На примере элементов платиновой группы (ЭПГ), главным образом платины и палладия, показана их информативность как геохимических индикаторов при изучении полигенеза нефти. Установлено, что подобно другим химическим элементам (никелю, ванадию, кобальту и пр.) элементы платиновой группы и золото наряду с фоновыми концентрациями в отдельных месторождениях нефти могут содержаться в повышенных и даже аномально высоких количествах. Цель исследования – изучение ЭПГ и элементов-примесей как геохимических индикаторов для определения геологических причин, в том числе эндогенных факторов, образования аномально высоких их концентраций в нефтях, а также анализа полигенеза нефтей. Выполнен большой аналитический обзор литературы по данной тематике. Получены новые данные по содержанию благородных металлов в составе нефтей России и мира. Проведен анализ геологических причин образования высоких и аномально высоких концентраций ЭПГ в нефтях. Для определения содержаний ЭПГ в нефтях использован метод атомной абсорбции с атомизацией в графитовой печи HGA-500. Предварительно для отделения благородных металлов от сопутствующих элементов применен метод соосаждения на теллуре (ISO 10478:1994). Определены возможные геологические причины образования аномально высоких концентраций платиновых металлов в нефтях, в том числе такие эндогенные факторы, как пространственная близость нефтяных месторождений к массивам ультраосновных пород, воздействие контактово-метасоматического процесса, влияние мантийного фактора. Кроме того, данные по мантийным элементам дают возможность рассматривать их в качестве индикаторов глубинности происхождения части углеводородных флюидов в вопросе изучения полигенеза нефти.
Для оценки возможности селективной дезинтеграции и снижения степени переизмельчения труднообогатимых руд были проведены оптико-микроскопические и рентген-микротомографические исследования, идентифицированы количественные характеристики морфологических параметров образцов вкрапленных и богатых медистых руд норильского типа Октябрьского месторождения. Среди количественных морфологических параметров наиболее информативными оказались площадь зерен, периметр, неровность края, сферичность, вытянутость и среднее расстояние между зернами для вкрапленных медно-никелевых руд; площадь зерен, периметр, неровность края и вытянутость для богатых медистых руд. Изученные параметры характеризуются увеличением значений и дисперсности в рудных зонах, что особенно важно для тонкозернистых руд, с трудом диагностируемых оптическими методами. Методом компьютерной рентгеновской микротомографии проведено трехмерное моделирование внутреннего строения образцов с сульфидной минерализацией, благодаря которому можно наблюдать количественные параметры зерен, агрегатов, распределение в общем объеме породы и взаимоотношения друг с другом. Оценка порового пространства породы методом компьютерной микротомографии дала возможность сопоставить полученные результаты с прочностными характеристиками горных пород и руд, в том числе на различных типах дробилок. Полученные количественные характеристики структурно-текстурных параметров, анализ гранулометрического состава зерен рудных минералов позволяют оценить возможность применения селективного измельчения на различных этапах подготовки руды.
Представлены структурно-геологические особенности о. Итуруп – крупнейшего острова Большой Курильской гряды, являющейся уникальным природным объектом, который может считаться геологическим эталоном. Проведенный структурно-геологический анализ на основе комплексного исследования новых данных дистанционного зондирования Земли, карт аномальных геофизических полей и других геолого-геофизических материалов с использованием современных методов моделирования позволил впервые выделить или уточнить местоположение ранее выявленных разрывных нарушений, типизировать их и определить кинематику, а также установить более достоверную пространственную связь выявленных структур с магматизмом, с этапами геологического развития региона. Построенная схема плотностного распределения зон повышенной тектонической трещиноватости показывает значимую корреляцию между распределением полезных ископаемых и ослабленными участками земной коры и может быть использована в качестве альтернативного способа прогноза полезных ископаемых исследуемой территории, особенно в удаленных и труднодоступных участках. Представленный подход может быть распространен и на другие острова Большой Курильской гряды, тем самым приблизив геологов-исследователей к получению ответов на вопросы об особенностях структурно-геологического строения и эволюции островной дуги. При этом использование специализированных программных продуктов значительно ускоряет процесс интерпретации большого массива геолого-геофизических данных.
В южной части региона Хур расположена система разломов, имеющая преимущественно северо-западное направление простирания. Указанная сеть тектонических нарушений является одной из наиболее важных систем разломов в Центральном Иране и сечет метаморфические породы палеозоя, меловые известняки и вулканические породы эоцена. Интерпретация данных спутниковой съемки ETM+ (Enhanced Thematic Mapper plus, Landsat) и полевых наблюдений показала наличие левосторонних сдвигов вдоль системы разломов. Это сформировало структуру оперяющих разломов на северо-восточном окончании основного разлома. Другая особенность, связанная со сдвиговыми дислокациями, проявляется в ротации блоков в северо-восточных и юго-западных сегментах рассматриваемой территории. В регионе присутствует несколько бассейнов и «положительных» структур в виде серии взбросов и надвигов, указывающих на наличие в геологическом прошлом тектонических режимов сжатия и растяжения. Другая часть работы посвящена исследованию взаимосвязи активных разломов с землетрясениями. Путем обработки спутниковых изображений, полевых наблюдений и с использованием записей о микро-землетрясениях в окрестности радиусом 17 км были проанализированы параметры землетрясений и положение тектонических нарушений, что позволило подтвердить наличие в регионе активных разломов. Кроме того, авторы выделили три последовательных этапа тектонического развития региона Хур: рифтогенез, сжатие, изменение направления конвергенции и поднятия.
Университетские музеи представляют собой группу специализированных учебных музеев различного профиля, которые создаются для повышения эффективности учебного процесса, являются базой для научных исследований преподавателей и учащихся и способствуют развитию, трансферу и популяризации знаний. Формирование научно-образовательного туристского кластера на базе двух старейших горных музеев и вузов мира позволит создать современную многофункциональную структуру с высокой степенью междисциплинарности, что даст возможность развить новые формы кластерного взаимодействия, которые будут включать в себя элементы различных отраслей и сфер знания и гарантировать не только экономические преимущества, но и выполнять важную социальную роль в развитии общественных отношений. Ядром кластерной структуры нового типа могут служить образовательные организации, учреждения сферы культуры, научно-исследовательский сектор, специализированные организации сферы физической культуры и спорта, предприятия и организации индустрии развлечения. Отдельного внимания заслуживают варианты комбинации перечисленных сфер для популяризации знаний в новом, современном формате, в частности, посредством формирования научно-образовательного туристского кластера на основе университетских музеев.
Представлены данные о результатах рентгеноструктурного и термического анализов, данные химического и микроскопического исследований серпентинов серии хризотил Mg3Si2O5(OH)4 – пекораит Ni3Si2O5(OH)4 уральских силикатных никелевых месторождений. Уточнена номенклатура исследуемых серпентинов в соответствии с нормами Международной минералогической ассоциации. Показано, что изученные минералы являются главными рудными минералами в серпентинитовых зонах никелевых месторождений и образуются в относительно высокотемпературных условиях, являясь индикаторами гидротермального происхождения части силикатных никелевых руд. Высказано предположение о двухъярусном строении уральских гипергенных никелевых местрождений, в которых гипергенный верхний ярус имеет «корни» в виде нижнего гидротермального яруса, что значительно расширяет область поисков новых месторождений и открывает в этом древнем рудном районе большие возможности.
Представлены результаты изучения содержания и распределения элементов платиновой группы (ЭПГ), золота и серебра в Буруктальском, Уфалейском, Еловском и других никеленосных корах выветривания уральских гипергенных месторождений. Содержание и распределение благородных металлов в корах выветривания дано в сравнении с содержанием этих элементов в дунит-гарцбургитовом субстрате первичных офиолитовых массивов. Выявлено, что все ЭПГ накапливаются в процессе выветривания. Геохимическая специализация платинометалльного оруденения гипергенных никелевых месторождений определяется палладием и платиной, тогда как в дунит-гарцбургитовом субстрате первичных офиолитовых массивов главными платиноидами являются рутений, осмий и иридий. Значение Pt/Pd-отношения обычно ниже единицы, т.е. в никелевых рудах, за некоторым исключением, преобладает палладий.
Приводятся новые данные по геохимии дунитов, слагающих Светлоборский и Нижнетагильский ультраосновные массивы Платиноносного пояса Урала. На основе их интерпретации обсуждены особенности петрогенезиса обоих массивов. Установлено, что массивы являются петрохимическими аналогами пород зональных массивов и альпинотипных комплексов, но имеют при этом свои особенности. Так, Светлоборский массив больше обогащен элементами-примесями по сравнению с Нижнетагильским, что, скорее всего, связано с их перераспределением в ходе наложенных процессов вследствие внедрения даек основного состава.
Проведено изучение содержания и распределения элементов платиновой группы, золота и серебра в Буруктальском, Уфалейском и Еловском гипергенных никелевых месторождениях по сравнению с содержанием этих элементов в дунит-гарцбургитовом субстрате первичных офиолитовых массивов.
Платинометалльное оруденение Светлоборского массива представлено двумя перспективными минеральными ассоциациями – хромит-платиновой и платиноносных дунитов. Тела платиноносных хромититов залегают в пределах полей мелко- и средне- зернистых дунитов центральной части массива. Хромшпинелиды жильных платиноносных хромититов Светлоборского клинопироксенит-дунитового массива имеют ряд геохи- мических особенностей, таких как повышенное содержание железа и пониженное алюминия. Изменение химического состава слагающих хромититы минералов происходит в результате процессов серпентинизации вмещающих дунитов и сопровождается появлением новых минеральных фаз. Благороднометалльная минерализация представлена мелкими (до 50 мкм), преимущественно идиоморфными зернами изоферроплатины, тетраферро-платины и осмистого иридия.
Хромититы Нижнетагильского массива представлены системой струйчатых жильных тел длиной от первых сантиметров до нескольких метров. Содержания редкоземельных элементов (РЗЭ) в платиноносных жильных хромититах характеризуются пониженными по сравнению с вмещающими дунитами значениями. В количественном отношении преобладают легкие редкие земли. Установлены положительные корреляционные связи между редкоземельными элементами и платиновыми металлами в пробах с рядовыми содержаниями. Повышенные и ураганные содержания элементов платиновой группы в хромит-платиновых рудах Нижнетагильского массива не сопровождаются существенным повышением концентраций РЗЭ.
Впервые для гипергенных никелевых месторождений Урала определены изотопные отношения 87Sr/86Sr. Средние значения отношений 87Sr/86Sr в Сахаринском месторождении (0,70838) выше средних значений для проанализированных пород Уфалейского месторождения (0,70697). В профилях выветривания изученных месторождений отношения 87Sr/86Sr увеличиваются от малоизмененных первичных пород нижней серпентинитовой зоны месторождений (0,70583 и 0,70687) к породам оксидно-железной зоны, имеющей экзогенное происхождение (0,70917 и 0,71004).
Обоснована возможность формирования естественного электрического поля в условиях латеритной коры выветривания ультраосновных пород при наличии протяженных по глубине магнетитсодержащих тел. Получены теоретические кривые распределения по глубине концентрации растворенного в подземных водах кислорода и окисленных форм магнетита. Показано удовлетворительное совпадение теоретической и экспериментальной кривых распределения концентрации окисленных форм магнетита.
Процессы выветривания и инфильтрационно-метасоматические процессы в корах выветривания гипербазитовых массивов оказывают положительное влияние на накопление редкоземельных элементов (РЗЭ). Содержание редких земель стабильно увеличивается снизу вверх по профилю выветривания. Метасоматиты верхней части профиля характеризуются повышенным содержанием редкоземельных элементов, что приводит к появлению минеральных фаз редкоземельного фосфата ксенотима, обнаруженного в этих латеритах впервые. Состав редкоземельных элементов во включающих их метасоматитах и минералах демонстрирует субхондритовый характер распределения.
Проанализированы химические составы непуитов, в которых содержание NiO колеблется от 13,00 до 35,18 %, а MgO от 18,29 до 44,61 %. Это означает, что состав непуита соответствует составу Mg-непуита. Общий ряд подвижности-инертности химических элементов в лизардит-непуитовых рудах Еловского никелевого месторождения имеет вид: (Mo, Sb, Se, W)20-35 > (Sn, As, Ni)10-20 >> (Pb, Be, U)3-7 > (Ti, Ga, Mn) 1-3 > (Th, Rb, Si)~1 > (Al, V, Co, Tm, Zn, Mg)0,6-0,9 > (Yb, Ca, Cu)0,4-0,5 > > (Sc, Cr, Zr, Sr, Ba, Y, Ta, TR)0,1-0,4 > (Cs, Nb; Ag, Te, Bi, Au)< 0,01-0,1.
Главным геохимическим барьером в коре выветривания Буруктальского месторождения, обусловливающим резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов, является кислородный окислительный барьер верхней оксидно-железной зоны месторождения. Тем не менее, рудные концентрации вещества обнаруживаются чаще на комплексных геохимических барьерах: сорбционно-окислительном, карбонатно-восстановительном и т.д. Каждая разновидность геохимических барьеров обладает способностью концентрировать определенную ассоциацию мигрирующих компонентов, что нашло свое отражение в разных коэффициентах накопления элементов в метасоматитах Буруктальского месторождения. Для элементов с переменной валентностью (Fe, Mn) наиболее эффективными являются окислительные барьеры, а для большинства микроэлементов – сорбционные глинистый, оксидно-железный и оксидно-марганцевый.
В статье рассматривается распределение групп элементов-примесей по четырем выделенным типам метасоматитов и руд на Еловском месторождении: шамозитовых метасоматитов и руд, в которых выделяются три минеральные разновидности: а – шамозитовые, б – клинохлор-брендлейит-шамозитовые, в – клинохлор-тальк-шамозитовые, гетитовых метасоматитов и руд, непуит-хризотил-лизардитовых метасоматитов и руд и хризотил-лизардитовых серпентинитов. Также рассчитаны коэффициенты накопления элементов-примесей и сформулированы выводы о накоплении, либо выносе этих элементов из рассмотренных типов метасоматитов и руд.
В статье рассматривается генезис шамозитовой зоны Еловского никелевого месторождения коры выветривания на примере клинохлор-бриндлейит-шамозитовых никелевых руд. По результатам исследований изотопное отношение 34 S/ 32 S в миллерите из руд этого типа изменяется от –35,5 до –45,6±0,6 ‰. Эти значения отвечают осадочным горным породам, что говорит о близповерхностном экзогенном генезисе шамозитовых никелевых руд.
В структурном контроле никелевого оруденения в гипергенных никелевых месторождениях Урала основная роль принадлежит тектоническим нарушениям меридионального простирания, которые маскируются в блоковой сети неотектонических нарушений. Месторождения носят полихронный и полигенный характер, для них характерна мощная тектоническая и гидротермальная проработка палеозойского субстрата и блоковое строение с размером блоков в несколько десятков метров и небольшими амплитудами вертикальных перемещений. Все месторождения характеризуются двухъярусным строением: гипергенный верхний ярус имеет «корни» в виде нижнего гидротермального яруса, что значительно расширяет область поисков новых месторождений никеля в уральском рудном регионе.
В профиле Буруктальского месторождения оксиды железа демонстрируют вертикальную минералогическую зональность (снизу вверх): магнетит – маггемит – гетит – гематит. Главным породо- и рудообразующим минералом оксидно-железной зоны месторождения является магнетит, представленный тремя генерациями: первичный реликтовый магнетит, сохранившийся от ультраосновных пород; вторичный, образовавшийся в процессе серпентинизации этих пород, и новообразованный гипергенный. Гипергенный магнетит, наряду с гетитом, является никеленосным рудным минералом, содержащим около 1 % NiO. По результатам комплексного термического анализа маггемита-магнетита и гетита Буруктальского месторождения уточнено положение двух важных диагностических максимумов этих минералов: экзотермический эффект магнетита в интервале 317-340 °С, вызванный окислением магнетита до маггемита, имеет максимум при 327 °С («магнетитовая» точка), а эндотермический эффект гетита в интервале 269-296 °С, связанный с потерей конституционной воды минерала и его переходом в гематит, имеет максимум при 288 °С («гетитовая» точка).
