Геология, геофизика и геохимия. Рубрика в журнале - Вестник Мурманского государственного технического университета
Статья научная
Представлены результаты комплексного петрографо-минераграфического, рамановского и изотопно-геохимического изучения трех типов графитсодержащих пород, распространенных на различном удалении от щелочных гранитов: кианитовых сланцев Больших Кейв, отобранных на значительном удалении от контакта со щелочными гранитами; силлиманитовых сланцев, отобранных вблизи контакта; силекситов, приуроченных к внутренней части щелочно-гранитного массива Западных Кейв. В рассматриваемых породах было выявлено пять морфогенетических типов графита: тонкодисперсный Gr-1, межзерновой Gr-2, гнездовой Gr-3, жильный Gr-4 и сферолитовый Gr-5. Как показало проведенное исследование, разновидности графита отчетливо различаются не только по морфологии, но и по температуре кристаллизации, определенной с помощью RSCM-рамановского геотермометра, и по изотопному составу углерода. Наиболее вероятным источником для аномально "легкого" графита типов Gr-1 и Gr-2 [δ13C(PDB) = -43…-45 ‰] из кианитовых сланцев является водно-метановый флюид из осадочных пород с органическими соединениями. Углерод графита Gr-5 из силекситов внутренней части щелочно-гранитного массива Западных Кейв, напротив, оказался наиболее "тяжелым" [δ13C(PDB) = -8 ‰], что свидетельствует о его фиксации из нижнекоровых или мантийных углекислотных флюидов. Таким образом, углерод поступал в породы Кейвской структуры по меньшей мере из двух изотопно контрастных источников. Графит Gr-3, слагающий основной объем графита экзоконтактовых силлиманитовых сланцев, также является изотопно "легким", но не аномально [δ13C(PDB) = -17…-28 ‰]. Температура кристаллизации данного графита (435-520 ºC) и структурные взаимоотношения с прочими минералами породы свидетельствуют о его синметаморфическом происхождении. Присутствие прожилков изотопно "тяжелого" [δ13C(PDB) = -10…-11 ‰] высокотемпературного (570-670 ºC) графита Gr-4, секущих минералы метаморфического парагенезиса (в том числе Gr-3), указывает на то, что внедрение гранитов происходило в уже метаморфизованные толщи и сопровождалось как термальным, так и флюидным воздействием на них.
Бесплатно
Литология морены поздневалдайского оледенения западной части Кольского полуострова
Статья научная
Выполнено комплексное изучение морены. Результаты сгруппированы в зависимости от состава подстилающих пород. Рассмотрены основные морены, залегающие на продуктах дезинтеграции кристаллических пород, на песчано-алевритовых отложениях в области распространения метаморфических и изверженных пород и на глинах в области развития песчаников терской свиты. Установлено, что в основании моренного пласта наблюдается четкая зависимость состава крупнообломочного материала и гранулярного состава мелкозема морены от состава подстилающих пород. Она заметно ослабевает вверх по разрезу. Полученные данные свидетельствуют о том, что господствующим в регионе было пластическое течение льда, при котором наиболее медленно перемещаются слои в основании ледника, и вверх по разрезу возрастает скорость движения льда. Пластическое течение сопровождалось перемещением по внутренним сколам, что обеспечило поступление обломочного материала в верхние слои ледника. Ряд разрезов морены, сформировавшейся при наступлении ледника в среднем дриасе, рассматривается в качестве отторженцев осадочных пород, современный облик которых возник в процессе смены скольжения ледника по ложу перемещением по внутренним сколам и пластическим течением. В тех случаях, когда в данном пункте обломочный материал, содержащийся в чешуе, утратившей пластичность и, вследствие этого, отслоившейся от основания продолжающего перемещаться ледника, не успевал уплотниться к моменту отслоения каждой из последующих чешуй, возникала морена с неупорядоченной текстурой. Если же интервал между отделением чешуй был более продолжительным, перемещаемый обломочный материал взаимодействовал с уже сформировавшейся мореной, и вследствие истирания обломков образовывались тонкие обогащенные глинистыми частицами слои, наблюдаемые в морене со "слоистой" текстурой. Пластинчатая текстура образовывалась при промерзании уже отложенной морены. Абляционная морена отличается от основной морены более низким содержанием мелкозема. Источниками обломочного материала морены наряду с четвертичными отложениями являлась площадная кора выветривания гидрослюдистого типа.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются и обосновываются вопросы многоступенчатого механизма обогащения земной коры рудными элементами в зонах поддвига плит. Описываются процессы метаморфизма и образования гидротермальных растворов при затягивании в зону субдукции обводненной океанической литосферной плиты. Обсуждаются некоторые физико-химические закономерности трансформации структурно-вещественных комплексов в этих зонах и механизмы формирования рудных залежей. На примере металлогении Уральского и Верхояно-Колымского складчатых поясов описаны пространственно-временные закономерности локализации целого ряда эндогенных и экзогенных месторождений. Показано, что в природе существует несколько эффективных механизмов обогащения земной коры полезными ископаемыми. Одним из них является процесс затягивания в зону субдукции металлоносных осадков и железомарганцевых корок и конкреций морского дна, их метаморфические преобразования, частичное плавление и переход рудных компонентов в магматические расплавы и минерализованные флюиды. В дальнейшем это приводит к выносу магмами и гидротермальными растворами рудного вещества в складчатые образования островодужного и андийского типов и формированию магматических, метасоматических и гидротермальных месторождений. Другим не менее мощным природным механизмом конвейерного обогащения земной коры рудными элементами является процесс разрушения и перехода в осадки сформированных в складчатых областях месторождений полезных ископаемых, формирование россыпей и их перенос в краевые области континента. В дальнейшем при столкновении активной и пассивной окраин двух литосферных плит (как, например, при столкновении Колымского массива с восточной частью Сибирского кратона) в середине мезозоя произошло надвигание молодой литосферной плиты на более древнюю. В результате этого осадочные толщи пассивной окраины Сибирской плиты были погружены и частично переплавлены внедрившимися в низы разреза магмами основного состава. Это привело к переходу части рудных элементов из россыпей в магматические образования гранитоидного состава и флюидные растворы, формируя тем самым магматические, метасоматические и гидротермальные месторождения полезных ископаемых. Циклическое обогащение земной коры подобным образом может проявляться в истории Земли неоднократно и приводить к обогащению рудных залежей от древних комплексов к молодым. Изучение процессов геодинамической эволюции структурно-вещественных комплексов континентальной и океанической литосферы важно для понимания процессов рудогенеза в земной коре. Большинство эндогенных месторождений тесно связано с процессами метаморфизма, магматизма и гидротермальной деятельности и, как правило, формируется по краям литосферных плит. Часть экзогенных месторождений также генетически связаны с эндогенными и образуются за счет их разрушения. Описанные в статье закономерности рудогенеза в зонах поддвига плит затрагивают лишь часть природных процессов обогащения земной коры полезными ископаемыми. В работе акцентировано внимание на полициклическом и конвейерном механизме формирования и трансформации рудных элементов в зонах субдукции, а также на механизме ремобилизации рудосодержащих осадков, их совместном переносе в верхние структурные этажи складчатой системы и формировании рудоносных вулканоплутонических ассоциаций.
Бесплатно
Статья научная
Приведены данные по исследованию минералов железа, формирующихся в зоне окисления колчеданных руд. Минералы представлены двумя группами: оксиды - гётит и лепидокрокит, сульфаты - мелантерит и роценит. Диагностика минералов производилась с применением рамановской спектроскопии, данные подтверждались с помощью сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской дифракции. Полученные рамановские спектры сравнивались со спектрами из известных баз данных и результатами предыдущих исследований этих групп минералов. Гётит и лепидокрокит являются полиморфными модификациями, которые образуются в специфических условиях под действием особых растворов. Для гётита диагностическими являются полосы 243 см-1, 300 см-1, 391 см-1, 480 см-1, 552 см-1, 681 см-1, 995 см-1. Диагностические полосы лепидокрокита - 252 см-1, 381 см-1, 528 см-1, 652 см-1. Обнаруженные в прожилках гётита мелкие кристаллы диагностированы как магнетит, его диагностические полосы - 678 см-1, 549 см-1 и 316 см-1. Гётит и лепидокрокит образуются на поверхности сложного пирит-марказитового агрегата со структурой "птичий глаз". Присутствие и пирита, и марказита подтверждается рамановским спектром, на котором проявились полосы как пирита - 343 см-1 и 403 см-1, так и марказита - 323 см-1 и 386 см-1. Мелантерит и роценит образуются при воздействии поверхностных вод на колчеданные руды или другие легкоразлагающиеся железосодержащие минералы, а также в замкнутых пространствах с высокой влажностью. Рамановские спектры минералов хорошо отличаются друг от друга, что дает возможность надежно диагностировать их. На спектрах проявлены колебания анионной группы [SO4]2- в области 990-1 010 см-1 и колебания Н-О-Н в области 3 000-4 000 и 1 500-1 700 см-1. В результате проведенных исследований авторы пришли к выводу, что рамановская спектроскопия может использоваться как надежный метод диагностики минеральных фаз.
Бесплатно
О причине своеобразия состава пород Кейвского домена (Кольский полуостров)
Статья научная
Кейвский домен отличается от других структур Кольского региона своеобразием состава метаморфических комплексов, наличием в его пределах древнейших для региона щелочных гранитов и ассоциирующих с ними габброанортозитов, а также уникальных месторождений полезных ископаемых. Прежние исследования Кейвской структуры показали, что в ее пределах встречаются метаосадочные образования по содержанию титана, а также отношению Al2O3/SiO2, отличные как от метаосадочных раннедокембрийских породных ассоциаций Кольского региона, так и от фанерозойских осадочных комплексов. Настоящее исследование подтверждает правильность этого вывода. Авторами предпринята попытка поиска обобщенного показателя (тренда), описывающего характер изменения химического состава пород при переходе от низкотитанистых разновидностей пород к высокотитанистым (при одновременном росте отношения Al2O3/SiO2). Для решения этой задачи использован метод поиска отличий в заданных рядах совокупностей при введенном исследователем отношении частичного порядка. В качестве информационной основы выбраны однотипные одновозрастные образования, а именно метапелиты червуртской свиты Кейвской серии. Такой показатель был найден. Он описывает процесс, который кроме существенного привноса титана сопровождался одновременным возрастанием содержания СаО и уменьшением содержания Al2O3, ΣFe и Na2O. Необходимо подчеркнуть, что полученный тренд не связан в гипергенными процессами, для которых характерно сходное поведение титана с алюминием и железом, особенно отчетливо проявленное при формировании кор выветривания. Положение на данном обобщенном показателе точек составов пород всех толщ разреза Кейвского домена, взятых на удалении или вблизи щелочных гранитов, соответствует положению менее или более титанистых пород, тем самым подтверждая предположение о метасоматической переработке последних. Тот факт, что метасоматической переработке, связанной, вероятнее всего, с архейскими комплексами щелочных гранитов, подвержены все метаосадочные образования Кейв, что подтверждается и прямыми геологическими наблюдениями за взаимоотношениями лебяжинских и червуртских породных комплексов со щелочными гранитами, позволяет говорить об их архейском возрасте.
Бесплатно
Статья научная
Методом рамановской спектроскопии проведено изучение циркона из гранофировых норитов массива Ярва-варака Мончегорского рудного района (Кольский полуостров). Геологические и геохимические данные, полученные для массива Ярва-варака, показывают его сходство со структурой Садбери, для которой установлено импактное происхождение. Изучение именно циркона обусловлено тем, что циркон может сохранять признаки ударного метаморфизма, даже пройдя в дальнейшем условия гранулитовой фации, что позволяет использовать его для идентификации древних импактных структур. Изображение циркона в обратно рассеянных электронах выявило сложное строение зерен с темными ядерными доменами и светлой широкой каймой без четко выраженной структуры. Включения силлиманита и плагиоклаза означают, что изученный циркон был захвачен из вмещающих глиноземных гнейсов. Кристаллы циркона показывают изменение рамановских спектров от ядерных частей зерен, которые сохраняют типичный для циркона набор пиков, до полного отсутствия спектральных полос в периферических частях и каймах. Минеральные включения в каймах циркона также демонстрируют отсутствие рамановских пиков. Такие вариации спектров могут быть связаны с преобразованием кристаллического циркона (и минеральных включений в нем) в диаплектовые стекла вследствие ударного метаморфизма; внутренние части циркона экранировались каймами и сохранили свою структуру. Полученные данные позволяют предполагать участие метеоритного импакта в образовании массива Ярва-варака, что требует дальнейшего изучения.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены условия накопления россыпной Ti-Zr минерализации в неопротерозойских терригенных породах землепахтинской свиты кильдинской серии и современных пляжевых терригенных отложениях п-ова Средний и мыса Мотка п-ова Рыбачий (Кольский регион). Установлено, что для пород землепахтинской свиты характерна фациальная изменчивость - распространение мелководных литоральных фаций в западной и центральной частях п-ова Средний и более глубоководных сублиторальных фаций в восточной части п-ова Средний и на мысе Мотка п-ова Рыбачий. Линзы и пласты с россыпной Ti-Zr минерализацией приурочены исключительно к литоральным фациям. Изучение минерального состава показало, что носителями россыпной Ti-Zr минерализации в алевропсаммитах землепахтинской свиты являются: лейкоксен, рутил и циркон, в современных пляжевых отложениях среди минералов Ti ведущая роль принадлежит ильмениту и рутилу, а среди минералов Zr - циркону, который встречается в незначительных количествах. Анализ палеогеографической обстановки свидетельствует, что почти все неопротерозойские (верхнерифейские) породы кильдинской серии накапливались в мелководных (литоральные и сублиторальные фации) условиях при господстве гумидного климата и интенсивном выветривании в областях сноса. Следовательно, несмотря на то, что россыпные концентрации обнаружены лишь на землепахтинском уровне, весь разрез кильдинской серии следует считать перспективным на обнаружение россыпей. Незначительная концентрация тяжелых минералов (в том числе минералов Ti и Zr) в современных пляжевых отложениях п-ова Средний и мыса Мотка п-ова Рыбачий связана со слабостью выветривания в четвертичное время в пределах Балтийского щита и скоплением в литоральной зоне большого количества грубообломочного материала, препятствующего дифференциации среднеобломочного материала (песков) волновым воздействием.
Бесплатно
Серебряно-висмутовая минерализация на Сергозерском рудопроявлении золота
Статья научная
Изучена серебряно-висмутовая минерализация, сопровождающая минерализацию золота на Сергозерском рудопроявлении. Установлено, что серебряно-висмутовая минерализация приурочена к дайкам диоритовых порфиров, которые прорывают вулканогенно-осадочные комплексы Стрельнинского зеленокаменного пояса, представленные роговообманковыми и хлорит-актинолитовыми амфиболитами, биотитовыми и двуслюдяными гнейсами лопийского возраста. Размещение серебряно-висмутовой минерализации, как и минерализации золота, контролируется зоной окварцевания пород мощностью около 80 м. Кроме того, минералы висмута отмечены на участках брекчирования диоритовых порфиров в пределах той же зоны метасоматических преобразований. В составе серебряно-висмутовой минерализации установлены самородные металлы (висмут, электрум, серебро), теллуриды (хедлейит, гессит), селениды (икунолит), сульфиды и сульфосоли висмута и серебра (матильдит, лиллианит, эккерит, ялпаит, прустит, акантит, а также недиагностированные минеральные фазы). Для всех минеральных фаз висмута и серебра характерна ассоциация с галенитом. Состав минерализации претерпел эволюцию от ранних к поздним стадиям ее развития по мере увеличения интенсивности метасоматических преобразований. Наиболее ранними минералами являются самородный висмут Bi и хедлейит Bi7Te3, образующие вкрапленность в галените, и электрум с содержанием золота 30-45 мас.%. Позднее по самородному висмуту развивались сульфосоли серебра и висмута, сульфиды висмута, а также самородное серебро. К наиболее поздним низкотемпературным образованиям относятся сульфиды серебра (эккерит, ялпаит, акантит); эти минералы отмечены только в наиболее интенсивно окварцованных породах. Поскольку формирование минерализации серебра и висмута связано с теми же процессами метасоматического преобразования пород, что и минерализации золота, то находки серебряно-висмутовой минерализации можно рассматривать как положительный поисковый признак при поисковых работах на золото в регионе.
Бесплатно
Способ оценки пластового давления при разведочном бурении
Статья научная
На основе анализа лабораторных исследований и литературных данных предложен способ оценки пластового давления при разведочном бурении, позволяющий выявить зоны аномально высокого пластового давления (АВПД) при наличии сейсмических данных о глубинах залегания ловушек. Указанный способ оценки базируется на разработанных в конце XX в. методиках с использованием d - и σ-экспонент, учитывающих механическую скорость бурения, скорость вращения ротора, нагрузку на долото и его диаметр, литологическую константу и степень уплотнения пород, плотность бурового раствора и "региональную плотность". Известно, что при разведочном бурении наблюдается пульсация давления на устье скважины. Такая пульсация является следствием передачи пластового давления через глину. В данной работе приводится описание механизма передачи давления на забой, а также поведение слоя глины при передаче через него избыточного давления. Для определения поведения породы на границе зоны АВПД спроектирована и создана лабораторная установка, на которой выполнено моделирование передачи давления на забой скважины через слой глины и установлена выпуклость слоя глины при диаметре забоя 215.9 мм. Установлена зависимость передачи давления через глину и показана реакция верхнего слоя глины, имеющего выпуклость высотой 25 мм. Разработана схема распределения (баланса) давлений, которая учитывает расстояние от зон АВПД до места забоя. Составлено уравнение баланса для оценки пластового давления с учетом текущей глубины скважины, расстояния от забоя до кровли АВПД и плотности глины.
Бесплатно
Химический состав нефти шельфа Печорского моря
Статья научная
Исследованы физико-химические свойства нефти шельфа Печорского моря и выделенных из нее компонентов с использованием рефрактометрии, титриметрии, вискозиметрии, реометрии и стандартных методов анализа нефти и нефтепродуктов. Проведено фракционирование нефти при атмосферном давлении, выделено несколько фракций, кипящих при температуре ниже и выше 211 °С. Химический структурно-групповой состав нефти и выделенных из нее компонентов исследован с помощью Фурье-ИК-спектроскопии (инфракрасной спектроскопии). Плотность нефти шельфа Печорского моря в градусах API составляет 24,2. Анализ химического состава показал, что содержание воды в исследуемом образце нефти - около 0,03 мас.%. Нефть содержит углеводороды (включая алканы, нафтены, арены) и смолисто-асфальтеновые вещества (соответственно 89 и 10 мас.%); алканы - около 66 %, в том числе алканы нормального строения - около 37 %. Низкая температура застывания исследованного образца нефти, равная -43 °C, косвенно свидетельствует о низком содержании твердых алканов (парафинов). По содержанию смолисто-асфальтеновых веществ нефть можно отнести к типу смолистых нефтей. На основании анализа спектральных коэффициентов ароматичности и алифатичности исследуемую нефть можно отнести к типу нафтеновых нефтей. По данным Фурье-ИК-спектроскопии, нафтены и арены составляют соответственно 5,9 и 17,8 мас.%. Таким образом, данные структурно-группового состава нефти и нефтяных фракций позволяют отнести исследованный образец к типу тяжелых смолистых нафтеновых нефтей. Полученные в условиях сдвиговых деформаций реологические параметры характеризуют нефть как вязко-пластичную среду.
Бесплатно
