CC BY
28
Океанология
Вестник ДВО РАН. 2017. № 4
УДК 550.4.02:550:424
Р.Б. ШАКИРОВ, А.В. СОРОЧИНСКАЯ, Н С. СЫРБУ, НГУЕН НУ ЧУНГ, ФУНГ ВАН ФАТЬ, ЛЕ ДЫК АНЬ, ЧОН ТХАНЬ ФИ
Газогеохимические особенности осадков залива Тонкин (Южно-Китайское море)
Представлены результаты газогеохимического изучения современных донных осадков Тонкинского залива. Выявленные аномалии термогенного и метаморфогенного метана, гелия, водорода тяготеют к зонам разломов. Одним из определяющих факторов в формировании геохимических аномалий является рифт р. Красная. В современных осадках Тонкинского залива большинство элементов имеют кларки концентраций (KJ в пределах их содержания в верхней континентальной коре (UCC) — (0,7—1,21 х UCC). Повышенные содержания в осадках отмечены для Pb, As, Li (1,48—3,32 х UCC), что, очевидно, генетически связано с полиметаллическими месторождениями северо-восточного Вьетнама. Наличие газогеохимических аномалий, увеличение значений титанового и алюмо-кремниевого модулей в рифтогенной зоне р. Красная свидетельствуют об активном преобразовании вещества в этой зоне и отражают ее тектоническую активность. Выявленные аномалии газов и химических элементов, возможно, являются вещественным откликом тектоносферы северного Вьетнама на усиление сейсмотектонической и вулкано-магматической активности многих районов северо-западной части Тихого океана в период 2006-2016 гг.
Ключевые слова: газогеохимия, Вьетнам, распределение макро- и микроэлементов.
Gas-geochemical features of the Tonkin Gulf sediments (South China Sea). R.B. SHAKIROV, A.V. SOROCHINSKAJA, N.S. SYRBU (V.I. Il'ichev Pacific Oceanological Institute, FEB RAS, Vladivostok), NGUYEN NHU TRUNG, PHUNG VAN PHACH, LE DUC ANH (Institute of Marine Geology and Geophysics, Vietnam Academy of Sciences and Technology, Hanoi), TRUONG THANH PHI (IMGG VAST, Hanoi University of Natural Resources and Environment).
The paper presents results of gas-geochemical studying of the Tonkin Gulf sediments. The mapped anomalies of thermogenic and methamorphic methane, helium, hydrogen are associated with fault zones. The Red River rift is one of the determining factors in forming the gas geochemical anomaly. In the recent sediments of the Tonkin Gulf the majority of elements has concentration clarkes (К) within the limits of their content in the upper continental crust (UCC) — (0.7—1.21'х UCC). The increased concentrations in sediments are registered for Pb, As, Li (1.48—3.32 х UCC) which is obviously connected with polymetallic deposits of the Northeast Vietnam. Gas geochemical anomalies, increase of
*ШАКИРОВ Ренат Белалович - доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, СОРОЧИНСКАЯ Анна Васильевна - научный сотрудник, СЫРБУ Надежда Сергеевна - кандидат геолого-минералогических наук, младший научный сотрудник (Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток), НГУЕН НУ ЧУНГ - заведующий отделом, ФУНГ ВАН ФАТЬ - заведующий отделом, ЛЕ ДЫК АНЬ - научный сотрудник (Институт морской геологии и геофизики, Вьетнамская академия наук и технологий, Ханой), ЧОН ТХАНЬ ФИ - научный сотрудник (Ханойский университет природных ресурсов и окружающей среды). *Е-таП: [email protected]
Исследования выполнены при поддержке программы ФАНО «Дальний Восток», проект «Исследование особенностей глубинной флюидодинамики и процессов дегазации литосферы в зоне перехода от континента к зал. Бакбо геофизическими и газогеохимическими методами» (ТОИ ДВО РАН - Институт морской геологии и геофизики ВАНТ; № ВАНТ16-005), частично проекта КС09-09 и VAST05.02/15-16. Работы проведены в рамках совместной российско-вьетнамской лаборатории по морским наукам (ТОИ ДВО РАН - ИМГГ ВАНТ). Информационная поддержка обеспечена ТОИ ДВО РАН и Приморским отделением Российского географического общества (ОИАК РГО).
titanium and alumosilicic modules in the Red River rift zone give evidence for active matter transformation and show its geodynamic and tectonic activity. Detected gas and chemical element anomalies are possibly the compositional response of the North Vietnam tectonosphere to the seismo-tectonic and volcano-igneous activity in many areas of the Northwest Pacific during 2006-2016.
Key words: gas geochemistry, Vietnam, distribution of macro and trace elements.
Введение
Газогеохимические исследования на морских акваториях представляют особый интерес, так как позволяют быстро и эффективно выявлять и оконтуривать возможные залежи углеводородных газов (УВГ), а также устанавливать их связь с существующими разрывными нарушениями. В 1981, 1983, 1989 и 1990 гг. проводились газогеохимические исследования в западной привьетнамской части Южно-Китайского моря, которые выявили резкую изменчивость концентраций метана в придонной воде (от 20 до 250 нл/дм3) [9]. В данной статье представлены результаты комплексной российско-вьетнамской экспедиции в заливе Тонкин (северный Вьетнам), которая была проведена сотрудниками ТОИ ДВО РАН совместно с вьетнамскими специалистами в 2013 г.
В Южно-Китайском море в нефтегазоносном отношении наиболее перспективен южный шельф Вьетнама, где открыт ряд крупных нефтегазовых месторождений. Причем основные запасы нефти и газа сосредоточены в кристаллическом фундаменте (месторождения Белый Тигр, Дракон, Донгнай) [2, 5]. На склоновых глубинах основными миграционными каналами для газово-жидких флюидов считаются сбросы, сконцентрированные ниже бровки шельфа. Южно-Китайское море является перспективным бассейном и в отношении залежей гидратов метана. В его северной части они обнаружены в осадочной толще на глубине 153-225 м ниже поверхности дна. Здесь были установлены палеовы-бросы метана из донных отложений, которые связаны с диссоциацией газовых гидратов и изменением гидрологических параметров [13]. Однако на мелководном северном шельфе системные газогеохимические исследования не проводились. В настоящее время большое внимание уделяется изучению западной части Тихого океана и районов, считавшихся ранее неперспективными в отношении нефтегазового потенциала. Также исследуются геологические структуры и глубинные разломы, которые могут быть каналами поставки УВГ. Тонкинский залив представляет особый интерес, так как сопряжен с крупнейшей рифтовой системой р. Красная и недостаточно изучен на предмет нефтегазоносности. Целью данной работы является анализ полученных газогеохимических данных: выяснение особенностей распределения газовых составляющих и широкого спектра химических элементов в современных донных осадках Тонкинского залива.
Материалы и методы исследования
В районе работ (рис. 1) были отобраны пробы поверхностных донных отложений и морской воды на 97 станциях по 6 профилям, глубины в точках пробоотбора от 7,5 до 53,3 м. Пробы воды отбирались батометрами системы Нискин, а донные осадки -гравитационной трубкой. Определение УВГ, гелия и водорода проводилось по методикам лаборатории газогеохимии ТОИ ДВО РАН. Для получения дополнительной информации о современных геологических процессах были определены валовый элементный состав и содержание органического углерода в донных осадках, также были рассчитаны некоторые литохимические модули.
Определение элементного состава проб донных осадков производилось методом атом-но-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой на спектрально-аналитическом комплексе PLASMAQUANT 110 немецкой фирмы Analitik Jena A в лаборатории аналитической химии Дальневосточного геологического института ДВО РАН. Содержание органического углерода определялось методом сжигания на анализаторе фирмы
107°00' 107°15' 107°30' 107°45' 108°00' 108°15' 108°30'
Рис. 1. Карта района комплексных геолого-геофизических исследований в Тонкинском заливе, 2013 г.
SHIMADZU (сектор физико-химического анализа ТОИ ДВО РАН). Статистическая и графическая обработка результатов проводилась в пакетах стандартных программ EXCEL, карты и схемы строились в пакете SURFER-11.
Район исследований
Район работ расположен в осадочном бассейне Бейбуван, занимающем мелководье с глубинами от 20 до 70 м. Бассейн образовался в результате полициклических рифтогенных процессов в мезозое и кайнозое и разбит разломами северо-восточного простирания. Под действием тектонических подвижек основание бассейна осложнено опусканиями и поднятиями, которые фиксируются на картах спутниковых гравитационных аномалий. В Тонкинском заливе развиты тектонические депрессии северо-восточного и западного простирания, причем последние более глубокие. Бассейн пересечен разломами субширотного и субмеридионального простирания. Разломы северо-восточного-юго-
западного направления преобладают и являются более глубокими. Разломы субмеридионального простирания более мелкие, но встречаются чаще [13].
Система разломов р. Красная является одной из крупнейших глубинных дизъюктив-ных структур Юго-Восточной Азии. На территории северного Вьетнама система представлена серией субпараллельных разломов, прослеженных на расстояние около 200 км при ширине 20-50 км от границы с Китаем вдоль долины р. Красная вплоть до ее устья и далее на шельф. Разломы перекрыты плиоцен-четвертичными отложениями дельты р. Красная. Кайнозойские осадочные отложения бассейна реки прослеживаются на юго-восток в акватории Южно-Китайского моря вдоль побережья Вьетнама [7].
Результаты исследований и их обсуждение
При газогеохимическом опробовании осадков в районе исследований метан был выявлен во всех пробах в концентрациях 1010-8000 нл/дм3. Зафиксированы достаточно высокие фоновые концентрации метана в осадках по всей поверхности залива (3490 нл/дм3), что указывает на метановую эмиссию, обусловленную сетью активных и близповерхностных разломов. В 80 % проб определены пропан и бутан. Известно, что водород и гелий - характерные газы для зон глубинных разломов и сейсмически активных зон. Максимальные концентрации этих газов в осадках и придонной воде приурочены к зоне рифта р. Красная (Н2 - до 100 ррт при фоне 4-6 ррт и Не - до 15 ррт) [1], что говорит о тектонической активности разломной зоны (рис. 2). В фоновом поле метана микробная составляющая характеризуются значениями 513С-СН4 -70,5 ^ -93,6 %% PDB. Наиболее «легким» составом углерода метана отличаются речные воды. Смешанные термогенно-микробные газы осадков залива Тонкин представлены значениями 513С-СН4 -52,2 ^ -58 %. Такие значения по большинству классификаций указывают на преимущественно термогенный генезис, причем они выявлены даже в фоновом поле. Это же положение подтверждается «термогенным» распределением углеводородных газов [12]. Термогенно-метаморфогенные газы выявлены в гидрогеологических скважинах на о-ве Катба: 513С-СН4 -25,5 ^ -40,2 %. В данном случае явно наблюдается миграционный подток газов из нижних горизонтов складчатого фундамента, проявленный также высокоинтенсивными аномалиями метана (до 500 мкл/л) и углекислого газа (до 20 мл/л) в подземных водах. При низкой сейсмической активности района эти показатели указывают на высокий углеводородный потенциал недр. Повышенный фон по термогенному и метаморфогенному метану и его гомологам, а также аномалии водорода сигнализируют о восходящей эмиссии природных газов из глубин, вероятно, соответствующих зонам мезо- и апокатагенеза. В этой обстановке повышенные концентрации гелия указывают на наличие глубинной компоненты. Но для ее уверенного выделения требуются дополнительные исследования.
Результаты изучения осадков. Поверхностные осадки Тонкинского залива представлены песчано-алевритовыми разностями. На станциях, расположенных близко к берегу, отмечено значительное количество пелитовой составляющей на малых глубинах, а при удалении от берега встречаются псаммиты алевритовые, которые образуются, очевидно, за счет сноса терригенной кластики с многочисленных островов. По результатам изучения микроскопических препаратов осадки можно отнести к терригенным с примесью биогенного материала [13].
Общий химический состав элементов в представительных пробах современных донных осадков Тонкинского залива, их средние, минимальные и максимальные содержания приведены в табл. 1 и 2.
Рассматриваемые осадки по химическому составу близки к обычным терригенным об-ломочно-глинистым отложениям, но отличаются значительными вариациями в содержании основных оксидов (%): 8Ю2 - 56,2-84,4; ТЮ2 - 0,3-0,7; А1203 - 5,1-1,5, Fe2O3 - 2,2-8,7, МпО - 0,03-0,22.
Рис. 2. Схемы распределения в поверхностных донных осадках и придонной воде метана, органического углерода, водорода и гелия: а - СН4 (нл/дм3) в поверхностном слое осадков; б - Сорг (г/т) в поверхностном слое осадков; в - Н2 (ррт) в придонной воде; г - Не (ррт) в придонной воде
Концентрации Сорг в поверхностном слое осадков изменяются от 0,25 до 1,23 %. Величины Скар6 варьируют от 0,00 до 1,69 %. Отмечается уменьшение содержания Сорг при удалении от берега, так как в прибрежных районах выше не только первичная биопродукция ОВ, но и его поступление с суши. Высокие положительные корреляционные связи с Сорг наблюдаются для большинства элементов: Mg (0,65), № (0,70), Li (0,90), Cs (0,81), Ga (0,80), А1 (0,7), Н (0,80). Натрий и магний экстрагируются фитопланктоном в процессе жизнедеятельности [4], алюминий, литий и цезий входят в состав глинистых минералов, которые характеризуются высокой сорбционной способностью и аккумулируют органическое вещество. Высокие корреляционные отношения Сог с такими металлами, как № (0,56), Со (0,54), V (0,58), гп (0,63), Си (0,53), Мо (0,68)7^ (0,68), РЬ (0,76), связаны с образованием стойких металлоорганических соединений. Отрицательная корреляция прослеживается с Si (-0,7), т.е. кремний при накоплении С является разбавителем. Отсутствует корреляция Сорг с Са и Sr, что говорит о разной генетической природе этих элементов.
При сравнении состава осадков с составом верхней континентальной коры (иСС) [16] для большинства элементов средние значения Кк близки к их содержаниям в иСС
Содержание макроэлементов в осадках Тонкинского залива, %
Номер станции Элемент
Si ТС А1 Бе Мп Mg Са Ма К С
1 39,44 0,23 2,96 1,85 0,02 0,58 0,58 0,41 0,76 0,49
3 28,57 0,35 8,07 3,40 0,04 1,17 1,44 1,12 1,62 1,23
5 37,40 0,23 3,58 1,71 0,02 0,65 1,48 0,58 0,78 0,61
7 31,49 0,29 6,42 3,34 0,04 1,17 1,24 1,00 1,36 0,99
13 39,31 0,21 2,69 1,76 0,02 0,61 0,98 0,44 0,64 0,39
15 39,20 0,30 3,07 1,60 0,03 0,58 0,81 0,48 0,69 0,43
17 27,91 0,40 7,75 3,78 0,06 1,54 1,91 1,60 1,84 0,77
18 29,73 0,38 7,24 3,58 0,05 1,37 1,53 1,17 1,77 0,74
21 35,30 0,26 4,62 2,49 0,04 0,99 1,24 0,80 1,42 0,40
24 38,56 0,19 3,11 1,81 0,04 0,71 1,07 0,58 1,15 0,33
27 26,24 0,39 7,74 3,71 0,06 1,83 2,92 1,64 2,05 0,94
30 36,83 0,23 3,55 1,94 0,03 0,89 1,71 0,75 1,30 0,40
31 38,42 0,22 2,96 1,61 0,03 0,72 1,68 0,68 1,23 0,25
33 36,92 0,25 2,98 1,74 0,03 0,78 2,70 0,67 1,24 0,32
37 36,27 0,21 3,50 2,33 0,03 0,95 2,00 0,74 1,48 0,32
44 30,04 0,28 4,02 3,93 0,05 0,93 5,74 0,75 1,33 0,30
55 32,55 0,19 3,23 4,70 0,05 0,82 4,10 0,65 1,35 0,26
56 39,19 0,19 2,87 1,54 0,03 0,60 1,02 0,53 1,18 0,26
61 37,39 0,41 3,70 2,29 0,04 0,70 1,21 0,67 1,50 0,35
63 37,71 0,33 3,51 2,06 0,03 0,74 1,23 0,59 1,38 0,34
65 34,63 0,25 4,78 2,41 0,03 0,99 1,75 0,79 1,69 0,57
67 34,90 0,24 4,75 2,78 0,04 1,08 1,32 0,80 1,67 0,48
69 37,03 0,31 4,11 2,18 0,03 0,79 0,83 0,69 1,51 0,36
70 36,65 0,29 4,30 2,29 0,03 0,88 1,05 0,69 1,56 0,35
71 26,68 0,45 8,74 6,11 0,17 1,46 0,71 1,20 2,27 0,72
73 37,94 0,23 3,87 1,89 0,02 0,70 0,75 0,62 1,65 0,31
75 35,76 0,24 4,28 2,44 0,03 0,90 1,62 0,65 1,69 0,32
76 37,42 0,27 3,84 2,19 0,03 0,71 0,99 0,60 1,67 0,27
79 33,20 0,24 5,55 2,74 0,05 0,97 1,38 0,84 1,71 0,74
81 33,43 0,29 5,63 2,87 0,04 1,02 1,21 0,85 1,59 0,62
82 32,77 0,28 5,88 2,87 0,04 1,04 1,52 0,89 1,68 0,64
84 35,49 0,25 4,96 2,42 0,03 0,83 0,76 0,75 1,38 0,78
86 34,96 0,32 5,34 2,52 0,03 0,85 0,91 0,75 1,70 0,51
88 34,72 0,29 5,27 2,75 0,03 0,92 0,80 0,75 1,53 0,58
89 31,01 0,37 7,10 5,54 0,03 0,82 0,42 0,79 2,06 0,35
91 33,14 0,28 5,89 3,14 0,04 1,04 0,97 0,88 1,60 0,84
93 35,34 0,24 4,64 2,51 0,03 0,85 1,36 0,72 1,38 0,67
95 33,51 0,25 5,31 2,79 0,03 0,98 1,73 0,82 1,53 0,78
97 29,45 0,36 7,83 3,47 0,04 1,23 1,16 1,31 1,94 1,11
Средние параметры* 34,53 ± 3,66 26,44-39,44 0,28 ± 0,07 0,19-0,45 4,86 ± 1,69 2,69-8,74 0,54 ± 0,25 1,54-6,11 0,04 ± 0,02 0,02-0,17 0,93 ± 0,27 0,58-1,83 1,48 ± 0,98 0,42-5,74 0,80 ± 0,27 0,41-1,64 1,49 ± 0,38 0,64-2,57 0,54 ± 0,25 0,25-1,23
*Здесь и в табл. 2 в числителе - среднее арифметическое и стандартное отклонение, в знаменателе -минимальное и максимальное значения.
(0,7-1,21 х иСС). Повышенные концентрации в осадках отмечены для РЬ (1,48 х иСС), As (3,32х иСС), Li (1,91 х иСС). Низкие Кк имеют Бг, Y, Ъг, МЪ, Мо, Ва, Hf (0,19-0,57 х иСС). Следует отметить сингенетичное распределение для подавляющего числа элементов в поверхностном слое осадков. Осадки, расположенные в зоне рифта р. Красная, характеризуются повышенным содержанием большинства химических элементов. Здесь же отмечается и увеличение концентраций водорода и гелия. Возрастает в 1,5-3,5 раза содержание
Микроэлементный состав осадков Тонкинского залива, г/т
Номер станции Элемент
Li Ве Sc V Сг Со № Си Zn Оа As Rb Sr
1 30,71 1,30 5,70 28,40 22,59 5,04 8,76 9,99 39,40 7,70 5,36 50,24 50,20
3 74,10 2,75 14,20 69,30 54,27 8,89 21,98 16,65 75,00 19,42 11,27 111,40 190,00
5 39,16 1,39 6,50 32,70 26,93 4,93 11,47 9,45 38,90 8,98 5,14 51,98 96,20
7 62,94 2,40 11,40 54,90 46,83 8,82 19,86 14,77 70,70 16,02 9,86 89,12 101,3
13 29,83 1,19 5,20 26,50 20,55 4,16 9,24 8,46 30,00 6,62 4,14 38,57 62,20
5 34,42 1,27 6,20 34,30 26,40 4,77 11,36 9,98 40,40 7,47 3,56 44,13 70,40
17 68,23 3,17 15,10 76,90 60,58 11,86 27,09 15,99 91,80 18,06 7,15 114,80 144,80
18 66,14 2,90 13,90 70,50 58,31 11,35 26,13 15,70 81,90 17,03 7,99 106,60 119,20
21 40,89 2,00 8,60 44,80 39,05 8,29 18,28 11,46 51,30 11,13 4,06 79,74 100,70
24 28,50 1,48 5,60 29,10 27,40 6,14 13,84 11,68 36,60 7,23 2,75 58,22 86,30
27 75,22 3,43 14,50 71,30 66,62 12,65 30,42 18,21 92,90 18,45 4,98 122,2 203,50
30 31,36 1,71 6,40 33,80 31,89 6,54 14,03 8,64 51,10 8,56 3,31 67,74 130,70
33 24,16 1,36 5,00 28,30 30,55 5,77 12,11 7,94 35,30 7,07 3,49 58,91 184,5
37 26,09 1,67 5,90 32,10 34,45 7,80 15,40 6,56 39,8 8,10 3,47 67,63 170,6
44 26,51 2,27 8,10 48,7 55,08 7,05 17,40 10,92 58,8 9,77 11,04 71,13 391,8
55 25,34 1,99 6,00 57,90 38,00 10,84 16,20 10,18 59,40 7,84 35,42 62,47 290,4
56 24,26 1,25 4,70 25,40 25,50 5,56 10,85 6,85 34,00 6,92 3,94 55,15 99,30
61 29,44 1,53 6,70 42,70 37,91 7,45 15,16 6,86 47,50 9,04 3,00 69,25 124,00
63 28,14 1,47 6,30 36,80 33,41 7,27 14,04 9,28 48,10 8,41 3,49 63,73 109,50
65 41,08 1,95 6,29 40,70 38,34 8,08 17,90 10,32 54,40 11,13 4,98 84,01 138,5
67 39,81 2,05 6,39 40,80 40,28 9,39 18,32 10,01 50,30 11,17 5,27 81,28 120,60
69 31,70 1,78 5,47 39,10 37,46 7,42 15,36 9,31 46,90 9,39 4,02 71,67 98,60
70 32,53 1,62 5,55 40,40 37,98 7,50 15,44 8,41 45,00 9,47 4,09 71,39 107,10
71 62,06 4,18 14,75 101,10 86,59 16,21 40,08 26,11 104,70 20,64 10,29 142,8 116,10
73 28,19 1,60 4,83 34,40 34,18 6,64 14,11 7,56 33,20 8,68 3,85 71,21 91,20
75 34,80 1,98 5,58 37,60 36,03 8,30 16,44 12,87 40,60 9,82 4,12 74,82 130,20
76 26,10 1,54 4,77 36,20 35,30 6,85 13,63 7,31 42,70 8,31 4,17 68,13 103,80
79 46,63 2,01 6,80 45,00 39,34 8,35 17,41 11,08 51,60 12,02 6,82 81,57 108,90
81 49,51 2,18 7,66 48,20 45,55 8,75 18,55 12,25 54,00 13,12 6,16 86,94 104,90
82 50,69 2,29 7,86 49,40 43,64 8,72 18,26 12,13 53,70 13,50 7,32 87,30 120,50
84 41,54 1,87 6,82 42,80 38,75 7,13 15,82 11,78 47,00 11,52 5,97 75,48 75,40
86 45,87 2,16 7,39 47,50 42,64 7,60 17,33 11,26 51,40 12,70 5,18 90,49 96,30
88 49,85 2,18 7,27 47,40 41,99 8,18 17,68 12,90 50,90 12,61 6,17 83,92 90,00
89 51,26 3,95 11,76 85,40 74,62 8,30 22,77 26,55 80,00 16,34 12,45 112,85 81,60
91 56,46 2,47 8,21 52,20 46,64 9,15 19,48 13,91 54,30 14,10 8,74 89,97 101,00
93 44,26 2,03 6,32 40,4 36,73 7,81 17,34 11,63 46,40 11,08 6,37 73,59 111,00
95 50,24 2,36 7,12 45,50 42,05 8,54 17,68 12,19 52,30 12,33 6,95 82,8 147,50
97 72,96 2,93 10,67 68,00 59,68 10,35 24,54 18,92 79,60 18,37 8,74 115,81 120,90
Средние параметры 42,1 ± 15,6 2,1 ± 0,7 7,7 ± 3,1 46,5 ± 17,3 41,5 ± 14,2 8,1 ± 2,3 17,5 ± 3,1 11,9 ± 4,6 53,8 ± 18,0 11,5 ± 4,0 6,6 ± 544 79,2 ± 22,7 126,4 ± 61,4
21,875,2 1,2-4,2 4,715,1 25,4101,1 20,686,6 4,216,2 4,715,1 6,626,6 30,0104,7 6,620,6 2,835,47 38,6142,8 50,2391,8
Окончание табл. 2
Номер станции Элемент
Y Zr № Мо Cd Sn Cs Ва ИГ W РЬ № и
1 10,33 59,00 7,55 0,31 0,07 1,81 3,47 142,70 1,67 1,21 17,15 10,53 1,90
3 17,66 69,80 10,87 0,69 0,09 4,40 9,97 272,70 2,15 2,42 35,66 18,66 3,25
5 8,99 38,60 7,06 0,43 0,06 2,10 4,55 137,20 1,18 1,34 18,62 8,36 1,92
7 14,06 62,20 9,54 0,60 0,08 3,59 8,18 214,30 1,81 1,96 32,25 15,48 2,75
13 6,86 28,20 6,29 0,34 0,05 1,61 3,17 107,90 1,04 1,09 17,81 6,89 1,39
15 8,22 39,90 9,27 0,39 0,06 1,88 3,68 118,60 1,28 1,45 17,92 10,15 1,77
17 16,59 70,20 11,78 0,49 0,12 3,77 9,07 296,70 2,32 2,30 30,94 16,09 3,15
18 14,96 63,50 11,65 0,47 0,11 3,63 8,53 270,20 2,00 2,21 31,69 16,55 3,02
21 10,63 39,20 8,98 0,24 0,07 2,35 5,53 237,40 1,20 1,49 24,38 12,07 2,05
24 7,22 24,60 7,55 0,18 0,05 5,21 3,35 195,80 1,02 0,99 17,30 6,03 1,23
27 17,2 64,90 12,01 0,44 0,13 3,71 9,48 319,50 2,13 2,07 29,46 15,8 3,16
30 9,32 31,50 7,30 0,18 0,06 1,71 3,91 217,40 1,03 1,05 19,00 16,00 2,21
31 7,95 28,40 7,39 0,17 0,05 1,43 2,78 231,70 0,95 0,91 17,42 7,20 1,41
33 9,43 36,40 8,43 0,18 0,05 1,46 2,98 235,00 1,19 1,14 17,54 9,50 1,90
37 8,94 27,10 8,58 0,17 0,05 1,53 3,25 262,20 0,88 0,98 18,80 7,26 1,46
44 13,30 34,00 9,33 0,41 0,05 1,84 4,33 225,70 1,09 1,44 26,28 10,19 1,95
55 14,02 23,10 7,98 0,50 0,06 1,39 3,14 244,70 0,72 1,10 32,17 9,21 1,99
56 7,89 28,00 7,46 0,18 0,05 1,41 2,89 215,30 0,84 0,98 16,98 10,82 1,59
61 14,20 35,20 14,93 0,20 0,06 1,9 3,44 275,60 1,23 1,43 18,27 16,70 2,94
63 11,34 43,70 13,33 0,24 0,05 1,92 3,46 249,20 1,41 1,98 18,82 14,52 2,52
65 10,18 38,60 8,59 0,26 0,06 2,24 5,22 285,90 1,22 1,39 25,08 10,79 2,18
67 10,77 41,20 8,29 0,27 0,06 2,24 5,15 277,70 1,24 1,36 24,74 11,75 2,00
69 12,33 37,20 12,73 0,25 0,05 1,95 4,05 271,40 1,17 1,33 20,63 12,36 1,95
70 9,82 39,30 10,36 0,22 0,03 1,97 4,22 279,90 1,26 1,53 21,16 10,33 2,01
71 24,36 71,70 14,60 0,79 0,13 3,69 11,24 400,20 2,21 2,55 36,26 17,87 3,30
73 8,71 31,70 8,37 0,16 0,03 1,74 3,76 278,10 1,00 1,15 20,27 8,21 1,50
75 9,55 31,90 8,81 0,20 0,05 1,95 4,40 271,40 1,20 1,26 22,47 11,59 1,98
76 9,24 31,70 10,42 0,22 0,04 1,76 3,51 282,90 1,04 1,18 19,61 9,45 2,06
79 11,49 51,00 17,19 0,37 0,07 2,57 6,09 255,20 1,47 1,61 27,20 12,48 2,34
81 11,80 46,50 8,90 0,40 0,10 2,95 6,69 253,90 1,58 1,67 28,84 12,88 2,61
82 12,32 48,80 8,96 0,39 0,07 2,92 6,90 242,40 1,65 1,78 29,22 14,55 2,75
84 10,29 43,70 8,49 0,39 0,06 2,51 5,85 222,80 1,47 1,54 26,23 11,65 2,26
86 11,81 44,80 11,38 0,35 0,08 3,14 6,26 285,20 1,59 1,71 27,28 14,57 2,82
88 11,79 47,70 10,82 0,38 0,07 2,69 6,34 246,60 1,56 1,75 29,83 13,92 2,70
89 11,77 62,80 12,27 0,73 0,09 3,10 8,73 456,20 1,96 2,28 36,82 19,99 4,16
91 13,14 54,90 9,35 0,49 0,09 3,03 7,29 411,70 1,80 1,89 31,86 13,77 3,00
93 10,83 50,60 8,50 0,32 0,06 2,34 5,56 223,50 1,61 1,52 26,80 11,69 2,25
95 12,06 41,70 8,43 0,35 0,06 2,69 6,31 244,60 1,54 1,56 28,99 12,78 2,52
97 17,31 71,40 11,50 0,54 0,10 4,09 9,77 298,50 2,35 2,63 41,46 18,63 3,25
Средние параметры 11,8 ± 3,4 44,5 ± 14,2 0,36 ± 0,16 0,07 ± 0,02 2,5 ± 0,9 5,6 ± 2,4 255,3 ± 68,7 79,2 ± 22,7 1,4 ± 0,43 1,6 ± 0,5 25,2 ± 6,6 12,5 ± 3,5 2,3 ± 0,6
6,924,4 6,317,2 0,160,79 0,030,13 1,45,2 2,811,2 107,9456,2 38,6142,8 0,72,4 0,92,6 17,041,5 6,020,0 1,24,2
многих химических элементов на станциях, где в осадках преобладает пелитовая составляющая (ст. 71, профиль V). Сингенетичное распределение элементов нарушается в осадках на профилях IV и III, что, возможно, связано с неравномерным гранулометрическим составом. По имеющимся данным были построены схемы распределения ряда элементов и выделены зоны их повышенных концентраций в осадках залива.
Железом наиболее обогащены осадки юго-западной части Тонкинского залива, максимальные концентрации в разломной зоне рифта р. Красная (рис. 3). Поступление Fe в осадки связано, очевидно, с терригенным - обломочным материалом. Высокие корреляционные связи железа (0,8-0,9) отмечаются с V, Со, N1, Си, Y, Мо, РЬ - элементами, характерными для полиметаллических месторождений. Содержание железа в осадках от 1,54 до 6,11 % при среднем содержании 2,74 %.
Среднее содержание марганца в осадках 0,039 % при разбросе минимального и максимального содержаний почти на порядок (0,022-0,167 %). Максимальные содержания приурочены к зоне, примыкающей к рифту р. Красная, профиль V (рис. 3). Марганец -геохимически подвижный элемент и характеризует интенсивность гидротермального влияния на осадок. В зоне максимальных содержаний Мп зафиксированы и максимальные содержания водорода и гелия.
Среднее содержание свинца в поверхностном слое осадков залива 25,21 г/т. Максимальные его концентрации отмечаются в юго-западной и северо-восточной частях. Но повышенные содержания свинца (1,21-2,96 х иСС) отмечаются во всех пробах, что,
107.2 Ю74 107.6 107Й 108 1032 107.2 107 Л 107.6 107.8 Ю8
Рис. 3. Схемы распределения Бе, Мп (%), РЬ, As (г/т) в поверхностном слое осадков
Рис. 4. Распределение в осадках Zn, W (г/т) и распределение по площади значений титанового и алюмокремниевого модулей
вероятно, генетически связано с полиметаллическими месторождениями на материковой части Вьетнама [11].
Содержание мышьяка в осадках неравномерное: от 2,75 до 35,42 г/т. Максимальное значение Кк (17,71 х иСС) на профиле IV (рис. 3). Наиболее значимые корреляционные связи Лб с Бе (0,64), Мо (0,54), РЬ (0,55). Схема распределения мышьяка по площади аналогична схеме распределения железа. Возможно, мышьяк присутствует в осадках в виде арсенопирита и замещающего его скородита, которые характерны для свинцово-цинковых полиметаллических месторождений. Достаточно значимые корреляционные связи Лб с Са (0,45) и 8г (0,51). Это может быть результатом образования Са-арсенатов, например фар-маколита - Са(ЛБ030Н) • 2Н20, на участках залива, где максимально содержание карбонатных минералов в осадках (профиль IV) [15].
Среднее содержание цинка в осадках 53,78 г/т при разбросе значений от 30,00 до 104,70 г/т (рис. 4). Максимальные концентрации приходятся на станции с высоким содержанием глинистой составляющей. Высокие корреляционные связи цинка отмечены с Бе (0,86), Со (0,86), N1 (0,94), Y (0,9), Cd (0,9), Сб (0,9), РЬ (0,8) и элементами, связанными с глинистой составляющей: Л1 (0,94), Ы (0,8), ЯЬ (0,9), Сб (0,9). Поступление 2п связано, очевидно, с полиметаллическими месторождениями материковой части Вьетнама, и его аккумуляция происходит в тонкозернистой составляющей осадка.
Кларки концентрирования для вольфрама 0,65-1,88 х иСС, его среднее содержание в поверхностных осадках 1,57 г/т. Максимальные содержания зафиксированы на станциях с повышенным содержанием глинистой составляющей и примыкающих к рифту р. Красная. Высокие коэффициенты корреляции (0,8-0,9) характерны для вольфрама с Т^ А1, Li, №, Си, гп, Rb, гг, Мо, Cd, Cs, РЬ, Fe, т.е. вольфрам тяготеет к тонкозернистым осадкам, обогащенным железом, с которым он способен коагулировать из взвесей [6].
Для характеристики геологических процессов в осадках были рассчитаны некоторые литохимические модули [14]. Значения модуля Страхова (Мп + Fe)/Ti для осадков Тонкинского залива варьируют от 5,52 до 24,71, максимальное значение - на профиле IV Модуль Бострема А1/(А1 + Fe + Мп) меняется от 0,4 до 0,7. Такие величины модулей характерны для терригенных отложений без гидротермального влияния [3].
Рис. 5. Содержание металлов в осадках относительно алюмокремниевого модуля
Отношение А1203^Ю2 (алюмокремниевый модуль) отражает степень химической дифференциации осадочного материала в процессе постседиментационного преобразования. Гидролиз - наиболее значимый процесс геохимического изменения вещества, который определяется тектоническим режимом областей и климатическими условиями [10]. С увеличением отношения Л1203^Ю2 увеличивается и содержание металлов в осадке: Со, №, Си, гп, V (рис. 5).
Заключение
Полученные схемы распределения метана, его изотопных характеристик, гелия и водорода в поверхностных отложениях и придонной воде Тонкинского залива позволили выявить миграционную составляющую, связанную с глубинной зоной проницаемости. Основные комплексные газогеохимические аномалии, вероятно, связаны с источниками в зоне «нефтяного окна» и ниже.
Содержания большинства химических элементов в поверхностных осадках Тонкинского залива сопоставимы с их концентрациями в верхней континентальной коре - 0,7-1,2 х иСС, а для РЬ, As, Li отмечены повышенные концентрации - 1,48-3,32 х иСС. Повышенные концентрации в осадках отмечены и для РЬ, As, Li (1,48-3,32 х иСС). Сингене-тичное распределение в осадках подавляющего количества проанализированных элементов позволяет говорить об общем источнике поступления терригенного материала.
Величины рассчитанных модулей Страхова и Бострема характеризуют поверхностный слой осадков Тонкинского залива как терригенные образования, не содержащие в своем составе эксгалятивного материала. Но резкая изменчивость значений модулей Страхова, Бострема и алюмокремниевого модуля в рифтовой зоне р. Красная, наличие в этой зоне аномалий водорода, гелия и метана с «метаморфогенным» изотопным составом углерода [12] указывают на динамичное преобразование вещества, эндогенную активность недр Тонкинского залива и возможную поставку глубинного флюида по сверхглубоким
проницаемым зонам [8]. Приведенные факты требуют продолжения исследований и являются основой для проведения сравнения газогеохимических обстановок в рифтогенных областях Азиатско-Тихоокеанской зоны перехода от континента к океану.
ЛИТЕРАТУРА
1. Акуличев В.А., Шакиров Р.Б., Обжиров А.И., Фунг Ван Фать, Нгуен Ну Чунг, Зыонг Куок Хын, Мальцева Е.В., Полоник Н.С., Ле Дык Ань. Аномалии природных газов в заливе Тонкин (Южно-Китайское море) // Докл. АН. 2015. Т. 461, № 1. С. 53-57.
2. Арешев Е. Г. Нефтегазоносность окраинных морей Дальнего Востока и Юго-Восточной Азии. М.: Аванти, 2003. 288 с.
3. Бутузова Г.Ю. Гидротермально-осадочное рудообразование в рифтовой зоне Красного моря. М.: ГЕОС, 1998. 312 с.
4. Дударев О.В., Семилетов И.П., Чаркин А.Н., Боцул А.И. Седиментационные обстановки на приконтинентальном шельфе Восточно-Сибирского моря // Докл. АН. 2006. Т. 409, № 6. С. 822-827.
5. Илатовская П.В., Семенов П.Б., Рыськова Е.О. и др. Распределение газообразных углеводородов в донных отложениях и придонно-пограничном слое водной толщи континентального шельфа южного Вьетнама // Нефтегазовая геология: Теория и практика. 2012. Т. 7, № 3. С. 1-13.
6. Исаева А.Б. Особенности распределения вольфрама в осадках Охотского моря // Геохимия. 1977. № 2. С. 246-253.
7. Касаткин С.А., Голозубов В.В., Фунг Ван Фать, Ле Дык Ань. Проявление кайнозойских сдвиговых дислокаций системы разломов Красной Реки в палеозойских карбонатных толщах острова Катба (северный Вьетнам) // Тихоокеан. геология. 2014. Т. 33, № 3. С. 14-28.
8. Никифоров В.М., Долгих Г.И., Кулинич Р.Г., Шкабарня Г.Н., Дмитриев И.В., Фунг Ван Фэк, Вуонг Хунг Ван. Новые данные о глубинном строении северной части залива Бакбо Южно-Китайского моря (по результатам магнитотеллурических зондирований) // Докл. АН. 2015. Т. 458, № 6. С. 696-700.
9. Обжиров Ф.И. Газогеохимические поля и прогноз нефтегазоносности морских акваторий: дис. ... д-ра геол.-минерал. наук. Владивосток, 1996. 277 с.
10. Русаков В.Ю., Левитан М.А., Рощина И.А. и др. Химический состав глубоководных верхнеплейстоцен-голоценовых осадков хребта Гаккеля (Северный Ледовитый океан) // Геохимия. 2010. № 10. С. 1062-1078.
11. Чан Туан Ань, Гаськов И.В., Чан Чонг Хоа, Неволько П.А. и др. Минералого-геохимические особенности и условия образования полиметаллических месторождений структуры Логам северо-восточного Вьетнама // Геология и геофизика. 2012. Т. 53, № 7. С. 817-833.
12. Шакиров Р.Б. Газогеохимические поля окраинных морей Дальневосточного региона: распределение, генезис, связь с геологическими структурами, газогидратами и сейсмотектоникой: дис. ... д-ра геол.-минерал. наук. Владивосток, 2015. 277 с.
13. Шакиров Р.Б., Обжиров А.И., Сырбу Н.С., Нгуен Ну Чунг, Зыонг Куок Хын, Мальцева Е.В., Сорочинская А.В., Югай И.Г., Ле Дык Ань, Фунг Ван Фать, Полоник Н.С., Буи Ван Нам, Нгуен Ван Диеп. Особенности распределения природных газов в донных осадках и воде северо-западной части Тонкинского залива (Южно-Китайское море, Вьетнам) // География и природные ресурсы. 2015. № 4. С. 178-188.
14. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 478 с.
15. Юргенсон Г.А., Солодухина М.А. Мышьяк в зоне гипергенеза Шерловогорского горнопромышленного района // Вестн. ЗабГУ РАЕН. 2011. № 10. С. 117-123.
16. Wedepohl K.H. The composition of the continental crust // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59, N 7. P. 1217-1232.
