2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.25515/pmi.2018.2.116 pmi-11901 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11901 Геология Geology Chemical weathering of lower paleozoic black shales of south Sweden Химическое выветривание черных сланцев нижнего палеозоя южной Швеции Voronin D. O. Воронин Д. О. Voronin D. O. dimavoronin@list.ru Санкт-Петербургский государственный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg State University (Saint-Petersburg, Russia) Panova E. G. Панова Е. Г. Panova E. G. e.panova@spbu.ru Санкт-Петербургский государственный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg State University (Saint-Petersburg, Russia) 24 04 2018 2018 230 116 122 09 11 2017 28 12 2017 24 04 2018 © 2018 Д. О. Воронин, Е. Г. Панова © 2018 D. O. Voronin, E. G. Panova 2018 Д. О. Воронин, Е. Г. Панова D. O. Voronin, E. G. Panova Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/11901

Черные сланцы нижнепалеозойского возраста широко распространены на территории Швеции и являются частью Прибалтийского палеобассейна, отложения которого известны также в Эстонии и Ленинградской области России. Особенностью пород является их обогащенность углеродистым веществом и значительным количеством урана, ванадия, молибдена, меди, никеля, кобальта, цинка, свинца. На поверхности черных сланцев образуются вторичные минералы, которые накапливают высокие содержания химических элементов, заимствованных из черных сланцев, ppm: Sr – 968; Ba – 337; U – 229; V – 509; Mo – 165; Zn – 411; Ni – 214; Cu – 112. В условиях гипергенеза активно протекает процесс химического выветривания черных сланцев. Элементы первого класса опасности (U), II класса (Mo, Sr, Zn) и III класса (V) вымываются из черного сланца и вторичных минералов и далее могут участвовать в биологических циклах.

Lower Paleozoic black shales are widespread in Sweden and form part of the Baltic paleobasin, which deposits are also known in Estonia and the Leningrad Oblast of Russia. These rocks are enriched in a carbon substance and characterized by the significant content of uranium, vanadium, molybdenum, copper, nickel, cobalt, zinc, and lead. Black shales contain high levels of Sr – 968; Ba – 337; U – 229; V – 509; Mo – 165; Zn – 411; Ni – 214; Cu – 112 (ppm) in secondary minerals composition formed on their surface. Retrograde diagenetic conditions facilitate the black shales chemical weathering. Elements of the first (U), second (Mo, Sr, Zn), and third (V) hazard classes are washed out of black shales and secondary minerals and can further enter biological cycles.

 Ключевые слова черные сланцы геохимия химическое выветривание вторичные минералы подвиж-ные формы химических элементов Keywords black shale geochemistry chemical weathering secondary minerals mobility of chemical elements Авторы благодарят Берта Алларда за участие в полевых работах. Аналитические работы выполнены в ресурсных центрах СПБГУ «Геомодель», «Методы микроскопии и микроанализа», «Рентгеновские методы анализа», «Методы химического анализа» The authors thank Bert Allard for his participation in fieldwork. Analytical work was carried out in the following resource centres of SPBU: «Geomodel», «Centre for Microscopy and Microanalysis», «Centre for X-ray Diffraction Studies», «Chemical Analysis and Materials Research Centre» Балахонова А.С. Рениевое оруденение диктионемовых сланцев Прибалтийского бассейна (Ленинградская область): Автореф. дис…канд. геол.-мин. наук / ВСЕГЕИ. СПб, 2014. 22 с. Гурская Л.И. Платинометалльное оруденение черносланцевого типа и критерии его прогнозирования. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2000. 208 с. Дистлер В.В. Распределение, формы и условия концентрирования платиновых металлов в месторождениях, ассоциированных с черными сланцами / В.В.Дистлер, Г.Л.Митрофанов, В.К.Немеров // Геология рудных месторождений. 1996. Т. 38. № 6. С.467-484. Иванов В.В. Особенности распределения элементов-примесей в углеродистых сланцах Эстонии / В.В.Иванов, Е.М.Поплавко, О.С.Тимофеев // Геохимия. 1984. № 6. С. 903-913. Маракушев А.А. Геохимия и генезис черных сланцев // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. 2009. № 7. С. 2-4. Металлогения и геохимия угленосных и сланцесодержащих толщ СССР. Закономерности концентрации элементов и методы их изучения / В.Р.Клер, В.Ф.Ненахова, Ф.Я.Сапрыкин, М.Я.Шпирт, Л.И.Рохлин, А.Ф.Кулачкова, Р.И.Иовчев. М.: Наука, 1988. 256 с. Наноминералогия. Ультра- и микродисперсное состояние минерального вещества / Под ред. Н.П.Юшкина, А.М.Асхабова, В.И.Ракина. СПб: Наука, 2005. 581 с. Олейникова Г.А. Геоинформационный ресурс анализа нанофракций горных пород / Г.А.Олейникова, Е.Г.Панова // Литосфера. 2011. № 1. С. 83-93. Патент 2455237 РФ. Нанотехнологический способ извлечения рения из пород и руд черносланцевых формаций и продуктов их переработки / Г.А.Олейникова, Е.Г.Панова, В.Л.Кудряшов, М.Н.Сербина, Я.Ю.Фадин, В.И.Вялов. Опубл. 10.07.2012. Бюл. № 19. Патент 2370764 РФ. Нанотехнологический способ определения наличия и количественного содержания редких и рассеянных химических элементов в горных породах, рудах и продуктах их переработки. / Г.А.Олейникова, Е.Г.Панова, В.А.Шишлов, Л.И.Русанова. Опубл. 20.10.2009. Бюл. № 10. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. СПб: Лань, 2010. 416 с. Ходаков Г.С. Седиментационный анализ высокодисперсных систем / Г.С.Ходаков, Ю.П.Юдкин М.: Химия, 1981. 192 с. Хольтедаль У. Геология Норвегии. М.: Изд-во иностранной литературы, 1957. 424 с. Шпирт М.Я. Микроэлементы горючих и черных сланцев / М.Я.Шпирт, С.А.Пунанова, Ю.А.Стрижакова // Химия твердого топлива. 2007. № 2. С. 68-77. Юдович Я.Э. Элементы-примеси в черных сланцах / Я.Э.Юдович, М.П.Кетрис. Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994. 304 с. Biogenic origin of intergrown Mo-sulphide- and carbonaceous matter in Lower Cambrian black shales (southern China) / B.Orberger, A.Vymazalova, C.Wagner, M.Fialin, J.P.Gallien, R.Wirth, J.Pasava, G.Montagnac // Chemical geology. 2007. Vol. 238. P. 213-231. Falk H. Metal mobility in alum shale from Oland, Sweden / H.Falk, U.Lavergren, B.Bergback // Journal of Geochemical Exploration. 2006. Vol. 90. P. 157-165. Hade S. Estonian Graptolite Argillites Revisited: A future resource? / S.Hade, A.Soesoo // Oil Shale. 2013. Vol.31. N 1. P. 4-18. Ketris M.P. Estimations of Clarkes for Carbonaceous biolithes: World averages for trace element contents in black shales and coals / M.P.Ketris, Y.E.Udovich // International Journal of Coal Geology. 2009. Vol. 78. P. 135-148. Lewan M.D. Irradiation of organic matter by uranium decay in the Alum Shale, Sweden / M.D.Lewan, B.Buchardt // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1989. Vol. 53. P. 1307-1322. Lillie A. Mobility of rhenium, platinum group elements and organic carbon during black shale weathering / A.Lillie, B.Peucker-Ehrenbrink, S.Petsch // Earth and Planetary Science Letters. 2002. Vol. 198. P. 339-353. Retention and transport of arsenic, uranium and nickel in a black shale setting revealed by a long-term humidity cell test and sequential chemical extractions / Y.Changxun, U.Lavergren, P.Peltola, H.Drake, B.Bergback, M.E.Astrom // Chemical Geology. 2013. Vol. 363. P. 134-144. The Scandinavian Alum Shales / A.Andersson, B.Dahlman, D.G.Gee, S.Snall // Geological Survey of Sweden. 1985. N 56. 50 p. Geochemical heterogeneity of Estonian Graptolite Argillite / M.Voolma, A.Soesoo, S.Hade, R.Hints, T.Kallaste // Oil Shale. 2013. Vol. 30. N 3. P. 377-401.