Геохімія елементів-домішок в найбільш розповсюджених акцесорних мінералах
Характеристика закономірностей формування домішкового складу наскрізних акцесорних мінералів. Розробка комплексу критеріїв для його використання при дослідженні ендогенних і екзогенних геологічних утворень. Геохімічна класифікація цирконів та апатитів.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 22.07.2014 |
| Размер файла | 141,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
геохімічний акцесорний мінерал циркон
ГЕОХІМІЯ НАСКРІЗНИХ АКЦЕСОРНИХ МІНЕРАЛІВ У ТЕРИГЕННО-МІНЕРАЛОГІЧНИХ І ПРОГНОЗНО-ПОШУКОВИХ ДОСЛІДЖЕННЯХ
Найважливішими завданнями теригенної мінералогії є: 1) визначення і петрофондові реконструкції областей живлення осадочних басейнів (“provenance studies”); 2) прогнозування і пошуки корінних родовищ за їх вторинними механічними ореолами і потоками розсіяння; 3) прогнозування і пошуки розсипних родовищ. Зважаючи на недостатню ефективність [6, 10] традиційних методів, що використовують видовий склад теригенно-мінералогічних асоціацій, для надійного вирішення цих завдань автором запропоновано [5, 6, 14, 24 і ін.] застосовувати індикаторні геохімічні особливості найважливіших НАМ-НТМ, перш за все циркону.
Повна реалізація такого підходу передбачає спільне застосування геохімічної класифікації і оцінок віку зерен (T0) методом “загального свинцю” (Андреєв, 1992 та ін.), що дозволяє ідентифікувати найбільш імовірні джерела їх надходження у відклади (різновікові материнські породи, руди) і кількісно оцінювати роль кожного з них як Ck (%) = 100ni /N, де ni - кількість зерен джерела i, а N - обсяг дослідженої їх вибірки [6, 14, 24 тощо].
Геохімічна класифікація НАМ-НТМ дозволяє ідентифікувати широкий спектр материнських петротипів і руд. Так, її застосування при шліхо-мінералогічних пошуках апатит-редкіснометальних карбонатитів і алмазоносних кімберлітів дає значну перевагу перед стандартними методами. Це визначається тим, що приналежність до таких руд для НАМ-НТМ геохімічно встановлюється надійно і просто, а від традиційних мінералів-індикаторів вони вигідно відрізняються більш високою міграційною здатністю і (або) значно більшим вмістом в корінних рудах [6, 14]. Ілюстрацією слугує потік розсіяння кімберлітових цирконів (традиційні мінерали-індикатори відсутні), зафіксований [3, 14, 17 тощо] у відкладах шельфу Гвінеї. Корінне джерело цирконів такого типу -- віддалені алмазні родовища Леоно-Либерійсього щита, які дренуються р. Конкуре.
Така здатність НАМ-НТМ до формування великих за площею ореолів та рекордних за довжиною (до n*100 км і більше) потоків розсіяння корінних родовищ робить їх застосування ефективним засобом значного збільшення розмірів пошукової мішені при вирішенні прогнозно-пошукових завдань. Як показано в роботі, застосування запропонованого підходу, враховуючи здатність циркону до концентрування в розсипах разом з іншими корисними компонентами, розширює прогнозно-пошукові можливості НАМ-НТМ і на цей генетичний тип зруденіння.
Положення 3. Індикаторні геохімічні ознаки циркону й апатиту дозволяють забезпечити ефективне і технологічне вирішення широкого кола теригенно-мінералогічних і прогнозно-пошукових завдань.
ГЕОХІМІЯ НАСКРІЗНИХ АКЦЕСОРНИХ МІНЕРАЛІВ У КОМПЛЕКСНОМУ ДОСЛІДЖЕННІ ЕВОЛЮЦІЇ СКЛАДНИХ МАГМАТИЧНИХ СИСТЕМ І ЗЕМНОЇ КОРИ
Висока геохімічна репрезентативність теригенного стоку рік відносно великих ділянок континентів що дренуються ними встановлена ще В.М.Гольдшмідтом. Щонайкраще вона виявляється для Zr [19, 20, 27], який мігрує переважно у формі циркону. Це визначає правомірність використання його великих теригенних популяцій для дослідження історії формування континентальної земної кори [14, 20, 33, 41]. Так, для побудови модельної кумулятивної кривої зростання її маси можуть бути використані оцінки масової частки кори, що сформувалася за кожен інтервал часу i (50 млн років):
,
;
;
-- вміст Zr (кларк) у типі материнських порід n; -- сума мас (H) усіх зерен циркону цього типу; -- те ж саме для тих зерен типу n, які за віком (T0) відповідають інтервалу i; -- маса усіх вивчених зерен. Як видно така модель, побудована для репрезентативного сегмента континентальної кори (Кавказ, УЩ, Балтійський і Леоно-Ліберійський щити), найбільш близька до моделі McCulloch & Bennett (1994), що використовує Sm_Nd вік порід та їх площадну поширеність як оцінку об'ємних співвідношень. Більш об'єктивна оцінка останнього параметра є принциповою перевагою запропонованої моделі. Однак її повна реалізація вимагає використання U-Th-Pb і Lu-Hf ізотопних систем, що можливо лише при комплексуванні XRF-MP/SG з LAM-ICP-MS.
Моделі росту кори, у свою чергу, є важливими компонентами геохімічних моделей еволюції системи кора -- мантія, що дозволяють (McCulloch & Bennett, 1994) кількісно охарактеризувати зміну в часі концентрацій елементів у цих сполучених резервуарах. У роботі й у [20, 36] наведені запропоновані автором системи рівнянь і процедури, призначені для узгодження (“стикування”) моделей фракційної кристалізації між собою (формування генералізованих моделей складних магматичних комплексів) та з моделями часткового плавлення (визначення рівня генерації первинних розплавів). В останньому випадку вони мають потребу в підстановці вихідних концентрацій елементів у породах, що плавляться. Моделі системи кора -- мантія дозволяють проводити процедуру “стикування” для концентрацій, що відповідають конкретному моменту часу. Контроль результату, передбачений запропонованою процедурою, дозволяє вибрати випадок максимального узгодження моделей, що, крім підтвердження розглянутої гіпотези, дає незалежну оцінку найбільш імовірного віку процесу генерації первинного розплаву. Зіставлення таких оцінок з результатами ізотопного датування продуктів магматизму створює передумови для ефективного взаємного контролю надійності геохімічних моделей усіх розглянутих рівнів, їх глобального узгодження і, в остаточному підсумку, об'єднання.
ВИСНОВКИ
У роботі встановлені закономірності формування домішкового складу найбільш розповсюджених (“наскрізних”) акцесорних мінералів (НАМ), розроблений і апробований комплекс критеріїв його використання при дослідженні ендогенних і екзогенних геологічних утворень. При цьому отримані наступні результати :
Проаналізовано геохімічну інформативність елементів-домішок НАМ і сформульовані критерії вибору їх індикаторних пар. Запропоновано нові індикаторні пари ізоморфних елементів-домішок циркону (Hf-Y), а також апатиту і сфену (Sr-Y), що найбільш прості у використанні і максимально ефективні в геохімічних дослідженнях.
Запропоновано геохімічні класифікації апатитів і цирконів з провідних типів ендогенних гірських порід і руд, які засновані на запропонованих автором індикаторних парах елементів-домішок (Hf-Y, Sr-Y). Показано, що вони дозволяють вирішувати зворотну задачу -- ідентифікувати ендогенні вміщуючі (материнські) породи і руди за домішковим складом НАМ.
Продемонстровано можливість геотермометрії за розподілом Y між апатитом і цирконом, заснованої на залежності від . Для неї встановлений лінійний характер в умовах одночасного насичення розплаву обома мінералами і виконане емпіричне калібрування, що дозволило запропонувати рівняння для рішення зворотної задачі -- оцінки T.
Запропоновано кількісну геохімічну модель формування магматичних систем і їхнього подальшого розвитку, який включає магматогенно-гідротермальну рудогенеруючу стадію. Вихідними для її побудови слугують взаємопов'язані геохімічні банки даних “породного” і “мінерального” (ассоціюючі НАМ) рівнів. У якості першого базового компонента моделі використані відомі рівняння, що описують поведінку мікроелементів у процесах кристалізації/часткового плавлення (Релей -- Рябчиков -- Шоу) і розчинність НАМ у силікатних розплавах (Ватсон -- Харрисон -- Монтел). Їхнє об'єднання автором в оригінальні системи, дозволило доповнити традиційні модельні побудови принципово важливими оцінками температурного (Tmodel) і флюїдного режимів магматичної еволюції. Крім того, до складу моделі входить ряд запропонованих автором нових базових компонентів: 1) рівняння для оцінки температурних умов кристалізації апатит-цирконових парагенезисів за значеннями , що використовується для контролю отриманих значень Tmodel (головний вхідний параметр для більшості розрахунків); 2) рівняння для розрахунку коефіцієнтів розподілу мікроелементів флюїд/розплав і модельного елементного складу продуктів магматогенно-гідротермальної стадії розвитку системи; 3) системи рівнянь і процедури для ідентифікації комагматичних серій порід і формування об'єднаних моделей складних магматичних комплексів, визначення рівня генерації первинного розплаву з оцінкою відповідного ступеня часткового плавлення його джерела.
Генералізований варіант запропонованої моделі реалізований на прикладі гранітоїдної серії Коростенського плутону. Показано, що перелічені оновлені традиційні і запропоновані автором її нові базові компоненти принципово розширюють можливості геохімічного моделювання у відношенні оцінок фізико-хімічних параметрів і потенційної рудоносності магматичних і магматогенно-гідротермальних систем (температурний і флюїдний режими, , Ptotal , , , , тощо), а також значно підвищують надійність усіх модельних оцінок.
Розроблений і апробований комплекс ефективних методів і методик, що ґрунтуються на геохімічних індикаторних ознаках НАМ-НТМ і дозволяють визначати області живлення осадочних басейнів, реконструювати їх петрофонд, виконувати стратиграфічне розчленування і кореляцію “німих” теригенних товщ, проводити прогнозування і пошуки корінних і розсипних родовищ алмазу, фосфатної сировини та рідкісних металів.
Обгрунтована можливість та запропонована методологія використання великих теригенних популяцій циркону для дослідження історії формування континентальної земної кори. Запропонована модель її росту, яка може бути використана для узгодження геохімічних моделей магматичних систем і системи кора -- мантія між собою і з геофізичними моделями геосфер.
Охарактеризовані в роботі широкі можливості, які надає практична реалізація отриманих наукових результатів, дозволяють розглядати їх як основу для розробки перспективних технологій регіональних геологічних досліджень і прогнозно-пошукових робіт.
ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Шнюков С.Е. Поведение фосфора в палингенно-метасоматическом процессе кремнево-калиевой специализации и возможные типы рудных концентраций апатита // Процессы и закономерности метаморфогенного рудообразования -- К: Наук. думка, 1988. -- С. 168-175.
Скаржинский В.И., Голосов А.А., Павлов Г.Г., Добрянский Ю.Е., Шнюков С.Е. Вопросы методики попутных поисков месторождений апатитовых руд при геологической съемке в условиях Украинского щита // Вестн. Киев. ун_та. Геология. -- 1988. -- № 7. -- С. 3-10.
Чебуркин А.К., Шнюков С.Е., Андреев А.В., Курзель Е.И. Выделение питающих провинций при изучении осадкообразования по типохимическим особенностям терригенных цирконов, сфенов и апатитов (на примере шельфа Гвинеи) // Морская геология Западной и Центральной Африки (Докл. ЮНЕСКО по мор. наукам; Вып. 50). -- ЮНЕСКО, 1988. -- С. 75-100.
Шнюков С.Е. Геохимия фосфора и перспективы дальнейшего изучения апатитоносности докембрийских образований Украинского щита // Геохимия и рудообразование. -- 1989. -- № 17. -- С. 24-31.
Шнюков С.Е., Чебуркин А.К., Андреев А.В. Геохимия "сквозных" сосуществующих акцессорных минералов и ее роль в исследовании эндо- и экзогенных геологических процессов // Геол. журн. -- 1989. -- № 2. -- С. 107-114.
Шнюков С.Е., Чебуркин А.К., Андреев А.В. Перспективы, проблемы и возможная методика терригенно-минералогических исследований с использованием типохимических особенностей "сквозных" терригенных минералов // Геол. журн. -- 1991. -- № 6. -- C. 100-115.
Фурдуй Р.С., Николаєнко Б.О., Шнюков С.Є., Веселов В.М. Структурний контроль фосфорного зруденіння Приазовського блоку // Вiсн. Київ. ун_ту. Хіміко-біологічні науки та науки про Землю. -- 1992. -- № 5. -- С. 58-63.
Шнюков С.Е., Гатар Й., Андреев А.В., Грегуш Я., Чебуркин А.К., Савенок С.П. Петрологический анализ геохимии акцессорных цирконов и апатитов из гранитоидов Роховецкой интрузии (Словакия) // Геол. журн. -- 1993. -- № 1. -- С. 30-41.
Андреев А.В., Шнюкова Е.Е., Шнюков С.Е., Чебуркин А.К., Белоусова Е.А., Савенок С.П. Геохимические особенности и возраст гетерогенных популяций циркона из гранитов гальки юрских конгломератов Горного Крыма // Геол. журн. -- 1993. -- № 6. -- С. 128-135.
Шнюков С.Е., Савенок С.П., Андреев А.В., Сиденко О.Г., Чайковский Б.П., Белоусова Е.А., Проскурка К.С. Реконструкция областей питания и критерии стратиграфического расчленения терригенных образований таврической серии Крыма по данным исследования вещественного состава песчаников. Статья 1: Результаты петрогеохимических и терригенно-минералогических исследований // Геол. журн. -- 1997. -- № 1-2. -- С. 93-99.
Андреев А.В., Шнюков С.Е., Савенок С.П., Белоусова Е.А., Чебуркин А.К. Реконструкция областей питания и критерии стратиграфического расчленения терригенных образований таврической серии Крыма по данным исследования вещественного состава песчаников. Статья 2: Результаты геохимического изучения терригенных цирконов из песчаников таврической серии // Геол. журн. -- 1998. -- № 3-4. -- С. 66-74.
Шнюков С.Е., Савенок С.П., Андреев А.В. Определение источников сноса терригенных цирконов по их геохимическим особенностям как основа прогноза рудоносности осадочных формаций Азово-Черноморского бассейна // Геология и полезные ископаемые Черного моря. -- К.: ОМГОР ННПМ НАНУ, 1999. -- С. 262-268.
Шнюков С.Е., Савенок С.П., Андреев А.В. Возможности рентген-флуоресцентного анализа микрокристаллов минералов в исследовании терригенных отложений Черноморского региона // Геология Черного и Азовского морей -- К.: ОМГОР ННПМ НАНУ, 2000. -- С. 50-58.
Шнюков С.Е. Геохимия сквозных акцессорных минералов в терригенно-минералогических и прогнозно-поисковых исследованиях // Геологические проблемы Черного моря. -- К.: ОМГОР ННПМ НАНУ, 2001. -- С. 55-78.
Шнюков С.Є. Наскрізні акцесорні мінерали в геохімічному моделюванні магматичних процесів // Зб. наук. праць УкрДГРІ. - 2001. - № 1-2. -С. 41-53.
Шнюков С.Е., Андреев А.В., Белоусова Е.А., Савенок С.П. Рентгено-флуоресцентный анализ микроколичеств вещества в геохимии акцессорных минералов: исследовательские возможности в сопоставлении с локальными аналитическими методами // Минерал. журн. -- 2002. -- № 1. -- C. 80_95.
Шнюков С.Є., Чебуркін А.К., Андреєв О.В. Джерела зносу теригенного матеріалу та прогнозна оцінка донних відкладів шельфа Гвінеї за даними геохімічного вивчення теригенних цирконів // Аспекти геології металевих і неметалевих корисних копалин. -- К.: ІГН НАНУ, 2002. -- С. 143-157.
Щербак Д.Н., Шнюков С.Е. Проблеми періодизації рудоутворення в геологічній історії Землі // Вісн. Київ. ун-ту. Геологія. - 2002 - № 22. - С. 74-79.
Шнюков С.Е., Андреев А.В., Заяц О.В., Савенок С.П., Маргулев В.М. Преци-зионный учет фоновых условий как основа технологии раннего обнаружения, мониторинга и прогноза развития техногенных геохимических аномалий // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. - 2002. - № 3. - С. 6-10.
Шнюков С.Є. Геохимические модели эволюции магматических систем и земной коры: потенциальный источник петрофизической и рудогенети-ческой информации // Геофиз. журн. -- 2002 -- № 6. -- С. 201-219.
Шнюков С.Є., Лазарева І.І. Геохімічне моделювання в дослідженні генетичного зв'язку магматичних комплексів та просторово асоціюючих з ними гідротермально-метасоматичних рудних родовищ // Зб. наук. праць УкрДГРІ. -- 2002. -- № 1-2. -- С. 128-143.
Шнюков С.Е., Андреев А.В., Савенок С.П., Проскурка К.С. , Маргулев В.М. Оптимальное аналитическое обеспечение формирования современных баз данных эколого-геохимического, прогнозно-поискового и петролого-геохимического назначения // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності - 2002. -- № 5-6. - C. 89-94.
Шнюков С.Є., Зінченко О.В., Доценко О.Л. Співвідношення Sr, Y та Hf в апатитах та цирконах з лужних метасоматитів Українського щита як критерій визначення їхньої генетичної належності та шліхо-мінералогічних пошуків // Матеріали наук. конф. “Проблеми геологічної науки та освіти в Україні” (Львів, 19-21 жовтня 1995 р.). -- Львів, 1996. -- С. 180-192.
Shyukov S.E., Andreev A.V., Savenok S.P. Admixture Elements in Zircons and Apatites: A Tool for Provenance Studies of Terrigenous Sedimentary Rocks // EUG 9, Strasbourg (France), 23-27 March 1997. -- Terra Nova. -- 1997. -- Vol. 9, Abstract Supplement №1. -- P. 597.
Хлонь Е.А., Шнюков С.Е., Андреев А.В., Загородний В.В., Савенок С.П. Геохімія Zr та P в гранітоїдах складного Коростенського плутону (Україн-ський щит) // Матеріали наук. конф. “Актуальні проблеми геології України” геол. ф-ту Київ. ун-ту (13-14 травня 1999 р.) -- К.: ГІКУ, 1999. -- С. 31-32.
Лазарева І.І., Шнюков С.Є., Андреев О.В., Загородній В.В., Савенок С.П. Методика мінерало-геохімічного дослідження метасоматитів Сущано-Пержанської зони (Український щит) // Там же. -- С. 17-18.
Нелюб Н.В., Шнюков С.Є., Савенок С.П., Андреєв О.В. Сучасні алювіальні відклади басейну р. Тетерів як “середня проба” дренуємої ділянки Українського щита // Там же. -- С. 26-27.
Шнюков С.Є., Андреєв О.В., Савенок С.П., Загородний В.В. Інструментальна оцінка геохімічного фону як основа виявлення слабких аномалій в пошуковій та екологічній геохімії // Матеріали наук.-техн. семінару “Проблеми прикладної геохімії” (Київ, 1_2 квітня 1999 р.) -- К., 1999. -- С. 50.
Шнюков С.Є., Хлонь О.А., Андреєв О.В., Загородній В.В., Савенок С.П. Цирконій, фосфор та легкі рідкісноземельні елементи в гранітоїдах Коростенського плутону (Український щит) // Матеріали IV Всеукраїнської міжвідомчої наради “Геологія і магматизм Українського щита” -- К.: ІГМР НАНУ, 2000. -- С. 233-234.
Shnyukov S.E., Andreev A.V., Zinchenko O.V., Khlon E.A., Lazareva I.I., Zagorodny V.V., Grinchenko A.V. Geochemical modelling of Pre-Cambrian granitoid evolution in Ukrainian Shield: petrogenetic aspects and genesis of complex rare metal, polymetalic and gold mineralization in neighbouring metasomatic zones (Korosten anorthosite-rapakivigranite pluton as an example) // Abstract volume & Field trip guidebook, 2nd annual GEODE-Fennoscandian Shield workshop on Palaeoproterozoic and Archaean greenstone belts and VMS districts in the Fennoscandian Shield (Gallivare-Kiruna, Sweden, 28 August -1 September 2000). -- Lulea: University of Technology, 2000. -- P. 37-40.
Шнюков С.Е., Сергиенко И.А. Геохимическая модель кристаллизации пег-матитового расплава (на примере пегматитов Коростенского плутона, Украинский щит) // Материалы 12-й конф. памяти К.О.Кратца “Геология и геоэкология Феноскандинавского щита, Восточно-Европейской платформы и их обрамления” (С.-Петербург, 23-25 апреля 2001 г.) - СПб, 2001. - С. 57-58.
Шнюков С.Е., Андреев А.В., Заяц О.В., Савенок С.П. Инструментальный учет фоновых условий при геохимическом картировании литологически неоднородных территорий (на примере участка дна Черного моря) // Там же. -- С. 159_161.
Shnyukov S.E. , Andreev A.V., Savenok S.P. Technique of an estimation of a structure, age and potential ore-bearings of subgliacial geologic formations of Antarctica // First Ukrainian Antarctic Meeting (1UAM2001 June 4-7, 2001, Kyiv, Ukraine). Abstracts. -- Kyiv, 2001. -- P. 105.
Сергиенко И.А., Шнюков С.Е. Растворимость циркона и монацита -- индикатор температуры кристаллизации и содержания воды в пегматитовом расплаве // Материалы междунар. конф. “Кристаллогенез и минералогия” (С.-Петербург, Россия, 17_21 сентября 2001 г.) -- СПб, 2001. -- С. 334-335.
Шнюков С.Е. Распределение иттрия в апатит-цирконовых парагенезисах: зависимость от температуры и возможность ее использования в геохи-мическом моделировании магматических процессов // Там же. -- С. 352.
Shnyukov S.E., Sergienko I.A., Zinchenko O.V., Mitrokhin A.V., Lasareva I.I., Andreev A.V., Grinchenko A.V. & Khlon E.A. Precambrian Korosten pluton (Ukrainian Shield) as a magmatic-hydrothermal ore-forming system: some contributions to a generalized geochemical model // Abstract volume & Field trip guidebook, 3rd annual GEODE-Fennoscandian Shield workshop on Palaeoproterozoic and Archaean greenstone belts and VMS districts in the Fennoscandian Shield (Sept. 10th - 16th, 2001, Russian Karelia). -- St. Petersburg: SC “Mineral”, 2001. -- P. 74-81.
Lasareva I.I., Shnyukov S.E., Zinchenko O.V. & Grinchenko A.V. Genetic relationships between mineralizations in Precambrian metasomatites of the Perga Area and the Korosten pluton granitoids (Ukrainian Shield): source of metal-bearing fluids based on geochemical modelling // Там же. -- P. 62-65.
Sergienko I.A., Shnyukov S.E., Grinchenko A.V. & Zinchenko O.V. Pegmatites within the Precambrian Korosten pluton region (Ukr. Shield): geochemistry, ore mineralization and position in granitoids magmatic evolution// Там же. - P.69-72.
Sukach V.V., Grinchenko A.V. & Shnyukov S.E. Sura structure as an Archean rift-phase greenstone belt of Ukr. Shield: Economic gold-bearing metasomatites and possible sources of ore fluids within the greenstone // Там же. -- P. 81-82.
Лазарева І.І., Шнюков С.Є. Геохімічне моделювання в дослідженні потенційної рудоносності магматогенно-гідротермальних систем // Мате-ріали наук. конф. “Актуальні проблеми геології України” геол. ф-ту Київ. ун-ту (18 квітня 2002 р.) -- К.: Київський університет, 2002. -- С. 19-20.
Shnyukov S.E. , Andreev A.V., Savenok S.P. Monitoring of the region-scale geological/metallogenic events on a basis of single-grain trace element geochemistry of zircon, monazite and apatite large detrital populations: Ukrainian Shield and some other regions as an example // International Symposium “Metallogeny of Precambrian Shields” (Kyiv, Ukraine, September 13-26, 2002).
АНОТАЦІЇ
ШНЮКОВ С.Є. Геохімія елементів-домішок в найбільш розповсюджених акцесорних мінералах. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук за спеціальністю 04.00.02 - геохімія. Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України, Київ, 2003.
У роботі розглянуті елементи-домішки найбільш розповсюджених (“наскрізних”) акцесорних мінералів (НАМ) та їх використання при дослідженні ендо- та екзогенних геологічних утворень. Запропоновані нові індикаторні пари ізоморфних елементів-домішок провідних НАМ -- циркону (Hf-Y), а також апатиту та сфену (Sr-Y). Розроблені геохімічні класифікації, які дозволяють ідентифікувати вміщуючі породи та руди за домішковим складом НАМ, реконструювати області живлення осадових басейнів і здійснювати пошуки родовищ алмазу і рідкісних металів. Запропонована модель магматичної еволюції, заснована на геохімії НАМ і їх мінералоутворюючих елементів. Її реалізація на прикладі Коростенського плутону (Український щит) продемонструвала принципове розширення можливостей геохімічного моделювання у відношенні оцінок умов функціювання і потенційної рудоносності магматичних систем. Доведена можливість використання великих теригенних популяцій циркону для дослідження історії формування континентальної земної кори. Запропонована модель її росту, яка може бути застосована для узгодження геохімічних моделей магматичних систем і системи кора -- мантія між собою і з геофізичними моделями.
Ключові слова: елементи-домішки, циркон, апатит, континентальна кора, теригенна популяція, пошуки родовищ, геохімічна модель, магматична система.
ШНЮКОВ С.Е. Геохимия элементов-примесей в наиболее распространенных акцессорных минералах. Диссертация на соискание ученой степени доктора геологических наук по специальности 04.00.02 - геохимия. Институт геохимии, минералогии и рудообразования НАН Украины, Киев, 2003.
В работе рассмотрены элементы-примеси наиболее распространенных (“сквозных”) акцессорных минералов (САМ) и их использование при исследовании эндо- и экзогенных геологических образований. Предложены новые индикаторные пары изоморфных элементов-примесей ведущих САМ -- циркона (Hf-Y), а также апатита и сфена (Sr-Y). Разработаны геохимические классификации, которые позволяют идентифицировать вмещающие породы и руды по примесному составу САМ, реконcтруировать области питания осадочных бассейнов и осуществлять поиски месторождений алмаза и редких металлов. Предложена модель магматической эволюции, основанная на геохимии САМ и их минералообразующих элементов. Ее реализация на примере Коростенского плутона (Украинский щит) продемонстрировала принципиальное расширение возможностей геохимического моделирования в отношении оценок условий функционирования и потенциальной рудоносности магматических систем. Показана возможность использования больших терригенных популяций циркона для исследования истории формирования континентальной земной коры. Предложена модель ее роста, которая может быть применена для согласования геохимических моделей магматических систем и системы кора -- мантия между собой и с геофизическими моделями.
Ключевые слова: элементы-примеси, циркон, апатит, континентальная кора, терригенная популяция, поиски месторождений, геохимическая модель, магматическая система.
SHNYUKOV S.E. Trace element geochemistry of wide-spread accessory minerals. A thesis submitted for the degree of Doctor of Geological Sciences on speciality 04.00.02 - Geochemistry. Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2003. Trace element geochemistry of wide-spread accessory minerals (WSAM: zircon, apatite, monazite, titanite etc.) and its applications were considered. Following results are the main contribution of this work.
Geochemical classification of the main WSAM in accordance with their host rock and ore types. Large geochemical data set (N = ~6000) for trace elements (Hf, Y, Th, U, Pb, Sr etc.) content in zircons and apatites (single-grain determinations obtained by means of XRF_MP/SG version of milliprobe X_ray fluorescence analysis) being summarized in this work serve as a basis for this classification. The reliability of data obtained via XRF_MP/SG were compared with LAM_ICP_MS results. Bivariate discriminant diagrams Hf_Y (zircon) and Sr_Y (apatite) and additional information on some other indicator elements (Th, U, LREE) were used in it to recognise zircon and apatite host rock/ore types. It is important because the large detrital populations of these accessory minerals reflect provenance. XRF_MP/SG (much more simple and cheaper technique than LAM_ICP_MS) which allows to determine the mineral single-grain mass besides trace element concentrations is a sufficient analytical basis for suggested classification. It was widely applied in this work to provenance studies of sedimentary rocks as well as to significant metallogenic events (formation of kimberlites, alkaline rocks, carbonatites etc.) determination and mineral exploration based on regional-scale heavy mineral sampling. Examples of such application confirm the effectivenes of the proposed approach.
Geochemical models of the closely connected magmatic and magmatic-hydrothermal ore-forming systems. Proposed models are based on a set of equations for trace element behaviour during the melt crystallization/partial melting (Rayleigh -- Neumann -- Ryabchikov -- Shaw et al.) and WSAM's solubility equations (Watson -- Harrison -- Montel), which are mainly use to derive the model evaluation of the temperature (Tmodel) and fluid regimes of the magmatic system from the whole-rock geochemical data. Furthermor this models include some new contributions: (1) specially calibrated vs. 1/T(K) dependence with the equation for the inverse problem solution (; , = Y content in coexistent apatite and zircon respectively) which allows to confirm obtained Tmodel values (key input parameter for most of calculations), (2) equations for calculation of the fluid/melt distribution coefficient (KF/L = CF/CL; CF, CL = element content in the fluid and melt respectively) and the model element composition of the hydrothermaly altered rocks, (3) procedures for determination of the initial magma source, estimation of the corresponding degree of partial melting and identification of the comagmatic rock series. These constituents may be resulted in generalized geochemical model of the magmatic/magmatic-hydrothermal system. Such generalized geochemical model was designed for Korosten anorthosite-rapakivigranite pluton (Ukrainian Shield) and associated altered rocks.
WSAM's application to crustal growth reconstruction. The study of the crustal evolution is an important task of the regional geological investigations within the Precambrian shields and other regions. Modern models (McCulloch -- Bennett) are based on the estimation of the rate of growth of the continental crust at the expense of the extraction from the depleted mantle. This estimation is a key input parameter to account the evolving trace element compositions of the crust and depleted mantle assuming the partial melting process as a main mechanism for the mantle-to-crust element transfer. Current data about the rates of crustal growth are based on areal distribution of rocks and their Sm-Nd and U-Pb age determinations. Corresponding standard procedures require too murch time and costs. Comparable but much more cheaper and results may be derived from single-grain trace element geochemistry of WSAM's large detrital populations that reflect provenance (age, composition and volume content of rocks within the drained area/crustal block). An application of the proposed method to crustal history reconstruction confirms its effectivenes. Suggested model of crustal growth is closely related to McCulloch -- Bennett (Sm_Nd ) model.
Generalized geochemical models of magmatic/magmatic-hydrothermal ore-forming systems and models of crustal growth are closely connected. Determination of the initial magma source and estimation of the corresponding degree of partial melting in the models of the first type create a need for information about evolving element content in crust and mantle (input parameter). These data may be derived from the models of the second type. Final geochemical models of the magmatic systems allow to predict the composition of the restite and cumulative rocks within magma sources and magma chambers respectively, as well as their physical properties. Such potentialities of the geochemical models may be regarded as a basis for their integration in various geophysical models.
Key words: trace elements, zircon, apatite, detrital population, provenance studies, mineral exploration, geochemical model, magmatic system, fluid, continental crust.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
- Вплив опромінювання на забарвлення берилу Волині та на стан домішкових іонів заліза у його структурі
Проблема забарвлення берилу. Штучне радіаційне опромінення мінералів. Загальні поняття та методики штучної зміни кольору берилів. Внутрішня будова пегматитів Володарськ-Волинського родовища. Вплив опромінення на стан молекулярних сполук у мінералах.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 20.02.2012 Загальні та особливі класифікаційні властивості різних груп мінералів, їх діагностичні ознаки, зовнішній вигляд, колір та якості (фізичні та хімічні). Генезис та найвідоміші родовища природних мінералів, особливості їх практичного застосування.
методичка [3,7 M], добавлен 11.11.2010Чинники для формування печер: морфогенетичні особливості, обводненість, перепад тиску. Будова найбільших печер світу - тектонічних, ерозійних, льодових, вулканічних і карстових та їх поширення на материках. Приклади використання цих геологічних об’єктів.
курсовая работа [537,3 K], добавлен 14.04.2014Стан оцінки чинників формування рельєфу низовинної частини Північного Причорномор’я на морфолого-морфометричні особливості земної поверхні. Генезис та динаміка рельєфу, його формування, вияв і розвиток сучасних екзогенних геоморфологічних процесів.
статья [23,9 K], добавлен 11.09.2017Поняття мінералу як природної хімічної сполуки кристалічної будови, що утворюється внаслідок прояву геологічного процесу. Класифікація мінералів, їх структура та хімічні властивості. Мінеральний склад земної кори. Біогенні та антропогенні мінерали.
реферат [1,6 M], добавлен 24.04.2013Ресурси та використання поверхневих вод Рівненщини. Характеристика річкового стоку, природних та штучних водойм області. Гідрогеологічна характеристика артезіанських басейнів р. Іква. Активізація сучасних екзогенних процесів. Управління водним басейном.
курсовая работа [296,7 K], добавлен 06.05.2015Практичне використання понять "магнітний уклон" і "магнітне відхилення". Хімічні елементи в складі земної кори. Виникнення метаморфічних гірських порід. Формування рельєфу Землі, зв'язок і протиріччя між ендогенними та екзогенними геологічними процесами.
контрольная работа [2,7 M], добавлен 15.06.2011Ізотопні методи датування абсолютного віку гірських порід та геологічних тіл за співвідношенням продуктів розпаду радіоактивних елементів. Поняття біостратиграфії, альпійських геотектонічних циклів та Гондвани - гіпотетичного материку у Південній півкулі.
реферат [30,8 K], добавлен 14.01.2011Характеристика сировини та готової продукції гірничодобувного комплексу. Вплив геологорозвідувальних робіт гірничих розробок на повітряний та водний басейн, рослинний та тваринний світ. Охорона використання земель при видобутку корисних копалин.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 04.11.2010Сутність, значення та використання вугілля. Особливості властивостей та структури вугілля, просторове розташування його компонентів. Характеристика пористості вугілля, процес його утворення. Спосіб видобутку вугілля залежить від глибини його залягання.
презентация [2,5 M], добавлен 13.05.2019Вибір, обґрунтування, розробка технологічної схеми очисного вибою. Вибір комплекту обладнання, розрахунок навантаження на лаву. Встановлення технологічної характеристики пласта і бічних порід для заданих гірничо-геологічних умов при проектуванні шахти.
курсовая работа [587,3 K], добавлен 18.05.2019Збір вертикальних навантажень на фундамент. Прив’язка будівлі до рельєфу місцевості. Проектування окремо стоячого фундаменту на природній основі, розрахунок його із забивних паль та у пробитих свердловинах. Визначення підтоплення майданчика чи території.
курсовая работа [557,2 K], добавлен 13.02.2011Аналіз та дослідження процесу навантажування рухомих елементів свердловинного обладнання за допомогою удосконалених методик та засобів його оцінки. Вплив навантаженості на втомне і корозійно-втомне пошкодження. Гідравлічний опір каротажних пристроїв.
автореферат [152,8 K], добавлен 13.04.2009Фізико-географічна характеристика Північно-Західного Причорномор’я. Основні тенденції змін клімату у межиріччі. Визначення змін кліматичних чинників формування стоку та характеристик стоку річок. Попередній аналіз даних гідрохімічного складу вод.
курсовая работа [682,9 K], добавлен 22.12.2014Магматизм і магматичні гірські породи. Інтрузивні та ефузивні магматичні породи. Використання у господарстві. Класифікація магматичних порід. Ефузивний магматизм або вулканізм. Різниця між ефузивними і інтрузивними породами. Основне застосування габро.
реферат [20,0 K], добавлен 23.11.2014Географо-економічна та геологічна характеристика району робіт з виявлення родовища опоки, придатної для виробництва кремнезиту та активних мінеральних домішок. Властивості корисної копалини та методика підрахунку її запасів на Барвінківській ділянці.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 21.06.2011Магматичні гірські породи, їх походження та класифікація, структура і текстура, форми залягання, види окремостей, будівельні властивості. Особливості осадових порід. Класифікація уламкових порід. Класифікація і характеристика метаморфічних порід.
курсовая работа [199,9 K], добавлен 21.06.2014Особливості геологічної будови, віку і геоморфології поверхні окремих ділянок видимої півкулі Місяця та їх моделювання. Геолого-геоморфологічна характеристика регіону кратерів Тімохаріс та Ламберт. Розвиток місячної поверхні в різних геологічних ерах.
курсовая работа [855,4 K], добавлен 08.01.2018Види водозабезпечення і водопостачання населення та галузей господарства. Промисловість як головний учасник водогосподарського комплексу. Доля комунально-побутового водопостачання в загальному водоспоживанні, його принципи та головні особливості.
реферат [24,1 K], добавлен 19.12.2010Формування мінерально-сировинної бази України. Прогнозні ресурси первинного каоліну в країні. Шебелинське родовище крейди і глини. Ефективність та перспективи використання мінерально-сировинних родовищ. Загальнодержавні програми розвитку сировинної бази.
реферат [1,0 M], добавлен 26.04.2015
