Том 64, № 3 (2019)

Исследован процесс преобразования нефтепроявлений из кальдеры вулкана Узон под влиянием гидротермолиза при температуре 350°С в среде аргона и кислорода. Показано, что углеродные и водородные изотопно-фракционные характеристики (ИФХ) отражают процессы, происходящие в органическом веществе при гидротермолизе в окислительной и нейтральной среде. Выявлено сходство по форме между углеродными ИФХ Узонских нефтепроявлений, нефти Богачевского месторождения и биоты гидротермальных источников. Водородные ИФХ имеют более сложный вид, по-видимому, связанный с обменными процессами, происходящими в гидротермальной воде. На основании проведенных исследований было сделано предположение, что нефтепроявления из недр кальдеры Узон, с одной стороны, могут служить источником для образования Богачевской нефти, а с другой стороны, существует вероятность, что циркулирующая гидротермальная вода в кальдере вулкана Узон выносит на поверхность органическое вещество Богачевской свиты.

С целью выяснения возможности переноса элементов группы платины высокосолевыми хлоридными растворами выполнено моделирование поведения палладия и платины в условиях низкотемпературного гидротермального преобразования серпентинитов океанической коры. В динамических экспериментах вода–порода с использованием колонок, заполненных измельченными ультраосновными породами океанического дна (гарцбургитовыми серпентинитами срединно-океанических хребтов с разной степенью карбонатизации), установлено, что эффективность переноса палладия зависит от степени измененности (карбонатизации) перидотитов и в условиях эксперимента составляет 80–100%. Предполагается, что транспорт палладия осуществляется в результате образования прочного комплексного соединения с тиосульфат-ионом, который является промежуточным продуктом окисления в системе «сульфид-сульфат». Платина, гидролизующаяся при околонейтральных рН и не образующая соединений с тиосульфат-ионом, полностью удерживается серпентинитами, возможно, за счет сорбционных взаимодействий с силикатами. Таким образом, подтверждена более высокая подвижность палладия в ходе низкотемпературного преобразования абиссальных перидотитов и зависимость характера его распределения в изученных породах от процессов серпентинизации и карбонатизации.

В Уральском регионе в последние десятилетия были закрыты и затоплены десятки медноколчеданных рудников, представляющих наибольшую опасность по степени воздействия на окружающую среду. На многих из них продолжается формирование и излив на поверхность кислых шахтных вод, концентрации большинства компонентов в которых на несколько порядков превышают допустимые величины. Процесс формирования химического состава кислых подземных вод имеет ярко выраженный нестационарный характер: резкий рост содержания всех компонентов в воде после затопления и постепенный спад в течение многих лет. На Лёвихинском медноколчеданном руднике (Свердловская область) после заполнения депрессионной воронки в 2007 году сформировался участок сосредоточенной разгрузки подземных вод (техногенный водоем – провал в зоне обрушения и сдвижения). Концентрации многих показателей через 10 лет после завершения затопления выше, чем при отработке. Анализ закономерностей нестационарного характера гидрогеохимических процессов выполнен на основе данных детального мониторинга и расширенных определений показателей качества подземных вод. Основным источником поступления кислых вод с повышенной минерализацией является зона обрушения, в пределах которой в процессе водоотлива в течение нескольких десятков лет формировалась техногенная сернокислотная кора выветривания, обогащенная вторичными минералами. По данным численного геофильтрационного моделирования в гидродинамическом балансе латеральный поток, поступающий с прилегающих территорий, составляет 60%, его значение проявляется в разбавлении раствора, который формируется в зоне обрушения. Время движения этого потока в зоне обрушения составляет 6–8 лет: именно в течение этого периода наблюдаются чрезвычайно высокие значения практически всех показателей в техногенном водоеме. По данным инверсного физико-химического моделирования (использовался программный код Visual MINTEQ ver. 3.0/3.1) определен состав пород, в результате растворения-осаждения которых могут формироваться подземные воды в районе затопленного рудника. Продолжительность процесса формирования кислых подземных вод оценивается десятками лет.

Методом спектроскопии комбинационного рассеяния изучены стекла трехкомпонентной системы Li₂O-K₂O-GeO₂. Выполнено разложение спектров на составляющие линии и определены основные структурные единицы, образующиеся в системе. Определены условия возникновения высококоординированных атомов германия, а также обнаружено нестатистическое распределение катионов-модификаторов в изучаемых стеклах. Показано, что при замещении катионов лития катионами калия первоначально происходит изменение координационного числа атомов германия, после чего возможен разрыв связей Ge–O–Ge с образованием немостиковых атомов кислорода.