CC BY
61
УДК 55(470.2)
Вестник СПбГУ. Сер. 7, 2006, вып. 1
СТУДЕНЧЕСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА 2005 г.
Студенческая научная конференция геологического факультета проходила в апреле 2005 г. В ней приняли участие 2 студента I курса, 10 - II, 4 - III, 12 - IV, 5- V и 5 магистрантов. Были заслушаны выступления по ряду актуальных проблем геологии, минералогии, геохимии и геофизики. Лучшие докладчики - Валерия Боярская (I курс, руководитель проф. Ю. О. Лунин) и Светлана Малышева (руководитель проф. О. И. Супруненко) - были награждены денежными премиями. Активное участие преподавателей Н. И. Красновой, Т. Г. Петрова, И. Е. Каменцсва, И. К. Котовой, В. В. Гордиенко, А. В. Баделина в качестве жюри конференции позволило провести ее плодотворно. Особо следует поблагодарить Н. И. Пономареву, руководившую подготовкой шести студентов разного уровня.
Е. Г. Панова
I КУРС
В. В. Боярская
Изогнутые кристаллы литий-глиноземистых слюд из щелочных пег матитов
(руководитель проф. Ю. О. Пунин, кафедра кристаллографии)
Исследованы морфология, анатомия и химический состав лепидолитов из сподуменовых пегматитов Восточного Казахстана. Показано, что от зальбанда к ядру пегматитовой жилы форма кристаллов меняется от призматической до таблетчатой, что сопровождается изменением схемы деформации кристаллов - от шаровой («барботов глаз») к седловидной, при незначительных вариациях среднего состава слюд. Показана связь интенсивности изгиба и расщепления кристаллов с градиентами состава в пределах кристалла (возрастание содержания гюлилитиониго-вого минала по нарастанию) гг предложена гипотеза механизма ростового изгиба за счет конституционной геомет-
II КУРС
А. В. Брисюк
Минералого-геохимическая зональность в гранитных пегматитах района юры Солдаг-Мыльк (Кольский полуостров) на примере турмалина
(руководитель проф. В. В. Гордиенко, кафедра геохимии)
Общеизвестно, что турмалин ввиду особенностей его химического состава и структуры является концентратором флюофильных элементов, а потому его перспективно использовать при изучении геохимической зональности (ГЗ) пегматитов района.
В данной работе излагаются результаты экспедиции кафедры геохимии СПбГУ 2004 г. и последующей обработки материалов, посвященные использованию турмалина в качестве минерала-индикатора минералого-геохимической (МГЗ) зональности пегматитов.
Пробы гурмалина, отобранные по профилю вдоль простирания пегматитового поля, исследовались на содержание в нем различных редких элементов с помощью рентгенофлюоресцентного, количественного спектрального и 1СР М5 анализов
По результатам анализов были установлены и рассчитаны количественные характеристики региональной зональности пегматитового поля: построены графики и рассчитаны коэффициенты устойчивости (г) и контрастности (К) признаков МГЗ по многим химическим элементам и оксидам:
МпО 7пО ре30) СаО
/ 0,84971 0,83543 0,50869 -0,6813
К 3,3617 3,91914 1,34201 1,73077
Из этих данных следует, что наиболее устойчивым признаком ГЗ по турмалину является распределение Мп гг Тя. Их линейно возрастающие содержания от гранитов оз. Мешок к висячему боку пегматитового поля горы Солдат-Мыльк позволяют сделать следующие выводы:
© Коллектив авторов, 2006
1) пегматитовое поле обладает ясно выраженной региональной геохимической зональностью, которую можно охарактеризовать как возвратно-поступательную с вектором фракционирования, направленным по восстанию жильной серии;
2) направление и сквозной характер фракционирования редких флюофильных элементов в различных минеральных фазах пегматитов подтверждают представление о генетической связи пегматитов района с лейкогранита-ми оз. Мешок (а нс с другими интрузиями, как предполагалось ранее), которые б совокупности составляют единою пегматитообразующую систему;
3) выявленные топохимические признаки «сквозного» минерала пегматитов турмалина свидетельствуют об эволюции процесса пегматитообразования под действием механизма многокамерной полистадийной кристаллизационной дистилляции, которая обусловливает направленное фракционирование флюофильных химических элементов в направлении висячего бока жильной системы и во внешнюю сторону от предполагаемого материнского источника лейкократовых пегматитоносных гранитов оз. Мешок в снижающемся температурном поле.
А. В. Купцова
Гидротермальная сульфидная минерализация в отложениях ордовика Русской платформы (Ленинградская область)
(руководитель доц. С. В. Петров, кафедра геологии месторождений полезных ископаемых)
Наличие жильной сульфидной минерализации в ордовикских отложениях юго-запада Ленинградской области, свидетельствующей о тектоно-магматической активизации Русской платформы, является важной и актуальной проблемой. Интерес к ней определяется в первую очередь возможностью обнаружения на территории области новых минеральных проявлений (железа, полиметаллов, золота, алмазов и др.). связанных с этим этапом активиза-ционных процессов.
Проявления сульфидных минералов отмечаются в широком гипсометрическом интервале от нижней части среднего отдела ордовика (Алексеевский карьер, шахты Ленинградсланец) до известняков Ракверского горизонта верхнего ордовика (известковый карьер Печурки), т. е. на интервале около 100 м. Непосредственно само оруденение приурочено к системе тектонических дислокаций дизъюнктивного характера северо-восточного простирания, образование которых относят к каледонской эпохе складчатости. Жильная и вкрапленная минерализация (пирит, марказит, сфалерит, галенит, халькопирит) сопровождается доломитизацией вмещающих известняков. Вторичные доломиты сменяются известняками по достаточно резкой границе. Для этой зоны характерны повышенная трещиноватость пород, гнезда и прожилки кальцита и сульфидов, вкрапленность мелкокристаллического сфалерита. Спектральные анализы проб известняков и вторичных доломитов показали, что последние отличаются повышенным содержанием Мп и Си и появлением таких элементов как 2г, В1 и ва.
Изучение взаимоотношений минералов позволило установить основные стадии их формирования: 1) пирит и скаленоэдрический кальцит - диагенетическая стадия изменения осадков; 2) вкрапленный сфалерит и доломит -стадия мегасоматического изменения вмещающих известняков; 3) пирит, марказит, сфалерит, галенит, халькопирит - главная стадия рудного эпигенеза; 4) ромбоэдрический доломит, призматический кальцит - пострудная стадия; 5) малахит, гидроокислы железа - гипергенная.
Ранний пирит представлен тонкими пленками, зернами, стяжениями, реже сферолитами. Вторая разновидность пирита встречается в зальбандах жил и зонах брекчий в виде кристаллических индивидов кубооктаэдрического габитуса. Марказит образует ромбо-дипирамидальные и копьевидные кристаллы размером до 10 мм в ассоциации с пиритом и сфалеритом; метасоматический сфалерит - мелкую вкрапленность (порядка 5 мм) в доломитах на расстоянии до 20-30 см от жил. Состав элементов-примесей вкрапленного сфалерита значительно отличается от жильного повышенными содержаниями Си. Сфалерит и галенит наблюдаются и зонах брекчирования в виде отдельных, довольно крупных (до 30 мм), иногда с формами частичного растворения поверхности кристаллов. Кроме того, сфалерит обнаружен в виде натечных образований. Скаленоэдрический кальцит заполняет первичные пустоты и органические остатки в известняках. Призматический кальцит и ромбический доломит слагают большую часть зальбандов жил.
Изучение химического состава образцов вмещающих пород, сульфидных и карбонатных минералов показало, что процесс минералообразования сопровождался перераспределением химических элементов, привносом незначительного количества новых элементов, отсутствовавших в исходной минеральной матрице. К гаки.ч элементам относятся ва, N4, Со, Zr, Вй Сс1.
Все отмеченные особенности залегания, морфологии, минерального и химического составов рудных ассоциаций позволяют отнести их к гидротерм ал итам.
Биотит как индикатор геохимической зональности жильной системы горы Солдат-Мыльк
(руководитель проф. В. В. Гордиенко, кафедра геохимии)
Биотит ввиду особенностей его кристаллической структуры с широкими возможностями изоморфного замещения является концентратором флюофильных элементов, а потому его перспективно использовать для изучения геохимической зональности (ГЗ) района.
В данной работе излагаются результаты экспедиции кафедры геохимии СПбГУ 2004 г. и последующей обработки материалов, посвященные применению биотита как минерала-индикатора минералого-геохимической зональности (МГЗ) пегматитового поля данного района. Количественные оценки содержания элементов-примесей ЯЬ, Хп, Мп, 1л и Ре в биотите получены в ходе рентгенофлюорисцентного, количественного спектрального и 1СР МБ анализов.
По полученным результатам были построены графики распределения примесей в биотитах пегматитов по восстанию жильной системы от интрузии биотитовых гранитов оз. Мешок до горы Солдат-Мыльк, рассчитаны коэффициенты устойчивости (г) и контрастности (К) ГЗ жильной системы: четко наблюдается повышение содержания примесей от интрузии к периферии поля, причем наиболее ярко эта картина выражена по трем элементам с высокими коэффициентами корреляции - Ре, 2п и 1л:
Мп Ре ЯЬ Хп ц
г 0,63 0,81 0,21 0,94 0,86
К 1,9 1,2 1,6 2,6 3,9
В результате проведенных работ были сделаны следующие выводы:
1) пегматитовое поле обладает ярко выраженной региональной ГЗ, которую можно охарактеризовать как возвратно-поступательную с вектором фракционирования по направлению восстания жильной серии;
2) направление и сквозной характер фракционирования редких флюофильных элементов-примесей в биотитах пегматитов подтверждает предположение, что материнской интрузией пегматитового поля является интрузия лей-когранитов оз. Мешок, а не глобального батолита гранитов, расположенного южнее поля;
3) процесс пегматитообразования происходил в режиме многократной перегонки расплава по камерам жильной системы с постепенным накоплением флюофильных элементов и их осаждением в связи с резким понижением температурного градиента в районе горы Солдат-Мыльк, что привело к образованию слабо дифференцированных пегматитовых тел в висячем боку системы с пиковым содержанием элементов-примесей;
4) резкое понижение содержания флюофильных элементов на периферии поля говорит о том, что дальше барьера относительно низких температур горы Солдат-Мыльк продвижения примесей в системе не происходило, поэтому поиск редкометального рудопроявления внутри и в окрестностях данного поля нецелесообразен.
Д. В. Чербунин
Геохимический анализ тонкой фракции донных осадков западной части Ладожского озера
(руководитель проф. В. В. Гавриленко, кафедра геохимии)
Ладожское озеро крупнейший пресноводный водоем Нвропы, площадь водосбора которого 258 тыс. км2, является источником водоснабжения нескольких миллионов человек. Было отобрано 10 проб донных осадков западной акватории озера из следующих районов: и. 1 - бухта Петрокрепость, п. 2 - район мыса Максимова, п. 3 - южнее о-ва Коневец, п. 4 - восточнее о-ва Коневец, п. 5 - близ пос. Моторное, п 6 - восточнее Приозерска, п. 7 -южнее о-ва Лауватсвои, п. 8 - район устья р. Вуоксы, п. 9 - южнее о-ва Коневец, п. 10 - южнее о-ва Вапаам. Во всех районах было выявлено повышенное содержание различных химических элементов в донных осадках.
Гранулометрический и полуколичественный спектральный анализы проб дачи следующие результаты. Донные осадки представлены тремя литологическими видами: в п. 1,2- глины, в п. 3, 4, 6, 7, 9 - алевролитовые пески, в п. 5 и 8 - мелкозернистые пески. Содержание глинистой составляющей в п. 1 и 2 - 100%, п. 5 и 8 - 0%, а в п. 3, 4, 6, 7, 9 - от 9 до 37%. Минеральный состав глинистой составляющей в п. 1 и 10 - смесь каолинита и иллита.
При сравнении данных полуколичественного анализа всей пробы и только глинистой составляющей получились следующие результаты: концентрация элементов в глинистой составляющей в несколько раз выше, чем во всей пробе: V - в 3,8 раза, Сг- в 2,9, Со - в 3,3, № - в 2,4, Си - в 2,7, РЬ в 1,7, Мп - в 3,3, 5п - в 3 раза.
Таким образом, для мониторинговых исследований Ладожского озера необходимо изучать только глинистую составляющую, так как она является основным носителем токсичных элементов.
III курс
К вопросу о микродинамике образования агатов базальтоидов
(руководитель проф. Ю. О. Пунин, кафедра кристаллографии)
Хорошо известно, что агаты обладают сложным зональным внутренним строением. В них можно выделить следующие иерархические порядки структурной слоистости:
1) смена агрегатов разных генераций, в том числе и на микронном уровне;
2) смена морфологии и минерального состава в пределах одной генерации, в том числе и геликоидальное скручивание кристаллитов;
3) тонкая зональность по показателю преломления.
Цель исследования - выявить динамику образования агатовых миндалин. Информацию о макродинамике несет слоистость первого порядка, о микродинамике - слоистость подчиненных порядков: второго и, особенно, третьего. Последняя характеризуется сложной ритмичностью и представляет собой чередование пачек слоев с разными межслоевыми расстояниями. Нами был проведен статистический анализ слоистости третьего порядка. По результатам исследования пришли к следующим заключениям:
1) ритмика слоистости третьего порядка фрактальна, микродинамика отложения минералов кремнезема - частично упорядоченный процесс;
2) корреляция слоистости гретьего порядка с зональностями старших порядков указывает на то, что динамика отложения минералов кремнезема в агатах контролируется одними и теми же факторами от макро- до микроуров-
3) корреляции между геликоидальным скручиванием и слоистостью третьего порядка нет - эти явления порождаются разными процессами;
4) из неоднородности ритмов слоистости третьего порядка по простиранию ее слоев следует, что колебания температуры и/или давления в системе не могут быть факторами, управляющими образованием этой слоистости;
5) процессы агашобразования в базальтоидах в разных регионах родственны, о чем свидетельствует схожесть динамики образования слоистости третьего порядка в агатах различных месторождений.
IV курс Л. В. Варова
Оловянная минерализация в скарнах Питкярантско1 о рудного узла
(руководитель доц. С. В. Петров, кафедра геологии месторождений полезных ископаемых)
Проведено исследование касситеритовой минерализации в скарнах Питкярантского рудного района и установлены ее последовательность и место в общем процессе минералообразования, а также изучена форма нахождения
Оптическими методами исследовались скарны с месторождений Кителя, Старое рудное поле, Магнетитовая ломка и Люпикко. На этих месторождениях выделено до 5 стадий минералообразования: 1) доскарновая, 2) скар-новая, 3) грейзеновая, 4) в зависимости от месторождения - стадия кальциево-магниевого метосоматоза либо кварцево-сульфидная, 5) пострудная. На месторождениях Кителя и Старое рудное поле выделены по пять стадий минералообразования, на Люпикко -- три и на Магнетитовой ломке - одна.
Помимо касситерита, исследовалось олово в фанатах. Спектральный полуколичественный анализ показал, что его количество в гранатах варьирует - от 100 до 2000 г/т.
Результаты спектрального анализа были обработаны в программе Зсайзйса. На диаграмме 1-го и 2-го факторов пробы со всех трех месторождений распределены довольно равномерно. Это, по всей видимости, говорит о том, что на появление и концентрацию олова и других элементов-примесей в гранатах повлияли одни и те же процессы на всех трех месторождениях.
Для выявления формы нахождения олова был проведен рентгеноснектральный микроанализ. Порог обнаружения олова значительно повышен из-за наложения мощного пика кальция, поэтому энергодисперсионным детектором невозможно определить низкие концентрации олова в этом минерале.
Для исследования возможного присутствия включений касситерита в гранате были отобраны мономинераль-кые фракции, которые были сильно дезинтегрированы и разделены в магнитном поле. По результатам химических анализов оказатось, что олово накапливается в немагнитной фракции, а на диаграммах фракций присутствуют линии касситерита. Таким образом доказано присутствие олова в виде самостоятельных дисперсных включений касситерита в фанате.
По результатам изучения указанных месторождений можно сделать следующие выводы:
1) касситерит является главным рудным минералом олова и отчетливо различается по морфологии и характеристикам минеральных ассоциаций;
2) олово связано с наложенными на скарны гидротермальными процессами и грейзенизацией. На месторождении Старое рудное поле выделены 2 грейзеновые ассоциации - 3-й и 5-й стадий минералообразования. а на месторождении Кителя - 2 генерации касситерита, образованные в стадии 3 и 4. Это говорит о том, что процесс оруденения на этих месторождениях был пульсирующий и многостадийный, а на месторождениях Люпикко и Магнети товая ломка - одностадийный;
3) олово в гранате, по всей вероятности, образует самостоятельную фазу в виде тонких вростков касситерита. Концентрация изоморфного олова в гранате не может быть более 0,1-0,3 масс.%.
И. В. Дроздова
Геохимическая характеристика кладочного известкового раствора Юсуповского дворца (набережная р. Мойки, д. 94)
(руководитель доц. Г. Н. Гончаров, кафедра геохимии)
В старинных кирпичных постройках Санкт-Петербурга и его окрестностей в качестве основного вяжущего материала применялся известковый раствор, изготавливающийся из гидратной извести, которую получали на основе обжига доломитовых известняков ордовика Санкт-Петербургского региона и более чистых известняков карбонового возраста Новгородской губернии.
Кирпичная кладка Юсуповского дворца закрыта штукатуркой. Для сравнения исследованы образцы известкового раствора в отдельных кирпичных зданиях, не закрытых штукатуркой, постройки той же эпохи (т. е. конца XVIII в. начала XIX в.) - здание кафедры физкультуры СПбГУ и отдельные здания Новгородской области (бывший военный городок в деревне Селищи и церковь в деревне Ровное).
Было проведено пегрографическое описание шлифов известкового раствора, проанализирована тонкая фракция методами РФА, ИК-спектроскопигг, ЭПР, а также определен химический состав методами эмиссионного спектрального и рентгеноспектрального анализов.
Установлено, что основным процессом изменения извести, приводящим к ее разрушению, является сульфатное выветривание карбонатов и гидроксидов кальция и магния, вызывающее образование гипса и легко растворимого сульфата магния. Последний выносится из кладочного материала, где остаются пустоты, заполняемые более трудно растворимым гипсом.
Основными источниками поступления сульфат-ионов в вяжущие известковые материалы в кладке стен старинных зданий могут служить грунтовые воды и продукты сернокислого осаждения из воздуха. Признаки сульфатного выветривания обнаружены в кирпичной кладке, не закрытой штукатуркой, в здании кафедры физкультуры СПбГУ. В здании Юсуповского дворца образование сульфатов зафиксировано в цокольной части и чердачном помещении, проницаемых для грунтовых вод и атмосферных осадков вследствие недостаточной их гидроизоля-
Известковын вяжущий раствор, приготовленный на основе доломитизированных известняков, отличается высоким содержанием марганца, что позволяет рекомендовать этот показатель при определении состояния исходного материала и изготовления извести. Для предотвращения процессов сульфатного выветривания известкового вяжущего раствора в старинных зданиях необходимо заботиться об их хорошей гидроизоляции и проводить мероприятия по снижению уровня загрязнения воздуха диоксидом серы.
М. Л. Дурасова
Минералого-геохимическая зональность гранитных пегматитов жильной системы района горы Солдат-Мыльк (Кольский полуостров)
(руководитель проф. В. В. Гордиенко, кафедра геохимии)
Проведено исследование минералого-геохимической зональности (МГЗ) жильной системы гранитных пегматитов поля горы Солдат-Мыльк, которое в редкометальном поясе Колмозеро-Воронья, концентрирующем основные запасы России по литию и цезию, оставалось наименее изученным. Пегматиты поля группируются в линейную систему плитообразных тел северо-западного простирания с падением и склонением в южных румбах.
Индикаторами МГЗ послужили сквозные породообразующие минералы - калиевый полевой шпат (КПШ) и мусковит (Му), в составе которых, как известно, наиболее четко проявляются закономерности фракционирования редких флюофильных элементов (1л, ЯЬ, Се н др.), являющиеся векторами развития пегматитового процесса.
Полученные данные по распределению ЯЬ и РЬ (рентгеноспектральный анализ), Мп, Оа, Тг и др. (эмиссионноспектральный метод) показывают, что на всем протяжении жильной системы в обоих минералах-индикаторах наблюдается последовательный рост содержаний ЯЬ, Мп, Оа, Тл и 1л и падение содержания РЬ по восстанию жильной системы (с северо-запада на юго-восток).
Тем самым выявленный вектор МГЗ пегматитового поля горы Солдат-Мыльк подтверждает представление о том. что материнской интрузией для рассматриваемой жильной системы является штпк лейк^кратоных бнотитовых гранитов в районе оз. Мешок.
Количественная характеристика МГЗ по устойчивости, контрастности и градиенту’ признаков (таблица), позволяют сопоставлять ее с другими жильными системами пегматитового пояса Колмозера - Воронья,
Количественная характеристика МГЗ системы гранитных пегматитов поля Солдат-Мыльк
Минерал Химические элементы
яь | рь і N6 | гп Мп | Са
Устойчивость признака*
КПШ 0,92 -0,92
Му 0.99 0,96 0,94 0,90 0,96
Контрастность признака**
КПШ 16 -4
М\ 17 2 18 7 3
Градиент признака (г т км)***
КПШ 824 -11
Му 1071 191 57 37 32
* Коэффициент корреляции между средним содержанием элемента в пробе и расстоянием от штока материнских биотитовых гранитов.
** Соотношение между средним содержанием микроэлемента в пробах в конце и начале жильной серии.
*** Д(С|ШХ - С„ш,)/Х. где /. - расстояние (км),
И. Ю. Абрамова
Условия формирования бериллов Большелаптинского пегматитового поля (Кольский полуостров)
(руководитель доц. Н. И. Пономарева, кафедра минералогии)
Большелаптинское пегматитовое поле находится на северо-западе Кольского полуострова в районе оз. Большой Лапоть, в 30 км на юго-запад от г. Мурманска. Оно приурочено к ллагиоклазовым амфиболитам, амфиболо-биотитовым и меланократовым биотитовым гнейсам. В пределах пегматитового поля жилы распределены неравномерно, преимущественно кустами. По классификации В. В. Гордиенко, пегматиты данного месторождения относятся к редкометально-слюдоносно-керамической формации плагиомикроклннового типа с бериллом.
Пегматитовые жилы района имеют довольно простой минеральный состав. Главными породообразующими минералами являются: калиевый полевой шпат (микроклин), кислый плагиоклаз (альбит) и кварц. Жилы представлены кварц-микроклин-плагиоклазовым пегматитом графической и блоковой структуры, рассеченного мусковит-турмалин-альбитовым афегатом с гранатом, апатитом и бериллом. Второстепенные минералы - слабожелезистый мусковит, турмалин-шерл, фанат-спессартин, берилл и апатит. Из акцессорных минералов наиболее широко распространен циркон.
При микроскопическом изучении берилла в нем наблюдались как минеральные включения, представленные апатитом, турмалином, мусковитом, так и флюидные - газово-жидкие, размер которых не превышает 50 мк. Температура гомогенизации включений соответствует 420±30 °С.
Температуры формирования мусковит-турмалин-альбитового агрегата с гранатом, апатитом и бериллом, определенные с помощью мусковит-плагиоклазового и гранат-турмалинового геотермометров, составляют 380+30 °С.
Для оценки физико-химических условий устойчивости минеральных ассоциаций микроклин-мусковиг-плагноклаз и берилл-илагиоклаз-турмалин был использован расчетный метод химической термодинамики. Анализ минеральных равновесий показал, что микроклин в ассоциации с плагиоклазом и мусковитом существует в щелочной среде (pH > 8), формирование берилла в ассоциации с турмалином, плагиоклазом и мусковитом осуществляется при пониженной щелочности растворов (pH ~5). Таким образом, развитие бериллиевой минерализации происходило при 380—450 °С и снижении щелочности минералообразующей среды.
О проявлении кобальтовой минерализации в боросиликатных скарнах Дальнегорского месторождения (Приморье)
(руководитель доц. Н. И. Пономарева, кафедра минералогии)
Дальнегорское боросиликатное скарновое месторождение расположено в южной части Восточно-Сихоте-Алиньского вулканического пояса. Скарны приурочены к телам известняков и переслаивающимся алевролитам и песчаникам тетюхинской свиты и являются продуктом метасоматического процесса, начавшегося в результате внедрения интрузий преимущественно кислого состава. Они представлены полосчатыми или радиальнолучистыми агрегатами геденберги га, почковидными скоплениями фаната ан драли г-гроссу.1 ярового состава и кальцитом.
В гранат-геденбергитовых скарнах Дальнегорского боросиликатного месторождения было найдено проявление кобальтовой минерализации, которая приурочена к крупным кальцитовым выделениям (10-15 см). Кобальтовые минералы в Дальнегорском районе были отмечены Н. С. Благодаревой на месторождении Садовом среди микро-минералов сульфидных руд. Нами были обнаружены как первичные рудные минералы кобальта, гак и вторичные, приуроченные к участкам окисления первичных руд.
Скуттерудит в скарнах наблюдается в виде двух морфологических разновидностей: кристаллов кубооктаэдрического облика размером до 3 мм в поперечнике и призматического до 2 мм высотой и до 0,4 мм в поперечнике. Кристаллы скуттерудита представляют собой неправильные, реже параллельные сростки в тесной ассоциации с гранатом,кварцем и кальцитом.
11ри микроскопическом изучении кристаллов скуттерудита кубооктаэдрического облика в них была выявлена отчетливая зональность. Центральные зоны кристаллов, по данным микрозондового анализа, обогащены никелем, содержание которого снижается во внешних частях. В результате рентгенофазового анализа было установлено, что призматические кристаллы так же, как кубооктаэдрические, относятся к кубической сингонии, и параметры обеих морфологических разновидностей скутгерудита практически одинаковые. Гониометрическая съемка кристаллов призматического облика показала, что кристалл имеет грани тефагональных призм - (100), (110) и пирамид -(111), (991). Вероятно, призматическая форма кристаллов скуттерудита, вытянутых вдоль оси четвертого порядка, определяется условиями роста, связанными с развитием их по трещинам или плоскостям спайности в кальците.
Изучение вторичной кобальтовой минерализации выявило, что скуттерудит практически целиком замещается эритрином, который образует радиально-лучистые и пластинчатые агрегаты, розелитом и кобальтлотармееритом, создающим землистые порошкообразные массы вблизи выделений скуттерудита.
Е. А. Лещева
Условия образования турмалина в редкометальных пегматитах Лесозаводского района (Приморье)
(руководитель доц. Н. И. Пономарева, кафедра минералогии)
Редкометальные пегматиты месторождения Мифофановское Лесозаводского района (Приморье, Россия) сосредоточены в краевой зоне северо-восточной части древнего кристаллического массива, представляющего собой Северный антиклинорий, ядро которого сложено докембрийскими породами, а крылья - верхнепротерозойскими-нижнепалеозойскими отложениями. Все образования прорываются среднепалеозойскими фанитоидами и связанными с ними пегматитами. Изученные редкометальные пегматитовые жилы - это альбит-лепидолитовая разновидность натро-литиевых пегматитов, характеризующихся незональным сфоением и высокими конценфациями редких (и, ЯЬ, Сб, Та) и летучих (р, В, вода) компонентов. По классификации В. В. Гордиенко пегматиты относятся к редкометальной формации (пегматиты умеренных и средних глубин).
Пегматитовые тела сложены петалитом, микроклином, плагиоклазом (олигоклазом и голубым альбитом-клевеландитом) и кварцем. Кроме того, в пегматитах установлены поллуцит, лепидолит, турмапин (рубеллит), мошебразит-амблигонит, микролит, кукеит.
Изучение взаимоотношений между минералами показало, что микроклин-петалитовый пегматит замещается плагиоклазом и поллуцит-амблигонит-монтебразитовым комплексом, к которому приурочен бесцветный турмалин (ахроит) в виде тонкопризматических, шестоватых кристаллов, образующих радиально-лучистые афегаты. По этому минеральному агарегату развивается альбит-лепидолитовый комплекс с розовым турмалином (рубеллитом) в виде тонко-лучистых, игольчатых кристаллов. На последних стадиях минералообразования петалит, рубеллит и лепидолит замещаются литиевым хлоритом - кукеитом.
Температуры образования наиболее ранних минеральных афегатов пегматитовых жил, оцененные по микро-клин-плагиоклазовому и мусковит-плагиоклазовому геотермомефам, составляют в среднем 600 °С. Возникновение более поздних минеральных афегатов определено по температурам гомогенизации включений и соответствует 400 °С.
Анализ минеральных равновесий, выполненный на основе методов расчетной химической термодинамики для температуры 400 "С и давления 1 кбар, показал, что ассоциация турмалин-поллуцит-амблигонит устойчива в кислой среде: pH ~ 3,5, активность Н45Ю4 = Ю'1-7. Парагенетическая ассоциация турмалин-лепидолит- альбит существует в заметно более щелочных условиях: точка их тройного равновесия соответствует pH ~ 5. Таким образом, формирование турмалин-поллуцит-амблигонитового комплекса происходило при повышении активности фосфорной и борной кислот и снижении щелочности минералообразующей среды. Дальнейшие процессы минералообра-зования связаны с повышением pH среды.
Е. В. Шевцова
Акцессорные минералы редкометальных пегматитов Малхан (Центральное Забайкалье)
(руководитель доц. Н. И. Пономарева, кафедра минералогии)
Настоящее сообщение посвящено исследованию акцессорных минералов из пегматитовых жил Малханского пегматитового поля. Геологическая характеристика района месторождения и описание внутреннего строения пегматитовых жил детально рассмотрены в работах В. Е. Загорского и И. С. Перетяжко.
Образование пегматитов Малханского поля вызвано гранитизацией протерозойского и палеозойского субстратов в период мезозойской тектоно-магмагической активизации. По классификации В. В. Гордиенко эти пегматиты относятся к турмалиновому минерагеническому ряду субредкометального класса миароловых пегматитов, содержащих, кроме турмалина, воробьевит, данбурит, поллуцит, дымчатый кварц.
В пегматитовых жилах можно выделить две группы акцессорных минералов, отличающиеся по времени образования. Первая группа представлена темноцветными минералами, которые формируются практически одновременно с гранатом и турмалином-шерлом и приурочены к кварц-микроклин-олигоклазовому пегматиту тонкографической и неяснографической структуры. В эту группу входят следующие акцессорные минералы: магнетит, ильменит, тантало-ниобаты, торит, ксенотим, торолит, циркон. Состав минералов изучен микрозоидовым анализом. Наиболее интересным является тантало-ниобат, содержащий значительные количества скандия, иттрия, марганца, титана. Минерал предварительно отнесен к ряду тантало-ниобатов, но исследования его будут продолжены. Он встречен в виде вкрапленности неправильной формы в микроклине, размер его не превышает 1-2 мм, блеск матовый, металловидный. Кроме того, выявлен тантало-ниобат, включающий большое количество оксидов редкоземельных элементов, урана и тория (в %): иОг - 7,8, ТЬОг-2,3, У203 -16,б, С(ЬОз-1,1, ЭугОз - 2,2, БьОт 1,3, УЬ20} - 2,3. Встречается он в виде вытянутых (до 1 мм) тонких, неравномерно окрашенных пластинок. Цвет минерала колеблется от красно-коричневого до темно-коричневого, почти черного. Кристаллы приурочены к микроклину и шерлу, часто нарастают на турмалин. Предварительно он отнесен к эвксениту-поликразу, который характерен для данных пегматитов и установлен В. Е. Загорским и И. С. Перетяжко.
Температура образования первой группы акцессорных минералов оценена по гранат-турмалиновому термометру, предложенному Н. В. Владыкиным. Она соответствует 3001.50 “С.
Вторая группа акцессорных минералов формировалась в околомиароловых зонах совместно с розовым турмалином - эльбаитом. Она представлена светлоокрашенными акцессорными минералами: розовым турмалином, данбуритом и наиболее поздним из них - стильбитом. Температура образования этой группы акцессорных мине-папон оменивяпяг.ь по температуре гомогенизации включений в розовом берилле. Она соответствует 230+30 °С.
V курс
И. С. Воронина
Мониторинг системы антикоррозионной защиты газопровода геоэлектрическими методами с использованием геоинформационных технологий
(руководитель доц. А. В. Баделин, кафедра геофизики)
В обследованиях газопроводов применяются методы электропрофилирования, электрозондирования, заряженного тела и естественного электрического поля, а также ряд модификаций, приспособленных к специфическим задачам мониторинга системы коррозионной защиты трубопроводов. К последним относятся следующие методы измерения: 1) защитных потенциалов с омической составляющей на стационарных контрольно-измерительных пунктах и между ними; 2) поляризационного потенциала трубопровода на стационарных контрольноизмерительных пунктах с применением датчиков электрохимического потенциала; 3) поперечного градиента потенциала электрического поля защитных токов; 4) силы и направления защитного тока; 5) переходного электрического сопротивления защитной изоляции трубопровода; 6) блуждающих токов.
Указанные методы позволяют проводить изучение электропроводности грунтов вдоль трасс трубопроводов и на площадках анодных заземлителей на этапе проектирования газопроводов, осуществлять контроль величины
защитных потенциалов системы катодной зашить: трубопроводов, обнаруживать повреждения изоляции трубопроводов, участки развития местной коррозии, гальванические связи между пересекающимися трубопроводами. Последние представляют особую опасность, поскольку им характерно развитие местной коррозии с интенсивным разрушением труб.
Работы на этапах проектных изысканий и мониторинга рабочих параметров системы электрохимической защиты во время эксплуатации газопровода связаны со сбором, хранением, обработкой и анализом по многим критериям больших массивов пространственных и временных данных. Для решения перечисленных задач предлагается использовать комплексный подход на основе применения геоинформационной системы ArcGIS™ Desktop ESRI®. Эта система является >добным средством для построения целостной модели газопровода и окружающей среды, в которой могут быть учтены природные и технические факторы. Она предоставляет развитый инструментарий для проведения пространственно-временного анализа данных с целью прогноза потенциального опасного коррозионного влияния факторов окружающей среды на эксплуатируемые трубопроводы.
Разработанный в ходе выполнения выпускной бакалаврской работы в отделе электрохимической защиты ОАО «Гипроспецгаз» проект геоинформационной системы содержит ряд наборов данных:
1) карты в растровом и векторном форматах: топографическую, геологическую, четвертичных отложений;
2) связанные таблицы пикетов разметки трассы, топоданных маршрутных наблюдений, пересекающих электрических линий, точек расположения технических сооружений системы антикоррозионной защиты, контрольных пунктов измерения защитного потенциала по трассе трубопровода, значений кажущегося сопротивления профилирования вдоль трассы;
3) шейп-файлы точек вертикальных электрических зондирований на анодных площадках системы катодной защиты;
4) геоэлектрические разрезы в точках зондирований в растровых форматах;
5) временные записи разностей потенциалов блуждающих токов.
Система является открытой для добавления иных данных по мере необходимости.
Объединенные в базе газопровода данные позволяют провести средствами этих программ комплексный анализ по ряду значимых для проектирования и мониторинга пространственных, временных и атрибутивных критериев. Главной конечной целью анализа является обнаружение неблагополучных, с точки зрения коррозионной опасности, участков. Таковыми, например, являются заболоченные земли, интервалы глинистых пород, отрезки трассы с повышенной электропроводностью грунта, участки трубопровода с недостаточным или избыточным защитным потенциалом, пересечения с линиями электропередач и дорогами, вблизи которых часто имеют место повышенные блуждающие токи. Результаты геоинформационного анализа могут быть представлены в удобных для восприятия картографической и табличной формах и использованы инженерно-техническими службами, участвующими в проектировании, обслуживании и эксплуатации газопровода. Таким образом, геоинформационная система газопровода оказывается эффективным средством анализа больших объемов технической информации и основой для взаимодействия инженерных служб трубопровода.
Магистранты М. И. Котова
Топаз из пегматитов месторождения Мокруша (Урал)
(руководитель доц. Н. И. Пономарева, кафедра минералогии)
Работа посвящена изучению флюидных и минеральных включений в топазах из разных минеральных ассоциаций пегматитов месторождения Мокруша.
Это месторождение вскрыто в одной из копей Алабашского пегматитового тюля (Урал), в которой описано три плащеобразных пегматитовых тела. В полостях верхнего тела установлена лепидолит-топазовая минерализация, в полостях среднего и нижнего тел альбит-берилловая и альбит-морионовая соответственно. Общая схема расположения структурно-минеральных зон в пегматитовой жиле следующая: приконтактовая - гранит-аплитовая; далее к центру жилы - графическая кварц-ортоклазовая зона - субграфическая кварц-микроклиновая или кварц-микроклин-альбитовая, нередко со слюдами, колорая сменяется блоковой зоной микроклин-альбитовой или ать-бил-слюдяной сравнительно слабо развитой, с кристаллами топаза или берилла; осевая часть занята друзовой полостью.
На месторождении Мокруша известны несколько морфологических типов топаза. Так, в полостях с лепидолитом образуются кристаллы топаза, имеющие форму, которую издавна называют «мурзинской». Они представляют собой короткие призмы с квадратным сечением и сильно развитым базопинакоидом. Прочие грани, хотя и отмечаются на кристалле, но развиты очень слабо, слегка затупляя его вершины и ребра. Наиболее крупные кристаллы топаза имеют иногда форму псевдокуба. Они в срастании с розетками клсвеландита приурочены к микроклину в верхней части полости. В нижней части друзовой полости наблюдаются кристаллы топаза, размеры которых не превышают 1-1,5 см в длину и имеют характерную форму, которую А. Е. Ферсман назвал «конвертообразной».
В изученных топазах установлены флюидные и минеральные включения. Флюидные включения представлены углекислотно-водными, имеющими изометричгую форму, либо форму отрицательного кристалла, а также газово-жидкими. Размеры их достигают 100-300 мк. Температуры гомогенизации газово-жидких включений соответствуют 210-220 °С, жидко-газовых - 300 °С.
Состав включений в топазе из пегматитов Мокруши по криометрическим данным и-еимушественно карбонатный: Na,C0,-NaHC03-H20.
В качестве минеральных включений выявлены касситерит, манган-колумбит, а также минерал, образующий в топазе черные радиально-лучистые игольчатые сростки размером до 0,5 мм. Иголки его в проходящем свете зо-нальны. Цвет их меняется от буро-коричневого до светло-коричневого. Химический состав минерала соответствует вольфрамату ниобия с примесью тантала, марганца, железа. Предварительно он определен как квитьянлингит (Fe,Mn)2(Nb,Ta)2WOiii. Аналогичные включения установлены в топазах из грейзенов Англии.
С В. Малышева
Роль катагенеза в формировании коллекторских свойств юрских терригенных отложений Баренцевоморского региона
(руководитель проф. О. И. Супруненко, кафедра литологии, морской и нефтяной геологии)
В настоящее время основные перспективы нефтегазоносное™ в России связаны с шельфами арктических морей. В данной работе рассмотрена юрская часть разреза Баренцевоморского региона, продуктивная по газу и газоконденсат (залежи на Штокмановской, Ледовой и Лудловской площатях в среднеюрских терригенных коллекторах на глубинах от 1400 до 2500 м).
Фациальный состав юрских отложений разнообразен. Нижняя юра представлена отложениями болотистых аллювиальных равнин, прибрежно-морскими и морскими обраюваниями. К концу периода стали преобладать морские обстановки.
Коллектор сложен кварцевыми песчаниками, реже полимиктовыми (кварц, обломки эффузивов и микрокварцигов, зерна плагиоклаза и микроклина, чешуйки слюд), от мелко- до крупнозернистых (пористость 17 -24 %) с небольшим содержанием каолинитового цемента, а также азевролшами (пористость 5%). Породы катагенстически преобразованы. Огме-чаюгея глинизация, сидеритизация, местами развито дробление зерен, формирование конформных контактов.
В рамках данной работы для установления стадии катагенеза впервые было проведено исследование 80 шлифов но 5 скважинам (Штокмановская-1, Ледовая-1, Луд!овская-1, Арктическая-1,Ферсмановская-1) по методу Л. В. Орловой путем изучения контактов зерен. Были получены количественные характеристики (коэффициент уплотнения, соответствующий определенной стадии катагенеза), построен ряд кривых увеличения степени уплотнения с глубиной, составлена схема сопоставления с результатами по витринигу.
На основе таблицы Н. В. Логвиненко и Л. В. Орловой, в которой показано соответствие стадий катагенеза, определяемых по методике Л. В. Орловой, со стадиями катагенеза но Н. Б. Вассоевичу (по отражательной способности виг-ринита), можно сделать вывод, что используемый в данной работе метод позволяет получить хорошие результаты и может быть использован при дальнейших исследованиях как в комплексе с другими методами, так и самостоятельно.
Было проаназизировано изменение емкостно-фильтращюнных свойств по выделенным зонам. Интересно, что при вполне очевидной тенденнии к снижению пористости и проницаемости с увеличением степени уплотнения в области переходной зоны от раннег о катагенеза к среднему происходит резкое уменьшение проницаемости (па 1-2 порядка) при одинаковых гранулометрических характеристиках, составе обломков и содержании цемента. Пористость понижается постепенно, средние значения падают на 10-15%. Характерно, что в зоне раннего катагенеза пористость не зависит от содержания цемента (при изменении его на 5-10%) и зависит от таких вариаций в зоне среднего катагенеза.
Таким образом, коллекторские свойства изучаемых отложений были предопределены на стадии седиментогенеза следующими благоприятными факторами: преимущественно кварцевый состав, достаточная степень сортирован-ности обломочного материаза (гранулометрические характеристики), небольшое количество глинистой фракции. Роль катагенетических преобразований значительна и заключается в целом в ухудшении коллекторских свойств. В данном случае это связано прежде всего с уплотнением породы, поскольку многие типичные для катагенеза процессы, такие как аутигенное минералообразование, регенерации кварцевых зерен, проявлены слабо либо вообще не разви-
В результате проведенных исследований можно сделать вывод о возможности использования метода Л. В. Орло вой не т олько для установления стадии катагенеза, но и для прогноза коллекторских свойств на глубину и по латерали.
Summary
The student scientific conference of the Geological faculty 2005.
38 students and masters of the Geological faculty Saint-Petersburg State University took part in the scientific conference in April 2005. The reports on some actual problems of geology, mineralogy, geochemistry and gcophysics were presented.
Статья посту пила в редакцию 10 октября 2005 г.
