авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 ||

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОТДЕЛЕНИЕ НАУК О ЗЕМЛЕ НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРОБЛЕМАМ ГЕОХИМИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ...»

-- [ Страница 8 ] --

ИЗОТОПНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД И ДЕТРИТОВЫХ ЦИРКОНОВ: ОГРАНИЧЕНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ РАННЕДОКЕМБРИЙСКОЙ КОРЫ ЮГО-ЗАПАДА СИБИРСКОГО КРАТОНА О.М. Туркина1, С.А. Сергеев2, Н.Г. Бережная2, Н.А. Гольцин ИГМ СО РАН, 2ЦИИ ВСЕГЕИ Важную информацию о процессах формировании коры дает изучение метаосадочных пород и детритовых цирконов, посколь ку их геохимические и изотопные характеристики служат индика торами состава, возраста и происхождения пород питающей про винции. В настоящем сообщении представлены результаты иссле дования разновозрастных метаосадочных пород Шарыжалгайского выступа юго-запада Сибирского кратона. В структуре Шарыжалгайского выступа выделено четыре блока: Булунский и Онотский гранит-зеленокаменные и Китойский и Иркутный гра нулитогнейсовые. Объектами исследования послужили гранатсо держащие гнейсы и гранат-ставролитовые сланцы из зеленокамен ных поясов (ЗКП) Булунского и Онотского блоков, а также гранат кордиеритовые и гиперстен-биотитовые парагранулиты Иркутного блока. В Булунском и Онотском блоках формированию осадочно вулканогенных отложений ЗКП предшествовало образование пород тоналит-трондьемит-гранодиоритовых (ТТГ) комплексов в палеоархее (3.4-3.25 млрд. лет). Время формирования ЗКП оцени вается как мезо-неоархейское. В Иркутном блоке большинство магматических протолитов гранулитов основного и средне-кисло го состава образовано ~2.7 млрд лет назад (Turkina et al., 2012).

Метатерригенные породы содержат детритовые ядра циркона с возрастом ~2.7, ~2.2-2.4 и 1.95-2.0 млрд. лет, в сочетании с возрас том метаморфогенных оболочек циркона (1.85-1.86 млрд. лет) это ограничивает время седиментации в интервале 1,85-1,95 млрд. лет (Туркина и др., 2010).

Гранат-ставролитовые сланцы Онотского блока имеют мезо архейский модельный возраст - TNd(DM)=3.0-3.1 млрд. лет и по изотопным характеристикам (Nd1 от +0,5 до -0,5) занимают про межуточное положение между породами ТТГ комплекса (Nd= -8.7±1.3), кислыми (Nd= -3.4±1.4) и основными (Nd= +4.2) метавулканитами ЗКП, тогда как возраст доминирующих детрито вых цирконов (~2.7 млрд лет) в них отражает эрозию преимуще ственно неоархейских магматических пород при минорном вкладе более древних источников с возрастом цирконов от 2. до 3.35 млрд. лет. Среди неоархейских (2.7 млрд лет) цирконов выделяется две группы: 1) с положительными Hf (2.6±0.7) и TСHf=3.0±0.12 млрд. лет, 2) с близким к CHUR Hf (-0.6±0.9 и 1 Все величины Nd и Hf пересчитаны на 2.7 млрд. лет 2 Двухстадийный модельный возраст (время коровой экстракции) TСHf рассчитан при 176Lu/177Hf=0.015.

TСHf=3.2±0.04 млрд лет, то есть неоархейские источники сноса включали магматические породы с различной коровой предысто рией. Только наиболее древнее детритовое зерно (3.35 млрд. лет) и единичные более «молодые» цирконы с Hf -10 по изотопным параметрам перекрываются с породами ТТГ комплекса (Hf от -6.0 до -13.5) (Туркина и др., 2013), все остальные имеют более радиогенный изотопный состав. Таким образом, источники детритовых цирконов Онота были представлены палеоархейской корой и продуктами ее рециклинга, породами ювенильной неоар хейской коры и образованными при смешении расплавов из древ некоровых и ювенильных источников.

Модельный Nd возраст гранатсодержащих биотитовых и амфиболовых гнейсов Булунского блока составляет 3.2-3.4 млрд. лет и близок к величинам для пород палеоархейского ТТГ комплекса (TNd(DM)=3.3-3.5 млрд. лет). Парагнейсы содержат одну возраст ную генерацию циркона с возрастом ~2.8 млрд. лет, которая харак теризуется средней величиной Hf = -5.7±1.4. Цирконы из метао садков перекрываются по величине TCHf (3.6±0.1 млрд. лет) с соот ветствующими значениями для циркона из пород ТТГ комплекса (TCHf=3,4-3,6 млрд. лет) (Туркина и др., 2013), следовательно, формирование магматического источника детритовых цирконов с возрастом 2.8 млрд. лет происходило преимущественно при реци клинге палеоархейской коры Булунского блока, что согласуется с Sm-Nd изотопными данными по породам.

В парагранулитах Иркутного блока доминирующими являют ся детритовые цирконы с возрастом 2.2-2.4 и 1.95-2.0 млрд. лет.

Для изученных детритовых цирконов имеет место слабая положи тельная корреляция между 176Lu/177Hf и 176Hf/177Hf, что доказывает изменение изотопного состава циркона в закрытой системе, сле довательно, его изотопные параметры могут быть использованы для характеристики пород питающей провинции. Цирконы с воз растом 2.2-2.4 млрд. лет имеют положительные значения Hf (от 0 до +8.6);

1.95-2.0 млрд. лет – широкий диапазон Hf (от -3.3 до +9.8) и ~2.76 млрд. лет - Hf= -5.4, что указывает на магматические источники с различной коровой предысторией.

Среди палеопротерозойских преобладают цирконы с положитель ными Hf и модельным TCHf в диапазоне 2.0-2.7 млрд. лет, следова тельно, их источники сноса представляли по изотопным характе ристикам преимущественно породы, образовавшиеся при смеше нии расплавов из ювенильных палеопротерозойских и архейских (основные и кислые гранулиты с Hf от +2.1 до -12.7 на 1.9 млрд.

лет) (Turkina et al., 2012) источников, реже ювенильную кору, тогда как циркон неоархейского возраста был образован при плавлении древней коры с TCHf=3.4 млрд лет. Этот вывод согласуется с широ ким диапазоном модельного Nd возраста парагранулитов TNd(DM)= 2.4-3.1 млрд. лет. Наличие в двух возрастных группах палеопротерозойских цирконов с высокими приближающимися к деплетированной мантии величинами Hf (до +8.6 и +9.8) свиде тельствует о поступлении в кору ювенильного матириала в резуль тате двух дискретных событий 2.2-2.4 и 1.95-2.0 млрд. лет.

Выводы. Различие в изотопном составе метаосадочных пород, возрасте и изотопных параметрах детритовых цирконов свиде тельствует о локальном характере источников сноса для терриген ных пород Онотского, Булунского и Иркутного блоков и различ ной эволюции коры их питающих провинций. Судя по возрасту наиболее молодых и доминирующих детритовых цирконов, осад конакопление в Онотском и Булунском блоках происходило в неархее, а в Иркутном – в позднем палеопротерозое. Возраст детритовых цирконов и их изотопные характеристики предполага ют проявление в неоархейской эволюции коры Онотского и Булунского гранит-зеленокаменных блоков ранее не выявленных магматических событий, проявившихся как в наращивании, так и рециклинге палеоархейской коры ~2.8 и ~2.7 млрд. лет назад.

Изотопные параметры детритовых цирконов из метаосадков Иркутного блока свидетельствуют о проявлении двух этапов фор мирования ювенильной коры в палеопротерозое (2.3-2.4 и 1.95-2.0 млрд. лет), вместе с тем, формирование магма тических источников этих цирконов происходило при участии архейской коры.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 12-05 00557).

Литература Туркина О.М., Урманцева Л.Н., Бережная Н.Г. и др. // Стратиграфия.

Геол. корреляция, 2010, Т. 18, № 1. С. 18-33.

Туркина О.М., Капитонов И.Н., Сергеев С.А. //Геология и геофизика.

2013. Т. 54. № 3. С. 357-370.

Turkina O.M., Berezhnaya N.G., Lepekhina E.N. et al. // Gondwana Research. 2012. V. 21. P. 801-817.

ИЗОТОПИЯ КИСЛОРОДА И УГЛЕРОДА ОСАДОЧНЫХ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД БЫСТРИНСКОЙ СЕРИИ (СРЕДНИЙ ТИМАН) О. В. Удоратина1, И. Л. Недосекова2, И. В. Смолева ИГ Коми НЦ УрО РАН(udoratina@geo.komisc.ru), 2ИГГ УрО РАН На Среднем Тимане в пределах Четласского камня развиты ультраосновные породы четласского комплекса. В пространствен ной и временной связи с дайками ультрабазитов находятся щелоч ные метасоматиты (фениты, флогопитовые слюдиты, полевошпа товые метасоматиты) и карбонатиты с акцессорной редкометаль ной минерализацией, а также гидротермальные гетит-полевошпа товые и кварц-гетит-гематитовые породы. Интрузивные породы интенсивно воздействуют на рифейские осадочные отложения четласской (R2) и быстринской (R3) серий.

Исследование изотопного состава углерода и кислорода позволяет отличить измененные породы, сформированные по оса дочным карбонатным отложениям, представленным известняками и доломитами от типично магматических карбонатитов. Также необходимо знать изотопный состав углерода и кислорода в неиз мененных осадочных породах в пределах развития магматических пород четласского комплекса.

Изотопный состав углерода (С) и кислорода (О) собственно карбонатитов и слагающих их карбонатов достаточно хорошо изучен (Степаненко, Суханов, 1980;

Костюхин, Степаненко, 1987;

Макеев и др., 2005;

Недосекова и др., 2011;

Шумилова и др., 2012).

По осадочным карбонатным породам Среднего Тимана есть еди ничные данные (одно определение углерода) и данные по породам павъюганской свиты Цильменского Камня (Оловянишников, Штейнер, 1993), а также данные (Макеев и др., 2005) по осадоч ным карбонатам пород Четласского камня.

Магматические карбонатные породы четласского комплекса.

Вариации изотопного состава С и О в карбонатитах Четласского комплекса по данным (Степаненко, Суханов, 1980;

Костюхин, Степаненко, 1987) невелики 18О (8.9 до 14.6 ‰), а 13С (-4.6 до -3.4 ‰). По данным А. Б. Макеева (Макеев и др., 2005) карбонатиты также характеризуются узким диапазоном вариации 18О (от 9.3 до 14.6 ‰), 13С (-4.6…-3.0 ‰), для карбонатов лам профиров изотопные вариации более широки 18О (от 7.2 до 20.7 ‰), 13С (-11.6 до -4.3 ‰). По данным Т. Г. Шумиловой с соавторами вариации изотопного состава С и О в карбонатитах варьируют в пределах 18О (8.6 до 21.1 ‰), а 13С (-6.5 до -3.6 ‰), и согласуются с полученными ранее данными (Шумилова и др., 2012). Полученные недавно новые данные показывают, что вариа ции изотопного состава С и О карбонатитов, карбонатсодержащих лампрофиров и карбонатных прожилок в фенитах Четласского магматического комплекса 18О (от 8.3 до 15.2 ‰), 13С (-4.9…-3.1 ‰). Все полученные данные согласуются между собой и показывают, что точки составов находятся в пределах полей, характерных для мантийных систем и первично-магматогенных карбонатитов (Недосекова и др., 2011).

Осадочные карбонатные породы. Основной объем осадочных карбонатных пород наблюдается в составе быстринской серии, в пределах четласской серии карботаные породы развиты локально.

Четласскую серию слагают отложения светлинской, новобобров ской и визингской свит, карбонатные отложения развиты локально в разрезе новобобровской свиты (для которых есть единичные данные только по углероду (Оловянишников, Штейнер, 1993)).

Быстринскую серию слагают отложения аньюгской, рочугской, павьюгской и паундской свит в них карбонатные отложения раз виты значительно. По данным предшественников (Оловянишников, Штейнер, 1993) изотопный состав С и О карбонатных пород оса дочных толщ Среднего Тимана, а именно доломитов павьюгской свиты Цильменского Камня изменяется в узких пределах по кис лороду 18О (от 19.4 до 23.7 ‰), при вариациях по углероду 13С (-2.2 до 2.5 ‰) и подтверждает осадочный генезис пород. По дан ным (Макеев и др., 2005) для карбонатов осадочных пород Четласского камня наоборот характерен больший разброс значе ний 18О (от 8.6 до 24.7 ‰) и 13С (-13.4 до -0.4 ‰) Полученные нами новые данные по изотопному составу угле рода и кислорода осадочных карбонатных пород слагающих павъ югскую свиту быстринской серии приведены в таблице 1.

Изотопный состав кислорода изученных пород варьирует в преде лах типично осадочных значений 18О (от 18.1 до 25.7 ‰).

Изотопный состав углерода изменяется в узких пределах 13С (от -4.5 до 0.5 ‰).

Таблица Результаты изотопного анализа углерода и кислорода осадочных карбо натных пород павъюгской свиты быстринской серии.

№ Название породы № образца 13СPDB, ‰ 18ОSMOW, ‰ п.п.

1 Строматолитовый 1438 -4.5 19. доломит 2 Известняк 1443 -3.8 18. 3 Доломит 1440 -4.4 19. 4 Строматолитовый 1441 -3.7 18. доломит 5 Доломит 1444 -2.2 22. 6 Доломит 1445 0.5 25. 7 Доломит 1457 -1.8 23. 8 Доломит 1463 -2.1 24. 9 Доломит 1471 -1.1 25. 10 Доломит 1474 -0.5 23. Примечание. Исследования проведены в ЦКП « Геонаука» ИГ Коми НЦ УрО РАН. Разложение карбонатов в ортофосфорной кислоте и измерение изотопно го состава углерода и кислорода в режиме непрерывного потока гелия произво дились на аналитическом комплексе фирмы ThermoFisher Scientific (Бремен, Германия), включающем в себя систему подготовки и ввода проб GasBench II, соединенную с масс-спектрометром DELTA V Advantage. Значения 13С даны в промилле относительно стандарта PDB, 18О – стандарта SMOW. При кали бровке использованы международные стандарты NBS 18 и NBS 19. Ошибка определения 13С и 18О составляет ±0.1‰ (1).

Таким образом, полученные данные по изотопному составу С и О осадочных неизмененных пород подтверждают осадочный генезис карбонатов павъюгской свиты быстринской серии и значи тельно отличаются по изотопному составу С и О от карбонатных образований четласского комплекса имеющих магматический генезис.

Исследования проводятся в рамках програм мы РАН 12-П-5-1015 (Блок. 4).

Литература Костюхин М. Н., Степаненко В. И. Байкальский магматизм Канино Тиманского региона. Л.: Наука. 1987. 232 с.

Макеев А. Б., Брянчанинова Н. И., Патова В. А. (2005) //Спектроскопия, рентгенография и кристаллохимия минералов. Международная конференция. 27–29 сентября 2005 г. Казань. Тезисы докладов. С. 158–161.

Недосекова И. Л., Удоратина О. В., Владыкин Н. В. и др. (2011) // Рудный потенциал щелочного, кимберлитового и карбонатитового магматизма. Международная конференция. 9–16 сентября 2011г.

Москва-Минск, Тезисы докладов. C.141–143.

Оловянишников В. Г., Штейнер В. Л. (1993) // ДАН СССР. Т.329. № 3.

С. 347–351.

Степаненко В. И. Суханов Н. В. (1980) //ДАН. Т. 251. № 3. С. 699–702.

Шумилова Т. Г., Ковальчук Н. С., Мингалев А. Н. и др. (2012) //Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, № 4. С. 9–13.

ИЗОТОПИЯ КИСЛОРОДА ЦИРКОНОВ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ ПОРОД ЛОНГОТЪЮГАНСКОГО КОМПЛЕКСА (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ) О. В. Удоратина1, В. Ф. Посохов ИГ Коми НЦ УрО РАН(udoratina@geo.komisc.ru), 2ГИН СО РАН На Полярном Урале известен ряд месторождений, традицион но относимых к формации щелочных метасоматитов. Их отличи тельными чертами являются парагенетическая связь с магматиче скими породами, наличие комплекса наложенных минералов (как породообразующих, так и рудных), специализация на Nb-Ta, Y и HREE, Zr, реже Be. Месторождения (Тайкеу, Усть-Мраморное, Лонготъюганское, Неудачное) и ряд рудопроявлений составляют Tайкеуский рудный узел.

Редкометалльные породы, относимые к лонготъюганскому комплексу, расположены в западной части Харбейского блока доуралид и структурно приурочены к согласным маломощным телам более древних гранитоидов.

Лонготъюганский комплекс граносиенит-гранитовый гипа биссальный объединяет интрузивно-метасоматические породы развитые в пределах рифейско-вендских образований Харбейского блока. Породы комплекса согласно последним данным отнесены к продуктам пермь-триасового магматизма (Государственная…, 2009).

По нашим данным породы этого комплекса представляют собой метасоматически преобразованные породы гранитоидов, возраст которых на основании данных по единичным зернам цир конов (ЦИИ ВСЕГЕИ, SHRIMP-II) варьирует в широком диапазо не от 605 (521, 512, 498) до 440. Возраст рудных метасоматитов дискуссионен.

Петрохимически породы субстрата и рудные метасоматиты (квальмиты) близки по составу и относятся к семейству гранитов, содержание SiO2 составляет 73–77 мас. %, Al2O3 варьирует от 11 до 13 мас. %, (Na2O+K2O=8 при Na2O/K2O от 1 до 7). В альбитизиро ванных и флюоритизированных породах увеличивается содержа ние оксида натрия, геохимически в этих минерализованных поро дах, наблюдается увеличение концентраций (вплоть до рудных содержаний) редких элементов, прежде всего, F, Zr, Hf, Ta, Nb, Y, HREE, Th, U и Pb.

Для изотопных определений отобраны цирконы из неизме ненных гранитных пород с периферии рудных месторождений (54/90, 55/90, 29/90) и из собственно рудных метасоматитов – квальмитов (6047а/07, 135/01, 453-1, 170/01). Не все цирконы про датированы. Акцессорный циркон гранитоидов субстрата и руд ных пород различны и представлены кристаллами с разной степе нью метамиктности.

Цирконы неизмененных пород (гранитоидов субстрата) пред ставлены субидиоморфными полупрозрачными и частично мета миктизированными непрозрачными кристаллами рыжевато-корич невого цвета. Габитус кристаллов призматического, короткоприз матического и дипирамидального облика (К=2.0–3.5), но преоб ладают более призматические. Циркон характеризуется зональ ным внутренним строением и присутствием пылевидных мине ральных включений, а также усвоенных трещиноватых ядер неправильной формы со следами растворения, обнаруженных во многих кристаллах. Размер зерен циркона в пробе изменяется от 40 до 300 мкм. В катодолюминесцентном свете нередко наблюда ется осцилляционная магматическая зональность.

Цирконы рудных редкометалльных пород представлены тем ными, бурыми зернами или бесформенными обломками, с сахаро видной поверхностью. Габитус кристаллов чаще всего коротко призматический (практически без развитой призмы), дипирами дальный. Преобладают низкотемпературные формы кристаллов циркона. По составу нередко соответствуют циртолитам и малако нам. Размер кристаллов составляет 90-1000 мкм, К=(1.14-2.13). В катодолюминесцентном изображении зерна разные, переработан ные со следами тонкой зональности в краевой части, со следами перекристаллизации. Тем не менее, для таких цирконов также получены конкордантные возраста.

Содержание U и Th во всех исследованных цирконах высокое (г/т): для гранитоидов субстрата U (63-2605) и Th (224-5449), для рудных пород U (574-3947) и Th (1242-4554), но в целом в цирко нах метасоматитов содержания U и Th выше. Проведено изучение изотопного состава кислорода в цирконах (таблица).

Таблица Изотопный состав кислорода в цирконах (лонготъюганский комплекс, Полярный Урал) № Порода 18О Возраст (млн лет), метод, Массив обр. ‰ источник Неизмененные гранитоиды субстрата 55-90 Mi гра- 5.58 605±18 (U–Pb,TIMS, ИГГД, Лонготъюганский нит Удоратина и др., 2009) 54 Mi гра- 5.71 Лонготъюганский нит 29 Гранит 5.66 423±8 и 381±31.1 (LA ICP Тайкеу (руч.

MS, Австралия, Удоратина, Ступенчатый) 2007) Рудные редкометалльные метасоматиты 453-1 Fl гранит 5.66 447 (Sm-Nd минералов, Усть-Мраморный ИГГД, Удоратина, 2007) 135 Квальмит 6.03 498±12.8 и 454±11.9 Тайкеу (LA ICP MS, Австралия, Удоратина, 2007) 6047а Mi гра- 6.29 521±10 Тайкеу нит (SHRIMP-II, ЦИИ ВСЕГЕИ, Основные…, 2010) Примечание. Методика измерений приведена в работе (Демонтерова и др., 2013). Mi – микроклиновый, Fl – флюоритизированный, квальмит – кварц альбит-мусковитовый метасоматит.

Значения 18О акцессорных цирконов варьируют в достаточно узком диапазоне для неизменных пород (5.58–5.71), для рудных (5.66–6.29). В пределах полей месторождений из-за недостаточ ности данных не удалось проследить изменений.

Изотопный состав кислорода цирконов гранитоидов субстра та и рудных метасоматитов близок и характерен для пород магма тического происхождения. Предполагается глубинный мантийный источник редкометалльных пород. В рудных редкометалльных породах наблюдается утяжеление изотопного состава кислорода цирконов. Мы полагаем, что цирконы сохранили первичный изо топный состав, степень метамиктности кристаллов циркона раз лична, но метамиктные превращения не сопровождались измене нием изотопного состава кислорода.

Литература Государственная геологическая карта Российской федерации. Мас штаб 1:200 000. Издание второе. Серия Полярно-Уральская серия – Лист Q-41-I, II (Лаборовая). Объяснительная записка. СПб.: Изд-во СПб.: Картграфическая фабрика ВСЕГЕИ, 2009. 372с.

Основные черты геологического строения и минерально-сырьевой потенциал Северного, Приполярного и Полярного Урала / Ред. А. Ф. Моро зов, О. В. Петров, А. Н. Мельгунов. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2010. 274 с.

Удоратина О. В., Сальникова Е. Б., Яковлева С. З. и др. (2009) // Изо топные системы и время геологических процессов. Научная конферен ция. 2–4 июня 2009 г. Cанкт-Петербург. Тезисы докладов. С. 227–228.

Демонтерова Е.И., Иванов А.В., Карманов Н.С. и др., (2012) // Геодина мическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Научная конференция. 17-20 октября 2012 г. Иркутск. Тезисы докладов. Т. 1. C. 78–79.

Удоратина О.В. Редкометалльные комплексы Полярного Урала (гео хронология и исследование включений в цирконах, Тайкеуское месторож дение). Геопринт, Сыктывкар, 2007. 28с.

ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ Nd, Pb, Sr В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ИСТОЧНИКОВ ПРОДУКТОВ МАГМАТИЧЕСКОЙ И ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УНИКАЛЬНОГО ДУКАТСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ Л.Г. Филимонова, А.В. Чугаев ИГЕМ РАН (flg@igem.ru) Дукатское рудное поле, вмещаюшее уникальное по запасам Ag и Au (соответственно 17 тыс. т и 40 т) месторождение Дукат, располагается на Северо-Востоке России в области пересечения внешней зоны Охотско-Чукотского краевого вулканического пояса и Балыгычан-Сугойского рифтогенного грабена, развитых на пер мо-триасовых миогеосинклинальных отложениях верхояноского комплекса золотоносной Яно-Колымской складчатой системы.

Четко проявленный контроль позиций пальцеобразных выступов грейзенизированных интрузий лейкогранитов и продуктивных кварц-хлорит-адуляровых и кварц родонитовых рудных тел вулка но-купольной структуры зонами протяженных субмеридиональ ных и диагональных систем разломов, наличие в рифтогенном грабене субщелочных базальтов, габброидов и роговообманковых перидотитов, наряду с особенностями глубинного строения рудо носной территории позволяют предполагать большую роль под корового субстрата в образовании продуктов магматической и гидротермальной деятельности (Чернышев, Филимонова, Чугаев и др., 2005;

Гончаров и др. 2006;

Петров и др., 2006).

Полученные нами новые комплексные изотопно-геохимиче ские и минералогические данные для лейкогранитов, контролиру ющих позицию рудного поля (Филимонова и др., 2012), пород зон гидротермальных изменений, маркирующих рудоконтролирую щие разломы, позволили на новой основе представить природу глубинных источников продуктов магматической и гидротермаль ной деятельности, образованных в различных геодинамических условиях, а также показать относительную роль вмещающих пород в формировании потоков восходящих и нисходящих пото ков флюидов.

Изотопный состав Nd разнообразных по химическому соста ву пород и минералов ранне- и позднемеловых продуктов магма тической и гидротермальной деятельности рудного поля изменя ется в узких пределах (от +1.2 до –0.4) и показывает возможность заимствования их вещества из пород палеозойской ювенильной континентальной коры Азиатской платформы, изотопные харак теристики Nd которой были получены В. И. Коваленко и др., В. В. Ярмолюком, М. И. Кузьминым (2012).

Сопоставление данных Pb, Sr, Nd, других геохимических характеристик указанных образований показало, что глубинные области источников последних представляют собою продукты преобразования ювенильной континентальной коры в домеловые периоды. Источниками свинцов восходящих минерализованных гидротермальных флюидов, связанных со становлением лейкогра нитов повышенной калиевой щелочности в обстановке дивергент ных плитовых границ и K-Na лейкогранитов – в обстановке кон вергентных плитовых границ, служили области с повышенными значениями Th/Pb, U/Pb, содержаниями S, халькофильных хими ческих элементов. Значения изотопного состава свинцов галени тов, пиритов, образованных в зонах калиевых и пропилитовых изменений областей восходящих гидротермальных флюидов, галенитов кварц-адуляр-хлоритовых продуктивных рудных тел располагаются на диаграмме 207Pb/204Pb – 206Pb/204Pb вблизи сред некоровой эволюционой кривой (µ2 = 9.74) (Stacey, Kramers, 1975).

Другие области ювенильной континентальной коры с пониженны ми значениями Th/Pb, U/Pb служили источниками литофильного свинца, других литофильных химических элементов в том числе и Sm, Nd. Значения изотопного состава свинцов породообразующих минералов разнообразных по составу интрузий, гидротермального адуляра, платтнерита зон нисходящих флюидов, некоторых гале нитов кварц-родонитовых рудных тел располагаются вблизи эво люционой кривой с µ2 = 9.4. При этом разновидности подобных областей с повышенными значениями Rb/Sr, пониженными – Sm/Nd были активны в периоды развития гидротермальной дея тельности и становления интрузий в рифтогенном грабене, а обла сти с пониженными значениями Rb/Sr, повышенными – Sm/Nd – при активизации позднемеловой эндогенной деятельности в связи с образованием краевого вулканического пояса в условиях конвер гентных плитовых границ.

Участие вещества калиевых риолитов и угленосных аргилли тов меловой вулканогенно-осадочной толщи, перекрывающей интрузии гранитоидов и вмещающей продуктивные рудные тела месторождения Дукат, в формировании изотопного состава Sr про дуктов гидротермальной деятельности прослеживается на диа грамме 1/Sr – (87Sr/ 86Sr)T. Ограничение роли процессов смешения в образовании химического состава гидротермальных флюидов повышенной калиевой щелочности отражается в близком изотоп ном составе Sr адуляров зон калиевых гидротермальных измене ний и ранних продуктивных рудных тел месторождения Дукат (0. 7075–0.7076), образованных в круто падающих субмеридио нальных зонах разломов в условиях дивергентных плитовых гра ниц. Активное участие этих процессов при образовании зон про пилитовых гидротермальных изменений и ассоциирующих кварц родонитовых продуктивных рудных тел отражается в вариациях изотопного состава Sr клиноцоизитов, кальцитов пропилитов и жильных родонитсодержащих минеральных агрегатов рудных тел (0.7048–0,7102), образованных в зонах полого падающих северо западных разломов, активизированных в условиях конвергентных плитовых границ в связи со становлением краевого вулканическо го пояса.

Литература Гончаров В. И., Горячев Н. А., Ващилов Ю. Я. и др. Глубинное строение рудно-магматических систем и месторождений Северо-Востока России // Крупные и суперкрупные месторождения рудных полезных ископаемых.

М. РАН ИГЕМ. 2006. Т. 3, книга 1. С. 79–102.

Петров О.В., Михайлов Б. К., Шевченко С.С. и др. Изотопно геохимические исследования уникального золото-серебряного месторождения Дукат как ключ к пониманию процессов вулканогенного рудообразования // Региональная геология и металлогения. 2006. № 27.

С. 60–76.

Чернышев И. В., Филимонова Л. Г., Чугаев А. В. и др. Источники рудного вещества Au-Ag месторождения Дукат (Северо-восток России) по результатам изучения изотопного состава Pb, Sr и Nd // Геология руд.

месторождений. 2005. № 5. С. 360 – 375.

Филимонова Л.Г., Трубкин Н.В., Чугаев А.В. Рассеянная минерализация гранитоидов Дукатского рудного поля : источники и соотношения с эпитермальными золото-серебряными и серебро-полиметаллическими рудами (Северо-Восток, Россия) // Геология руд. месторождений. 2012.

Т..№ 2. С. 119–144.

Ярмолюк В. В., Кузьмин М. И. Позднепалеозойский и раннемезозоский редкометальный магматизм Центраьной Азии: этапы, области и обстановки формирования // Геология руд. месторождений. 2012. Т. 54, № 5. С. 375 – 399.

Stacey J.S., Kramers J.K. Approximation of terrestrial lead isotope evolu tion by a two-stage model // Earth and Planet. Sci. Lett. 1975. V. 26.

P. 207–221.

ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ УГЛЕРОДА МЕТАСАПРОПЕЛИТОВ ОНЕЖСКОЙ СТРУКТУРЫ М.М. Филиппов1, К.И. Лохов Институт геологии Карельского научного центра РАН, Санкт-Петербургский государственный университет Инъекции метасапропелитов впервые были обнаружены в Толвуйской синклинали, являющейся структурой второго порядка Онежского прогиба. В скважинах вскрыты крупнообломочные брекчии известняков и лидитов, сцементированные метасапропелитом. По краям обломков известняка выявлены области пропитки породы битумом, что свидетельствует о повышенном давлении флюида во время заполнения трещин углеводородами (УВ) и сапропелевым органическим веществом (ОВ). На участке Тетюгино наиболее крупные проявления инъекций приурочены к уступам рельефа высотой до 1.5 м, имеющим разную длину и азимут простирания. Уступы сложены лидитами и доломитами, в том числе сильно брекчированными, а также местами преимущественно инъекционными метасапропелитами.

Поверхность метасапропелитов имеет желтый, буро-ржавый цвет. В средней части расчистки породы массивные с признаками развития мелких складок течения и явно выраженными границами, отделяющими, вероятно, разные порции поступления вещества. В инъекции встречаются угловатые включения лидита и округлые – доломита, самых разных размеров. На микроуровне в метасапропелитах содержатся угловатые или округлые включения материала, отличающегося от основной массы микротекстурой, структурой, содержанием углерода;

их минеральный состав отличается от матрицы незначительно. В составе минеральной части инъекционных метасапропелитов основным является кварц в виде округлых выделений без признаков кристаллизации, иногда сгущающихся в агрегаты, изолированные друг от друга ОВ.

Кроме кварца присутствует железо- и магнийсодержащий иллит, достаточно часто полевой шпат, апатит, пирит, который в ряде случаев замещается ярозитом;

более редкие монацит и золото.

Метасапропелиты краевой части расчистки более углеродистые по сравнению с центральной частью, они отличаются также по содержанию редкоземельных элементов. Очевидно, что состав флюидизированного вещества (коллоидных смесей ОВ и минерального вещества, воды, УВ) менялся во времени.

В заонежской свите наблюдается отчетливая тенденция снижения 13Сорг снизу вверх по разрезу. В верхней подсвите породы седьмого осадочно-вулканогенного горизонта характеризуются наиболее низкими значениями 13Сорг (до –41.6‰). При этом тенденции изменения 13Сорг сохраняются и в алевропелитах, и в шунгитах, и в антраксолитах. В научных публикациях высказывалось мнение о диагенетической и постдиагенетической природе уменьшения 13Сорг;

при этом аномалии объясняются интенсивным поступлением изотопно-легкого углерода в бассейн седиментации синхронно с осадконакоплением в результате гидротермально-эксгаляционной активности, связанной с базальтовым вулканизмом. Изотопные данные (Strauss еt al.

2013) по скв. 5190, расположенной в южной части Заонежского п-ва, а также по скв. 12 (Strauss еt al. 2013) и по Онежской параметрической скважине (Крупеник, Ахмедов, Свешникова, 2011) (р-н г. Кондопога) свидетельствуют о том, что изотопная аномалия, является региональной, что позволяет уверенно проводить границу между шестым и седьмым, седьмым и восьмым шунгитоносными горизонтами.

Изотопный состав Сорг инъекций метасапропелитов участка Тетюгино колеблется незначительно: 13Сорг от -36.5 до -36.9‰, среднее по 10 образцам -36.7‰, т.е. разные порции вещества имели один источник. Вмещающими для инъекций породами являются лидиты и доломиты восьмого шунгитоносного горизон та, изотопный состав Сорг в них соответственно равен -32.7‰ и – 33.6‰ (Melezhik et al., 1999). Цемент брекчий лидитов имеет 13Сорг -36.62‰ (Qu et al., 2012). Таким образом, инъекции метаса пропелитов в расчистках и цемент брекчий также имеют один источник.

13Сорг метасапропелитов Мельничной залежи равно -25.81‰ (среднее по 13 образцам скв. 12) (Strauss еt al. 2013, Qu et al., 2012) и -25.4‰ (среднее по трем образцам скв. 19). Т.е. периферийная часть купольного тела не могла быть источником вещества для цемента брекчий и для инъекций метасапропелитов. По данным А.М. Ахмедова (Ахмедов, 1995), в пределах Максовского место рождения наблюдается постепенное уменьшение 13Сорг от -27.3‰ на периферии и до -36.9‰ – в центральной части (среднее по 6 определениям). Следовательно, существует локальная (в преде лах купольного тела) дифференциация изотопного состава углеро да, причины которой до настоящего времени не выяснены. По крайней мере, это не результат обогащения верхних частей купола миграционными УВ, поскольку отличие 13Сорг остаточного керо гена и антраксолита на Максовском месторождении не превышает 1.2‰;

такой же порядок различий зафиксирован по всему разрезу заонежской свиты (Qu et al., 2012). На Максовском месторождении выявлены очевидные признаки дифференциации метасапропели тов по составу: верхние и центральные части купольного тела в большей степени обогащены углеродом, породы здесь более слю дистые по сравнению с периферийными участками;

они имеют существенно более выраженную пелитоморфность и графитоид ный облик, их 13Сорг-36‰. Можно предполагать, что в диффе ренцированных метасапропелитах доля полярных соединений в керогене была более высокой, что обеспечило повышенное содер жания изотопа 12С. Если аналогия с Максовским месторождением справедлива, то в апикальной части Мельничного купола 13Сорг метасапропелитов могло достигать -36-37‰, т. е. купол мог быть источником инъекций и цемента брекчий.

В результате формирования многоуровневых инъекций мета сапропелитов формируются псевдобрекчии. Для них изотопный состав углерода резко меняется: 13Сорг от -35.32 до 39.50‰ (скв.

12, Qu et al., 2012);

в породах, залегающих над купольным телом, -32.6‰ и – 33.5‰ (скв. 19). Предполагается, что здесь присутству ет смешанные по изотопному составу углерода метасапропелиты, часть которых могла быть инъецирована из купольного тела, т. е.

указанные вариации 13Сорг отражают региональный и локальный тренды дифференциации изотопов углерода.

Исследование было поддержано грантом СПбГУ 3.37.86.2011.

Изотопные измерения выполнены в Институте истории матери альной культуры РАН (ИИМК РАН).

Литература Ахмедов А.М. (1995)/Региональная геология и металлогения. СПб. № 4.

С. 122-135.

Крупеник В.А., Ахмедов А.М., Свешникова К.Ю. (2011)/Онежская палеопротерозойская структура. С. 172–189.

Melezhik V. A., Fallick A.E., Filippov M.M. еt al. (1999)//Earth–Science Reviews. V. 47. P. 1-40.

Qu Y., Crne A.E., Lepland A. еt al. (2012)//Geobiology. V. 10. P. 467-478.

Strauss H., Melezhik V.A., Lepland A. еt al. (2013)//Reading the Archive of Earth’s Oxygenation. V. 3. P. 1195-1273.

ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ НЕОДИМА О ВОЗРАСТЕ И ИСТОЧНИКЕ ДРЕВНЕЙШИХ МЕТАОСАДОЧНЫХ ПОРОД ВОЛГО-УРАЛЬСКОГО СЕГМЕНТА ВОСТОЧНО ЕВРОПЕЙСКОГО КРАТОНА М.М. Фугзан 1, Т.И. Кирнозова1, Е.В. Бибикова1, А.В. Постников2, Л.П. Попова ГЕОХИ РАН (Bibikova@geokhi.ru);

2РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина Согласно геолого-геофизическим реконструкциям фундамент Восточно-Европейского кратона состоит из трех крупных сегмен тов литосферы: Фенноскандии, Сарматии и Волго-Уралии. Волго Уральский сегмент Восточно-Европейского кратона (ВЕК) пред ставляет собой архей-протерозойский континтальный блок, скры тый под неопротерозойским и фанерзойским осадочным чехлом, содержащим огромные запасы нефти. Благодаря тысячам глубин ных скважин, проникающим в фундамент и геофизическим дан ным были картированы обширные пояса метаосадочных пород, примущественно представленных высоко глиноземистыми гней сами и мигматитами, метаморфизованными в амфиболитовой и гранулитовой фации. Эти пояса участвуют в слоистой структуре коры, достигая десятков километров в ширину и протягиваясь на сотни километров. В глубинных скважинах мощность отдельных метаосадочных пачек может достигать 1 км.

Если Фенноскандия и Сарматия в геохронологическом отно шении изучены сравнительно хорошо, то изотопное датирование пород Волго-Уральского сегмента затруднено их погребенным положением. Проведенное нами изучение Sm-Nd изотопной систе мы метаосадочных пород в зоне сочленения Волго-Уралии с Сарматией (Бибикова и др., 2009) показало палеопротерозойский возраст этих образований, что ставило под сомнение существова ние архейских осадочных пород в этом сегменте. В то же время метаосадочне породы на востоке в пределах Татарстана находятся в тесном контакте с древнейшими гранитоидами Бакалинского комплекса возрастом выше 3.3 млрд. лет и имеющих еще более древнюю коровую предисторию (Бибикова и др., 2008.

В данном исследовании мы изучили Sm-Nd изотопную систе му метаосадочных пород, преимущественно глиноземистых гней сов в пределах пластины, сложенной преимущественно метаоса дочными породами, в Центральной части Татарстана. Материал был отобран из параметрических сверхглубоких Миннибаевской и Ново-Елховской скважин, а также некоторых других скважин в пределах Сугушлинской и Сулеевской пластин. Из 21 проанлизи рованных проб керна, представленных глиноземистыми гнейсами, более чем для половины были получены модельные возрасты Nd(TDM) в пределах 3.0-3.7 млрд лет.

Изучение U-Th-Pb возраста терригенных акцессорных цирко нов из 3 проб глиноземистых гнейсов с максимальными значения ми неодимового модельного возраста локальным методом на ион ном микрозонде Nordsim в Шведском музее естественной истории в Стокгольме подтвердило присутствие в источнике метаосадоч ных пород раннеархейских образований. Возраст отдельных ядер цирконов достигал 3.5-3.8 млрд лет.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант №12-05-00186 и Программы фундаментальных исследований ОНЗ РАН № Литература Бибикова и др. (2009) // Precambrian Res. V. 105. P. 93- Бибикова Е.В.,. и др. (2008)//Докл.РАН. Т.419. №2С. 11- Bogdanova et al., (2010)// American Journal of Science, Vol. 310. P.

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА В ГЕОХИМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ ПОРОД НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ ИЗУЧЕНИЯ РАЗРЕЗА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СКВАЖИНЫ «ЮЖНО-ПЫЖИНСКАЯ 1» ЗАПАДНОЙ СИБИРИ) К.С. Цой Федеральное государственное бюджетное образовательное учрежде ние «Национальный исследовательский Томский государственный уни верситет», 634050, г. Томск, ул. Ленина, 36, geohi70@yandex.ru Параметрическая скважина «Южно-Пыжинская 1» расположена на юго-востоке Западно-Сибирской нефтегазовой провинции в правобережье р. Обь и находится в переходной зоне Пыль-Караминского и Пайдугинского валов и Усть-Тымской впадины. На скважину возложена задача по изуче нию разреза в наиболее погруженной части впадины и моделированию неантиклинальной ловушки в зоне сочленения с Пыль-Караминским мега валом.

По данным ФГУП СНИИГГиМС (г. Новосибирск) при бурении и исследовании скважины извлечено 2.4 м. куб. флюида, в том числе нефти – 0.3 м. куб., газа 13.0 м. куб. в интервале 2963 – 2970 м;

в интервале – 2723 м получен приток пластовой воды с дебетом – 11.51 м. куб./сут.

Незначительный приток нефти связывается с отсутствием генераций УВ нефти и газа из захоронённого ОВ баженовской свиты (БС), находяще гося в интервале 2521.6 – 2560 м. Для выяснения причин отсутствия зале жи и незначительного притока нефти и газа в интервале 2963 – 2970 м проведён геохимический анализ РЗЭ во фракциях пород – минеральной и органической частях (1.8% HCl и экстракте спиртобензольной смеси – ОК СБС) и самой нефти из интервала 2963 – 1970 м на предмет сравнения характера распределения лантаноидов в составе хондритнормализованных значений РЗЭ. Результаты сопоставлены с изотопным составом углерода и кислорода (табл. 1).

Таблица 1. Изменение изотопного состава углерода и кислорода в разрезе скважины * № Интервал отбора, Наименование 13Сорг,‰ 18Скарб,‰ 18Oкарб,‰ обр. м 2547.18-2548.01 -29.4-29.6 -10.7 13. Баженовская свита 2551.5 -29.4-29.6 -1.0 22. 2598.3-2610.3 -22.2-27.6 -7.3 16. 2 Уголь 2780.1 -22.0 -5.1 20. Алевролит, 3 песчаник, 2781.6 -24.1 --- -- уголь Аргиллит, алевролит, 2801.0-2809.0 -24.0-25.2 -5.5 21. уголь Аргиллит, 2984.7-2989.0 -24.9-25.5 -5.0 15. алевролит Аргиллит 2993.2-2994 -32.4-32.9 -4.0 16.0-16. 2999.0 -25.9 --- -- Песчаник со слоями УВ 3000.0-3004.0 -30.0 -0.6 19. * - по данным ТО СНИИГГиМС (г. Томск).

На основе баланса РЗЭ между валом и фракциями пород и характера хондритнормализованных спектров РЗЭ (рис. 1) сделан вывод о слабом преобразовании ОВ в БС.

Рис.1. Вариации хондритнормализованных составов РЗЭ в ОК СБС и дифференциации Ce, Eu и Tb в сравнении с РЗЭ нефти. Содержание РЗЭ определено методом ICP MS.

Установлено изменение изотопного состава кислорода в зоне подошвы водоносного пласта (образец 3, табл. 1), сопровождаю щееся формированием и осаждением вторичных карбонатов и значительным накоплением всех РЗЭ относительно других образ цов в результате катагенетических процессов. По соотношению Ce4+/Ce3+ отмечено существенное отличие этих значений в зоне генерации ОВ, нефти и БС. Аномальное накопление Tb в ОК СБС, причины которого рассмотрены в (Tsoy K.S., 2013), подтверждает, что дифференциация Tb в составе РЗЭ в осадочных процессах может проходить только в присутствии углеводородов нефти и газа.

Таблица Фракция Номер образца 1 2 3 4 5 Нефть 1,8% HCl 3. Ce /Ce 2.68 2.82 3.3 3. 4+ 3+ НО HCL 2. Ce /Ce 2.63 2.58 2.65 2. 4+ 3+ ОК СБС Ce4+/Ce3+ 4.32 --- --- 2.24 3.62 1. Основным выводом геохимического анализа РЗЭ является то, что редкоземельные элементы могут быть использованы в каче стве геохимических критериев нефтеносности пород.

Можно предположить, что основной причиной отсутствия залежи нефти и газа является наличие водоносного пласта в интервале 2712-2723 м между БС и отложениями аргиллитов с ОВ, прошедших более высокую стадию катагенеза (13С = -32,9‰), чем ОВ БС (13С = -29,4‰). Водоносный пласт, вероятно, изменил градиент температуры в сторону уменьшения, что не способство вало генерации УВ нефти и газа в ОВ БС.

Литература 1. Tsoy K.S. 2013. Rare earth elements and Yttrium in carbonate reef deposits containing hydrocarbons of oil and gas // World Applied Science Journal 24 (2). pp. 256-266.

НОВЫЕ ДАННЫЕ Pb-Pb-ИЗОТОПНОГО ИЗУЧЕНИЯ ОРОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Au (МЕСТОРОЖДЕНИЕ ВЕРНИНСКОЕ, БАЙКАЛО ПАТОМСКОЕ НАГОРЬЕ, РОССИЯ) А.В. Чугаев, О.Ю. Плотинская, А.А. Котов, И.В. Чернышев ИГЕМ РАН (chug@igem.ru) Крупное месторождение коренного золота Вернинское рас положено в центральной части Ленской золоторудной провинции в 15 км к юго-востоку от месторождения Сухой Лог. Оба этих месторождения локализованы в толще вендских терригенно-кар бонатных пород метаморфизованных в условиях зеленосланцевой фации. В структурном плане месторождение Вернинское приуро чено к центральной части одноименной антиклинальной складки, выделяемой в составе более крупной Вернинско-Невской тектони ческой зоны смятия субширотного простирания.

Оруденение представлено двумя типами: прожилково-вкра пленным (золото-сульфидно-кварцевым) и жильным (золото-квар цевым). Минерализация первого типа имеет основное промыш ленное значение и формирует три пластообразные зоны субши ротного простирания с падением на северо-северо-восток.

Изотопный состав Pb был изучен в 23 пробах сульфидов (в пирите, арсенопирите, галените и сфалерите), представляющих различные рудные тела, типы минерализации и парагенетические ассоциации (рисунок). Общее содержание свинца в образцах изме нялось от 20 до 300 мкг/г. Анализ проводился с помощью высоко точного метода, разработанного на основе многоколлекторной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (MC-ICP MS). Погрешность измерения изотопных отношений Pb в случае галенита составляла 0.02%, а для других сульфидов – 0.03% (Чернышев и др., 2007).

В целом измеренные величины изотопных отношений Pb в сульфидах руд месторождения Вернинское варьируют в относи тельно широких приделах: 206Pb/204Pb – 18.27-18.69, 207Pb/204Pb – 15.60-15.67, 208Pb/204Pb – 38.0-38.62. По масштабу наблюдаемых вариаций месторождение Вернинское может быть отнесено к объ ектам с неоднородным изотопным составом Pb, например, как Сухой Лог и Нежданинское (Чернышев и др., 2009;

2011).

Сопоставление изотопного состава Pb сульфидов прожилково вкрапленной минерализации, отобранных из разных рудных тел, не выявило пространственной закономерности в его распределе нии на месторождении Вернинское. Однако были установлены заметные различия в изотопном составе Pb между минералами из прожилково-вкрапленных руд и из поздних золото-кварцевых жил. Сульфиды последних обладают более радиогенным изотоп ным составом Pb. Кроме того, в прожилково-вкрапленных рудах установлены существенные различия в изотопном составе Pb пирита из разных парагенетических ассоциаций: в свинце из ран него метаморфогенного пирита содержания радиогенных изото пов 207Pb и 208Pb заметно ниже, чем в пирите метаморфогенно гидротермального происхождения. Важно отметить, что эта зако номерность фиксируется не только в масштабе месторождения в целом, но и на локальном уровне при изучении сульфидов, сосу ществующих в одном аншлифе (рисунок). Этот факт свидетель ствует о дополнительном привносе свинца с повышенным содер жанием радиогенных изотопов 207Pb и 208Pb на поздних стадиях формирования месторождения.

Для идентификации возможных источников рудного Pb на месторождении Вернинское представляет интерес сопоставление полученных нами данных с результатами аналогичных исследова ний месторождения Сухой Лог (Чернышев и др., 2009). На рисун ке видно, что поля изотопных составов Pb руд месторождений Сухой Лог и Вернинское сближены. При этом изотопный состав Pb прожилково-вкрапленной минерализации этих месторождений существенно отличается по содержанию ураногенных изотопов Pb и 207Pb. Точки изотопного состава Pb сульфидов месторожде ния Вернинское, характеризуясь большим разбросом, расположе ны вблизи тренда, образованного точками изотопного состава Pb минералов месторождения Сухой Лог, что свидетельствует о гео химическом сходстве источников вещества, принимавших участие в формировании этих месторождений. Положение точек сульфи дов месторождения Вернинское относительно эволюционных кривых свидетельствуют о том, что в образовании рудной минера лизации этого месторождения заметную роль играл верхнекоро вый источник Pb. Повышенные величины модельных параметров µ2 и 2, (9.7-9.9 и 35.3-37.8 соответственно) указывают на суще ственный вклад в формировании рудной минерализации вещества вмещающих пород. Эти породы накапливались в рифтогенных прогибах в условиях пассивной континентальной окраины (Кузьмин и др., 2006) за счет разрушения древних архейских пород Сибирского кратона.

Таким образом, ведущую роль в образовании золоторудной минерализации месторождения Вернинское играл источник верх некорового типа, а на поздних этапах рудообразования имел место привнос в гидротермальную систему «радиогенного» Pb.

Рис. Pb-Pb диаграмма для сульфидов из руд месторождений Вернинское и Сухой Лог Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (№ 13–05–00144).

Литература Чернышев И.В., Чугаев А.В., Шатагин К.Н. (2007) // Геохи мия. № 11. С. 1155-1168.

Чернышев И.В., Чугаев А.В., Сафонов Ю.Г. и др. (2009) // Геол. руд.

мест. Т. 51. № 6. С. 550-559.

Чернышев И.В., Бортников Н.С., Чугаев А.В. и др. (2011) // Геол.

руд. мест. Т. 53. № 5. С. 395-418.

Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В., Спиридонов А.И. и др. (2006) // ДАН.

Т. 407. № 6. С. 793–797.

ИСТОЧНИКИ ВЕЩЕСТВА ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОРОГЕННОГО ТИПА ПО ДАННЫМ ВЫСОКОТОЧНОГО АНАЛИЗА СВИНЦА (НА ПРИМЕРЕ ЛЕНСКОЙ РУДНОЙ ПРОВИНЦИИ, РОССИЯ) А.В. Чугаев, И.В. Чернышев ИГЕМ РАН (chug@igem.ru) Ленская золоторудная провинция (ЛЗП) по прогнозным ресур сам и разведанным запасам золота ( 5000 т) относится к числу крупнейших в России. На ее территории выявлено ряд крупных и средних месторождений коренного золота, а также месторождение гигант – Сухой Лог (~ 3000 т Au). Интерес к исследованию этих объектов обусловлен не только экономической их значимостью, но и противоречивостью существующих в современной геологии представлений о происхождении золоторудной минерализации в породах черносланцевой формации. Проблема генезиса месторож дений этой уникальной провинции исследуется на протяжении более полувека и относится к одной из наиболее дискуссионных.

Разработано несколько альтернативных генетических моделей (Буряк, 1982;

Goldfarb et al., 2001;

Distler et al., 2004 и др.), для которых ключевым и пока еще не решенным остается вопрос источника золота и других минералообразующих компонентов.

Существующие противоречия в предлагаемых генетических моде лях во многом вызваны слабой изученностью изотопно-геохими ческих характеристик месторождений ЛЗП. Подавляющая часть опубликованных к настоящему времени изотопно-геохимических данных была получена для месторождения Сухой Лог. В свою оче редь другие месторождения ЛЗП либо изучены недостаточно полно, либо изотопно-геохимические данные для них полностью отсутствуют.

В докладе обсуждаются результаты Pb-Pb изучения четырех месторождений ЛЗП: Вернинское, Голец Высочайший, жила Догалдынская и Кавказ. Измерения изотопного состава Pb было выполнено для различных сульфидов с помощью высокоточного метода MC-ICP-масс-спектрометрии с погрешностью не более 0.03% (Чернышев и др., 2007). Почти на порядок более высокая точность измерения по сравнению с методом TIMS изотопных отношений Pb дает возможность обнаруживать и изучать малые вариации изотопного состава Pb, а также с большей достоверно стью выявлять короткие тренды корреляции Pb-Pb изотопных характеристик.

Изученные месторождения приурочены к различным страти графическим горизонтам терригенно-карбонатных пород вендско го возраста. Минерализация на месторождениях представлена прожилково-вкрапленным и кварцево-жильным типами орудене ния, которые для большинства объектов ЛЗП пространственно совмещены. Формирование этих двух типов оруденения, как это было показано на примере датирования руд месторождения Сухой Лог, происходило 447±5 и 321±14 млн. лет назад соответственно (Лаверов и др., 2007).

На диаграмме большинство экспериментальных точек, соот ветствующих изученным объектам, лежат в поле изотопного состава Pb рудной минерализации месторождения Сухой Лог (Чернышев и др., 2009). Обнаруживается положительная корреля ция между 206Pb/204Pb и 207Pb/204Pb. Наблюдаемый тренд изотопного состава Pb может быть аппроксимирован с достоверностью R2=0.85 линией, имеющей тангенс угла наклона 0.146. Линейный тренд (R2=0.77, tg=0.728) выявляется также при рассмотрении полученных Pb-Pb данных на графике в координатах 206Pb/204Pb Pb/204Pb.


К этому же тренду тяготеют и точки, отвечающие мета морфогенному пириту из безрудных пород ЛЗП. Масштаб вариа ций изотопного состава Pb в этих пиритах весьма близок к таково му для всей совокупности полученных нами Pb-Pb данных. Эти факты свидетельствуют о том, что свинец золоторудной минерали зации преимущественно был заимствован гидротермальными рас творами из слагающих ЛЗП терригенных пород. В свою очередь, неоднородность изотопного состава рудного Pb в месторождениях является унаследованной и отражает Pb-Pb-изотопно геохимическую неоднородность источника на момент рудообразо вания. Возможны два объяснения этого явления. 1) Процессы диагенетического и катагенетического преобразования осадков, приведшие к геохимической дифференциации пород по U/Pb и Th/ Pb отношениям и усреднению в них изотопного состава Pb. 2) Участие в формировании осадочных толщ вещества двух источни ков, имеющих гомогенные, но отличающихся друг от друга U-Th Pb характеристики. В первом случае, тренд изотопного состава Pb может быть интерпретирован как вторичная изохрона, что позво ляет нам оценить предполагаемый возраст геохимической диффе ренциации источника Pb. Рассчитанное значение 2.1 млрд. лет (t2 принималось равным 450 млн. лет, т.е. возрасту рудной минера лизации) противоречит как возрасту пород (650-600 млн. лет), так и возрасту их регионального метаморфизма (520 млн. лет). Кроме того, рассчитанная величина отношения Th/U в источнике (около 2.6) оказалась существенно ниже величины этого отношения в любом из глобальных геохимических резервуаров Земли (Doe, Zartman, 1979). Все вышесказанное дает основание считать, что линейный тренд изотопного состава Pb месторождений ЛЗП, отра жает двухкомпонентное смешение Pb. Оба этих компонента в разных соотношениях присутствуют во всех проанализированных образцах сульфидов как из руд, так из безрудных пород. Согласно рассчитанным величинам параметров m210.0 и w237.2 одним из компонентов этой смеси, вероятней всего, являлся Pb древних пород Сибирского кратона, материал которых принимал участие в формировании осадочных толщ ЛЗП. Второй источник свинца, характеризующийся более «примитивным» изотопным составом, обладал относительно низким отношением U/Pb (m29.6) и повы шенным значением Th/Pb (w237.95). По своим Pb-Pb характери стикам он может быть соотнесен с подкоровой литосферной ман тией, вещество которой могло принимать участие в формировании наиболее ранней диагенетической сульфидной минерализации, проявленной на месторождениях ЛЗП.

Pb-Pb диаграмма для сульфидов месторождений Ленской золоторудной провинции (Россия) Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 13–05–00144).

Литература Буряк В.А. (1982) Метаморфизм и рудообразование.

Goldfarb R., Groves D.I., Gardoll S. (2001) // Ore Geology Reviews. V. 18.

P. 1–75.

Distler V.V., Yudovskaya M.A., Mitrofanov G.L. et al. (2004) // Ore Geology Reviews. V. 24. P. 7–44.

Чернышев И.В., Чугаев А.В., Шатагин К.Н. (2007) // Геохимия. № 11.

С. 1155-1168.

Лаверов Н.П., Чернышев И.В., Чугаев А.В. и др. // Докл. РАН 2007.

Т.415. № 2. С. 236–241.

Чернышев И.В., Чугаев А.В., Сафонов Ю.Г. и др. (2009) // Геол. руд.

мест. Т. 51. № 6. С. 550-559.

Doe B.R., Zartman R.E. // Geochemistry of hydrothermal ore deposits. 1979.

Chap. 2. P.22–70.

ИСТОЧНИКИ ВЕЩЕСТВА И ЭВОЛЮЦИЯ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА СВИНЦА БЕРЕЗОВСКОГО ЗОЛОТОРУДНОГО ПОЛЯ Е.С. Шагалов1, 2, С.Г. Суставов2, С.В. Прибавкин1, М.В. Стрелецкая ИГГ УрО РАН, Екатеринбург (shagalov@igg.uran.ru) УГГУ, Екатеринбург (Sustavov.S@ursmu.ru) Открытие и изучение Березовского золоторудного месторож дения насчитывает более 260 лет. Это старейшее месторождения коренного золота в России. Рудное поле развития субвулканиче ских даек гранитоидов с золото-сульфидно-кварцевой минерали зацией занимает большую площадь порядка 60 км2 от Шарташского массива на юге до Кедровского массива на севере. По результатам минералогического картирования выполненного под руковод ством Б.В. Чеснокова (Чесноков, Попова, 1972) были установлены эндогенные горизонтальная и вертикальная зональности. Она выражается в изменение состава блеклых руд на площади рудного поля от тетраэдритовых в южной части (+бурнонит), до теннанти товых – в северной.

Изучение изотопных характеристик свинца месторождения и рудного поля ранее было выполнено В.М. Ершовым с соавторами (Ершов, Шилов, 1977, Ершов, Хайритдинов, 1985). Эти авторы показали, что изотопный состав Pb из галенитов рудного поля существенно варьирует. Они связали эти изменения с различными источниками вещества в каждом конкретном блоке. Однако изуче ние изотопов серы показало, что рудная золото-сульфидная стадия на месторождении имела одноактный характер (Кряжев, Гриненко, Устинов, 2011. Куруленко, Понер, 1986., Игумнов, Перкова, Чесноков, 1978).

Нами исследовались 41 образец галенита, блёклые руды тетраэдрит-теннантитового состава и бурнонита из сульфидно кварцевых жил из Шарташского массива, Берёзовского месторож дения и Благодатных рудников. Таким образом, была охарактери зована вся зональность выделенная ранее.

Определение изотопного состава свинца осуществлялось с помощью многоколлекторного масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой Neptune Plus в ИГГ УрО РАН, методом TlN MC ICP-MS, предусматривающим нормирование результатов всех текущих измерений изотопных отношений Pb по эталонному зна чению отношения 205Т1/203Т1 и с учетом интерференций изотопов ртути 202 и 204.

На диаграмме 206Pb/204Pb-207Pb/204Pb точки образуют 3 обосо бленные группы с увеличением отношений в минералах жил от Шарташского массива к Благодатным рудникам (17.5217.8 и 15.5715.65 соответственно). Блёклые руды имеют близкие изо топные отношения к галенитам и, таким образом, с юга на север с ростом мышьяковой составляющей увеличиваются изотопные отношения (рис.).

На диаграмме 206Pb/204Pb-207Pb/204Pb точки минералов образуют область между орогенной и верхнекоровой кривыми эволюции, а на диаграмме 208Pb/204Pb-206Pb/204Pb они резко смещены к нижнеко ровой кривой. Значения 207Pb/204Pb и 208Pb/204Pb отношений могут свидетельствовать о древнем, вероятно, докембрийском коровом протолите, развивавшемся в системе с высоким µ, которая позже претерпела метаморфическое преобразование в условиях нижней коры с потерей LILE, в ходе которого U/Pb отношение в этой системе было понижено, а Th/U отношение повышено. На такой протолит указывают находки дайковых тел высокоглиноземистых андезитов и дацитов с возрастом 391 млн. лет, вероятно, являются продуктами анатектического плавления палеоконтинентальной коры с высоким первичным отношением стронция = 0. (Прибавкин, Бородина, Гмыра, 2007). Этот же протолит может быть источником серы с повышенным 34S (около +8.5‰), с кото рым связано всё золото-сульфидное оруденение, а не привнос воды и серы из эвапоритов Предуралья, как предположено ранее (Кряжев, Гриненко, Устинов, 2011). Эвапориты не могли участво вать в образовании месторождения вследствие их удалённости и более позднего формирования.

Рис. Вариации изотопного отношения 206Pb/204Pb в блёклых рудах и бурноните (треугольники) из кварц-сульфидных жил различных частей Берёзовского рудного поля.

Исследования проведены при финансовой поддержке про грамм Президиума РАН (проекты 12-П-5-1024 и 12-П-5-2015) и совместной программы УрО, СО и ДВО РАН (проект 12-С-5- и 12-С-5-1004).

Литература Ершов В.М., Хайритдинов Р.К. // ГРМ. 1985. Том XXVII, № 2, С. 101-104.

Ершов В.М., Шилов В.И. / В кн.: Геохронология и проблемы рудообразования. М.: Наука, 1977. С. 206-209.

Игумнов С.А., Перкова Р.И., Чесноков Б.В. // Геохимия. 1978.

№ 12. С. 1407–1412.

Кряжев С.Г., Гриненко В.А., Устинов В.И. // Геохимия. 2011. № 1.

С. 101-107.

Куруленко Р.С., Понер Н.Б. // Ежегодник-1985. ИГиГ УНЦ АН СССР, Свердловск, 1986. С. 94-95.

Прибавкин С.В., Бородина Н.С., Гмыра В.Г. // Ежегодник 2006, Екатеринбург: ИГГ УрО РАН. 2007. С. 138-144.

ЧесноковБ.В., Попова В.И. // Минералогия и петрография Урала.

Труды СГИ. Вып 86. 1972. С. 73-83.

ОПТИМИЗАЦИЯ СТАДИИ РАЗЛОЖЕНИЯ ИЗОТОПНОГО АНАЛИЗА САМАРИЯ И НЕОДИМА ПРИ УСЛОВИИ ПОЛНОЙ ГОМОГЕНИЗАЦИИ СМЕСИ ТРАСЕР – ОБРАЗЕЦ А.С. Шелюг1,2, Н.Г. Солошенко2, М.В. Стрелецкая Физико-технологический институт УрФУ ИГГ УрО РАН (isotop-igg@mail.ru) В настоящее время пробоподготовка является критичной ста дией аналитического цикла определения изотопных отношений с точки зрения качества результатов анализа, длительности и эконо мических затрат. Для успешного проведения операции разложе ния пробы в общем случае необходимо выполнение следующих правил: полное переведение определяемого компонента в анали зируемый раствор;

минимальное количество используемых реа гентов;

минимальное засоление раствора. Безусловно, необходи мым условием для выполнения изотопного анализа является установление равновесия между образцом и изотопной меткой (трасером), поскольку этот фактор значительно влияет на точ ность анализа. Также при изотопном анализе материалов способ разложения пробы должен обеспечить низкие значения холостого опыта, величина которых зависит от количеств определяемого элемента, вносимого в раствор реактивами, посудой, окружаю щей средой и аналитиком. Всем этим требованиям наиболее соот ветствует способ разложения в закрытых системах: автоклавах, ампулах. Большее распространение сейчас получило автоклавное вскрытие в микроволновых и обычных печах.

В данной работе было исследовано влияние длительности пробоподготовки и полноты вскрытия на результирующее значе ние Sm-Nd отношений, а также на точность их определения на примере геологического образца базальта с высоким содержани ем титана HTB-1.

В ходе эксперимента проводили разложение семи пар образ цов, в каждой из которых один образец содержал изотопную метку - трасер. Первая стадия вскрытия проводилась в тефлоновых бюк сах в стальном автоклаве в сушильном шкафу при 120°С со сме сью кислот HF:HNO3, взятых в соотношении 5:1. Каждая пара образцов (с трасером и без) находилась в шкафу в течении различ ного времени – от 1 до 7 дней. Далее проводились следующие операции: удаление остатков фторид-ионов для обоих образцов, центрифугирование и хроматографическое разделение для образ цов с трассером.


Анализ партии образцов без трасера проводили с использова нием масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой (ИСП МС) Elan 9000 с внутренним стандартом индия. В качестве функ ции отклика использовали полноту извлечения микропримесей, оцениваемую по максимальному сигналу элементов (РЗЭ), и каче ство вскрытия проб, оцениваемое по разбросу получаемых резуль татов. Согласно полученным результатам, необходимое и доста точное время для выхода 99% Nd и 89% Sm в раствор – 6-7 дней (рис. 1).

Измерение изотопных отношений в партии образцов с трасе ром проводили с использованием термоионизационного масс спектрометра Triton Plus. Поскольку стандарт HTB-1 имеет атте стованные значения только элементного состава, то оценивалась Рис. 1 – Зависимость полноты вскрытия от длительности первой стадии разложения образца HTB-1.

только воспроизводимость значений изотопных отношений вну три данной партии. Согласно полученным данным, необходимая и достаточная длительность вскрытия образцов составляет не менее 3 дней (рис. 2). Этот временной промежуток соответствует дости жению изотопного равновесия как для неодима, так и для самария.

Рис. 2 – Влияние длительности первой стадии разложения на установление изотопного равновесия в смеси трасер – образец на примере НТВ-1 (1… – время, сутки).

Таким образом, использование метода двойного изотопного разбавления позволяет сократить длительность вскрытия описан ным в данной работе способом до 3 дней при условии последую щего определения самарий-неодимовых отношений. Для установ лении равновесия между изотопами неодима достаточно всего 2 дней. При этом сохраняется необходимая высокая точность определения самарий-неодимового отношения (на уровне 0.1%).

МЕХАНИЗМ ДИФФУЗИИ АРГОНА ВО ФЛОГОПИТЕ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР И ДАВЛЕНИЙ Д.С. Юдин1, С.А. Коржова1, А.В. Травин1, Е.И. Жимулев1, Т.А. Алифирова1, Т.Н. Мороз ИГМ СО РАН (dsyudin@gmail.com) На сегодняшний день выполнено множество исследований, посвященных механизму подвижности аргона в минералах, используемых для K/Ar, 40Ar/39Ar датирования (сводка - Baxter, 2010). В этих работах проводились лабораторные гидротермаль ные эксперименты, исследование кинетики выделения аргона из минерала в вакууме, а также изучались природные объекты с точки зрения распределения концентрации радиогенного аргона на различном удалении от теплового источника. Однако в опубли кованных работах слабо рассмотрена проблема влияния высоких давлений на подвижность аргона в структуре минералов (Baxter, 2010). В коровых условиях влияние давления на диффузию аргона является не значительным (Harrison et al., 2009), в то время как в мантийных условиях, должно быть существенным. Настоящее исследование посвящено оценке влияния давления на механизм выделения аргона из слюд при высоких температурах и давлениях.

Авторы предполагают, что полученные данные позволят лучше понять поведение K/Ar изотопной системы слюд в условиях ниж ней коры и мантии, в том числе, при транспортировке ксенолитов кимберлитовым расплавом. Для этого были проведены экспери менты с использованием многопуансонных аппаратов высокого давления типа «разрезная сфера» (БАРС - 300). В качестве исход ного материала использовался флогопит из жилы, секущей мета морфические породы Слюдянки из карьера рудника №2. В кри сталле исходного флогопита (106 мм x 94 мм) включения других минералов не обнаружены. Флогопит ((K0.89Na0.05Ba0.03) (Mg2.55Fe2+0.23Al0.17Ti0.07)(Si2.80Al1.20)O10(OH1.43F0.57)) однороден по химическому составу и содержит до 0.1 мас.% CaO, Cr2O3 и Rb2O.

Для экспериментов были выпилены пластинки размером 3 мм x 7 мм из средней ростовой зоны кристалла.

Проведено 8 экспериментов при давлении 30 кбар (температу ра, длительность): 20С, 20 мин.;

700С, 20 мин.;

800С, 10 мин.;

800С, 20 мин.;

800С, 30 мин.;

900С, 20 мин.;

1000С, 20 мин.;

1100С, 20 мин. После всех экспериментов произошло механиче ское разрушение пластинок флогопита на чешуйки размером ~1. мм. Согласно результатам SEM-наблюдений в этих чешуйках отсутствуют следы перекристаллизации, а также плавления и твердофазовых превращений флогопита. Их химический состав идентичен составу исходного флогопита. Дифрактограммы флого питов, прогретых и подвергнутых давлению, аналогичны дифрак тограмме исходного флогопита (межплоскостные расстояния основных базальных отражений: d001 = 10.050, d002 = 5.027, d = 3.353, d004 = 2.516, d005 = 2.013 ;

PDF-карточка 10-492).

Инфракрасные (ИК) спектры исходного флогопита и преобразо ванных флогопитов имеют в спектральном диапазоне 3712-3510 cм-1 характеристические для слюд N, I, и V группы полос, отвечающие валентным колебаниям иона гидроксила, коор динированного двух- и трехвалентными катионами (N и I) и груп пировками с вакансиями (V). Во всех ИК-спектрах в диапазоне 3200 - 3480 см-1 присутствуют W-полосы, соответствующие валентным колебаниям молекул воды. В ИК-спектрах структури рованность полос иона гидроксила, характерная для исходного флогопита и образца подвергнутого давлению без нагрева, умень шается для прогретых образцов. Интенсивность N- и I- полос в ИК-спектрах флогопитов прогретых при Т=700-900°С не ниже интенсивности аналогичных полос в ИК-спектре исходного фло гопита. В совокупности с результатами SEM-наблюдений и микро зондового анализа это позволяет заключить, что дегидроксилация флогопита в этом температурном интервале была незначительной.

Наиболее вероятно плотность дефектов за счет реакций дегидрок силации возрастала слабо, и следовательно, диффузия аргона при Т=700-900°С должна была происходить по закону объемной диф фузии. При температурах Т=1000-1100°С дегидроксилация проте кала более интенсивно, о чем свидетельствуют снижение интен сивности W-, I- и N-полос в ИК-спектрах преобразованных флого питов.

Численное моделирование поведения радиогенного аргона во флогопите в условиях высоких температур и давлений проводи лось с использованием программного алгоритма конечных разно стей «Diffarg», основанного на механизме объёмной термически активируемой диффузии (Wheeler, 1996). Учёт температуры и давления, при моделировании производился на оcнове теоретиче ской зависимости для объёмной термически активируемой диффу зии. При моделировании размер эффективного диффузионного домена слюды считался равным 100-150 мкм (сводка - Baxter, 2010). Сопоставление результатов моделирования и эксперимен Рис. 1. Диаграмма отражающая зависимость концентрации аргона во фло гопите: а) данные полученные в ходе лабораторных экспериментов;

б) данные полученные в результате расчета концентрации аргона во флогопи те, при условии объёмной термически активируемой диффузии.

тов позволяет сделать вывод, что подвижность изотопов аргона во флогопите при высоких температурах и давлениях хорошо описы вается с помощью механизма объёмной термически активируемой диффузии (рис. 1). Не исключено, что это обусловлено малой дли тельностью экспериментов.

Кроме высокобарических, был проведен эксперимент по сту пенчатому выделению аргона в вакууме. По углу наклона прямой на диаграмме Аррениуса была рассчитана энергия активации 207714 Дж/моль (рис. 2). Это значение согласуется с данными полученными другими авторами в гидротермальных эксперимен тах (сводка - Baxter, 2010).

Рис. 2. Диаграмма Аррениуса, полученная на основе экспериментов по выделению аргона из флогопита в вакууме.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гран ты № 11-05-00144, 11-05-00758) и гранта Президента России МК-3495.2012.5.

Литература Baxter E.F. Diffusion of Noble Gases in Minerals // Reviews in Mineralogy & Geochemistry. 2010. V.72. P.509-557.

Giletti B. Studies in diffusion. Ar in phlogopite mica. // Geochemical Transport and Kinetics. 1974.

Harrison T.M., Celerier J., Aikman A.B., Hermann J., Heizler M.T.

Diffusion of 40Ar in muscovite // Geochim Cosmochim Acta. 2009. V.73.

P.1039-1051.

Wheeler J. Diffarg: A program for simulating argon diffusion profiles in minerals // Computers & Geosciences. 1996. V. 22. № 8. P. 919-929.

ПРИМЕНЕНИЕ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА УГЛЕРОДА ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ Ш.С. Юсупов, Л.Ю. Шин Институт сейсмологии АН РУз, г. Ташкент (mila_sh_07@mail.ru) При поиске предвестников землетрясений большое значение имеют исследования различных геохимических эффектов, связан ных с процессами, предшествующими и сопутствующими земле трясениям. Изучение особенностей проявления вариации гидро динамических, газохимических и, особенно, изотопного состава подземных вод, в связи с сейсмичностью имеет большое научное и практическое значение, как для решения задач гидрогеологии и геохимии, так и прогноза сильных землетрясений.

Исследования в этой области начались ещё в 70-годах про шлого века. Режимные наблюдения проводились на всех сейсмо активных районах Узбекистана. Получены уникальные результаты гидрогеосейсмологических параметров в связи с сейсмичностью.

Один из таких интересных результатов получен во время подго товки и свершения Учкурганского землетрясения с М=5.3, 8.10.1995 года (рис.).

Как видно из рисунка, с начала года, т.е. за 9.5 месяцев до основ ного толчка, в содержаниях растворенного гелия, углекислого газа, гидрокарбоната наблюдаются аномальные изменения. Из менение упругих деформаций в водоносном горизонте привело к увеличению содержания гелия до 1 об.% (при фоновом значе нии 0,1-0.2 об.%). Относительно короткая продолжительность (около 2 месяцев) означает об ограниченном количестве этого газа. Увеличилось и содержание газа СО2 до 3 об.% (при фоновом знач. 0.5-0.7 об.%). Как раз в этом периоде содержание гидрокар бонат-иона (HCO3–) снизилось до фонового значения (с 140 мг/л до 120 мг/л). Изотопное отношение углерода аномального СО2 газа соответствует -17 -18‰. К моменту землетрясения экстремаль ные значения СО2 уже пришли к своему фоновому уровню, а зна чения гидрокарбонат-иона наоборот, опять приняли максимальные Рис. Вариации гидрогеосейсмологических параметров во времени на скв.№2 Чартакской прогностической станции. I – температура, оС;

II – гелий, об.%;

III – изотопный состав углерода в СО2, ‰;

IV - углекис лый газ, об.%;

V – гидрокарбонат-ион, мг/л.

Стрелки – момент землетрясения.

значения (140-150 мг/л);

в то же время, 13С повысилась до -7‰ (от -10 до -5‰). Вместе с тем, периоду утяжеления СО2 по углеро ду-13 соответствует период повышенного температурного режима водоносного пласта (увеличение температуры воды в скважине на 2оС) в течение 4-х месяцев перед землетрясением. Возможно, проявленные вариации тесно связаны с упругими деформациями и температурными эффектами водоносных горизонтов.

Известно, что в подземных водах углерод образует систему:

HCO2-H2CO3-HCO3–-CO3=, которая изучалась многими исследова телями для конкретных объектов или в общеисторическом плане.

Нами изучен изотопный состав углерода такой системы в подзем ных водах Ташкентского геодинамического полигона и ряда водо пунктов других сейсмоактивных районов Центральной Азии.

Для всех водопунктов распределение углерода по трем состо яниям карбонатной системы имеет существенный сдвиг по изо топному составу относительно друг друга.

HCO3– CO3= СО (газ) (гидрокарбонат-ион) (бикарбонат-ион) С:

-16 -20.0‰ -8 -12 ‰ -4 -6 ‰ Действительно, разность изотопных отношений между этими тремя состояниями углекислого газа подземных вод исследованных водопунктов, за исключением единичных, вполне соответствует теоретическим представлениям и экспериментальным результатам многих исследователей.

Для подземных вод скважины №2 Чартакского месторождения минеральных вод характерно аномальное содержание растворенного и свободного углекислого газа на начальном этапе подготовки Учкурганского землетрясения;

углерод в виде СО2 газа может поступать в подземную воду в основном за счет окисления органики и незначительное доля приходится на растворение карбонатов вмещающих пород. При этом, значения 13С перед землетрясением соответствуют изотопным отношениям карбонатной системы водорастворенного СО2, который имеет преимущественно облегченное – органогенное происхождение, кроме того, на величину 13С водорастворенного СО2 может оказать влияние СО2 микровключений водовмещающих пород, который высвобождается при помощи внешних воздействий, в частности, сейсмической активности. Утяжеленное значение 13С во время землетрясения соответствует изотопному составу HCO3–, образующимся преимущественно за счет выщелачивания и разложения карбонатов вмещающих пород, что и зафиксировано увеличением содержания гидрокарбонат-иона во время утяжеления значения 13С.

Исследования показали: полученные результаты позволяют использовать их в качестве прогнозного критерия применительно к выявлению природы формирования аномальных гидрогеохимических и изотопных предвестников сильных землетрясений исследуемого региона.

АНОМАЛЬНО ВЫСОКАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ РАДИОГЕННОГО ГЕЛИЯ В ПОЛУМЕТАЛЛАХ О.В. Якубович 1,2, Ю.А. Шуколюков 1,2, А.Г. Мочалов 1, Ю.В. Плоткина1, С.Ф. Служеникин3, А.Б. Котов ИГГД РАН (olya.v.yakubovich@gmail.com);

2Геологический факультет СПбГУ;

3 ИГЕМ РАН В более ранних исследованиях (Шуколюков и др., 2012а) было показано, что самородные металлы, например, золото, сере бро или медь, благодаря особой форме нахождения радиогенного Не в их кристаллической структуре – в форме гелиевых кластеров - пузырьков, почти полностью сохраняют радиогенный гелий при нагреве вплоть до точки плавления и даже до более высокой тем пературы. Это делает маловероятными потери гелия в реальных геологических условиях при обычных, более низких температу рах. Так, например, для термодесорбции гелия из самородной платины необходим очень высокотемпературный нагрев до 1700– 1800°С. Это наблюдение позволило разработать новый 190Pt-4He метод изотопной геохронологии для прямого определения возрас та платиновой минерализации (Шуколюков и др., 2012б).

Существует два основных фактора, которые объясняют ано мально высокую сохранность радиогенного гелия в самородных металлах. Первый, это очень высокая объемная плотность само родных металлов, особенно благородных самородных металлов.

Еще в середине прошлого века было показано, что скорость миграции гелия сильно падает с уменьшением доли свободного пространства в минерале. Второй фактор, способствующий высо кой сохранности радиогенного гелия в металлах, это электриче ская проводимость. Атомы гелия имеют очень устойчивую элек тронную оболочку. Взаимодействуя с электронным облаком метал ла атомы гелия сильно изменяют распределение электронной зарядовой плотности. Совокупность двух этих факторов приводит к тому, что теоретически гелий вообще не может растворяться в металлах. Поэтому атомы гелия мигрируют к различного рода сто кам, дефектам и выделяются на них в форме атомных кластеров пузырьков нанометрового размера. Такая форма нахождения радиогенного гелия в самородных металлах обеспечивает его аномально высокую сохранность в течение геологическо го времени.

В этом ключе особый интерес представляет изучение особен ностей миграции радиогенного гелия из полуметаллических сое динений. Хорошо известен тот факт, что проводимость полупрово дниковых соединений возрастает по мере увеличения температу ры. Таким образом, можно было бы ожидать, что термическая сохранность радиогенного гелия в полуметаллических соединени ях также должна оказаться аномально высокой.

В качестве объекта исследования нами были выбраны круп ные кристаллы сперрилита ~ 1 мм (PtAs2). Главным источником радиогенного гелия в сперрилите является распад изотопа 190Pt.

Таким образом, сперрилит является уникальным природным мате риалом для исследования особенностей миграции гелия, так как радиоактивный распад изотопа платины приводит к гомогенному распределению гелия в минерале. К сожалению, о полупроводни ковых свойствах этого соединения известно очень мало. Суще ствует всего лишь несколько работ о возможной сверхпроводимо сти соединений на основе арсенида платины и ферроплатины при температурах порядка 35 К (Lhnert et al., 2011). Актуальность исследования особенностей миграции гелия в сперрилите объяс няется также тем фактом, что он является потенциальным 190Pt-4He геохронометром. Существует ряд месторождений платины, где сперрилит является основным минералом концентратором плати ны. Таким образом, понимание особенностей миграции радиоген ного гелия в этом минерале может способствовать также развитию представлений об образовании платиноносных руд.

Исследование особенностей термодесорбции радиогенного гелия из сперрилита было проведено методом ступенчатого отжи га на масс-спектрометрическом комплексе МСУ-Г-01-М.

Радиогенный гелий из сперрилита, также как из металлов выделяется, как правило, резко, взрывообразно. При этом энергия активации миграции гелия достигает 215 ккал/моль (k0~1032c-1).

Аномально высокие значения частотного фактора, которые пре восходят максимальные теоретически возможные значения для колебания единичных атомов, (k0~1013c-1) свидетельствуют о том, что радиогенный гелий в структуре сперрилита также образует атомные кластеры. Таким образом, сперрилит тоже теоретически должен быть хорошим 190Pt-4He геохронометром. Однако для ряда образцов сперрилита были получены и более низкие значения энергии активации миграции радиогенного гелия. Причина этих вариаций на данный момент окончательно не ясна.

Для экспериментальной проверки предположения об ано мально высокой термической сохранности радиогенного гелия в сперрилите, нами было проведено 190Pt-4He датирование несколь ких зерен сперрилита из хорошо изученных платиносных масси вов. Например, возраст, определенный по сперрилиту из массива Кондер составил 121±10 млн. лет. Это значение возраста хорошо согласуется с геологическими данными, а также со значением воз раста полученного 190Pt-4He методом для изоферроплатины. Это экспериментально подтверждает предположение о высокой сохранности радиогенного гелия в этом минерале и высокие пер спективы его использования в качестве 190Pt-4He геохронометра.

Таким образом, представления об аномально высокой термиче ской устойчивости радиогенного гелия в сперрилите открывает перспективы использования других полуметаллических природ ных соединений в качестве гелиевых геохронометров.

Литература Шуколюков Ю.А., Якубович О.В., Яковлева С.З., Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Рыцк Е.Ю. Геотермохронология по благородным газам:

Миграция радиогенного гелия в кристаллической структуре самородных металлов и возможности их изотопного датирования/ Петрология, т.

20, No.1, 2012 с. 1- Шуколюков Ю.А., Якубович О.В., Мочалов А.Г., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Яковлева С.З., Корнеев С.И., Гороховский Б.М. Новый изотопный геохронометр для прямого датирования самородных минералов платины (190Pt-4He метод) // ПЕТРОЛОГИЯ, 2012. — Vol. 20, — № 6. — P. 545 Lhnert, C., Strzer, T., Tegel, M., Frankovsky, R., Friederichs, G. and Johrendt, D. (2011), Superconductivity up to 35 K in the Iron Platinum Arse nides (CaFe1xPtxAs)10Pt4yAs8 with Layered Structures. Angew. Chem. Int.

Ed., 50: 9195–9199.

Научное издание XX СИМПОЗИУМ ПО ГЕОХИМИИ ИЗОТОПОВ 12-14 ноября 2013 г.

Тезисы докладов Формат 60х90/16. Тираж 300 экз. Заказ ООО “Акварель”. 129090, Москва, Выползов пер., д. e-mail: aquarel_print@pochta.ru

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.