Том 69, № 10 (2024)
- Год: 2024
- Статей: 6
- URL: https://journals.eco-vector.com/0016-7525/issue/view/11465
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016-75256910
Весь выпуск
Статьи
Геохимия и Sr-Nd изотопная систематика апатита из корундсодержащих метасоматитов Беломорского подвижного пояса
Аннотация
Исследованы геохимические характеристики (REE, редкие элементы) и изотопный состав Sr и Nd апатита из корундсодержащих метасоматитов проявления Хитоостров (Беломорский подвижный пояс), а также ассоциирующих с ними плагиоклазитов и вмещающих пород – гранатовых амфиболитов и кианит-гранат-биотитовых гнейсов чупинской толщи. Апатиты из корундсодержащих метасоматитов и кианит-гранат-биотитовых гнейсов обогащены средними REE и имеют отрицательную Eu-аномалию (Eu/Eu* 0.20–0.35). Апатит из корундсодержащих пород отличается от апатита из гнейсов чупинской толщи повышенным содержанием Sr, LREE, пониженным содержанием HREE, а также пониженными 87Sr/86Sr(t) и ɛNd(T): 0.70865–0.70896 и –9.3 ± 0.2 против 0.72533 и –8.1 соответственно. Апатит из гранатовых амфиболитов обогащен средними REE без Eu-аномалии (Eu/Eu* 0.98), характеризуется пониженным значением ɛNd(T) = –9.3 и самым низким отношением 87Sr/86Sr(t) 0.70560. Оценка Sm-Nd возраста апатита составляет 1.80 ± 0.15 млрд лет и согласуется со временем свекофеннского метаморфизма в Беломорском подвижном поясе. Геохимические особенности апатита и величины отношений 87Sr/86Sr(t) свидетельствуют о том, что метасоматическая переработка кианит-гранат-биотитовых гнейсов осуществлялась под влиянием нижнекорового флюида и сопровождалась привносом LREE и выносом HREE. Несколько более низкая величина Eu-аномалии и повышенные отношения Ce vs Th, REE vs La/Sm являются отражением того, что апатит из корундсодержащих метасоматитов формировался в более окислительной обстановке, чем апатит вмещающих пород. Ни в корундсодержащих метасоматитах и плагиоклазитах, ни во вмещающих породах не выявлено каких-либо Sr-изотопных и REE-геохимических следов взаимодействия с метеорными водами.



Совместный расчет химических и изотопных равновесий в программном комплексе GEOCHEQ_isotope: изотопы железа
Аннотация
Программный комплекс GEOCHEQ_Isotope, раннее разработанный для расчета химических и изотопных равновесий углерода и кислорода в гидротермальных и гидрогеохимических системах методом минимизации энергии Гиббса, распространен на одновременный расчет изотопных эффектов углерода, кислорода и железа (основная цель исследования). Как и для углерода и кислорода, при разработке алгоритмов и базы данных для расчета изотопных эффектов железа использовали формализм β-фактора. Согласно разработанному алгоритму энергия Гиббса G*(P,T ) образования редкого изотополога рассчитывалась через энергию Гиббса образования основного изотополога с учетом величины 56Fe/54Fe β-фактора этого вещества и соотношения масс изотопов 54Fe и 56Fe. Использовано приближение идеальности смеси изотопов. Температурная зависимость β-фактора унифицирована в виде полинома третьей степени по обратным четным степеням абсолютной температуры. На основе критического анализа существующих данных по равновесным изотопным факторам, полученным разными методами: упругим и неупругим γ-резонансным рассеянием, экспериментами по изотопному обмену, расчетами “из первых принципов” получен главный результат: впервые разработана внутренне согласованная база данных по β-факторам железа минералов и водных комплексов. Для построения такой базы данных выявлены минералы и водные комплексы, для которых оценки равновесных факторов фракционирования изотопов железа, полученных разными методами, существуют и совпадают в пределах погрешности методов: металлическое железо (α-Fe), гематит, магнетит, сидерит, пирит, водные комплексы FeIII(H2O)6 3+ и FeII(H2O)6 2+. Значения β-факторов железа для этих минералов и водных комплексов, принятые в качестве референтных, составили “становой хребет” построенной базы данных. С учетом того, что равновесные изотопные сдвиги железа между минералами и водными комплексами в рамках одного метода оцениваются значительно точнее, чем соответствующие β-факторы, согласование базы данных осуществлялось путем привязки значений lnβ для минералов и водных комплексов к референтным lnβ. Применение программного комплекса GEOCHEQ_Isotope к закрытой углекислой гидротермальной системе H2O-CO2-Fe2O3-FeO-CaO (T = 200 °С, P = 16 ÷ 350 бар) показало возможность его использования для расчета изменений минерального состава и изотопных эффектов по кислороду, углероду и железу.



Кристаллизация боросиликатных расплавов, содержащих Na и Cs: результаты спектроскопии комбинационного рассеяния света
Аннотация
Методом спектроскопии комбинационного рассеяния исследована структура боросиликатных стекол и стеклокерамических материалов двух составов с различным соотношением Cs/Na. Синтез материалов проведен в двух разных температурных режимах. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света проведено исследование анионного окружения цезия в стекле и изучены структурные перестройки сетки при формировании кристаллических фаз. Рентгенограммы стеклокерамических образцов позволили определить единственную кристаллическую фазу CsBSi2O6, структура которой не была определена однозначно. Стеклокерамика изученного состава может быть использована для иммобилизации цезия путем включения его в кристаллические фазы состава CsBSi2O6, при этом натрий остается размещенным в стеклообразной матрице. В результате исследований было показано, что состав кристаллической фазы не зависит от исходного соотношения щелочных катионов, тогда как соотношение между количествами упорядоченной и аморфной фаз зависит от кинетики процесса охлаждения расплава.



Микроэлементы и органический углерод в донной макрофауне и поверхностных осадках Восточно-Сибирского моря
Аннотация
Получены первые данные о концентрациях ряда микроэлементов и углерода (органического и карбонатного) в компонентах донной экосистемы Восточно-Сибирского моря. Исследовано распределение большой группы микроэлементов (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Mo, Ag, Ba, Tl, Pb, Bi, Th и U) в массовых таксонах бентосных организмов, включающих двустворчатые моллюски Portlandia arctica; Crustacea: Isopoda (Saduria sibirica, Saduria sabini), иглокожие офиуры Ophiuroidea Ophiocten sericeum и Holothuroidea Myriotrochus rinkii. Оценена роль абиотических и биотических факторов в аккумуляции химических элементов в бентосных организмах. Литолого-геохимические характеристики вмещающих донных осадков, в первую очередь, содержание Сорг и гранулометрический состав отражают влияние абиотических факторов. С биотическим фактором связываются геохимические свойства микроэлементов, уровень содержания Сорг в организмах, их тип питания. Впервые сделана сравнительная оценка уровней аккумуляции органического углерода в массовых таксонах и вмещающих донных осадках и показана важная седиментологическая функция организмов грунтоедов.



Сезонная динамика концентраций СН4 и СО2 во внутриболотном озере Северное
Аннотация
Болотные и озерные экосистемы бореального пояса признаются важными звеньями глобального биогеохимического цикла углерода, в то же время, многие аспекты динамики газового режима внутриболотных озер остаются малоизученными. В работе представлены результаты изучения сезонной динамики концентраций растворенных СH4 и СО2 в водной толще внутриболотного озера, расположенного в грядово-озерковом комплексе Иласского болотного массива – типичного представителя верховых болот северной тайги Северо-запада России. Выполнен анализ сезонного вертикального распределения парниковых газов в водной толще; динамики поверхностных концентраций с увеличенным временным разрешением; рассмотрены причины и закономерности их изменчивости, в том числе во взаимосвязи с характеристиками донных отложений. Концентрации СН4 и СО2 в водной толще в течение года изменяются в широких диапазонах: от 4 до 652 мкг/л и от 0.19 до 19 мг/л соответственно. Концентрации CH4 в поверхностном горизонте находятся примерно на одном уровне с мая по август, при этом измеренные в воде значения (5.9–11 мкг/л) более чем стократно превышают равновесные с атмосферой концентрации (0.04–0.05 мкг/л), что указывает на поток метана в атмосферу. Концентрации CO2 снижаются в течение всего периода открытой воды и к концу августа становятся ниже равновесных с атмосферой, что свидетельствует об изменении направления потока и поглощении CO2 из атмосферы. Результаты показали, что в зависимости от сезона внутриболотное озеро может выступать не только в роли источника, но и в роли поглотителя атмосферного углерода, 90–99 % которого, согласно литературным данным, составляет СО2.



Хроника
Хроника Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии 2024 года
Аннотация
16–17 апреля 2024 года в Москве прошел Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии, организованный Институтом геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского и Институтом экспериментальной минералогии им. Д.С. Коржинского РАН. На семинаре были рассмотрены новые результаты экспериментальных исследований по основным направлениям: фазовые равновесия при высоких Р-Т параметрах; образование и дифференциация магм; взаимодействие в системах флюид-расплав-кристалл; гидротермальные равновесия и рудообразование; синтез минералов; термодинамические свойства минералов, расплавов и флюидов; планетология, метеоритика и космохимия; физико-химические свойства геоматериалов; экспериментальная геоэкология; методика и техника эксперимента. В работе семинара приняло участие более 260 ученых из 40 Российских научных Институтов и 6 зарубежных организаций, представлено более 140 докладов.


