Главная – Журналы – Геология и геофизика 2018 номер Неопубликованное

В статье изложены базовые принципы авторской технологии обоснования и восстановления композиционных кинетических спектров GeoArrhenius/SpectrOptim. Преимуществом технологии является уверенное разделение газообразных УВ на хроматограмме и восстановление многокомпонентных (с произвольным количеством компонент) кинетических спектров на начало катагенеза на основе нейросетевого моделирования. Использование технологии при моделировании УВ систем позволяет получить корректную оценку объемов генерированных УВ нефтегазоматеринской толщей и, как следствие, оценить ресурсы УВ района работ. При этом снижается роль внешних и внутренних аналогий при проведении расчетов, а также экспертных суждений геологов исследователей.

Массивы щелочных гранитоидов и нефелиновых сиенитов достаточно широко распространены на территории Восточной Тувы. С ним нередко связаны редкометальные месторождения и рудопроявления, которые формировались преимущественно в конце каменноугольного периода и в перми. Нарынский массив включает нефелиновые сиениты главной фазы, контактовой зоны и комплекс из 3 типов даек фоидитовых микросиенитов. Установленный возраст массива по циркону из пород главной фазы (SIMS – 315±3 млн лет) и даек микросиенитов–1 (CA ID TIMS – 318±1 млн лет) показал более раннее время его становления - в среднем каменоугольном периоде. Минералогические, геохимические и Nd-изотопные характеристики пород массива предполагают, что разнообразие его пород связано с однотипной дифференциацией единой исходной магмы, но протекавшей на разных гипсометрических уровнях. На верхнем уровне происходила кристаллизация биотит-пироксен-амфиболовых нефелиновых сиенитов главной фазы и полевошпатовых либнеритовых сиенитов краевой зоны. Из нижней камеры с дифференцирующим расплавом последовательно внедрялись дайки апо-амфиболовых нефелиновых микросиенитов–1, пироксен-биотитовых микросиенитов–2 и биотитовых нефелиновых микросиенитов–3. Эволюция расплавов, как на верхнем, так и на нижнем уровне, происходила за счет осаждения мафических минералов (амфибола), апатита и полевого шпата. С повышением щелочности расплавов происходило накоплением редких элементов (Zr, Nb, Та, РЗЭ), которые входят в собственные минералы на поздних стадиях кристаллизации пород. Эти данные свидетельствуют, что породы фоидитового ряда, широко распространенные в Восточной Туве, могут являться потенциально рудоносными, а середина каменноугольного периода должна рассматриваться как новая фаза щелочного магматизма Восточно-Саянской редкометальной металлогенической зоны. Изотопный состав Nd пород Нарынского массива (e_Nd(T) +6.3 – +7.1) не предполагает значительного участия континентальной коры в источнике расплавов, поэтому материнскими для всех пород Нарынского массива, вероятно, служили подлитосферные щелочно-базальтоидные магмы.

На примере модельной пробы рудного пирита, отобранной на золоторудном месторождении Дегдекан (СВ РФ), продемонстрировано использование разных вариантов метода ИСП-МС для определения соотношения поверхностно- и структурно-связанных форм микроэлементов (МЭ) в пирите. Несмотря на различие физико-химической сущности методов анализа с разложением кристаллов разного размера методом статистических выборок аналитических данных для монокристаллов (СВАДМ) и прямого определения сканированием поверхности лазерным лучом разной мощности с помощью лазерной абляции с индуктивно-связанной плазмой и масс-спектрометрией (ЛА-ИСП-МС), показано, что ряд элементов проявляет тенденцию к обогащению поверхностного слоя кристаллов пирита. Соотношение содержаний МЭ в поверхностном слое и в объеме (структуре) кристалла определено как селективность (S) поверхностных фазовых образований в поглощении данного элемента. Селективность составила по данным ИСП-МС-СВАДМ 3.9 (Mn), 3.3 (Ag), 6.4 (Pd), 6.4 (La), 0.3 (Pr), 0.8 (Tb), 2.6 (Ho), 0.5 (Er), 1.0 (Lu), по результатам ЛА-ИСП-МС 3.9 (Mn), 1.4 (Co), 6.2 (Ni), 1.6 (Cu), 0.9 (Sb), 0.2 (Au), 0.3 (As), 6.8 (Ag), 18 (La), 46 (Ce), 5.2 (Pr), 11 (Nd), 1 (Eu), 0.6 (Dy). Сравнение с экспериментальными данными по S Mn, Pd и Ag обнаруживает сопоставимость результатов. Вместе с тем, делается вывод о том, что ЛА-ИСП-МС должен быть более представительным, чтобы сделать возможным критериально-обоснованные статистические выборки (КОСВ) по принципу, аналогичному СВАДМ, для более точного выделения структурной составляющей концентрации МЭ. В противном случае возможны значительные погрешности, вызванные влиянием микровключений автономных фаз, в данном случае – галенита, концентрирующего As, Au и Sb за счет гетеровалентного изоморфизма, что приводит к S<1 для этих элементов. Большинство изученных МЭ обнаруживает прямую корреляцию селективности и разницы в ионных радиусах элемента и Fe, что подтверждает связь S c уровнем несовместимости элемента примеси в FeS₂. Отмечаются высокие коэффициенты корреляции между легкими РЗЭ в поверхности и отсутствие или отрицательные корреляции между легкими и тяжелыми РЗЭ. Возможно, это отражает различия в формах нахождения тяжелых и легких лантаноидов и требует более детального исследования с использованием ЛА-ИСП-МС анализа поверхности и применения процедуры КОСВ. Несмотря на предварительный характер результатов, они заслуживают внимания в практическом плане в качестве обоснования разработки технологии извлечения критически важных РЗЭ как попутных продуктов при переработке и обогащении пиритовых руд и концентратов. Они также обосновывают значение эффекта поверхностной аккумуляции МЭ и необходимость его учета при мета-анализе и статистической обработке результатов аналитических определений содержания элементов.

В работе описана система мониторинга сейсмичности отдельных вулканических районов Камчатки (Россия, п-ов Камчатка) с оценкой уровня сейсмичности согласно методике СОУС’09 (статистическая оценка уровня сейсмичности). Применение методики СОУС’09 в целях исследования подготовки вулканических активизаций является перспективным направлением в проведении мониторинга состояния вулканов. Приводятся результаты выделения сейсмоактивных объемов среды для 10 активных вулканов Камчатки, для которых построены номограммы, позволяющие оценить уровень сейсмичности для любого заданного интервала времени по выделившейся в нем сейсмической энергии. Приведены примеры вариаций уровня сейсмичности этих вулканических районов, связываемые с подготовкой извержения и подтверждающие этот вывод.

В самом конце плейстоцена в южной части о. Итуруп (Южные Курилы) произошло два крупномасштабных вулканических извержения, связанных с формированием кальдеры Львиная Пасть, в результате чего образовалась крупнейшая полузатопленная кальдера Курильской островной дуги (размеры – 7×9 км, площадь по бровке уступа – ~ 50 км², объем – ~ 25 км³ (в т. ч. подводной части – 12.26 км³)). В ходе проведенных комплексных геологических и геохронологических исследований было установлено, что формирование кальдеры было связано с двумя последовательными очень сильными эксплозивными извержениями (LP–I и LP–II), разделенными периодом покоя продолжительностью несколько сотен лет. Предполагается, что возраст первого извержения (LP–I) составляет около 13 500 кал. л. н. Возраст второго извержения (LP–II) установлен по серии радиоуглеродных дат и оценивается в ~ 12 300 кал. л. н. По своему типу извержения были плинианскими и сопровождались массовым выбросом кислой пирокластики, представленной отложениями пирокластических потоков и тефры. По содержанию кремнезема и сумме щелочей пемзы кальдерообразующего извержения отвечают низкощелочным дацитам и риодацитам (SiO₂ 63.4–69.95 мас. %, сумма щелочей 3.9–5.5 мас. %), реже встречаются андезитовые (SiO₂ 58.3 мас. %, сумма щелочей 3 мас. %) и риолитовые составы (SiO₂ ~ 74 мас. %, сумма щелочей 5.6 мас. %). Суммарный объем изверженного материала обоих событий предварительно оценен в 80–100 км³ (DRE 35–45 км³), при этом извержение LP–II было на 30–40 % мощнее LP–I. Предполагается, что извержения LP-I и LP-II, произошедшие с перерывом всего несколько сотен лет, могли оказать влияние на природную среду в региональном и, возможно, глобальном масштабе.

Получены новые данные о составе и распределении полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в термальных водах и водовмещающих породах Байкальской рифтовой зоны. Показано, что суммарное содержание всех идентифицированных индивидуальных соединений в термах составляет 0,17-1,15 мкг/л, во вмещающих породах 0,021-1,19 мкг/кг. В горячих источниках преобладают нафталин, фенантрен и дибенз(a,h)антрацен. В породах преобладающими являются фенантрен, флуорантен и дибенз(a,h)антрацен. Установлены корреляционные зависимости, отражающие рост суммарного содержания ПАУ по мере роста величины общей минерализации вода и концентраций азота и гелия в составе выделяющихся газов. Рассчитанные коэффициенты техногенной нагрузки показали низкий уровень загрязнения для всех исследуемых источников. Согласно индикаторным соотношениям определен генезис ПАУ. С одной стороны, ПАУ природного петрогенного происхождения образуются в термах в результате геохимических преобразований органического вещества в условиях высоких температур и давлений и микробиальной активности, и поступают с миграцией водного и газоконденсатного раствора по разломам и трещинам. С другой стороны, некоторые соединения имеют природный пирогенный генезис, в результате которого продукты пиролиза попадают в термы в приповерхностных условиях или при смешении терм с холодными водами. Результаты исследования позволили более детально охарактеризовать состав терм, определить генезис органических соединений и в дальнейшем послужат основой для детального описания концептуальной модели формирования состава термальных вод исследуемого региона.