Главная – Журналы – Геология и геофизика 2024 номер 12

Исследован монтмориллонит приповерхностных горизонтов термальных полей Мутновского месторождения парогидротерм — Верхнемутновского термального поля и Дачного участка парогидротерм, солевой состав сосуществующих поровых растворов в контексте ионного обмена между ними. Актуальность исследования обусловлена обогащением монтмориллонита термальных полей элементами, которые выносятся парогидротермами и концентрируются вблизи поверхности, а природные катионообменники, такие как монтмориллонит, поглощают их, выступая в роли геохимического барьера. С целью определения состава межслоевого катионного комплекса монтмориллонитовых образцов были выделены глинистые фракции, проведен ионообменный эксперимент, а также определен солевой состав поровых растворов глин и минеральный состав глинистых фракций. На прогретых грунтах исследованных термальных полей доминирует каолинит-алунит-арозитовая ассоциация с подчиненным количеством монтмориллонита, в грязеводных котлах часто доминирует монтмориллонит, при высыхании грязеводных котлов монтмориллонит постепенно разрушается. Из поровых растворов приповерхностных горизонтов исследованных термальных полей кристаллизуются ссомольнокит FeSO₄‧H₂O, метавольтин K₂Na₆Fe²⁺Fe³⁺₆O₂(SO₄)₁₂·18H₂O, леонит K₂Mg(SO₄)₂‧2H₂O, полигалит K₂Ca₂Mg(SO₄)₄‧2H₂O, микасаит Fe₂(SO₄)₃, квасцы и аморфный гидрат сульфата алюминия. При взаимодействии таких растворов с монтмориллонитом происходит вхождение катионов в межслоевое пространство слоистого силиката с образованием преимущественно Al,Fe-форм. Алюминий входит в межслоевое пространство монтмориллонита в гидратированной форме, на инфракрасных спектрах фиксируется полоса около 2500 см^–1, характерная для воды, координированной к алюминию. Кроме алюминия и железа, в межслоевое пространство монтмориллонита проникают катионы, которые концентрируются в приповерхностном горизонте глинистых плащей термальных полей: Li⁺, K⁺, NH₄⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Hg²⁺ и др. В итоге монтмориллонит термальных полей обогащен легко извлекаемыми элементами, в том числе литием, ртутью, барием и стронцием, аммонием, на уровне единиц—первых десятков грамм на тонну.

Диагенетически измененные карбонаты наиболее представительны среди горных пород. Многофазная доломитизация – наиболее распространенный из этих процессов. Среднеюрские карбонаты свиты Самана Сук (ССМС) интенсивно доломитизированы в разрезе Кахи в пределах бассейна Низампур. Главной целью настоящего исследования является изучение этой многофазной доломитизации и определение ее возможных механизмов. Полевые исследования включают как вмещающие известняки (оолитовые, содержащие ископаемые остатки и массивные), так и доломиты. Доломитовые тела залегают как параллельно слоистости, так и пересекают ее. Установлены различные типы доломитов на основе цветовых контрастов: темно-серые замещающие доломиты (RD), светло-серые доломиты, коричневатые и желтоватые доломиты. Помимо замещающей фазы, в полевых условиях также определены заполнение пустот и трещин, цементирующие седловидные доломиты (SD) и цементирующие кальцитовые тела (CC).

Петрографические исследования показывают сложную диагенетическую историю ССМС от приповерхностного диагенеза, включая микритизацию, неоморфизм, а также несколько следующих разновидностей доломитов. RD1 – от очень мелко- до мелкозернистого, RD2 – от средне- до грубозернистого, от гипидиоморфного до ксеноморфного, RD3 – от грубо- до очень грубозернистого планарный аутоморфный, зональный, RD4 – грубозернистый аутоморфный до гипидиоморфного железистого. Кроме того, цементирующие седловидные доломиты SD образуют крупные кристаллы, изогнутые грани с волнистым погасанием. Цементирующие кальцитовые фазы включают: CC1 – гранулярный мозаичный, CC2 – двойниковый, CC3 – заполняющий трещины, CC4 – железистый кальцит.

Значения стабильных изотопов известняка (δ¹⁸O: от –7.13 ‰ до –0.73 ‰ V-PDB и δ¹³C: от –0.05 ‰ до 1.32 ‰ V-PDB) указывают на деплетирование относительно юрской морской сигнатуры. Многофазные доломиты RD1–RD4 и значения для SD (δ¹⁸O: от –8.65 ‰ до –3.16 ‰ и δ¹³C: –3.56 ‰ до +2.09 ‰) указывают на многофазную доломитизацию. Значения для C1–C3 (δ¹⁸O: от –11.07 ‰ до –8.97 ‰ и δ¹³C: от –2.14 ‰ до +0.76 ‰) указывают на высоко деплетированные значения δ¹⁸O и соответствуют гидротермальному источнику.

Полевые, петрографические и геохимические данные позволяют сделать вывод что возможным источником магния для гидротермальных доломитов была активация разломов и трещин во время активных тектонических движений в регионе, что может быть связано с активацией и реактивацией системы надвигов Кахи.

Приводятся первые результаты комплексных изотопно-геохимических исследований минеральных радоновых вод Тулинского месторождения (г. Новосибирск) с целью выявления стадии их взаимодействия с вмещающими породами. По геохимическим коэффициентам Ca/Na, Ca/Mg, Ca/Si, Mg/Si, Na/Si, Si/Na, rNa/rCl и SO₄/Cl изученные воды относятся к разновидности трещинно-жильных вод гранитоидов.

Индексы насыщения радоновых вод относительно карбонатных минералов выявили их пересыщение к арагониту, кальциту и доломиту. Также воды насыщены относительно диаспора, феррогидрита, гиббсита и каолинита, что приводит к их осаждению в виде вторичных минеральных фаз. Анализ термодинамических диаграмм с нанесением точек активностей компонентов состава радоновых вод показал, что они также локализуются в основном в полях устойчивости глинистых минералов (каолинит, Na-, Ca-, Mg-монтмориллонит), слоистых силикатов (тальк) и цеолитов (ломонтит). Отдельные точки попадают в поля устойчивости силикатов (Mg-хлорит).

Изученные воды Тулинского месторождения являются нейтральными, собственно пресными с содержанием кремния от 6.41 до 9.02 мг/дм³. По результатам термодинамических расчетов, радоновые воды Тулинского месторождения равновесны с карбонатными минералами и с гидрослюдами, что относит их (по классификации С.Л. Шварцева) к кремнисто-натриевому геохимическому типу.