Главная – Журналы – Геология и геофизика 2013 номер 5

В пределах Чининской тектонической впадины развиты голоценовые мелкозалегающие (0.5—4.5 м, редко более) и плиоцен-плейстоценовые глубокозалегающие (более 25 м) россыпи. Мелкозалегающие россыпи связаны с формированием в криогенных условиях долин современной гидросети р. Чина, глубокозалегающие — законсервированы в доледниковых палеодолинах ее бассейна. Проведено комплексное геолого-геохимическое исследование на десяти промышленных мелкозалегающих россыпях, среди которых восемь относятся к малоизученным, «нетрадиционным». Россыпи нетрадиционны по технологическим характеристикам (содержат в промышленных количествах мелкое (–0.25…+0.1 мм), тонкое (–0.1 мм) и микронное, или «связанное» (invisible) золото), геоморфологическим условиям образования, приуроченности к зоне пластового окисления активного слоя вечной мерзлоты, присутствию значительной доли высокопробного гидрогенного золота и ряду других второстепенных признаков. Образование мелкозалегающих нетрадиционных россыпей контролируется условиями активного слоя многолетней мерзлоты. В аэробной обстановке надмерзлотные воды формируют зону пластового окисления, гидроксиды железа которой придают водоносным породам желтовато-красноватую окраску. В концентрировании тонкого и мелкого золота важную роль играют долгоживущие геохимические барьеры: биогенный, восстановительный, электрохимический, сорбционный и другие, включая гравитационную дифференциацию. Перспективными в отношении нетрадиционных россыпей выглядят отложения аллювия тектонических мезозойско-кайнозойских впадин, подобных Чининской. Среди благоприятных факторов формирования и критериев оценки таких объектов важнейшими являются: объемные питающие источники золоторудной, преимущественно углерод- и сульфидсодержащей минерализации, эндогенные и экзогенные ореолы рассеяния с тонким и невидимым золотом; повышенная мощность активного надмерзлотного слоя и выдержанность его во времени и в пространстве, способствующая образованию и функционированию горизонтов пластового окисления с накоплением гидроксидов трехвалентного железа и гидрогенного золота; наличие специфических морфологических разновидностей гидрогенного золота, являющегося критерием коренной золоторудной минерализации с миграционноспособным металлом; мелкообломочный, высокоглинистый состав толщ аллювиальных или аллювиально-делювиальных современных отложений, являющихся продуктом перемыва древних золотоносных кор выветривания; развитие широких пойм, заполненных голоценовыми осадками, и линии их сочленения с делювиально-солифлюкционными эрозионными склонами.

Описываются химический, газовый и изотопный составы азотных терм Байкальской рифтовой зоны. Показано, что поведение сульфатных и карбонатных ионов в гидротермальных системах разное, что свидетельствует о наличии двух различных источников этих ионов. Термы Байкальской рифтовой зоны разделены на пять химических типов, формирование которых связано с различными геологическими условиями. Особое внимание уделено генезису терм, геологическим и геоморфологическим условиям их питания, равновесию с горными породами. Установлено, что большая часть химических элементов заимствована из горных пород, но значительная доля таких элементов связывается вторичными минералами, что приводит к их глубокой дифференциации, накоплению одних и выпадению в осадок других. Тем самым в термах появляются так называемые избыточные элементы, источники которых ранее считали мантийными.

Проведены модельные эксперименты по изучению растворимости сульфидных руд месторождения Кызыл-Таштыг в дистиллированной воде и растворах фульвокислот (ФК) разной концентрации. Установлено, что при окислении сульфидных минералов руд в условиях атмосферы вероятно формирование кислых дренажных вод, содержащих токсичные тяжелые металлы (Cu, Zn, Cd). При этом влияние природных органических кислот зависит от присущей рудно-породному материалу способности нейтрализовать кислотность растворов. В случае достаточных количеств карбонатов на первом этапе, существенное повышение рН растворов без ФК обеспечивает удаление Fe и Cu в твердую фазу, а образование фульватных комплексов металлов препятствует этому. Однако в дальнейшем, при истощении нейтрализующего потенциала пород, все растворы остаются кислыми на протяжении более 100 сут выщелачивания. В этом случае ФК, наоборот, тормозят реакции окисления поверхности сульфидных минералов и снижают вынос тяжелых металлов в раствор.

Приводятся данные о местонахождении, химическом составе и содержании микроэлементов в маломощных железомарганцевых корках двух участков хр. Витязя: полигоны Диана и Буссоль. Они содержат многочисленные включения зерен цветных (Cu, Zn, Pb, Sn, Ni, W) и благородных (Au, Ag, Pd, Pt) металлов в виде самородных элементов, сульфидов, сульфатов, оксидов или интерметаллидов. В корках полигона Дианы преимущественно встречаются зерна минералов цветных металлов, а на полигоне Буссоль — благородных. Также обнаружены участки марганцевого состава с высоким содержанием никеля (до 3.5 %). Детальное изучение рудных корок подводного хр. Витязя позволяет предположить, что в настоящее время они находятся в начальной стадии формирования.

Установлена закономерность, состоящая в наличии трех мод распределения концентраций микроэлемента (МЭ), соответствующих трем основным формам нахождения МЭ в минерале — структурной, поверхностной и фазовой (собственные фазы МЭ). Исследования проведены на минералах гидротермально синтезированной ассоциации пирит—пирротин—магнетит—гринокит в присутствии Au и Mn. Выполнено разделение форм методом статистических выборок аналитических данных для монокристаллов, основанное на том, что отдельные кристаллы могут содержать преимущественно одну из форм. Это подтверждено изучением примеси Cd, формы нахождения которого диагностированы методом атомно-абсорбционной спектрометрии термовыхода элемента. Для характеристики поверхностных форм МЭ применялись методы рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и атомно-силовой микроскопии. Подтверждено, что зависимость содержания МЭ от размера кристалла в пробе обусловлена главным образом присутствием на поверхности неавтономных фаз, поглощающих МЭ. Подтверждено явление соответствия форм нахождения химических компонентов на поверхности сосуществующих минералов, причем показано, что оно не связано с взаимной контаминацией фаз, а вызвано индуцированием соответственных состояний химических форм компонентов в сосуществующих неавтономных фазах. Показана возможность получения истинных (или близких к ним) коэффициентов межфазного распределения, отвечающих структурной примеси элемента. Они сильно отличаются от кажущихся коэффициентов распределения, рассчитанных по валовым содержаниям примесей, за исключением Mn в пирротине и магнетите, в которых его изоморфная форма является основной. Полученные результаты являются шагом к использованию МЭ в качестве количественных геохимических индикаторов, позволяющих получить корректную информацию о параметрах минералообразования и содержаниях МЭ во флюидной фазе.

Представлена теплофизическая модель взаимодействия канала термохимического плюма с горизонтальными мантийными свободно-конвективными течениями, согласно которой, мантийный поток, набегающий на канал плюма, плавится на границе канала (в его лобовой части) и кристаллизуется в его кормовой части. С использованием геологических данных об интенсивности мантийно-плюмового магматизма за 150 млн лет оценена общая тепловая мощность мантийных плюмов. Предложен возможный сценарий перекристаллизации вещества мантии плюмами. За время существования термохимического плюма происходит плавление и перекристаллизация мантийного вещества вследствие перемещений источника плюма и взаимодействия канала плюма с горизонтальными мантийными свободно-конвективными течениями, и каналы плюмов за некоторое время способны расплавить и перекристаллизовать весь объем мантии. На основе модели взаимодействия дрейфующих каналов плюмов с мантийными течениями и оценки общей тепловой мощности мантийных плюмов оценено время плавления и последующей перекристаллизации всего объема мантии плюмами. На основе модели взаимодействия плюма с горизонтальными мантийными течениями сделаны выводы о том, как мантийные плюмы, влияя на процессы плавления в мантии, могут влиять на ее конвективную структуру.

Статья посвящена геолого-геофизической интерпретации результатов электромагнитных зондирований методом переходных процессов и выяснению изменений геологической среды после подземного ядерного взрыва «Кратон-3». Взрыв был произведен 24.08.1978 г. на глубине 577 м в среднекембрийских известняках на восточной окраине Тунгусской синеклизы (Западная Якутия). Для геологической среды района характерно наличие многолетнемерзлых пород мощностью от 100 до 300 м и напорной системы подземных водоносных горизонтов с натрий-кальций-хлоридными высокоминерализованными (до 400 г/л) криопэгами и рассолами. Особенностью геологической среды является близкое соседство объекта «Кратон-3» с тектоническим разломом: эпицентр взрыва располагался всего в 160 м от уреза местной реки Марха, по руслу которой на дневную поверхность выходит разломная зона. Измерения на 22 пикетах по трем профилям позволили выявить, что ненарушенной геологической среде района свойственно горизонтально-слоистое строение. Верхний слой мощностью ~ 150—200 м с высоким удельным электрическим сопротивлением соответствует многолетнемерзлым породам, в которых вода находится в виде льда. Наиболее низкотемпературные сухие породы с удельным электрическим сопротивлением до 1200 Ом×м наблюдаются на водораздельных ландшафтах по правому борту р. Марха. Вдоль зоны тектонического разлома на ландшафтах низкого склона долины реки, включая эпицентр взрыва, фиксируется понижение удельного электрического сопротивления многолетнемерзлой толщи в 10—40 раз, что мы связываем с деградацией многолетней мерзлоты и развитием таликов. Нижележащие высокопроводящие слои нами соотнесены с верхнекембрийским и I среднекембрийским подземными водоносными горизонтами, насыщенными рассолами. На центральном профиле наблюдается высокая изменчивость уровней верхнекембрийских рассолов, в особенности по зоне тектонического разлома вдоль реки по ее левому борту. Над полостью взрыва наблюдается локальная гидрогеологическая аномалия: поднятие уровней высокопроводящего основания — рассолов I среднекембрийского подземного водоносного горизонта, вероятнее всего, по столбу обрушения, сформированному над полостью взрыва — до 300 м при латеральной протяженности аномалии до 400 м. Предполагается наличие пути массо- и энергопереноса из зоны взрыва по системе «полость взрыва—столб обрушения—трещиноватая зона тектонического разлома—дневная поверхность» при участии напорных подземных рассолов.