CC BY
8
УДК 550.42+550.43 https://doi.org/10.21440/2307-2091-2020-2-39-47
Аномальные геохимические поля рудных элементов Южно-Татарского осадочного бассейна (Татарский пролив, Японское море)
Даниил Сергеевич МАКСЕЕВ1* Кирилл Игоревич АКСЕНТОВ1** Ренат Белалович ШАКИРОВ1*** Сергей Андреевич ФЕДОРОВ2**** Катерина Сергеевна ФЕДОРОВА3*****
Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичева ДВО РАН, Россия, Владивосток 2Институт металлургии УрО РАН, Россия, Екатеринбург зСанкт-Петербургский горный университет, Россия, Санкт-Петербург
Аннотация
Введение. В настоящее время увеличиваются морские территории добычи и разведки углеводородного сырья и рудных месторождений. Среди прямых методов поиска месторождений большой интерес представляет геохимическая съемка донных осадков. Одним из важнейших объектов для таких работ является Татарский пролив, на территории которого могут быть обнаружены высокие концентрации полезных элементов. Цель работы: исследование геохимических особенностей донных осадков Южно-Татарского осадочного бассейна с целью установления возможных рудных полей на его территории.
Методы и материалы. Анализировался химический состав донных осадков, по которым строились карты геохимических полей в программе ArcGis. Результаты химических анализов получены на рентгенофлуоресцентном спектрометре Delta Olympus. Количество отобранных проб - 62.
Результаты. Изучены содержания и перераспределения на исследуемой площади 21 химического элемента. Только для пяти элементов установлены геохимические аномалии или повышенные содержания, которые могут указывать на возможные рудные залежи: Ti, Zr, Mn, V, S. Основные зоны концентрирования этих элементов находятся в шельфовых и батиальных областях. Приведены характеристики распределения указанных элементов по площади Южно-Татарского осадочного бассейна и выделены аномальные геохимические поля. Выводы. Установлено наличие геохимических индикаторов россыпей титанового сырья, приуроченные к конусам выноса рек Тохтинка, Жульман, Неми, Птичья и к механическому барьеру в районе Совгаванского поднятия. Выявлены перспективные зоны концентрации углеводородов за счет больших содержаний серы в зоне динамического влияния разрывных нарушений (в основном сбросы) по границам Тернейского прогиба, в его западной и восточной областях.
Ключевые слова: концентрация, рудный элемент, донные осадки, шельф, эпибатиальная зона, Татарский пролив, Японское море.
Введение
В настоящее время увеличиваются морские территории добычи и разведки углеводородного сырья и рудных месторождений, в том числе в глубоководных районах. Вследствие этого возрастают объемы оценочно-поисковых работ. Среди прямых методов поиска основной интерес представляет геохимическая съемка донных осадков. Такие исследования помогают выделять площади распределения глубинного флюида, размещения рудных тел и россыпей полезных компонентов.
Как известно [1, 2], Татарский пролив представлен шельфовой и батиальной зонами (максимальная глубина
чуть больше 1700 м). С запада пролив обрамляется вулканогенным Сихотэ-Алинским поясом, с востока -складчатыми сооружениями острова Сахалин. Это до некоторой степени определяет геохимическую специализацию осадочных отложений. По химическому составу выносимого материала с суши на шельф и батиаль можно в какой-то мере отследить исходный субстрат. К тому же основная доля выносимых акцессорных минералов (несущих в себе рудные компоненты) не выходит за пределы шельфа, и на его территории формируются аутигенные рудные минералы (окислы и гидроокислы железа, марганца) [3]. Все
https://orcid.org/0000-0003-4497-7588 ** [email protected]
https://orcid.org/0000-0002-3885-9692 *** [email protected]
https://orcid.org/0000-0003-1202-0351 **** [email protected]
https://orcid.org/0000-0002-4201 -5177 ***** [email protected]
https://orcid.org/0000-0001 -9441 -9512
48o30'00N
I 48o00'00N
47o30'00N
47o00'00N
46o30'00N
139о00'00Е
25
140о00'00Е 0
141о00'00Е 25 50 км
142о00'00Е
~г
Рисунок 1. Схема распределений отбора проб донных осадков на структурной карте (по А. Э. Жарову [12]). Figure 1. Distribution scheme of sampling of seafloor sediments on the structural map (according to A. E. Zharov [12]).
это приводит к скоплению и образованию территорий с высокими кларками концентраций полезных элементов [4] выше кондиционных - россыпные и осадочные месторождения. Также не стоит забывать и о нефтегазовых залежах [5], огромная часть которых располагается в шель-фовых зонах морей. Общая геохимическая характеристика донных осадков на территории Татарского пролива проводилась геологами В. Ф. Игнатовой, Т. П. Аксеновой и др. [6, 7]. Огромный вклад в геологическую характеристику Татарского пролива и прилегающих территорий внес Ф. Р. Лихт [8], выполнялось геологическое картирование Восточного региона России [9]. В настоящем исследовании приводится более детальная геохимическая характеристика южной части Татарского пролива.
Цель настоящей работы - исследование геохимических особенностей донных осадков Южно-Татарского осадочного бассейна Татарского пролива с целью выявления индикаторов возможных рудных залежей.
Методы и материалы
Анализировались результаты химических анализов, проведенных на портативном спектрометре Delta Olympus (точность на уровне 5 ppm) в лаборатории геохимии осадочных процессов и лаборатории газогеохимии Тихоокеанского океанологического института им. В. И. Ильичева. Карты геохимических полей строились с помощью программы ArcGis.
Исследуемый материал - донные осадки, отобранные во время комплексной геолого-геофизической экспедиции ТОИ ДВО РАН в 54-м рейсе НИС «Академик Опарин» [10]. Применялись два типа пробоотборников для опробования донных осадков: гидростатический и гравитационный. Полученные образцы для геохимических исследований отбирались стальным шпателем, упаковывались и этикетировались. Съемка донных отложений производилась по сети станций, группирующихся по субширотным и субдолготным профилям. Средний шаг между станциями на профилях составил около 20 км, между профилями - около 30 км. Отбор происходил до глубины 350 см ниже поверхности дна. Газогеохимические исследования выполнены коллективом лаборатории газогеохимии ТОИ ДВО РАН [11]. Осадки были преимущественно псаммитовой и пелитовой фракций, количество станций (проб), использованных для работы, - 62. Станции относительно равномерно распределены по целевому району исследований в Южно-Татарском осадочном бассейне (рис. 1).
Результаты
Изучены содержания и распределение на исследуемой площади 21 химического элемента, из которых рудо-образующих 12. Только для пяти элементов установлены геохимические аномалии или повышенные содержания, которые могут служить поисковыми признаками возможных рудных залежей: Мп, V, П, 7г, 8. Основные зоны
концентрирования элементов находятся в шельфовых и батиальных областях. Далее приведены характеристики распределения указанных элементов по площади Южно-Татарского осадочного бассейна. Также приведены содержания элементов в отобранных пробах (таблица).
Марганец. Содержания этого элемента варьируют от 200 до 1100 г/т, что согласуется с данными [6]. В том же источнике отмечено, что указанный элемент концентрируется в песчаной фракции в прибрежных зонах. Однако в настоящем исследовании выявлено, что основная доля марганца находится в пелитовой фракции, в более глубоководных зонах (южная часть пролива, в структурном плане - Пионерское поднятие и южная область Терней-ского прогиба, рис. 2, а). Так как элемент малоподвижный (инертный), то его природа в областях высокой концентрации, как правило, хемогенная. Основной вынос
марганца происходит с континента (рис. 2, а) - средние содержания 300-500 г/т в шельфовой приматериковой зоне. Связано это, в свою очередь, с наличием массивов, сложенных породами преимущественно основного состава, и толщ метаморфизованных пород на суше: габбро, габбродиориты, базальты, туфы основного состава, кремнистые и глинистые сланцы [13]. На прио-стровной шельфовой зоне содержания самые низкие - менее 200 г/т (преимущественно песчаники, алевролиты, глинистые и кремнистые сланцы, иногда дайки диоритов - породы с низким содержанием марганца [13]). В целом Южно-Татарский осадочный бассейн отличается повышенным содержанием марганца в поверхностных отложениях.
Ванадий. Особенности распределения этого элемента идентичны распределению марганца (рис. 2, б): большая
Таблица. Содержания пяти потенциально рудных и индикаторных элементов в пробах донных осадков Южно-Татарского бассейна, г/т. Table. Content of five potentially ore and indicator elements in samples of seafloor sediments of the South Tatarian basin, ppm.
Номер пробы Mn V Ti Zr S Номер пробы Mn V Ti Zr S
OP54-1 260 285 3089 123 4372 OP54-39 410 271 2898 124 672
OP54-10 247 197 2876 125 3913 OP54-4 245 281 3114 188 2851
OP54-11 294 213 2563 129 871 OP54-40 269 272 3581 178 6944
OP54-12 362 276 2605 150 978 OP54-41 298 258 2977 154 5312
OP54-14 193 223 1931 156 614 OP54-42 1020 270 2831 102 5482
OP54-15 226 233 3230 118 3243 OP54-43 862 231 2817 95 5293
OP54-16 211 240 3419 179 3294 OP54-44 1017 303 2546 98 6149
OP54-17 260 201 3259 180 4356 OP54-45 314 309 2815 95 4829
OP54-18 256 229 3162 146 5484 OP54-46 667 207 2666 103 3944
OP54-19 224 210 3090 142 4713 OP54-49 454 231 3275 118 1128
OP54-20 244 281 3226 121 5471 OP54-5 313 222 3119 214 2236
OP54-20A 262 192 3220 123 5413 OP54-50 302 207 2996 179 1886
OP54-21 299 226 2522 122 681 OP54-51 272 215 2982 173 5383
OP54-22 238 200 3242 177 4560 OP54-52 289 229 3007 106 5754
OP54-23 245 246 3181 126 4831 OP54-53 309 353 2945 110 4780
OP54-24 229 215 3209 121 4799 ор54-54 974 328 2714 106 6303
OP54-25 305 243 2972 134 945 OP54-55 497 265 2904 99 4634
OP54-26 233 267 3049 205 5631 OP54-56 886 290 2688 107 6588
OP54-27 386 198 3098 110 6575 OP54-57 219 242 2829 100 3563
OP54-28 256 180 2972 127 5270 OP54-58 339 282 2836 136 4191
OP54-29 262 266 3005 117 5798 OP54-59 371 218 2596 136 5110
OP54-3 202 - 2324 112 805 OP54-60 1390 246 2638 113 6760
OP54-30 333 271 3231 127 1721 OP54-61 412 259 2748 93 5030
OP54-31 367 205 3244 194 1010 OP54-62 681 291 2640 106 6670
OP54-32 270 245 3190 167 4841 OP54-63 491 250 2897 89 4261
OP54-33 270 267 3054 112 5044 OP54-64 254 262 3001 102 6054
OP54-34 288 269 3002 112 4975 OP54-65 287 247 3272 103 5621
OP54-35 253 230 2905 114 4542 OP54-66 417 271 2937 139 969
OP54-36 194 228 3133 129 2245 OP54-8 242 248 3233 202 3597
OP54-37 218 240 3286 223 4158 OP54-9 268 - 3651 187 4780
OP54-38 292 217 2960 180 6380 OP54-13 520 250 3552 146 1921
о
25 50 км
0
С!198-301 СП301-404 Ю404-507
140
I507-610 I 610-713 I 713-816
I 816-919 I919-1022 t1022-1126
W
48
m 0,266-0,273 □ 0,373-0,279 0,279-0,286
25 50 км
0,286-0,292 0,292-0,299 0,299-0,306
0,306-0,312 0,312-0,319 0,319-0,325
С_. 143-159 EZ-159-175 EZ-175-191
140
25 50 км
]191-206 (206-222 1222-238
238-254 254-270 270-286
□ 95-107
□ 107-119
□ 119-131
25 50 км
131-143 143-155 155-167
I 167-179 I 179-191 I 191-203
в
0
0
Рисунок 2. Распределение рудных элементов на исследуемой площади Южно-Татарского бассейна. а - марганец, г/т; б - ванадий, г/т; в - титан, мас. %; г - цирконий, г/т; 1 - Тернейский прогиб, 2 - Пионерское поднятие, 3 - Совгаванское поднятие. Figure 2. Distribution of ore elements in the studied area of the South Tatarian basin. а - manganese, ppm; б - vanadium, ppm; в -titanium, wt. %; г - zirconium, ppm; 1 - Terneysky Trough, 2 - Pioneerskoe uplift, 3 - Sovgavanskoe uplift.
доля ванадия располагается в пелитовой фракции, в южной части исследуемой площади (Тернейский прогиб и рядом расположенные с ним более мелкие прогибы, грабены, а также Пионерское поднятие). В этом районе осадочного бассейна содержания марганца достигают 350 г/т, они близки к кондиционным (комплексные руды, более 400 г/т). Содержания элемента на исследуемом участке 140300 г/т, что выше значений из [4, 6] (не более 200 г/т). Ванадий концентрируется в глинистых минералах, планктоне и аутигенных минералах (сульфиды, оксиды), что объясняет его скопления в глубоководных зонах. В северной части
бассейна со стороны суши начинает увеличиваться число кислых массивов, в связи с чем содержания ванадия там ниже. Данные по перераспределению ванадия в осадках бассейна согласуются с данными источников [4, 6]. В настоящее время аномальные содержания ванадия в осадочных отложениях также используются как дополнительный индикатор морских залежей нефти и газа.
Титан. Концентрируется в приматериковой шельфо-вой зоне, западная часть пролива (рис. 2, а) - конус выноса устья реки Быстрая - содержания компонента составляют 0,31 мас.%. Вторая область концентрирования располага-
140
140
0 25 50 км
□ 0,07-0,12 "0,23-0,29 ■ 0,40-0,46
□ 0,12-0,18 ■ 0,29-0,35 Ш 0,46-0,51 0,18-0,23 0,35-0,40 0,51-0,57
Рисунок 3. Распределение серы на исследуемой площади Южно-Татарского бассейна, 104 г/т.
Figure 3. Sulfur distribution in the studied area of the South Tatarian basin, 104 ppm.
ется в северной части исследуемой площади, на механическом барьере (перепад глубин с 300 до 500 м), который образован тектоническими структурами: Совгаванским поднятием и Тернейским прогибом. Содержание титана в этой области достигает 0,32 мас.%. Содержания элемента близки к кондиционным (0,5 мас.% TiO2). Данные согласуются с источниками [5, 7]. С помощью кластерного и корреляционного анализов была установлена тесная взаимосвязь между кальцием и титаном. Это указывает на концентрирование титана преимущественно в титаните (CaTiSiO5), а не в титаномагнетите. Совместные повышенные концентрации этих двух элементов, в частности на приматериковом шельфе, говорят об определенных перспективах поисков на изученной акватории титанито-вых россыпей.
Цирконий. Самые высокие содержания (203 г/т) установлены в приматериковой шельфовой зоне, что связано с геологическим строением континентального обрамления (щелочные массивы). Также повышенные содержания (190 г/т) отмечены на приостровном шельфе, что связано с метаморфическими толщами на о. Сахалин. Установлено два конуса выноса на приматериковом шельфе (рис. 2, б): один расположен в устьях южных рек (начиная с р. Аджима, протяженность более 50 км). Второй - маленький конус выноса в устье р. Ткачева (протяженность вдоль берега 20 км), также предположительный конус выноса между 48 и 47 параллелью на приостровном шельфе. С помощью кластерного и корреляционного анализов была установлена тесная взаимосвязь между цирконием и стронцием. Эти два элемента входят в состав самых распространенных акцессорных ми-
нералов - циркона и апатита. Распределение этих элементов на площади акватории совпадают, но содержания стронция достаточно низкие в сравнении с цирконием.
Сера. Сера очень подвижна - легко переходит в растворы и переносится на большие расстояния. Поэтому основная ее концентрация будет находиться в спокойных глубоководных условиях (рис. 3), либо в лагунных областях. В структурном плане сера концентрируется на Тер-нейском прогибе и Пионерском поднятии. Концентрации элемента довольно высокие - до 6000 г/т.
Также важно отметить, что большая часть точек пробоотбора, где установлены аномальные содержания серы, располагается вблизи или на разрывных нарушениях (сброс и сбросо-сдвиг). Причем значения содержания серы в точках спокойных зон (не на разрывных нарушениях) значительно ниже (разница достигает 0,3 мас.%). Это может быть связано с углеводородами, которым сера сопутствует [14, 15]. В местах ее скопления находится много тектонических и структурных ловушек для углеводородного сырья [16].
Для описанных элементов рассчитаны пределы аномальных содержаний: Т1 - 0,3 мас.%, Мп - 861 г/т, V - 270 г/т, 8 - 0,51 мас.%. Цирконий, по расчетным данным, образует содержания ниже аномальных значений. По отношению к содержаниям элементов в осадочных породах [17, 18] и расчетным данным выделено несколько аномальных геохимических полей. Эти геохимические поля вынесены на структурную карту для установления их взаимосвязи с тектоническими структурами (рис. 4).
Для титана связь с тектоническими структурами наблюдается только в северной части бассейна, где наблюдается переход от Совгаванского поднятия к Тернейско-му прогибу, происходит перепад глубин, что приводит к образованию механического геохимического барьера. Остальные геохимические поля у элемента связаны с конусами выноса рек.
Значительная доля аномальных геохимических полей наблюдается на площади Тернейского прогиба и Пионерского поднятия, в южной и средней части бассейна. Зона преимущественно батиальная (глубина более 1000 м). В этой области много сбросовых и сбросо-сдвиговых нарушений, которые создают тектонические ловушки. К ним и приурочены самые высокие концентрации серы, ванадия и марганца. Последние два элемента, возможно, как и сера, могут быть связаны с углеводородным сырьем. Концентрации элементов в этих областях довольно большие (близкие к кондиционным), однако глубина их залегания уже значительная - более 500 м. Полученные данные хорошо согласуются с результатами газогеохимических исследований в этом районе работ [19, 20].
К механическому барьеру в южной части бассейна относится только область концентрирования марганца на Пионерском поднятии, так как там находится переходная зона от эпибатиальной к батиальной (от 600 до 1000 м).
Заключение
Полученные данные и проведенный над ними анализ помогли выделить аномальные зоны некоторых элементов, указывающие на возможные рудные скопления
49о00'
48о30'
139о00
140о00' 25
141 о00'
25 50 км
48о00'
47о30'
- 47о00'
142о00'
46о30
0
Рисунок 4. Схема распределения геохимических аномальных полей рудных элементов на структурной карте (по А. Э. Жарову [11]).
Figure 4. Distribution diagram of geochemical anomalous fields of ore elements on a structural map (according to A. E. Zharov [11]).
Т1, 8, Мп, V. Основная доля аномальных геохимических полей находится в Тернейском прогибе, на глубине более 1000 м, и связана со сбросовыми и сбросо-сдвиговыми нарушениями.
Установлены индикаторы возможного наличия россыпей титанового сырья, приуроченные к конусам выноса рек Тохтинка, Жульман, Неми, Птичья и к механическому барьеру в районе Совгаванского поднятия (недалеко от него, со стороны материковой суши, выходят реки Коппи и Тумнин).
Выявлены перспективные зоны концентрации углеводородов за счет больших содержаний серы в разрывных нарушениях (в основном сбросы) по границам Тернейско-го прогиба, в его западной и восточной областях, аномалии ванадия также рекомендуется рассмотреть в качестве индикаторов нефти и газа.
Геохимическое изучение донных отложений северной части Японского моря и Татарского пролива продолжается и будет представлено в последующих публикациях авторского коллектива.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 18-05-00153, Комплексной программы ДВО РАН «Дальний Восток» на 2018-2020 годы 18-1-008 и Государственного задания ТОИ ДВО РАН по программе фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 гг. раздела VIII «Науки о Земле».
ЛИТЕРАТУРА
1. Fournier M., Jolivet L., Huchon P. et al. Neogene strike-slip faulting in Sakhalin and the Japan Sea opening // Journal of Geophysical Research. 1995. Vol. 99, № B2. P. 2701-2725. https://doi.org/10.1029/93JB02026
2. Ponomarev V. I., Fayman P. A., Prants S. V., Budyansky M. V., Uleysky M. Yu. Simulation of mesoscale circulation in the Tatar Strait of the Japan Sea // Ocean Modelling. 2018. № 126. P. 43-55. https://doi.org/ 10.1016/j.ocemod.2018.04.006
3. Предтеченская Е. А. Минералогические аномалии как индикаторы процессов флюидомиграции в юрских нефтегазоносных отложениях Западно-Сибирской плиты // VII Всерос. литолог. совещ. Новосибирск: Ин-т геологии и геофизики СО РАН, 2013. C. 400-405.
4. Чертко Н. Г., Чертко Э. Н. Геохимия и экология химических элементов: справ. пособие. Минск: Издат. центр БГУ, 2008. 140 с.
5. Шакиров Р. Б. Газогеохимические поля Охотоморского и Япономорского регионов // Подводные исследования и робототехника. 2015. № 2(20). С. 53-65.
6. Игнатова В. Ф. Современное осадкообразование в Татарском проливе. М.: Наука, 1980. 78 с.
7. Аксенова Т. П., Сараев С. В., Писарева Г. М. Осадконакопление в сублиторальной зоне Татарского пролива и современные россыпи титаномагнетита // Бассейновый литогенез и минерагения: сб. науч. тр. Новосибирск: Ин-т геологии и геофизики Сибир. отд-ния АН СССР, 1989. C. 9-16.
8. Лихт Ф. Р. Современное приконтинентальное осадкообразование и реконструкции однотипных обстановок в геологическом прошлом Азии. Владивосток: Дальнаука, 1993. 237 с.
9. Валпетер А. П., Лихт Ф. Р. Карта россыпной металлоносности шельфа окраинных морей Востока СССР // Проблемы морских минеральных ресурсов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984. С. 4-48.
10. Валитов М. Г., Шакиров Р. Б., Яцук А. В., Аксентов К. И., Прошкина З. Н., Белоус О. В., Мишукова Г. И. Комплексная геолого-геофизическая экспедиция на научно-исследовательском судне «Академик Опарин» в Татарском проливе Японского моря (рейс № 54, 2017 г.) // Океанология. 2019. Т. 59, № 2. С. 311-314. https://doi.org/10.31857/S0030-1574592311-314
11. Комплексные геолого-геофизические, газогеохимические и океанографические исследования на севере Японского моря и в сейсмоактивной зоне Татарского пролива: отчет по результатам экспедиционных исследований в 54-м рейсе НИС «Академик Опарин» / ТОИ ДВО РАН; рук. М. Г. Валитов; исполн.: Р. Б. Шакиров, О. В. Белоус, З. Н. Прошкина, Т. Н. Колпащикова, Л. Н. Цовбун, Н. С. Ли, Е. В. Лифанский, К. И. Аксентов, А. И. Левицкий, В. В. Калинчук, В. А. Баннов, Е. Н. Марьина, С. Г. Сагалаев. Владивосток, 2017. 55 с.
12. Жаров А. Э. Геологическое строение и мел-палеогеновая геодинамика Юго-Восточного Сахалина: дис. ... канд. геол.-минерал. наук: 25.00.03. М., 2004. 302 с.
13. Дымович В. А., Евсеев С. В., Евсеев В. Ф., Нестерова Е. Н., Маргулис Л. С., Атрашенко А. Ф., Беляев И. В., Деркачев А. Н., Зелепугин В. Н. и др. / Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 0000 (третье поколение). Сер. Дальневосточ. Лист M-54 - Александровск-Сахалинский: объяснит. записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2016. 600 с.
14. Block E. Reactions of Organosulfur Compounds. 1st Edition / Organic Chemistry: A Series of Monographs. USA: Academic Press, 1978. Vol. 37. 336 p.
15. Sinninghe Damste J. S., Rijpstra W. I. C., Kock-van Dalen A. C., de Leeuw J. W., Schenck P. A. Quenching of labile functinalised lipids by inorganic sulfur species: Evidence for the formation of sedimentary organic sulfur compounds at an early stage of diagenesis // Geochimica et Cosmochimica Acta.1989. Vol. 53, issue 6. P. 1343-1355. https://doi.org/10.1016/0016-7037(89)90067-7
16. Шакиров Р. Б., Обжиров А. И., Делемень И. Ф., Павлова В. Ю. К дискуссии об особенностях распределения и перспективах исследования газогеохимических полей западной части п-ова Камчатка и прилегающего шельфа // Вулканизм и связанные с ним процессы: материалы XIX региональн. науч. конф. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2016. С. 467-473.
17. Чертко Н. К. Геохимия. Минск: БГУ, 2016. 295 с.
18. Холодов В. Н. Геохимия осадочного процесса. М.: ГЕОС, 2006. 608 с.
19. Shakirov R. B., Valitov M. G., Obzhirov A. I., Mishukov V. F., Yatsuk A. V., Syrbu N. S., Mishukova O. V. Methane anomalies, its flux on the sea-atmosphere interface and their relations to the geological structure of the South-Tatar sedimentary basin (Tatar Strait, the Sea of Japan) // Marine Geophysical Research. 2019. Vol. 40, № 4. P. 581-600. https://doi.org/10.1007/s11001-019-09389-3
20. Yatsuk А., Shakirov R., Gresov A., Obzhirov A. Hydrocarbon gases in seafloor sediments of the TATAR strait, the northern sea of Japan // Geo-Marine Letters. 2020. № 40. P. 1-10. https://doi.org/10.1007/s00367-019-00628-5
Статья поступила в редакцию 17 февраля 2020 года
УДК 550.42+550.43
https://doi.org/10.21440/2307-2091-2020-2-39-47
Anomalous geochemical fields sedimentary basin (Tatar Strait,
Daniil Sergeevich MAKSEEV 1* Kirill Igorevich AKSENTOV1** Renat Belalovich CHAKIROV 1*** Sergey Andreevich FEDOROV 2**** Katerina Sergeevna FEDOROVA3*****
1V. I. Il'ichev Pacific Oceanological Institute, Vladivostok, Russia institute of Metallurgy of the Ural Branch of RAS, Ekaterinburg, Russia 3Saint-Petersburg Mining University, Saint-Petersburg, Russia
Abstract
Introduction. Currently, sea territories for production and exploration of hydrocarbon raw materials and ore deposits have been increased. Geochemical survey of seafloor sediments is of great interest among direct methods for finding deposits. One of the most important objects for such work is the Tatar Strait, in the territory of which high concentrations of useful elements can be found.
Purpose of the work: to study the geochemical characteristics of seafloor sediments of the South Tatarian sedimentary basin in order to identify possible ore fields within its territory.
Methods and materials. The chemical composition of seafloor sediments was analyzed, according to which maps of geochemical fields were constructed using the ArcGis program. The results of the chemical assays are obtained from the Delta Olympus X-ray fluorescent spectrometer. The number of samples obtained is 62.
Results. The contents and redistribution of 21 chemical elements on the studied area were studied. Only five elements have geochemical anomalies or elevated contents that may indicate possible ore deposits: Ti, Zr, Mn, V, S. The main zones of concentration of these elements are in the shelf and bathyal areas. The characteristics of distribution of these elements over the area of the South Tatarian sedimentary basin are given and anomalous geochemical fields are identified. Conclusions. The presence of geochemical indicators of placers of titanium raw materials confined to the river fans of the Tokhtinka, Zhulman, Nemi, Ptichya and to the mechanical barrier in the region of Sovgavan uplift has been established. Promising zones of hydrocarbon concentration due to the high sulfur contents in the zone of the dynamic influence of faults (mainly fissure displacement) along the boundaries of the Terneysky trough in its western and eastern regions have been identified.
Keywords: concentration, ore element, seafloor sediments, shelf, epibatial zone, Tatar Strait, Sea of Japan.
This work was supported by a grant from the Russian Foundation for Basic Research 18-05-00153, the Far East Comprehensive Program of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences for 2018-2020 18-1-008, and the State Assignment of V.I.IVichev Pacific Oceanological Institute under the basic research program of state academies of sciences for 2013-2020 Section VIII "Earth Sciences".
REFERENCES
1. Fournier M., Jolivet L., Huchon P. et al. 1995, Neogene strike-slip faulting in Sakhalin and the Japan Sea opening. Journal of Geophysical Research. Vol. 99, no. B2. P. 2701-2725. https://doi.org/10.1029/93JB02026
2. Ponomarev V. I., Fayman P. A., Prants S. V., Budyansky M. V., Uleysky M. Yu. 2018, Simulation of mesoscale circulation in the Tatar Strait of the Japan Sea. Ocean Modelling. no. 126. pp. 43-55. https://doi.org/ 10.1016/j.ocemod.2018.04.006
3. Predtechenskaya E. A. 2013, Mineralogicheskiye anomalii kak indikatory protsessov flyuidomigratsii v yurskikh neftegazonosnykh otlozheniyakh Zapadno-Sibirskoy plity [Mineralogical anomalies as indicators of fluid migration processes in Jurassic oil and gas deposits of the West Siberian Plate]. VII All-Russian lithological conference. no.vosibirsk. pp. 400-405.
4. Chertko N. G., Chertko E. N. 2008, Geokhimiya i ekologiya khimicheskikh elementov [Geochemistry and ecology of chemical elements], Minsk, 140 p.
5. Shakirov R. B. 2015, Gas geochemical fields of the Okhotsk and Yaponomorsky regions. Podvodnyye issledovaniya i robototekhnika [Underwater Investigations and Robotics], no. 2 (20), pp. 53-65. (In Russ.)
6. Ignatova V. F. 1980, Sovremennoye osadkoobrazovaniye v Tatarskom prolive [Modern sedimentation in the Tatar Strait], Moscow, 78 p.
https://orcid.org/0000-0003-4497-7588
https://orcid.org/0000-0002-3885-9692
М(рэ://о rcid.org/0000-0003-1202-0351
**** [email protected]
https://orcid.org/0000-0002-4201 -5177
***** [email protected]
https://orcid.org/0000-0001 -9441 -9512
of ore elements of the South Tatarian Sea of Japan)
7. Aksenova T. P., Saraev S. V., Pisareva G. M. 1989, Osadkonakopleniye v sublitoral'noy zone Tatarskogo proliva i sovremennyye rossypi titanomagnetita [Sedimentation in the sublittoral zone of the Tatar Strait and modern placers of titanomagnetite]. Basin lithogenesis and mineralogy: collection of scientific papers, no.vosibirsk. pp. 9-16.
8. Licht F. R. 1993, Sovremennoye prikontinental'noye osadkoobrazovaniye i rekonstruktsii odnotipnykh obstanovok v geologicheskom proshlom Azii [Modern near-continental sedimentation and reconstructions of the same type of environment in the geological past of Asia], Vladivostok, 237 p.
9. Valpeter A. P., Licht F. R. 1984, Karta rossypnoy metallonosnosti shel'fa okrainnykh morey Vostoka SSSR [Map of alluvial metalliferous shelf of the marginal seas of the East of the USSR]. Problems of marine mineral resources. Vladivostok, pp. 4-48.
10. Valitov M. G., Shakirov R. B., Yatsuk A. V., Aksentov K. I., Proshkina Z. N., Belous O. V., Mishukova G. I. 2019, Integrated geological and geophysical expedition on the Akademik Oparin research vessel in the Tatar Strait of the Sea of Japan (voyage no.. 54, 2017). Okeanologiya [Oceanology], vol. 59, no 2. pp. 311-314. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0030-1574592311-314
11. 2017, Integrated geological, geophysical, gas-geochemical and oceanographic studies in the north of the Sea of Japan and in the seismically active zone of the Tatar Strait: a report on the results of expeditionary studies in the 54th passage of "Akademik Oparin" research vessel. M. G. Valitov; R. B. Shakirov, O. V. Belous, Z. N. Proshkina, T. N. Kolpaschikova, L. N. Tsovbun, N. C. Lee, E. V. Lifansky, K. I. Aksentov, A. I. Levitsky, V. V. Kalinchuk, V. A. Bannov, E. N. Maryina, S. G. Sagalayev. Vladivostok. 55 p.
12. Zharov A. E. 2004, Geologicheskoye stroyeniye i mel-paleogenovaya geodinamika Yugo-Vostochnogo Sakhalina [Geological structure and Cretaceous-Paleogene geodynamics of Southeast Sakhalin], PhD thesis, Moscow, 302 p.
13. Dymovich V. A., Evseev S. V., Evseev V. F., Nesterova E. N., Margulis L. S., Atrashenko A. F., Belyaev I. V., Derkachev A. N., Zelepugin V. N. et al. 2016, State Geological Map of the Russian Federation. Scale 1:1 000 0000 (third generation). Ser. Far East. Sheet M-54 — Aleksandrovsk-Sakhalinsky: explan. note. St. Petersburg, 600 p.
14. Block E. 1978, Reactions of Organosulfur Compounds. 1st Edition. Organic Chemistry: A Series of Monographs. USA. Vol. 37. 336 p.
15. Sinninghe Damste J. S., Rijpstra W. I. C., Kock-van Dalen A. C., de Leeuw J. W., Schenck P. A. 1989, Quenching of labile functinalised lipids by inorganic sulfur species: Evidence for the formation of sedimentary organic sulfur compounds at an early stage of diagenesis. Geochimica et Cosmochimica Acta. Vol. 53, issue 6. pp. 1343-1355. https://doi.org/10.1016/0016-7037(89)90067-7
16. Shakirov R. B., Ozhirov A. I., Delemen I. F., Pavlova V. Yu. 2016, K diskussii ob osobennostyakh raspredeleniya iperspektivakh issledovaniya gazogeokhimicheskikh poley zapadnoy chasti p-ova Kamchatka i prilegayushchego shel'fa [To the discussion of distribution features and prospects for studying gas-geochemical fields in the western part of the Kamchatka Peninsula and the adjacent shelf]. Volcanism and related processes: materials of XIX regional scientific conference. Petropavlovsk-Kamchatsky. pp. 467-473.
17. Chertko N. K. 2016, Geokhimiya [Geochemistry]. Minsk, 295 p.
18. Kholodov V. N. 2006, Geokhimiya osadochnogo protsessa [Geochemistry of the sedimentary process]. Moscow, 608 p.
19. Shakirov R. B., Valitov M. G., Obzhirov A. I., Mishukov V. F., Yatsuk A. V., Syrbu N. S., Mishukova O. V. 2019, Methane anomalies, its flux on the sea-atmosphere interface and their relations to the geological structure of the South-Tatar sedimentary basin (Tatar Strait, the Sea of Japan). Marine Geophysical Research. Vol. 40, no. 4. P. 581-600. https://doi.org/10.1007/s11001-019-09389-3
20. Yatsuk A., Shakirov R., Gresov A., Obzhirov A. 2020, Hydrocarbon gases in seafloor sediments of the TATAR strait, the northern sea of Japan. Geo-Marine Letters. no 40. pp. 1-10. https://doi.org/10.1007/s00367-019-00628-5
The article was received on February 17, 2020
