научный журнал по геологии Геохимия ISSN: 0016-7525

ШОРНИКОВ С.И., ЯКОВЛЕВ О.И. — 2015 г.

На основании экспериментальных данных, полученных масс-спектрометрическим эффузионным методом Кнудсена, рассмотрены закономерности образования сложных газообразных оксидов, содержащихся в газовой фазе над соединениями и расплавами системы CaO MgO Al2O3 TiO2 SiO2. Показаны зависимости содержания сложных молекулярных форм в газовой фазе при испарении муллита Al6Si2O13, волластонита CaSiO3, шпинели MgAl2O4, перовскита CaTiO3 и краевых двойных систем Al2O3 SiO2 и CaO SiO2 от температуры, состава расплава и парциального давления кислорода.

ГАЛИМОВ Э.М., КАМАЛЕЕВА А.И. — 2015 г.

Ромашкинское месторождение Татарстана относится к числу крупнейших месторождений мира с запасами более 5 млрд т нефти. Относительно небольшая мощность осадочного чехла в пределах Южно-Татарского свода и расположение продуктивных горизонтов девона почти непосредственно над кристаллическим фундаментом давали повод для предположений о глубинном источнике углеводородов и флюидопроводящей роли кристаллического фундамента. В пределах Ромашкинского месторождения были выявлены так называемые “аномальные” скважины, характеризующиеся устойчивым, иногда растущим со временем дебитом, что интерпретировалось как указание на “подпитку” их углеводородами, поступающими по разломам фундамента. В настоящей работе излагаются результаты изотопно-геохимических исследований нефтей из осадочного комплекса Татарстана, нефтей из “аномальных” скважин Ромашкино, а также органического вещества как из пород осадочной толщи, так и из пород фундамента. По результатам изотопного анализа (сопоставление форм распределения изотопного состава углерода одноименных фракций) установлена генетическая связь нефтей осадочного комплекса с органическим веществом доманикового типа, присутствующим в отложениях позднего девона. Поскольку в пределах Южно-Татарского свода органическое вещество не достигает той степени зрелости, которая является необходимой для реализации его нефтепроизводящей роли, мы полагаем, что источником углеводородов являются погруженные отложения аналогичного типа и возраста (доманикоиды), присутствующие в зонах Предуральского прогиба и Бузулукской впадины. Исследование нефтей “аномальных” скважин выявило их неразличимость от остальных нефтей осадочного комплекса. Исследование состава нафтидов, которые в следовых количествах присутствуют в породах кристаллического фундамента, не поддерживает представления о какой-либо роли притока глубинных абиогенных углеводородов в формировании нефтяных залежей Татарстана, в том числе Ромашкинского месторождения.

КОСТИЦЫН Ю.А., КРЕМЕНЕЦКИЙ А.А., МОРОЗОВ А.Ф., РЕКАНТ П.В. — 2015 г.

На оригинальном материале глубоководного бурения и драгирования в Северном Ледовитом океане (СЛО), полученном в ходе экспедиции “Арктика-2012” на ледоколе “Капитан Драницын”, выполнены минералого-петрографические и изотопно-геохимические исследования магматических пород основного и среднего состава на полигонах от 79.02° СШ до 83.09° СШ. Образцы коренных вулканитов из скважин, пробуренных в подножье поднятия Менделеева, группируются на петрохимической диаграмме в поле умеренной и низкой щелочности, характеризуются компактными начальными изотопными отношениями неодима ( Nd( от +4.3 до +7.0) и стронция (87Sr/86Sr от 0.70365 до 0.70495) и на дискриминационных изотопных и геохимических диаграммах соответствуют вулканическим породам островов и поднятий дна океана. Образцы габбро-долеритов, драгированных со склонов поднятия Менделеева, группируются в петрохимическом поле низкой щелочности, характеризуются широкими вариациями изотопного состава неодима ( Nd от –33.1 до +2.9) и стронция (87Sr/86Sr от 0.7050 до 0.7233) и на дискриминационных изотопных и геохимических диаграммах отвечают составам как Сибирских траппов, так и, возможно, другим породам континентального генезиса.

ДОРОФЕЕВА В.А., МИРОНОВА О.Ф., НАУМОВ В.Б., ПРОКОФЬЕВ В.Ю. — 2015 г.

Обобщены опубликованные данные определений физико-химических параметров (температуры, давления и составы природных флюидов), полученных при изучении флюидных включений в минералах различных геологических объектов: гидротермальных месторождений, глубинных ксенолитов, магматических и метаморфических пород. Установлено, что нередко при формировании гидротермальных месторождений флюидные давления значительно превышали литостатическую нагрузку (250–270 бар/км) вышележащих пород. Рассмотрены возможные источники высокобарических флюидов, которых несколько – флюиды глубинных ксенолитов, флюиды магматических и метаморфических объектов. Для каждого источника обобщены данные о температурах, давлениях и составе флюидов.

КОВАЧ В.П., КОТОВ А.Б., ПОПЕКО Л.И., САЛЬНИКОВА Е.Б., СМИРНОВА Ю.Н., СОРОКИН А.А. — 2015 г.

По результатам Sm–Nd изотопно-геохимических исследований палеозойских терригенных отложений Ольдойского террейна и U–Pb датирования детритовых цирконов методом LA-ICP-MS показано, что главными источниками исходного для них обломочного материала послужили позднедокембрийские гранитоиды, а также ранне- и среднепалеозойские гранитоиды и вулканиты, образование которых было связано главным образом с процессами переработки позднедокембрийской континентальной коры. В силуре терригенный материал в бассейн осадконакопления поступал в основном за счет разрушения позднедокембрийских и раннепалеозойских гранитоидов. В девоне произошло увеличение количества областей сноса – в осадочный бассейн начали поступать продукты разрушения среднепалеозойских гранитоидов и вулканических пород кислого состава. Выявленные диапазоны возрастов детритовых цирконов из песчаников средне-верхнедевонской ольдойской и нижнекаменноугольной типаринской свит практически соответствуют стратиграфическим возрастам свит, что свидетельствует о накоплении терригенных отложений Ольдойского террейна, по крайней мере со среднего девона, на фоне активной магматической деятельности, т.е. в обстановке зрелой островной дуги или активной континентальной окраины.

ВИГАСИНА М.Ф., КИСЕЛЕВА И.А., КРУПСКАЯ В.В., МЕЛЬЧАКОВА Л.В., ОГОРОДОВА Л.П., СУДЬИН В.В. — 2015 г.

Впервые термохимически определены энтальпии образования из элементов природного триоктаэдрического смектита – сапонита методом высокотемпературной расплавной калориметрии растворения на микрокалориметре Тиана-Кальве. Получены следующие значения fH0(298.15 K): 5799.1 ± 5.1 кДж/моль для сапонита состава Ca0.1Na0.1K0.1(Mg2.6Fe Fe )[Si3.6Al0.4O10](OH)2 (Архангельская алмазоносная провинция) и 5937.3 ± 6.0 кДж/моль для сапонита состава Ca0.4(Mg2.6Al0.2)[Si3.4Al0.6O10](OH)2 (гора Кукисвумчорр, Хибины). Оценены величины энтальпий образования магнезиальных и магнезиально-железистых сапонитов теоретического состава.

ЛЕБЕДЕВ А.Л. — 2015 г.

Экспериментальные исследования кинетики растворения различных литологических разностей гипса при 5–25°C и Р 0.1 МПа позволили сформулировать простую модель, которая описывается суммой скоростей прямой и обратной реакций и пропорциональна произведению активностей иона кальция и сульфат-иона. Значения энергии активации прямой реакции соответствуют кинетическому режиму растворения. Показана инвариантность параметров кинетики растворения гипса относительно начальных концентраций растворов NaCl (вплоть до 2 М). Установлены зависимость фактора шероховатости ( ) от химического состава литологических разностей и среднего размера зерен гипса, а также изменение величины в процессе эпигенеза. Предполагается использовать полученные парамеры кинетики растворения гипса в воде при расчетах массопереноса в подземных водах.

ДЕМИНА Л.Л. — 2015 г.

Приведена количественная оценка вклада биологических процессов в геохимическую миграцию микроэлементов (Fe, Mn, Ni, Со, Cu, Zn, Cd, Pb, As) в океане на примере трех геохимически различающихся районов: граница континент-океан (маргинальный фильтр), эуфотическая зона открытого океана и глубоководные гидротермальные поля Срединно-Атлантического океана. Для сравнения интенсивности биоаккумуляции организмов использован новый термин – биоаккумуляционный потенциал микроэлементов, который учитывает главное отличительное свойство живого вещества – продуцирование биомассы. Биоаккумуляционный потенциал рассчитывается, исходя из среднего содержания микроэлементов в целых телах организмов доминирующих сообществ и их биомассы на единице площади биотопа. Проведенное сравнение показало, что наибольшим биоаккумуляционным потенциалом обладают донные сообщества глубоководных гидротермальных полей, функционирующих на основе хемосинтеза. Среди микроэлементов максимальное значение биоаккумуляционного потенциала установлено для Fe – эссенциального тяжелого металла, контролирующего многие биохимические процессы в организмах, тогда как минимальное значение характерно для Hg – токсичного тяжелого металла. По порядку убывания значения биоаккумуляционного потенциала в маргинальном фильтре и эуфотической зоне за Fe следуют Zn, Mn и Cu, в то время как в глубоководных гидротермальных полях биоаккумуляционный потенциал Mn был значительно ниже, и Mn находился среди таких микроэлементов как Pb, Co, Cr, Cd. В целом порядок расположения микроэлементов в этих рядах носит близкий характер в биоте, обитающей в геохимически различных областях. Исходя из этого, можно предположить, что биоаккумуляционная функция биоты в океане характеризуется геохимическим сходством.

АЛЕКСЕЕВА-ПОПОВА Н.В., ДРОЗДОВА И.В., КАЛИМОВА И.Б. — 2015 г.

Изучено содержание тяжелых металлов (Fe, Zn, Mn, Cu, Ni, Co, Pb, Cd) в 61 образце видов растений сем. Cruciferae и в 23 образцах почв Северного Кавказа на ультраосновных, основных и кислых горных породах. Показаны особенности химического состава растений в зависимости от геохимических условий и таксономического положения видов. Выявлены: вид – аккумулятор Zn, Cu, Ni (Arabis sagittata) и гипераккумулятор Ni (Alyssum murale). Эти виды являются наиболее перспективными для целей фиторемедиации загрязненных тяжелыми металлами территорий.

ЛЕПЕЗИН Г.Г. — 2015 г.

На примере метаморфических пород амфиболитовой – гранулитовой фаций Шарыжалгайского комплекса (Восточные Саяны) изучены взаимоотношения жедритсодержащих гнейсов и высокоглиноземистых метапелитов. Установлены их реакционные взаимоотношения. Данный пример относится к случаю одномерной диффузии на контакте двух химически неравновесных сред с движущейся границей раздела. С приближением к жедритсодержащим гнейсам в высокоглиноземистых метапелитах происходит замещение граната и силлиманита кордиеритом вплоть до полного их исчезновения. В том же направлении растут магнезиальности пород и содержащихся в них минералов. Определены эффективные коэффициенты диффузии оксидов, (см2): TiO2 = 6.98 ? 10-15; Al2O3 =1.45 ? 10-14; FeO = 9.70 ? 10-15; MgO = 3.27 ? 10-14 и мощности зон диффузионного обмена – 2h (см): TiO2 = 6.6; FеO = 7.8; K2O = 8.5; Al2O3 = 9.5; Fe2O3 = 14.1; MgO = 14.3. Рассчитана средняя скорость движения границы раздела – V = 4.2 ? 10-6 см/год; намечен ряд подвижности петрогенных компонентов: MgO > Fe2O3 > Al2O3 > K2O > FeO > TiO2.

АСАВИН А.М., ДАРИН А.В., МЕЛЬНИКОВ М.Е. — 2015 г.

С помощью микроанализа (micro-XRF-SR), выполненного на ускорительном комплексе ВЭПП-3 ИЯФ СО РАН удалось одновременно измерить вариации содержаний Fe, Mn и ряда микроэлементов (Co, Ni, Cu, Zn, As, Rb, Sr, Y, Zr, Pb, Th, U, Te, Ba, La, Ce, Nb, Mo) в микрослоях образцов кобальт-марганцевых корок, поднятых с поверхности трех разных гайотов Магеллановых гор. Обнаружена микропериодичность в изменении содержаний большинства микроэлементов. Для Co, Ni, Mo установлены также более крупные периоды формирования высоких и низких содержаний этих микроэлементов в корках. На основе предыдущих работ по датированию железомарганцевых корок Магеллановых гор и современных оценок скорости роста корок, было определено геохронологическое положение максимумов на стратиграфической шкале и временное расстояние между экстремумами концентраций редких элементов. Показано сходство микропериодичности колебаний содержаний микроэлементов во всех исследованных образцах, несмотря на значительное различие в абсолютных концентрациях микроэлементов. Сходство колебаний содержаний микроэлементов доказывает, что эта периодичность может быть обусловлена глобальными вариациями климатических условий в океане. Анализ корреляционных связей микроэлементов с главным компонентом корок – марганцем – выявил постоянство геохимических ассоциаций для всех возрастных этапов формирования корок. Это, вероятно, является доказательством гидрогенного происхождения железомарганцевых образований на поверхности подводных гор. Отдельные колебания, содержаний микроэлементов (выявленные в слое III) объясняются вкладом вулканогенных процессов на этом этапе развития.

КОЗАРЕНКО А.Е., МЕЛЬЧАКОВ Ю.Л., СУРИКОВ В.Т. — 2015 г.

Рассмотрены теоретические и практические аспекты метода балансов химических элементов в ландшафтах. Доказано, каким образом недоучет атмосферного цикла дает некорректную интерпретацию миграционных процессов и неверный прогноз функционирования геосистем. Рассмотрены результаты оценки эвапотранспирационного массопотока в фоновых таежных ландшафтах Урала. Показано, что эвапотранспирация существенно ослабляет дисбаланс массопотоков.

ЛИХАНОВ И.И., РЕВЕРДАТТО В.В. — 2015 г.

Новые U–Pb и 40Ar/39Ar изотопно-геохронологические и петролого-геохимические исследования пород Приенисейской региональной сдвиговой зоны (ПРСЗ) Заангарья Енисейского кряжа позволили впервые выделить дайковый пояс в пределах западной окраины Сибирского кратона и установить время формирования рифтогенных структур, сопровождавшихся внутриплитным магматизмом. Продукты магматизма этой эпохи представлены кислыми и основными интрузивными породами. Процессы растяжения фиксируются дайковыми роями с возрастом 797–787 млн лет. Рифтогенная природа для изученных пород обосновывается их морфологией в виде даек и силлов, приуроченных к ПРСЗ, бимодальным составом магматических ассоциаций и свойственными для внутриплитных обстановок петролого-геохимическими характеристиками пород. Формирование в пределах рассматриваемого региона дайкового пояса с возрастом около 800 млн лет могло быть связано с неопротерозойскими процессами растяжения вдоль западной окраины Сибирского кратона, отвечающими по времени проявления началу распада суперконтинента Родиния. Эти события маркируют верхнюю возрастную границу проявления коллизионного метаморфизма, фиксирующую заключительные стадии развития орогена. История региона хорошо коррелируется с последовательностью и стилем вальгальских тектоно-термальных событий на арктической периферии Родинии, что подтверждает территориальную близость Сибири и кратонов Северной Атлантики в эту эпоху по современным палеомагнитным реконструкциям.

АЛЕКСЕЕВ В.И., ИЛЬЧЕНКО Е.А., КРИВДИК С.Г., ЛЕВАШОВА Е.В., ЛИ С.-Х., ЛУПАШКО Т.Н., МАРИН Ю.Б., ПЕТРОВ Д.А., СКУБЛОВ С.Г., ТЮЛЕНЕВА Н.В. — 2015 г.

DOI: 10.7868/S0016752515060060 Список литературы

КУЧМА А.С., ХУДОЛОЖКИН В.О. — 2015 г.

Метод минимизации свободной энергии Гиббса применен для оценки кислотно-основных свойств минералов и пород на основе современных термодинамических данных (ПК Селектор-С). Сделана попытка создать шкалу кислотно-основных параметров минералов и пород по составу и свойствам чистой воды в равновесии с ними. В стандартных условиях рассчитаны составы растворов и величины кислотно-основных параметров (рН25) в реакциях чистой воды с различными породообразующими конгруэнтно и инконгруэнтно растворяющимися минералами. Предлагается метод оценки кислотно-основных параметров пород по результатам решения обратных задач выпуклого программирования по составу и свойствам раствора (надкритического флюида) в условиях равновесия его с реальной минеральной ассоциацией.

САВЕНКО А.В. — 2015 г.

DOI: 10.7868/S0016752515010057 Список литературы

ЗВАЛИНСКИЙ В.И., МАРЬЯШ А.А., ТИЩЕНКО П.Я., ХОДОРЕНКО Н.Д. — 2015 г.

Изучено содержание органического углерода во взвеси воды и в верхнем слое осадков эстуария р. Раздольной в период ледостава (02.2010 г.). Показано, что 30% от среднего содержания общего органического углерода во взвеси составляли гуминовые вещества и 14% – фитопланктон. Впервые спектрофотометрически определена концентрация гуминовых веществ во взвеси. По содержанию хлорофилла-а рассчитана концентрация углерода, производимого фитопланктоном. В верхнем слое осадка измерены содержания органического углерода, гуминовых веществ и хлорофилла-а. Показано, что с увеличением солености воды до 23 соотношение этих трех компонентов заметно не изменялось. Степень гумификации в осадках составляла около 52%. Концентрация органического углерода в осадке была ниже, чем во взвеси, почти на порядок, а доля легко усвояемого (не гумифицированного) углерода – ниже вдвое.

РАЧКОВА Н.Г., ШУКТОМОВА И.И. — 2015 г.

DOI: 10.7868/S0016752515080075 Список литературы

РАЗУМОВСКИЙ В.Л., РАЗУМОВСКИЙ Л.В. — 2015 г.

Анализируется таксономическая структура диатомовых комплексов из современных озерных отложений Кольского п-ва и концентрация в них Ni. Отмечена значимая сопряженность между концентрациями Ni в поверхностных водах со степенью негативной трансформации структуры диатомовых комплексов из малых (<1 км2) и средних (1–4 км2) озер. Методом графического анализа изучены изменения таксономических пропорций в диатомовых комплексах, которые предложено использовать при комплексных палеоэкологических исследованиях на основе анализа колонок донных отложений из озер Кавказа – региона, изученного слабо. Оцениваются перспективы применения комплексного анализа колонок донных отложений, отобранных из озер различного генезиса. На основе уже полученных результатов показана наибольшая перспективность для оценки загрязнения тяжелыми металлами в результате трансграничных переносов именно малых бессточных озер.

БАРИНОВ Н.Н., КУЗЬМИНА Т.В., ЛИХОЙДОВ Г.Г., ПЛЮСНИНА Л.П. — 2015 г.

Экспериментально изучено влияние серы на сорбцию платины углеродистым веществом (УВ) при 200–400°C и Робщ = 1 кбар. По результатам ИК-спектроскопии продуктов опытов зафиксировано ускоряющее влияние серы на конденсацию и ароматизацию УВ, при этом эффект серы на содержание Pt в органических фракциях заключен в пределах неопределенности анализа. На электронном сканирующем микроскопе (СЭМ) наблюдается образование многослойной пористой углеродной пленки на стенках ампул и платиновых подложках, непосредственно контактирующих с УВ. Состав пленки в зависимости от ее толщины (3–25 мкм) варьирует в пределах (мас. %): С = 61.06–100, Pt = 0–33.7, O = 0–5.17, S = 0–0.74. Пленка содержит включения микрокристаллов Pt, морфология которых меняется с увеличением длительности опытов от нано-микро-сфероидальной до субизометричной, таблитчатой и проволоковидной. В зависимости от размеров состав кристаллов варьирует (мас. %): Pt – 23.30–52.45, C – 49.57–73.52, O – 0–4.20. В керогене по данным СЭМ также обнаружены микрокристаллические выделения углеродистой платины, аналогичные по морфологии и составу присутствующим на пленке. Углеродистость микрокристаллов осажденной из раствора платины может быть следствием как фонового влияния субстрата пленки и керогена, так и кристаллизации их из платиноорганических комплексов. В кинетических опытах вследствие локальных электрохимических реакций образуются скопления наносфероидов (60–250 нм) вокруг более крупных микросфероидов (до 10 мкм), агрегация которых ведет к укрупнению и дальнейшей трансформации кристаллов. Сделан вывод о том, что полиморфизм, иерархическая агрегация и переменность составов платиновых образований характерны для углеродсодержащих систем вследствие их кристаллизации из платиноорганических метастабильных комплексов.