Введение: Особенности железонакопления в истории Земли рассматривались в работах Н. М. Страхова (1963), Б. М. Михайлова и др. (1984), В. Т. Фролова (1999), В. Н. Холодова (2005), А. Д. Савко (2008) и других. Вместе с тем появившиеся за последние годы новые данные по масштабной концентрации этого металла в гипергенных, осадочных и вулканогенно-осадочных месторождениях, его запасам и ресурсам, генезису и роли органики при этом позволяют расширить наши представления об эволюции железонакопления во времени, что является целью настоящей статьи. Методика исследований и фактичекский материал: Основные объёмы накопленных железных руд сосредоточены в корах выветривания (КВ), осадочных, вулканогенно-осадочных и метаморфогенно-осадочных образованиях. Поэтому использовались формационный, фациальный, палеогеографический, сравнительно-литологический и стадиальный методы их изучения. В основу фактического материала для настоящей статьи положены данные из трехтомника «Историческая минерагения», в которой приводятся сведения о более 5000 значимых месторождений различных полезных ископаемых, в том числе и несколько сотен по железным рудам. Данные о мировых запасах железана 2021 год заимствованы из сводки геологической службы США (USGS) Результаты исследований и их обсуждение: В докембрийской истории Земли было три ярко выраженных этапа формирования джеспилитов - неоархейский (в течение 2.8-2.5 млрд лет), палеопротерозойский (в течение 2.5-2.3 млрд лет) и неопротерозойский (в течение 720-635 млн лет). В первый этап формирование концентраций железа происходило в морских бассейнах зеленокаменных поясов. Оно поступало из эндогенных источников, а его руды залегают в эффузивно-осадочных толщах. Общие запасы руд этого возраста составляют первые десятки миллиардов тонн. В палеопротерозойский (раннекарельский) этап образование железорудных месторождений было на территории протоплатформ суперконтинента Кенорленд за счет железа, поступавшего из КВ в источниках сноса. В анаэробных условиях на поверхности суши растворимое Fe+2 переносилось в морские бассейны. Там оно при воздействии кислорода, генерируемого цианобионтами, переводилось в Fe+3 и осаждалось на дно в виде его оксида. Так сформировались самые масштабные в Мире месторождения металла с запасами в сотни миллиардов тонн. После Великого окислительного события (2.3 млрд лет) формирование полосчатых железистых кварцитов (BIF формация) прекратилось, поскольку в атмосфере появился свободный кислород, переводивший железо в неподвижную форму в оксиде. Оно возобновилось после более миллиарда лет в условиях ледникового климата с формированием специфических руд в тиллитах. В конце эона, в криогении, при чередовании оледенений и межледниковий, существовали глубокие аноксидные рифтовые бассейны, образованные при распаде суперконтинента Родинии. Их воды из-за разложения органики были заражены сероводородом. В них Fe+3 переходил в Fe+2. В межледниковые эпохи связь рифтовых бассейнов с Мировым океаном восстанавливалась. Его воды привносили О2, который окислял железо, переводя его в осадок. В нем имеются включения эрратического материала, поступавшего из тающих плавучих льдов. К этому этапу относят огромные скопления джеспилитов Эль Мутун, Боливия с 40 млрд т руды. Общие запасы железа этой эпохи с основным минералом гематитом - первые сотни миллиардов тонн. В фанерозое, в отличие от докембрия с его накоплением железа в отдалённых частях палеоводоёмов, оно смещается в прибрежно-морские зоны и на сушу. В морях, реже в лагунах и озерах, образуются оолитовые руды лотарингского типа, сложенные гидрогетитом, шамозитом, сидеритом и гидрогематитом. На суше железо накапливается в породах КВ в виде гематита (мартита, железной слюдки), гидрогематита, гетита, гидрогетита сидерита, магнетита. Анализ распределения запасов железа в фанерозое показал, что его накопление происходило в эпохи выравнивания территорий и теплого гумидного климата, интенсивного корообразования на суше и ослабленного приноса терригенного вещества в морские бассейны. Такие условия были в раннем силуре (Северная Америка), позднем девоне-раннем карбоне (Восточная Европа), юре (Западная Европа, Австралия), кайнозое (страны с тропическим и субтропическим климатами). Особенно масштабной была последняя эпоха, когда накопилась большая часть разведанных БЖР в КВ. Значительны запасы и руд лотарингского типа. Они только в Западно-Сибирском железорудном бассейне по разным источникам составляют порядка 400‒900 млрд тонн. И тот факт, что во многих случаях промышленность предпочитает докембрийские руды, объясняется возможностью получения из железистых кварцитов дешевых концентратов, содержащих более 60 % железа, практически лишённых вредных примесей. Заключение: Железные руды в большинстве своём являются типичными экзогенными полезными иско- паемыми, сформированными под влиянием различных тектонических, палеогеографических и биохимических факторов. Эволюция железонакопления имеет пульсационно-направленный тренд с ярко выраженными эпохами рудообразования. В архее аккумуляции железных руд тяготели к зеленокаменным поясам, в палеопротерозое – к протоплатформам, в неопротерозое – к рифтогенным впадинам, в фанерозое – к платформам. Руды докембрия представлены преимущественно породами формации BIF, фанерозоя – КВ и оолитовой. Со временем эволюционировали и минерально-петрографические типы руд. Если для архея и палеопротерозоя характерны гематит-магнетитовые руды BIF, неопротерозоя – гематитовые GIF, то для фанерозоя гематитовые, гидрогематитовые, гетитовые, гидрогетитовые для КВ и оолитовые гематит-шамозит-сидеритовые лотарингского типа.
Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология
2023. — Выпуск 3
Содержание:
Введение: Определены кристаллохимические характеристики и причины их вариаций в слабои сильноизмененных эпигенетическими процессами доломитах авзянской свиты среднего рифея Башкирского мегантиклинория. Методы: Рентгенография, рентгенофлуоресцентный анализ, электронная микроскопия с энергодисперсионным микроанализом. Результаты и обсуждения: В доломитах авзянской свиты фиксируются повышенные параметры кристаллической решетки (аср=4.8105 А, сср=16.0211 А) и пониженные значения субструктурного рефлекса (Кср=0.66) по сравнению со стехиометрическими доломитами. Средние содержания Fe (II) равны 4545 г/т, Mn 423 г/т, Sr 124 г/т. Увеличение параметров кристаллической решетки доломитов авзянской свиты прямо коррелирует с ростом содержаний Fe и Mn, а значения субструктурного рефлекса имеют с ними обратную связь. В породах всех изученных разрезов обнаружено присутствие двух генераций доломита и кальцита. Образование кальцит-доломитовых прожилков происходило при температурах 260-530°С и давлениях 0.3-2.3 кбар. В доломитах разных подсвит средние значения параметров кристаллической решетки а и с уменьшаются от ранне(катаскинская подсвита) к позднеавзянским (тюльменская подсвита). В этом же направлении увеличиваются средние значения коэффициента К упорядочения структуры доломитов. Заключение: Доломиты разных стратиграфических уровней авзянской свиты подвержены интенсивным эпигенетическим преобразованиям, обусловленным воздействием на породы Feи Mn-содержащих среднеи высокотемпературных флюидов. Изменение кристаллохимических характеристик доломитов авзянской свиты связаны не столько с процессами регионального метаморфизма, сколько с деятельностью постмагматических (разрезы у с. Веселовка и на р. Тюльмень) и катагенетических (разрезы у д. Исламбаево и на р. Б. Авзян) флюидов, циркуляция которых происходила по зонам разрывных нарушений.
Ключевые слова
Введение: Четвертичные отложения на территории Витебской области сплошным чехлом покрывают более древние породы. Они отличаются чрезвычайной пестротой и сложностью строения. Это проявляется в значительной изменчивости их мощности, соотношений в разрезе слоев разного состава, возраста и генезиса. Такая специфичность четвертичной толщи затрудняет выявление общих характерных черт строения и состава отложений, прогнозирование общераспространенных полезных ископаемых, оценку геохимических, ландшафтно-геохимических, эколого-геологических и других обстановок. В решении подобных задач важное значение может иметь типизация разрезов четвертичной толщи рассматриваемого региона научно обоснованное сведение всего многообразия геологических разрезов к небольшому числу их типов на основе учета наиболее общих и информативных признаков. Методика: В основу типизации положен сопоставительный анализ серии тематических карт (геологических, геоморфологической, структурных, мощностей четвертичных отложений, соотношений в разрезе различных генетических типов отложений, количества моренных интервалов), а также многочисленных разрезов скважин, пробуренных в разные годы различными специализированными организациями на территории Витебской области. Результаты и обсуждение: На основании анализа стратиграфической полноты разрезов, мощности четвертичных отложений в целом и их отдельных слоев, особенностей литологического состава, пространственного распределения основных генетических типов и их доли в общем объеме четвертичной толщи, характере строения ее ложа и рельефа земной поверхности выделены и описаны одиннадцать типов четвертичных разрезов Витебского региона. Выводы: Разработанная типизация геологических разрезов может быть использована при решении задач, связанных с палеогеографическими реконструкциями, геохимическим, эколого-геологичес-ким и другими видами картирования, а также прогнозом общераспространенных полезных ископаемых в четвертичной толще.
Ключевые слова
Введение: В местонахождении Облазова пещера (Польские Карпаты), кроме остатков древнего человека, млекопитающих, птиц и моллюсков, найдены остатки холоднокровных наземных позвоночных. Результаты изучения материалов были опубликованы. Небольшая коллекция, включающая пробы Ob.51, Ob.52, Ob.53 и Ob.54, оказалась в распоряжении авторов данной статьи. Абсолютный возраст остатков приблизительно 33 000 лет. Это соответствует абсолютным датировкам слоя VIII пещерных накоплений. Систематическая часть: Приводятся описание и критерии идентификации определенных до вида костей амфибий и рептилий: Lissotriton vulgaris, Lissotriton montandoni, Ichthyosaura alpestris, Triturus cristatus, Salamandra salamandra, Bufo bufo, Bufotes viridis, Rana arvalis, Rana temporaria, Lacerta agilis, Zootoca vivipara, Natrix natrix, Vipera berus, Vipera ursinii s.l.. Экология современных видов. Приводятся краткие данные об экологических особенностях найденных в местонахождении видов. Обсуждение и выводы: Систематический состав остатков в каждой из четырех проб отличается от других, но палеогеографические реконструкции примерно одинаковы. Для выводов о палеообстановке прошлого мы применяли методику, отличную от используемой европейскими специалистами. В течение накопления осадков, охарактеризованных пробами Ob.51 Ob.54, на окружающей пещеру территории существовал смешанный или лиственный лес. Количество редин и полян в нем немного варьировало, но характер леса при этом существенно не менялся. Можно говорить, пожалуй, лишь о несколько повышенной влажности во время накопления осадков пробы Ob.54. Климатическая обстановка была близка современной в поясе смешанных и лиственных лесов. Авторы отмечают, что систематический состав герпетофаун в изученных пробах, отличается от состава амфибий и рептилий, определенного двумя европейскими специалистами по их коллекциям. Отличаются и реконструкции палеоусловий, причем западные специалисты друг другу противоречат. Наши выводы ближе к выводам специалиста, изучавшего амфибий.
Ключевые слова
Введение: Особенностью Карской астроблемы является специфический состав пород мишени, представленных углеродсодержащими сланцами и алевролитами, первично обогащенными полезными компонентами. В крупных астроблемах происходит интенсивная гидротермальная переработка вмещающих пород, которая может стимулировать мобилизацию, переотложение и концентрирование рудного вещества. В связи с этим для установления возможного постимпактного гидротермального воздействия на породы мишени, в том числе с участием вещества астероида, нами проведен анализ геохимического состава углеродсодержащих пород окружения Карской астроблемы с применением многомерной статистики. Методика: Проведен анализ вещественного состава углеродсодержащих пород окружения Карской астроблемы методами многомерной статистики корреляционным, факторным и иерархическим кластерным методами. Результаты и обсуждение: В углеродсодержащих породах окружения Карской астроблемы методами математической статистики установлена сильная корреляционная связь между элементами Cu, Zn, Sr, Y, HREE и U, которая указывает на генетическую связь рудных и редкоземельных минералов. Ni, Co, Zn и Cr находятся в сильной корреляционной связи между собой и концентрируются в рудных минералах. Элементы Mo, Tl и V имеют генетическую связь с аквагенным органическим веществом. Данные факторного анализа свидетельствуют о привносе редких компонентов (Cs, Rb, Th, Nb, Ta, Sn, Be, Sc и Pb) в связи с постимпактной гидротермальной деятельностью. Установлено, что в зоне развития зювитов углеродсодержащие породы характеризуются более высокими содержаниями Ni и Co по отношению к породам исходного субстрата на удалении от борта астроблемы. Заключение: В результате выявлена геохимическая специфика компонентов, в целом свидетельствующая о привносе некоторых рудных и редкоземельных элементов в породы мишени Карской астроблемы в результате постимпактной гидротермальной деятельности, мобилизации, переотложения и концентрирования вещества. Анализ содержаний Ni, Co и Cr указывает на частичное обогащение космическим веществом пород мишени ближайшего окружения кратера, находящихся в области интенсивного ударного дробления, дезинтегрирования и гидротермальной минерализации.
Ключевые слова
Введение: Территория Карелии располагается на юго-востоке Фенноскандинавского щита, имеет сложное геологическое строение и представлена тремя геоблоками: Карельский кратон, Беломорский подвижный пояс, Сфекофеннская складчатая область. Эти районы отличаются между собой геологическим строением, возрастом и составом слагающих их комплексов. Карелия характеризуется слабой сейсмичностью. За инструментальный период наблюдений магнитуды сейсмических событий не превышали значение 3.2. Выбор скоростной модели является важной задачей при определении параметров слабых сейсмических событий. Методика: Для изучения сейсмического режима региона была создана сейсмологическая сеть, станции которой располагаются в разных районах республики. Сейсмические станции оснащены цифровой широкополосной аппаратурой, которая регистрирует различного рода землетрясения. Обработка сейсмических данных осуществляется в программе ELRESS. Она позволяет определить время в очаге, погрешность определения времени возникновения, координаты эпицентра, погрешность определения эпицентра по широте и долготе, локальную магнитуду. Результаты и обсуждение: Значения основных параметров сейсмических событий, которые получают в процессе обработки, зависят от используемых одномерных скоростных моделей. Базовыми являются скоростная модель IASPEI-91 и AK-135. В статье представлены одномерные скоростные модели, которые используются для определения координат гипоцентров сейсмических событий, зарегистрированных на территории Карелии. Заключение: Показано, что для северных районов нужно использовать скоростную модель BARENTS, для юго-западных модель BALTIC, а для центральных районов Карелии скоростную модель KARELIA.
Ключевые слова
Введение: В работе представлены результаты анализа временной динамики за более чем 20-летний период промышленных взрывов в крупных карьерах, функционирующих на территории Воронежского кристаллического массива. Ежегодно производится от 90 до 140 промышленных взрывов в крупных карьерах, при этом выделяется сейсмической энергии 1010-1012 Дж, что оказывает значительное влияние на деформационные свойства земной коры, создавая условия для возникновения наведенной сейсмичности и других негативных явлений. В связи с этим становится чрезвычайно актуальной проблема прогнозирования изменения деформационных процессов в земной коре под воздействием мощных промышленных взрывов. Анализ временной динамики взрывных работ в карьерах является важной составляющей при решении указанной выше проблемы. Методика: За более чем 20-летний период зарегистрировано около 3000 крупных промышленных взрывов. Исследована временная динамика производства промышленных взрывов по годам, во всех крупных карьерах, и выделившейся при этом сейсмической энергии. Выполнен статистический анализ промышленных взрывов разного энергетического класса в течение всего периода наблюдений. Исследована методика проведения промышленных взрывов в разных карьерах по дням недели и времени суток. Проанализированы волновые формы сейсмических событий, вызванных промышленными взрывами в крупных карьерах. Результаты и обсуждения: В результате анализа временной динамики промышленных взрывов в крупных карьерах ежегодно и за более чем 20-летний период установлено, что добыча полезных ископаемых в карьерах велась неравномерно. Четко выделяется период с 2008 года с небольшим временным сдвигом и до 2016-2017 гг во всех карьерах уменьшается добыча полезных ископаемых, что выражается в уменьшении количества промышленных взрывов и их мощности. Наибольшее количество взрывов за весь период наблюдений было произведено в карьере «Павловский», наибольшее количество сейсмической энергии выделилось при производстве промышленных взрывов в Железногорском карьере. Значительный поток сейсмической энергии регулярно выделяется при производстве каждого промышленного взрыва и, регулярно распространяясь в земной коре, меняет её деформационные свойства, создавая условия возникновения вторичных процессов, как в глубинных горизонтах Земли, так и на её поверхности. Выводы: Временная динамика производства промышленных взрывов в разных крупных карьерах имеет общие и специфические черты. Ежегодно в крупных карьерах производилось от 90 до 140 промышленных взрывов. При этом, в каждом из карьеров в разные годы количество их отличается. Однако наблюдается четкая синхронизация по времени производства промышленных взрывов в разных карьерах с 9:00 до 11:00 часов UTC в определенные дни недели. Большое количество сейсмических событий техногенной природы, во-первых, существенно осложняет сейсмическую ситуацию в регионе, во-вторых, влияет на деформационные свойства земной коры и, в третьих затрудняет оценку природной сейсмической активности территории Воронежского кристаллического массива - крупнейшей структуры Восточно-Европейской платформы.
Ключевые слова
Введение: Эколого-геохимические исследования являются основным элементом инженерно-экологических изысканий. Методология их проведения исторически связана с геохимическими исследованиями в целях поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Современные нормативные документы содержат ряд принципиальных ошибок, которые не позволяют дать достоверную эколого-геохимическую оценку территорий. Целью настоящей статьи является анализ существующих методических подходов при эколого-геохимических исследованиях, направленный на их совершенствование и исключение существующих ошибок. Методика: Проведенные исследования включают ретроспективную оценку существующих подходов, натурное моделирование плотности и сети опробования при эколого-геохимических исследованиях, статистическую обработку полученных данных. В работе проведен статистический анализ точности эколого-геохимических измерений при различных размерах конверта и определены его оптимальные размеры. Результаты: В результате проведенных исследований выявлено, что существующая методика проб отбора почв статистически достоверна при размере конверта до 100*100 м2. Оптимальный размер конверта по критериям точности измерений и экономическим затратам составляет 10*10 м2, что соответствует методическим рекомендациям. Предельная точность измерений точность прибора. Определен второй экстремум при размере конверта 47 *47 м2, по точности измерений проигрывающий оптимальному случаю всего на 25 %, но по экономическим затратам дающий выигрыш в 25 раз 4 «конверта» на гектар. Выявлена принципиальная ошибка при эколого-геохимических оценках почв, связанная с использованием формулы Ю.Е. Саета в сокращенном объеме. Выводы: Практическая значимость проведенных исследований позволяет обосновать основные методические подходы при проведении эколого-геохимических исследований: оптимальные размеры конвертов 10*10 м2, 47*47 м2; плотность опробования составляет 1 площадка на 1 га; при расчете суммарного показателя загрязнения должны учитываться только те концентрации, которые превышают предельно допустимые значения.
Ключевые слова
Введение: Работа посвящена оценке химического загрязнения геологической среды на основе сопряженного использования космической съемки и геоэлектрических методов. Методика: Разработан комплекс методов, состоящий из многозональной космической съемки (снимки спутников Sentinel-2) и геоэлектрических исследований (резистивиметрия поверхностных вод, съемка потенциала естественного электрического поля, вертикальное электрическое зондированием методом сопротивлений). В качестве индикаторов загрязнения использованы: вегетационные индексы и удельное электрическое сопротивление поверхностных вод и компонентов геологической среды (почвогрунты, подземные воды, горные породы). Результаты и их обсуждение: В зоне влияния склада серы выделены техногенные модификации геосистем, отличающиеся по величине вегетационных индексов (ТМ-1, ТМ-2 и фоновая геосистема); по градиенту воздействия величина NDVI изменяется в 2-2.3 раза, величине NBR 2.33.2 раза, величина SWVI в 4-21.4 раза; минерализация поверхностных вод изменяется от 0.3-1.1 до 3.5-10 г/дм3; выполнена оценка химического загрязнения верхней части геологической среды, определены направление движения загрязнения от источника, площадь и глубина загрязнения; по данным вертикального электрического зондирования в зоне ТМ-1 загрязнение проникло на глубину до 20 м. Заключение: Разработанный комплекс методов позволяет оперативно и достаточно полно диагностировать состояние геологической среды, подвергающейся техногенному воздействию.
Ключевые слова
Введение: В Кожимском районе Приполярного Урала минералы меди широко распространены в породах различного генезиса, состава и возраста. Во всех проявлениях медной минерализации вмещающие породы характеризуются повышенным содержанием серебра. Целью работы является установление типоморфных и геохимических особенностей серебросодержащих сульфидов и оксидов меди. Методика: Изучены морфологические особенности и химический состав минералов меди и серебра из Народинского уран-медного рудопроявления в зоне контакта магматических пород фундамента и метатерригенных нижнеордовикских отложений методом EPMA (электронно-зондового микроанализа). Результаты и обсуждение: Основным минералом-концентратором серебра является ранее неизвестный на Приполярном Урале серебросодержащий ковеллин. Также серебро образует микровключения акантита в малахите и лангите. Мы полагаем, что в нашем случае могла иметь место физико-химическая модель образования гипергенных минералов серебра при участии щелочных «гранодиоритовых» или «базальтовых» вод, формирующихся при взаимодействии атмосферных вод с соответствующими породами. Стадийность минералообразования хорошо иллюстрирует пример образца, в котором исходный халькопирит с незначительным содержанием серебра, в результате окисления в зоне гипергенеза преобразовался в ковеллин и малахит. На близких к поверхности и трещиноватых участках зерен преобразования привели к высвобождению серебра и появлению акантита и самородного серебра. Заключение: Установлены формы нахождения серебра в минералах меди Народинского уран-медного рудопроявления в зоне контакта магматических пород фундамента и метатерригенных нижнеордовикских отложений. Впервые на Приполярном Урале обнаружен серебросодержащий ковеллин. Сделано предположение, что серебросодержащий ковеллин и сульфиды серебра образовались в результате его высвобождения при замещении сульфидов меди малахитом и лангитом в результате гипергенного окисления.
Ключевые слова