Том 69, № 11 (2024)

Статьи

Геохимическая природа базальтов рифтовой долины САХ на 20°31′ с. ш.: условия образования аномального вулканического центра Пюи-де-Фоль в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта

Силантьев С.А., Буйкин А.И., Гуренко А.А., Чугаев А.В., Шабыкова В.В., Цховребова А.Р., Бельтенев В.Е., Бич А.С.

Аннотация

Представлены результаты изучения образцов закалочных стекол базальтов с вершины подводного вулкана Пюи-де-Фоль, расположенного в рифтовой долине Срединно-Атлантического хребта (САХ) на 20°31′ с. ш., отобранных в 45-м рейсе НИС «Профессор Логачев». В отличие от типичных осевых вулканических поднятий, высота которых в низкоскоростных центрах спрединга обычно не превышает нескольких сотен метров, вершина вулкана Пюи-де-Фоль расположена на глубине 1950 м и возвышается над днищем рифтовой долины на 1800 метров. Полученные в проведенном исследовании данные о составе закалочных стекол вулкана Пюи-де-Фоль позволяют прийти к ряду выводов, дополняющих существующие представления о магматических и тектонических процессах, формирующих геоморфологические черты рифтовой долины низкоскоростных центров спрединга, к которым относится Срединно-Атлантический хребет: 1) Закалочные стекла вулкана Пюи-де-Фоль являются продуктом сильно деплетированного расплава, образованного при частичном плавлении мантийного резервуара DM; 2) Вулкан Пюи-де-Фоль образован в результате деятельности долгоживущей промежуточной магматической камеры, расположенной под осью рифтовой долины САХ; 3) В формировании родительских для вулкана Пюи-де-Фоль расплавов помимо резервуара DM, возможно, участвовал мантийный источник, обогащенный несовместимыми элементами; 4) В закалочных стеклах, отобранных на вершине вулкана Пюи-де-Фоль, установлены слабые геохимические сигналы контаминации родительских расплавов гидротермальным компонентом; 5) В районе осевой зоны САХ на 20°31′ с. ш., установлены признаки стагнации спрединга океанической коры.

Геохимия. 2024;69(11):962-974
pages 962-974 views

Редкоэлементный состав циркона из гранитов рапакиви Губановской интрузии, Выборгский массив, как отражение флюидонасыщенности расплава

Рогова И.В., Стативко В.С., Петров Д.А., Скублов С.Г.

Аннотация

Методами SEM-EDS и SIMS in-situ проведено исследование редкоэлементного состава циркона из гранитов рапакиви Выборгского массива: выборгитов второй фазы, трахитоидных гранитов третьей фазы и аплитовидных гранитов зоны их контакта. Все три разновидности пород доступны для исследования в карьере строительного камня месторождения Возрождение (Карельский перешеек), где добываются граниты Губановской интрузии. Cделан вывод об активном воздействии флюида на все изученные цирконы. Это воздействие проявлено как на уровне внутреннего строения циркона (темные зоны и участки на BSE-изображении), так и в составе циркона – по редким и редкоземельным элементам, содержание которых существенно возрастает в измененных зонах, отличающихся характером окраски в BSE. Максимальное суммарное содержание REE в исследованном цирконе достигает 9400 ppm. Для циркона из гранитов третьей фазы установлены спектры распределения в области LREE и HREE с встречным наклоном, который имеет характер «крыльев птицы» (SmN/LaN<1). На дискриминационных диаграммах значительная часть проанализированных точек попадает в поле гидротермального циркона. Можно предположить, что источником флюида, воздействовавшего на циркон во всех типах гранитов, были флюидонасыщенные расплавы, из которых кристаллизовались трахитоидные граниты третьей фазы.

Геохимия. 2024;69(11):975-991
pages 975-991 views

Рудная апатитсодержащая минерализация габброидного массива Велимяки в Раахе-Ладожской зоне Северного Приладожья: выявление условий формирования и оценка возраста апатита

Балтыбаев Ш.К., Анисимов Р.Л., Васильева И.М., Ризванова Н.Г., Галанкина О.Л., Саватенков В.М.

Аннотация

В раннепротерозойских габброидах Велимякской интрузии Северного Приладожья содержится титаномагнетитовая руда, разработки которой велись еще в конце XIX века. Особенность горизонтов с титаномагнетитовым оруденением заключается в высокой концентрации фосфора в форме апатита, содержание которого достигает до 10 об. %. Изотопный Pb-Pb возраст апатита указывает на переотложенный характер этого минерала, предположительно, при наложенном метаморфизме, сильно оторванном по времени от этапа магматической кристаллизации габброидов и клинопироксен-титаномагнетитовых руд. Минералогическим, петрологическим и изотопно-геохимическим критериями наложенного характера минералообразования с перекристаллизацией апатита является связь этого минерала с образованием других метаморфических минералов (роговой обманки, биотита, кислого плагиоклаза), изотопный возраст апатита (1790 ± 5 млн лет) и низкая температура (620–710 °C) его формирования по сравнению с температурами кристаллизации (900–1260 °C) магматических минералов из расплава. Pb-Pb возраст апатита совпадает с возрастом метаморфогенных минералов из других пород региона позднесвекофеннской стадии, а также с Rb-Sr возрастами биотита и амфибола из вмещающих массив супракрустальных пород. На основании полученных данных сделан вывод о перекристаллизации апатита и переуравновешивания U-Pb системы в нем при позднесвекофеннском региональном метаморфизме.

Геохимия. 2024;69(11):992-1011
pages 992-1011 views

Распад твердых растворов в области Au–Au3Cu и уточнение фазовой диаграммы Au–Ag–Cu

Онищенко С.А., Пархачева К.Г., Глухов Ю.В., Кузнецов С.К., Никулова Н.Ю., Тропников Е.М.

Аннотация

Проведено изучение фазового состава самородного золота в недостаточно изученной части системы Au–Ag–Cu в диапазоне между чистым золотом и Au3Cu. В этой области установлен разрыв смесимости Au–Ag–Cu твердого раствора, при распаде которого образуются фазы Au–Ag–Cu и Au3Cu. Эти результаты с учетом ранее полученных и литературных данных позволили построить полную фазовую диаграмму системы Au–Ag–Cu в богатой золотом области для низкой (около 100 °C) температуры. На диаграмме выделяются поле гомогенного Au–Ag–Cu твердого раствора, двухфазные поля (Au3Cu и Au–Ag–Cu-твердый раствор) и (AuCu и Au–Ag–Cu-твердый раствор), разделяющиеся трехфазным полем (Au3Cu, AuCu и Au–Ag–Cu-твердый раствор).

Геохимия. 2024;69(11):1012-1021
pages 1012-1021 views

Углеводороды-биомаркеры в автохтонном и мигрировавших битумоидах докембрия скважины Усть-Майская-366 (Сибирская платформа)

Тимошина И.Д.

Аннотация

В рамках проблемы установления биогеохимических особенностей докембрийского нефтематеринского органического вещества (ОВ) и генерированных им нафтидов на детальном современном уровне изучено распределение углеводородов-биомаркеров в образцах скв. Усть-Майская-366 Алдано-Майской впадины Сибирской платформы. С целью корреляции ОВ и оценки влияния миграции на биомаркерные параметры исследованы аллохтонные и смешанные битумоиды (АллБ и СмБ), а также экстрагированные из нераздробленной породы битумоиды открытых пор (БОП) нерюенской, игниканской, кандыкской, усть-кирбинской (рифей) и сарданинской (венд) свит в сравнении с автохтонным битумоидом (АвтБ) нефтематеринского горизонта нерюенской свиты. Насыщенные цикланы и соединения ароматической фракции для этой скважины проанализированы впервые. Нерюенские аргиллиты обогащены ОВ (Сорг > 1 %), накопленным в глинах (в стеранах βα/(αα + ββ) = 0.5), пережившим диагенез в восстановительных обстановках без избытка H2S (в гомогопанах C35/C34 = 0.4) и термически преобразованным в пределах МК2-МК31 (Tmax – 452–465 °C). Максимум в трицикланах С19–31 почти во всех изученных образцах приходится на С23, как и в нерюенском АвтБ. Четные гомологи ряда 3,7-диметилалканов, присутствующие в нерюенском АвтБ и в усть-кирбинском СмБ, а также отмечающиеся в следовых количествах в нерюенском и игниканском СмБ и в БОП сарданинской свиты, видимо, рассеиваются при миграции. Во всех битумоидах зафиксированы 12-,13-монометилалканы, причем особенно обильны в кандыкских БОП – вероятно, эти соединения могут накапливаться в процессе миграции. Мигрировавшие битумоиды отличаются от АвтБ повышением доли стеранов С29 – (до C29/C27 > 2) и отношения nC27/nC17 (до > 1). Обнаружена связь с битумоидным коэффициентом: для Pr/Ph, nC27/nC17, ΣnCiizoCi, C29/C27 в стеранах, C35/C34 в гомогопанах, отношения гопаны/ трицикланы – эти параметры, вероятно, подвержены миграционным эффектам. Вероятно, рифейские битумоиды имеют своим источником в основном углеродистый нерюенский горизонт, вариации характеристик связаны с катагенезом и миграционными процессами накопления или рассеивания низкомолекулярных подвижных соединений. Битумоиды открытых пор сарданинской свиты отличаются от рифейских. Верхние 2 битумоида незрелые паравтохтонные, остальные, вероятно являются смесью рифейских и вендских битумоидов, на которые повлияло воздействие растворов из находящихся юго-восточнее стратиформных полиметаллических месторождений Сардана (примерно в 35 км) и Перевальное (примерно в 20 км) с оруденением в венде.

Геохимия. 2024;69(11):1022-1038
pages 1022-1038 views

Формы нахождения химических элементов в водах исторического рудника «Гербертц» (Карелия, Россия): термодинамические расчеты и фракционирование

Сидкина Е.С., Торопов А.С., Конышев А.А.

Аннотация

Для изучения форм нахождения химических элементов в воде с фокусом на влияние растворенного органического вещества применен комплексный подход, включающий термодинамические расчеты и экспериментальное фракционирование. В качестве объекта исследования выбран затопленный исторический рудник «Гербертц» (Питкярантский район, Карелия). Характерная для выбранного района высокая степень гумификации природных вод в совокупности с уникальной металлогенией пород региона делает выбранный объект подходящим для решения поставленной задачи. Восточный ствол рудника «Гербертц» был опробован до глубины 20 м, что позволило отследить изменения, связанные со сменой окислительно-восстановительных условий. Одной из геохимических особенностей является достаточно высокое содержание микроэлементов, в первую очередь элементов рудной специализации, на фоне низкой величины общей минерализации. Для всех изученных проб природных вод рудника «Гербертц» характерны повышенные концентрации Zn, Fe, Mn, Cu, Ni, As и W. Экспериментальное фракционирование и термодинамическое моделирование форм нахождения химических элементов позволило выявить ряд металлов, в накоплении которых ОВ играет наибольшую роль. Оба метода продемонстрировали высокое сродство к ОВ U и Th, а также Cu, Ni, Y. Наиболее подвержены трансформации при смене геохимических условий формы металлов (Cd, Fe) с преобладанием электростатических связей и более высокой долей карбоксильных связей.

Геохимия. 2024;69(11):1039-1058
pages 1039-1058 views

Применение масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой для уточнения элементного состава стандартных геологических образцов и аттестации кандидатов в стандартные образцы

Николаева И.В., Палесский С.В., Шайбалова А.С.

Аннотация

С использованием разработанной методики анализа, основанной на сплавлении образцов с метаборатом лития и определении элементов по внешней градуировке с внутренним стандартом на масс-спектрометре высокого разрешения ELEMENT, установлены содержания 25 элементов в кандидатах в стандартные образцы – черных сланцах СЧС-1А и СЛг-1А и уточнены паспортные характеристики российских стандартов магматических и осадочных пород – СГ-3, СГД-2A, СТ-2А, СИ-2, БИЛ-1 и техногенных веществ – ЗУК-1 и ЗУА-1. Для образцов СИ-2, ЗУА-1 получены новые данные по большинству редкоземельных элементов, отсутствующие при аттестации. На основе анализа стандартов СГ-3, СИ-2 с 2005 по 2024 г подтверждена применимость их в настоящее время. Полученные новые МС-ИСП результаты обеспечивают расширение числа установленных характеристик элементного состава стандартных образцов и уточнение их значений.

Геохимия. 2024;69(11):1059-1068
pages 1059-1068 views