенит-эклогит-гранулитового ряда в щелочных базитах Памира отличаются от пироксенит-эклогитовых нодулей в кимберлитах и эклогитов метаморфических комплексов аномально высокой калиевой щелочностью, широким развитием K-санидина и слюд. Доказывается связь изученных включений с высокобарической кристаллизацией мантийных расплавов на разных уровнях литосферы (20-36 кб). Ксенолиты отнесены к двум петрохимическим сериям: серия А является аналогом шошонит-латитовых вулканических комплексов зрелых островных дуг, а серия Б по ряду петрогеохимических признаков тяготеет к тефрит-лейцититовым ассоциациям рифтовых зон. Предполагается, что формирование сверхмощной коры Памира (до 75-80 км) обусловлено механизмом магматического андерплейтинга.

ЗАЙНУЛЛИН Г.Г., СИЛАЕВ В.И., ФИЛИППОВ В.Н., ЯНУЛОВА Л.А. — 2003 г.