Том 68, № 4 (2023)

Знание коэффициентов распределения элементов (D) между минералами и расплавом необходимо для моделирования геохимических особенностей образования и эволюции магм. Основным источником данных являются эксперименты по равновесию минералов и силикатных расплавов. Существующая база данных постоянно расширяется, что позволяет уточнять значения коэффициентов распределения и выявлять наиболее важные факторы, влияющие на них. В данной работе проведен анализ имеющихся в литературе экспериментальных данных по распределению элементов между оливином и расплавом (использовано более 7000 экспериментов из 587 публикаций). На основании статистической обработки массива данных оценены зависимости D от состава расплава и оливина, а также P–T условий. Установлено, что для большинства несовместимых элементов вариации этих параметров оказывают пренебрежимо малое или умеренное влияние. Наиболее заметный эффект связан с концентрацией CaO в расплаве. Показано, что для уточнения оценок D важно использовать отношения значений для разных элементов. Отношения значений D часто не зависят от экспериментальных параметров и характеризуются значительно меньшей вариативностью по сравнению с значениями для отдельных элементов. Оценки D для базальтовых составов варьируют в пределах 6 порядков, от <10^–5 (U, Th, La) до ~5–10 для Co и Ni. Низкие значения D (<0.1) для большинства элементов свидетельствуют о том, что отношения концентраций в расплавах слабо меняется даже при высоких степенях кристаллизации оливина из расплава. Проведено сравнение с данными по распределению элементов между высокобарными модификациями (Mg, Fe)₂SiO₄ (вадслеит и рингвудит) и силикатным расплавом, а также оливином и карбонатно-силикатным расплавом. В обоих случаях наблюдается близкое соответствие с данными по распределению между оливином и силикатным расплавом. Исключение составляют редкоземельные элементы. Значения D для систем вадслеит/рингвудит-расплав и оливин-карбонатный расплав примерно на порядок ниже, чем средние значения для пары оливин-силикатный расплав.

Обобщены результаты изучения состава и свойств наночастиц пепла вулканов Ключевской, Толбачик, Кизимен и Шивелуч (Камчатка, Россия). Показано, что концентрация токсичных и потенциально токсичных металлов и металлоидов (Ni, Cu, As, Se, Ag, Cd, Sn, Te, Hg, Tl, Pb, Bi) в наночастицах вулканического пепла может в 10–535 раз превышать их концентрацию в исходных полидисперсных образцах. Для наиболее летучих элементов, таких как As, Te, Hg и Bi, выявлены самые высокие коэффициенты концентрирования в диапазоне 100–535. На основании данных, полученных с помощью метода масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой в режиме анализа единичных частиц, сделано предположение, что концентрирование перечисленных металлов и металлоидов во фракции наночастиц вулканического пепла происходит, в основном, в результате конденсации данных элементов или их соединений из газовой фазы и образования индивидуальных (отдельных) фаз со средним размером в диапазоне 12–74 нм. Следует отметить, что из вулканических пеплов кислого состава (Кизимена и Шивелуча) наночастиц было выделено примерно на порядок меньше по сравнению с пеплами основного состава (вулканов Толбачика и Ключевского). Данный факт идет вразрез с опубликованными данными, показывающими, что доля тонких фракций пеплов обычно больше для кислых эксплозивных извержений по сравнению с базальтовыми извержениями. Рассчитаны коэффициенты корреляции Пирсона между основностью вулканических пеплов и концентрацией более чем 50 элементов в пеплах и наночастицах пеплов. Найдены элементы с коэффициентом корреляции |R| > 0.7, который в соответствии со шкалой Чеддока свидетельствует о высокой степени корреляции. Отмечено, что ряд элементов имеет противоположную корреляцию между основностью пепла и концентрацией элементов в пеплах и наночастицах пеплов. Например, Hg и Tl в пепле имеют отрицательную корреляцию, то есть их концентрация уменьшается с увеличением основности пепла, тогда как для наночастиц отмечена положительная корреляция их концентрации и основности пепла. Концентрация Ca, Ho и Er в пепле увеличивается с увеличением основности пепла, тогда как для наночастиц пепла отмечена обратная зависимость. Выявленные закономерности являются неожиданными, они подтверждают уникальные особенности наноструктур и ставят новые вопросы наногеохимии.

1-D история погружения и эволюция термического режима Коротаихинской впадины Тимано-Печорского бассейна численно реконструированы для осадочных разрезов трех скважин: Коротаихинская-1, Лабогейская-15 и Хавдейская-1. Это позволило численно оценить историю реализации углеводородного (УВ) потенциала нефтегазоматеринских пород юго-западного борта Коротаихинской впадины северо-востока Тимано-Печорского бассейна. Современный модифицированный кинетический спектр созревания витринита использовался в расчетах отражательной способности витринита для уточнения термической истории осадочного чехла изучаемого района. Наличие периодов гидротермальной активности следовало из сравнения вычисленных и измеренных значений отражательной способности витринита и объясняло скачки зрелости органического вещества (ОВ) пород на границах несогласия четвертичных и триасовых отложений, а также отложений перми и карбона. Расчеты предполагают высокую степень реализации исходного потенциала генерации УВ материнскими породами силура, доманикового горизонта, турнейского и визейского ярусов на Коротаихинской и Лабогейской площадях и умеренную генерацию на Хавдейской площади. Результаты моделирования показывают, что высокая степень катагенетической преобразованности ОВ основных нефтегазоматеринских пород (МК₅ и выше) и значительная роль процессов вторичного крекинга жидких фракций УВ в центральной части Коротаихинской впадины (Коротаихинская и Лабогейская площади) предполагают только газовый состав возможных залежей УВ. В южной части впадины (Хавдейская площадь), где роль процессов вторичного крекинга минимальна и нефтегазогенерирующие породы находятся в зоне “нефтяного окна”, предполагается как нефтяной, так и газовый (за счет пермских отложений с терригенным типом ОВ) состав залежей УВ.

В статье рассмотрено распределение подвижных форм и валовых концентраций Zn, Cu, Ni, Co в генетических горизонтах подзолистых и бурых почв на участке центральной части Валдайской возвышенности. Экстракционным методом определены содержания легкорастворимых, обменных и суммы потенциально подвижных форм элементов. Выявлено, что во всех исследуемых генетических горизонтах почв валовое содержание Zn и концентрация его подвижных форм выше, чем у других элементов, однако наиболее активно мигрирует Cu. Преобладающая форма миграции Cu – это комплексы с органическими веществами. По расчетным данным экстракционного критерия (ЭК) определено, что исследуемые почвы являются фоновыми. Выполнена сравнительная оценка обеспеченности почв Zn, Cu, Co, что характеризует потенциальный запас элементов для питания растений.