авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Генезис кальцита дальнегорских скарновых месторождений и гипергенного кальцита карстовых полостей по данным изотопного состава углерода

-- [ Страница 2 ] --

Для определения изотопного состава углерода в кальците были исследованы образцы с датолитового месторождения Бор (табл.2).

Кальцит имеет более легкий изотопный состав, чем вмещающие известняки. Механизм облегчения изотопного состава кальцита месторождения связан с образованием кальцита при разложении волластонита (уравнение 1).

Таблица 2

Кальцит месторождения Бор

Описание образца 13С ‰, PDB
среднее по образцу диапазон значений

1 Гексагональная призма {} размером 61.5 см с преобладающим развитием тригональных граней вследствие их образования за счет торможения слоев роста ромбоэдра и скаленоэдра –13.34 –17.28 –11.04

2 Крупный кристалл розоватого цвета размером 63 см в виде гексагональной призмы со сколами по спайному ромбоэдру –13.27 –15.53 –10.42

3 Бесцветный кристалл размером 40.7 см комбинация гексагональной призмы, скаленоэдра {} и тупого ромбоэдра {} –17.38 –18.17 –16.36

18 Кристалл кальцита призматической формы, одно основание ограничено папиршпатом –9.49 –10.55 –7.92

17 Агрегат, в котором наблюдается совместный рост папиршпата и кварца –11.35 –11.85 –10.85

Разложение геденбергита и отложение главных сульфидных минералов сопровождается кристаллизацией наиболее высокотемпературного кальцита, входящего в состав кварц-карбонат-сульфидных руд (уравнение 2). В последующем, по мере снижения температуры гидротермального раствора, кальцит многократно переотлагается, образуя новые генерации.

Был изучен изотопный состав кальцита, ассоциирующего с массивными крупнокристаллическими сфалерит-галенитовыми рудами (табл. 3). Отличительной особенностью «рудного» кальцита является значительное обогащение его легким изотопом углерода по сравнению с изотопным составом вмещающих известняков.

Таблица 3

Содержание изотопов углерода в «рудном» кальците

Номер образца Описание и место отбора 13С ‰, PDB
АД-06-35 Карбонатно-сульфидная руда. Николаевское м-е. Рудное тело Харьковское. –11.04
АД-06-26 Карбонатно-сульфидная руда. Николаевское м-е. –10.23
АД-06-31 Карбонатно-сульфидная руда. Николаевское м-е. Рудное тело Харьковское. –9.93
АД-06-22-a Кальцит из скарново-сульфидной руды. Николаевское м-е. –9.92
АД-06-32 Карбонатно-сульфидная руда. Николаевское м-е. Рудное тело Харьковское. –9.78
АД-06-39 Массивная галенит-сфалеритовая руда с кальцитом. Месторождение Восточный Партизан. –9.25
ATD –06-37-r Агрегат кальцита, сфалерита, флюорита, кварца, галенита. Месторождение 2-й Советский. –8.69
АД-06-16 Крупнокристаллический кальцит в сульфидах. Месторождение 2-й Советский. –8.64
АД-06-40 Кальцит с галенитом. Месторождение Восточный Партизан, Рудное тело Порфиритовое. –8.60
ATD-06-38-1 Агрегат кальцита, сфалерита, хлорита, кварца, пирита. Николаевское месторождение. –7.65
АД-06-22 Скарново-сульфидная руда. Николаевское месторождение. –7.46

Кроме кальцита из кварц-кальцит-сульфидных руд, был изучен изотопный состав углерода в кристаллах кальцита разных генераций. Описание изученных образцов и их изотопный состав приведены в таблице 4.

Результаты показывают, что в процессе кристаллизации кальцита на Дальнегорских полиметаллических месторождениях действуют два источника углерода: 1 – углерод, обогащенный легким изотопом углерода, содержащийся в кальците, образованном при разложении геденбергита, 2 – углерод, обогащенный тяжелым изотопом, который поступает из вмещающих известняков. Не исключено, что поздние генерации кальцита кристаллизуются при участии третьего источника: углерода насыщенных углекислотой подземных вод, в котором 13C = –2 ‰, PDB (Галимов, 1968).

Таблица 4

Изотопный состав углерода в кальците разных генераций

Лабораторный номер образца Описание образца 13С, ‰, PDB
№ 7 Игольчатый кальцит –13.82
№ 9 I генерация, игольчатый кальцит –12.87
II генерация, таблитчатый кальцит –11.27
III генерация, тонкорасщепленные кристаллы –10.42
№ 10 I генерация, спайный ромбоэдр –8.30
II генерация, игольчатый кальцит –16.62
III генерация, таблитчатый кальцит между иголками кварца –11.29
IV генерация, тупой ромбоэдр –7.99
№ 13 На сколе кристалла –9.99
Грань скаленоэдра –8.83
№ 14 I генерация, тупой скаленоэдр, под силикатной пленкой –8.28
II генерация, тупой скаленоэдр –7.48
III генерация, тупой скаленоэдр –7.64
№ 15 I генерация, скол кристалла, спайный ромбоэдр –9.68
II генерация, нарастание спайного ромбоэдра –4.25
III, генерация, трансляционные вершины тупого ромбоэдра –8.06

Изотопный состав углерода в изученных образцах кальцита обогащен легким изотопом углерода. Обогащение связано с кинетическим режимом протекания реакции и происходило по аналогии с процессом образования кальцита из гидроксида кальция. Дополнительная добавка углерода из известняка уменьшила величину разности между исходным и конечным изотопным составом.

4. В элементах анатомии кристаллов и в натечных формах кальцита наблюдаются значимые вариации изотопных отношений 13С/12С, обусловленные поступлением углекислоты из разных источников.

В процессе роста в кристаллах возникает зональная и секториальная анатомическая картина (Григорьев, 1971). Элементами анатомии являются пирамиды нарастания граней разных простых форм и зоны роста в них. Некоторые кристаллы из коллекции Дальнегорского кальцита удобны для исследования изотопного состава углерода, поскольку характеризуются видимой анатомией. Эти кристаллы принадлежат разным генерациям кальцита и имеют разную форму.

Был определен изотопный состав углерода в разных формах анатомии в восьми кристаллах кальцита. Пять кристаллов представляли гексагональные призмы, с комбинацией гексагональной призмы, ромбоэдра и скаленоэдра, остальные были представлены: а) выколком по спайности из крупного кристалла кальцита, б) комбинацией скаленоэдра и спайного ромбоэдра и в) таблитчатой призмой.

Изотопный состав углерода в разных элементах анатомии кристаллов во всех исследованных образцах имеет неодинаковые значения. Максимальная разность отношения 13С/12С на разных гранях призмы в одном из образцов составила 5 ‰, PDB.

На гранях в основании кристалла одного из образцов наблюдается тригональная форма распределения величины 13C (рис. 1) (Садыков, Попов, 2005).

Разные значения изотопного состава обусловлены изменением направления движения потока раствора, поступающего к растущему кристаллу, в результате чего меняется и отношение изотопов, поступающих в раствор из разных источников.

Для установления источников углерода в натечных формах (спелеотемах), которые образуются в гипергенных условиях, были исследованы 2 образца сталактитов и 3 образца мраморных ониксов.

Рис. 1. Диаграмма распределения 13C по граням в основании образца. Sk – грани скаленоэдра, Rh – грани ромбоэдра. Единицы измерения – ‰, PDB.

Один из сталактитов был отобран близ г. Дальнегорска, другой из пещеры Чудесница (Пермский край). Оба образца имеют концентрически-зональное строение. Изотопный состав углерода в сталактитах в разных зонах характеризуется различными значениями. В сталактитах наблюдается обогащение легким изотопом углерода 12С, зон, привязанных к питающим каналам (–1.49 ‰, PDB, г. Дальнегорск и –11.91 ‰, PDB, п. Чудесница). Внешние зоны сталактитов имеют изотопный состав, близкий составу СО2 воздуха (–7.34 ‰, PDB и –5.66 ‰, PDB), что связано с изотопным уравновешиванием с углекислотой атмосферы. Однако в образцах присутствует углерод из 3-х источников: 1) атмосферный, 2) растворенный в воде почвенный углерод (–22 –28 ‰, PDB) и 3) из известняка (0 ‰, PDB). Вклад этих источников зависит от режима поступления воды.

Образцы мраморного оникса были отобраны близ г.Дальнегорска: 1 – в известковом карьере в пос. Мономахово, 2 и 3 – район ключа Больничный, г.Дальнегорск. Все образцы имеют слоистое строение, причем разные слои отличаются цветом. В 2-х образцах присутствует известняк. Ониксы из района ключа Больничный представляют собой переслаивание кремовых и бесцветных слоев кальцита мощностью до 5 мм. В одном образце присутствуют обломки известняка. Образец из пос. Мономахово имеет более сложное строение: внешний слой содержит контакт известняка с зоной слоистого оникса (7 мм), темно-коричневый крупнокристаллический кальцит (5-10 мм) и друзу бесцветного кальцита, представленного отрицательными ромбоэдрами.

В образцах оникса изотопный состав углерода имеет неодинаковые значения. В ониксе из пос. Мономахово диапазон значений равен 13C = –1.90 –6.82 ‰, PDB. В образце из района ключа Больничного, с обломками известняка, отношение изотопов меняются от 13C = –0.36 до –9.61 ‰, PDB. В 3-м образце значения равны 13C = –8.62 –10.51 ‰, PDB.

В исследованных образцах мраморных ониксов изотопный состав углерода меняется в зависимости от водного режима так же, как и в сталактитах и зависит от тех же источников углерода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Важной особенностью кальцита Дальнегорских месторождений является его обогащение легким изотопом углерода при сравнении с изотопным составом вмещающих известняков. Образование кальцита происходило при взаимодействии волластонита и геденбергита с углекислотой. Изменение изотопного состава углерода связано с кинетическим режимом протекания реакции образования кальцита.

Изменения изотопного состава в кальците разных генераций, спелеотемах и элементах анатомии кристаллов связаны с участием углерода из разных источников – известняков, углекислого газа атмосферы и растворенного в воде углерода разных форм (карбонат-ионы, ионы, органогенный). Доля разных источников углерода зависит от сезона и количества атмосферных осадков и физико-химических условий.

Список основных публикаций по теме диссертации

  1. Садыков С. А. Зональное распределение изотопов углерода в кристаллах гипергенного кальцита месторождений Дальнегорска, Приморский край / Садыков С. А., Попов В. А., Анфилогов В. Н., Нишанбаев Т. П. // ДАН, 2007. Том 412, № 2. С. 250-252
  2. Садыков С. А. Влияние магнитного поля на фракционирование изотопов углерода при взаимодействии Са(ОН)2 с углекислотой воздуха / Садыков С. А.,Осипов А. А., Анфилогов В. Н. // ДАН, 2009. Т. 428, № 6. С. 774-776.
  3. Новоселов К. А. Изотопный состав углерода сидерита из зоны гипергенеза Юбилейного месторождения (Ю. Урал) / Новоселов К. А., Садыков С. А., Белогуб Е. В. // XVII симпозиум по геохимии изотопов им. академика А. П. Виноградова, М., 2004. С. 185-186.
  4. Садыков С. А. Различия изотопного состава углерода в элементах анатомии кристаллов кальцита Дальнегорского полиметаллического месторождения на Дальнем Востоке / Садыков С. А., Попов В А. // XV Российское совещание по экспериментальной минералогии, Сыктывкар, 2005. С. 422-424.
  5. Садыков С. А. Вариации изотопного состава углерода в кристаллах кальцита месторождений Дальнегорска Приморского края // III съезд ВМСО, II Всероссийская конференция «Масс-спектрометрия и ее прикладные проблемы», М., 2007, НУ-1.
  6. Потапов С.С. Минералогия антропогенного сталагмита / Потапов С.С., Садыков С.А., Кадебская О.И. // Минералогия техногенеза-2007, Миасс: ИМин УрО РАН, 2007. С. 6-11.
  7. Садыков С. А. Дополнительное фракционирование изотопов углерода на гранях кристаллов кальцита // Кристаллохимия и рентгенография минералов, Миасс, 2007. С. 262-263.
  8. Садыков С. А. Изотопное фракционирование углерода: модели и реальность // V Всероссийское совещание «Минералогия Урала – 2007», Миасс-Екатеринбург, 2007. С. 300-304.
  9. Садыков С. А. Ядерно-спиновый изотопный эффект при образовании кальцита в магнитном поле / Садыков С. А., Осипов А. А. // XVIII симпозиум по геохимии изотопов, Москва, ГЕОХИ, 2007. С. 239-240.
  10. Белогуб Е. В. Изотопный состав углерода карбонатов из зон окисления сульфидных месторождений Южного Урала / Белогуб Е. В., Садыков С. А., Новоселов К. А. // XVIII симпозиум по геохимии изотопов, М., ГЕОХИ, 2007. С. 46-47.
  11. Садыков С. А. Геохимия изотопов углерода в рудных телах и карбонатах Дальнегорского рудного района / Садыков С. А., Анфилогов В. Н., Попов В. А., Нишанбаев Т. П. // XVIII симпозиум по геохимии изотопов, М., ГЕОХИ, 2007. С. 237-238.
  12. Потапов С. С. Особенности изотопного состава углерода геогенных и антропогенных спелеотемов / Потапов С. С., Садыков С.А., Паршина Н. В. // XVIII симпозиум по геохимии изотопов им. академика А. П. Виноградова, Москва, 2007. С. 205-206.
  13. Анфилогов В. Н. Геохимия изотопов углерода в эндогенных и гипергенных рудообразующих процессах / Анфилогов В. Н., Садыков С. А. // Металлогения древних и современных океанов – 2008: Рудоносные комплексы и рудные фации, Миасс, 2008. С. 45-47.
  14. Sadykov S. A. Influence of magnetic field on carbon isotopes in calcites / Sadykov S. A., Osipov A. A. // Moscow International Symposium on magnetism (MISM), Moscow, 2008. P. 772.
  15. Садыков С. А. Генезис кальцитов по данным изотопного состава углерода // XIV чтения памяти А. Н. Заварицкого «Петрогенезис и рудообразование», Екатеринбург, 2009, С. 287- 290.


Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.