-2. ПАУ - геохимические индикаторы гидротермального процесса

ПАУ присутствуют и во всех гидротермальных образованиях. Закономерности их распространения были отмечены в работе (Диагностика ..., 1968), где сделан вывод о наиболее высоком количестве и разнообразии ПАУ на последних (низкотемпературных) стадиях гидротермального процесса. На ряде гидротермальных рудных месторождений ПАУ встречаются не только в рассеянном виде, но и в виде кристаллических выделений воронена (минерал карпатит) или нафтобензпирена и 1,12-бензперилена (минерал идриалин) (Алексеева и др., 1978). В последние годы были получены новые сведения о распределении ПАУ в гидротермальных минералах (Оглоблина и др., 1983; Флоровская и др., 1979, 1985).

Состав ПАУ в гидротермальных минералах зависит от геологических условий. В более высокотемпературных образованиях преобладают малокольчатые структуры (нафталины, фе-нантрены), в низкотемпературных увеличивается количество более конденсированных молекул: пирена, 3,4-бензпирена, 1,12-

бензперилена, нафтобензпирена. Эти содержания представлены в основном незамещенными структурами. В нефти такие голоядерные молекулы, как правило, не обнаруживаются. Промежу-точныое положение занимает нефть, выделяющаяся из современных гидротерм в кальдере Узон на Камчатке; наряду с набором алкилзамещенных гомологов нафталина, фенантрена, бензфлуоре-нов в соотношениях, характерных для обычной нефти, в Узонской нефти обнаружено заметное количество голоядерных молекул: 3,4-бензпирена, перилена, 1,12-бензперилена. Подобный характер имеет распределение ПАУ в древних кристаллических породах, подстилающих нефтеносный осадочный чехол в Татарии (Новые данные ..., 1985). Таким образом, для углеводородов гидротермальных растворов характерно широкое распространение конденсированных ароматических молекул.

Наиболее яркое выражение информационной роли ПАУ в индикации следов гидротермальной деятельности в географической оболочке - связь этих углеводородов с гидротермальными рудными месторождениями. Большинство гидротермальных рудных месторождений разрабатывается вблизи земной поверхности, поэтому ореолы углеродистых веществ, в частности ПАУ, на этих месторождениях встречаются непосредственно в компонентах ландшафтно-геохимических систем - корах выветривания, почвах.

Особенно четко эта связь проявляется на ртутных месторождениях. Лля этих месторождений в любых типах вмещающих пород - кристаллических и осадочных - характерно присутствие широкого спектра углеродистых веществ в ассоциации с рудными жильными минералами (Федорчук, 1969; Лазаренко, 1963; Бабкин, 1966). Такой парагенезис еще раз подтверждает тесную связь ртутной дегазации земли с потоками углеводородов. Высказаны соображения, что ртуть в земной коре мигрирует в гидротермальных системах частично в форме ртутьорганических соединений (Слободской, 1981; Озерова, Пиковский, 1985).

Связь углеродистых веществ и ПАУ с гидротермальными образованиями рассмотрена на примерах современных гидротерм кальдеры Узон на Камчатке и двух рудных Чукотских месторождений: ртутно-сурьмянного (Пламенное) и ртутно-вольфрамового (Тамватней).

Современные гидротермы. Узонская гидротермальная система является частью Узон-Гейзерной системы с очагами разгрузки в кальдере вулкана Узон. Глубинные высокотемпературные, преимущественно хлоридно-натровые, воды выводятся на поверхность по глубинному разлому в породах фундамента, заложенного до образования кольцевой вулканической структуры. Северо-западная часть кальдеры осложнена молодой котловиной диаметром до 5 км. Эта котловина имеет взрывную природу и дешифрируется в виде воронки, заполненной материалом пониженной плотности. Глубина воронки не более 2 км (Карпов, Павлов, 1976). Взрывная воронка заполнена раздробленным материалом алевропелиювых и псаммитовых туфов кислого состава, горизонтами пемзовых туфов и туфобрекчий четвертичного возраста. Борта и фундамент кальдеры сложены плотными массивными базальтами с очень низкими фильтрационными свойствами, а на базальтовом фундаменте залегают озерно-осадочные образования и рыхлый грубообломочный материал с более высокой проницаемостью. В недрах Узонской структуры сформировалась водонапорная система, состоящая из гидравлически связанных горизонтов грунтовых, артезианских и трещинных вод тектонических разломов.

Важной особенностью кальдеры Узон является совпадение в плане зоны разгрузки термальных вод и области глубинного нагрева, что связано с крутым падением тектонических разломов, по которым поступают глубинные высокотемпературные флюиды, и узкой локализацией водовмещающих комплексов пород. В зоне разгрузки термальных вод имеются источники самого разнообразного состава: хлоридно-натровые, сульфатно-хлоридные, хлоридно-сульфатно-натровые, гидрокарбонатные. По данным Г.Ф. Пилипенко (1974), основные воды, несущие определенный процент эндогенного вещества,- это поступающие по разлому высокотемпературные хлоридно-натровые растворы, а все остальные типы генетически связаны с ними и являются продуктом их приповерхностной дифференциации. Специфическими глубинными компонентами термальных растворов считаются СОг, Н2, СН4, С1, В, Л, БЬ, Аз, РЬ, Нб.

Углеводороды были зафиксированы в составе гидротермальных газов, отобранных на Центральном фумарольном поле из мелких ручных скважин и грязевых котлов. Основные компоненты этих газов углекислота (73,3-98,8%) и азот (0,1-18,9%). Всюду встречается метан (от следов до 1,7%), реже - тяжелые углеводороды (до 0,01%).

При обследовании Центрального фумарольного поля (рис. 10) во многих закопушках, сделанных вблизи грязевых котлов и источников на поверхности горячей воды, мгновенно заполняющей яму, при температурах 85-95°С конденсируются маслянистые вещества зеленого цвета или бесцветные без резкого запаха. На открытом воздухе или в колбе вещество быстро окислялось: цвет становился коричневато-бурым, увеличивалась вязкость. По внешнему виду и составу вещество можно отнести к разновидности нефти.

Состав нефти из кальдеры У зон приведен в табл. 23. Надо отметить, что данные по составу относятся к веществу, в известной мере изменившемуся в гипергенных условиях. Судя по цвету первичных капель, сконденсировавшихся на поверхности горячей воды, нефть первоначально должна была содержать достаточно заметное количество ненасыщенных соединений, которые затем быстро вступают в реакцию.

Углеводороды в кальдере Узон ассоциируют с серой, мышьяком, ртутью и другими рудообразующими химическими элементами. Вместе с нефтью на поверхности воды в закопушках появлялись реальгар, аурипигмент, самородная сера. В непосредственной близости от одной из закопушек с конденсирующейся нефтью в шурфе Г.А. Карповым была обнаружена самородная ртуть в ассоциации с самородной серой.

В углеродистом веществе, извлеченном из различных продуктов гидротермальной деятельности, определены полициклические ароматические углеводороды, имеющие важное значение для расшифровки геохимических процессов, связанных с образованием и миграцией углеродистого вещества (Пиковский и др., 1987). Полициклические ароматические углеводороды были изучены в составе нефти, в органическом веществе термальных источников различного состава, в гидротермально измененных породах Центрального фумарольного поля, отобранных с различных глубин

Распространение повышенных концентраций органиччес-кого углерод^, битуминозных веществ и ртути на восточном термальном поле кальдеры Узок

Рис. 10. Распространение повышенных концентраций органиччес-кого углерод^, битуминозных веществ и ртути на восточном термальном поле кальдеры Узок: 1 - контуры термального

поля; 2 - воронки термальных озер; 3 - «линии разрывных нарушений; 4 ~ термальные источники; 5 - нефтепроявления; 6 - пункты с содержанием Сорг в грунтах больше 0,4%; 7 -пункты с содержанием ртути в грунтах больше 0,001%; 8 - участки повышенных содержаний битуминозных веществ в грунтах (больше 0,01%)

Состав нефти, сконденсированной на поверхности горячей водм в кальдере Узон

Таблица 23

Температур-

Показатель

Молеку-

Групповой состав, %

ные пределы

кипения

фракций, °С

Плотность

прелом

ления

лярная

масса

арома

тичес

кие

наф

тено

вые

мета

новые

  • 95° С
  • (нач.кипения)

0,8287

96-200

0,8287

1,4618

25,7

15,6

58,7

200-250

0,8420

1,4633

21,6

0,0

66,9

250-300

0,8907

1,4700

231

21,3

0,0

66,4

300-350

0,9486

1,4935

262

19,3

21,0

42,5

350—400

0,9486

1,5355

308

29,5

31,0

20,2

400-415

остаток

0,9767

1,5525

378

27,5

57,1

0,0

по скважине. Отдельно были изучены твердые углеродистые включения, находящиеся в измененных породах в виде точечных включений (диаметром до 0,5 мм).

Результаты исследований показывают, что среди гидротермальных продуктов кальдеры Узон имеют место несколько типов распределения полициклических ароматических углеводородов.

В табл. 24 приведены результаты изучения ПАУ в пробах Узонских нефтей и сравнение этих данных с нефтяными выходами на Камчатке (Богачевка) и других регионов, а также с битуминозным веществом кимберлитов и некоторых гидротермальных образований. Эти данные показывают, что распределение ПАУ в Узонской нефти не отличается принципиально от Богачевской на Камчатке, особенно от отобранной из естественного выхода. Обе нефти содержат алкилзамещенные гомологи нафталина, бензфлу-орена, фенантрена, пирена, 3,4-бензпирена, а также голоядерные углеводороды: 3,4-бензпирен, пирен, 1,12-бензперилен, перилен. Количество голоядерных структур в этих нефтях примерно 1-2% от всех ПАУ. В Богачевской нефти их количество даже выше, чем в Узонской. ПАУ Камчатских нефтей отличаются от типичных нефтей нефтяных месторождений прежде всего присутствием голоядерных структур. Нефти месторождений содержат, как правило, только их алкилзамещенные гомологи. Наличие голоядерных структур сближает Узонскую и Богачевскую нефть с битуминозным веществом гидротермальных минеральных ассоциаций. Вместе с тем последние резко отличаются от Камчатских нефтей: голоядерных структур в них в 3-20 раз больше, чем в нефтях, а среди алкилзамещенных ПАУ основную роль играют нафталины и фенантрены, тогда как в нефтях много к тому же пиренов и бензфлуоренов.

Таким образом, Узонская и Богачевская нефти по составу ПАУ занимают как бы промежуточное положение между типичными нефтями и битуминозным веществом гидротермальных образований.

Составы нефтей кальдеры Узон и Богачевской площадей в целом не одинаковы. Распределение алкилзамещенных ПАУ в Богачевской нефти ближе к обычной нефти: соотношение фенан-тренов и пиренов в Богачевской нефти аналогично нефтям из нефтеносных районов (более тяжелые пирены существенно преобладают над фенантренами), тогда как нефть кальдеры Узон по этим компонентам носит ярко выраженный гидротермальный “фе-нантреновый” характер. Но данным Е.И. Кудрявцевой и др. (1980), Богачевская нефть по другим характеристикам ближе к обычным нефтям, чем нефть У зона. Богачевские нефти близки к типичным, тогда как Узонская характеризуется резкой аномалией в содержании фитана и пристава и их соотношении, а также преобладанием четных н-алканов над нечетными. При этом нефть, сконденсированная при более низких температурах, ближе к Богачевской, чем

Распределение полициклических ароматических веществ в нефти кальдеры Уэон и в других геологических объектах

У г леводороды

Нефть

кальдеры

Узон

(1981)

Нефть

кальдеры

Узон

(1982)

Богачевская

п лощадь

естест

венный

выход

Богачев

ская

площадь

скв. 37

Нефти

нефтяных

место

рождений

Флюориты

гидротер

мальных

место

рождений

Кимберлиты

Содержание ПАУ в

нефти, в %

0,5

1,0

0,5

0,3

1,4-1,3

Алкилзамещенные гомологи в % от ПАУ

нафталины

53,0

62,0

71,0

70,0

45,0-65,0

78,0-92,0

68,0

бензфлуорены

0,8

6,4

8,0

4,7

0,9-2,5

0,1-0,5

0,7

фенантрены

18,5

8,0

7,0

8,0-21,0

2,1-7,1

8,6-10,3

пирены

2,1

11,9

9,2

16,0

14,0-25,0

0,0-2,3

2,6-2,8

хризены

не обн.

не обн.

1,0-6,0

3,4-бензпирены

0,4

0,2

0,6

1,2

0,1-0,9

Незамещенные (голоядерные) в % от ПАУ

пирен

не обн.

не обн.

1,7

2,8-16,1

8,4-18,8

3,4-бензпирен

не обн.

0,2

0,02

0,01-0,05

1,12-бензперилен

не обн.

0,2

0,24

0,4-2,0

0,6-1,3

перилен

0,4

0,4

0,51

со

*4

нефть в высокотемпературных выделениях. Изотопный состав углерода Узонской нефти (613С - 21,6) тяжелее, чем состав углерода Богачевской нефти (613С - 27,9) (Кудрявцева и др., 1980). Таким образом, Узонская нефть более близка к гидротермальным образованиям, чем Богачевская, и, по-видимому, находится на более раннем этапе эволюции гидротермальной нефти.

Обнаруженные особенности в распределении ПАУ в кальдере У зон не позволяют считать источником как нефти в целом, так и ПАУ органическое вещество поверхности или верхних горизонтов осадочно-вулканических пород термальных полей кальдеры. Эти соединения - углеводородные составляющие гидротермальной системы. Они выносятся газопаровой смесью по разлому из более глубоких частей кальдеры и конденсируются при снижении температуры на поверхности грунтовых вод.

Можно предположить общий генезис Узонской и Богачевской нефти или во всяком случае участие гидротермальных явлений в миграции Богачевской нефти.

Таким образом, наше исследование выявило три существенных особенности локализованных литосферных потоков: 1) углеводороды переносятся в газопаровой гидротермальной смеси и выделяются в отдельную фазу при падении температуры и давления; 2) по одним и тем же каналам с углеводородами (а возможно, и в виде комплексных соединений) мигрируют другие глубинные элементы, в частности ртуть; 3) в составе углеводородного флюида имеются полициклические ароматические углеводороды - характерная составная часть углеродистых соединений гидротерм. Эти особенности для литосферных потоков углеводородов носят, по-видимому, общий характер.

Ртутные гидротермальные месторождения. Месторождение Пламенное находится в Охотско-Чукотском вулканогенном поясе. Непосредственно в районе месторождения развиты преимущественно моноклинально залегающие породы нижнемелового возраста, представленные пачками крупно- и мелкопорфировых липаритов. Рудное поле вытянуто вдоль Олептытынской зоны разломов северо-западного простирания, состоящей из крутопадающих, кулисообразно расположенных разломов, осложненных серией более мелких нарушений, к участкам максимальной концентрации которых и приурочены гидротермально-измененные породы с рудной минерализацией.

Киноварное с антимонитом оруденение, отмечающееся в верхней части пачки крупнопорфировых липаритов, образует линзовидные тела неправильной формы с нечеткими контурами. Особенностью месторождения являются резкие колебания соотношений ртути и сурьмы в отдельных рудных телах - от преобладающих ртутных к существенно сурьмяно-ртутным до почти монометалльных сурьмяных. Проведенное изучение вещественного состава и текстурно-структурных особенностей руд позволяет говорить о преимущественно метасоматическом характере отложения рудного вещества, которое происходило в течение одной ртутной стадии, отделенной во времени от предшествующего гидротермального изменения пород, выраженного в окварцевании, гидрослюдизации и пиритизации.

В рудной стадии формировались две парагенетические ассоциации минералов - кварцево-антимонитовая и несколько более поздняя кварцево-киноварная. Макроскопически различимые битумы в породах и рудах на месторождении не обнаружены.

Лля 237 образцов пород и руд, отобранных в канавах через 15-20 на Заветном, Центральном и Заозерном участках месторождения и за его пределами (в 3-5 км), был проведен общий люминесцентно-битуминологический (в хлороформе) анализ. В 201 пробе изучены квазилинейчатые спектры люминесценции полициклических ароматических углеводородов (Вершковская и др., 1972).

Во всех изучавшихся пробах были обнаружены дисперсные битуминозные вещества и определены их содержания (табл. 25).

Таблица. 25

Распределение битумоидов по данным люминесцентно-битуминологиуеского анализа в породах и рудах месторождения Пламенное

Породы,

РУДЫ

Число

анали

зов

Содержание хлороформного биту-моида п • 10~4%

<7

Тип

битумоида

Породы неизмененные

крупнопорфировые липариты

12

11,6

6,8

ЛБА

мелкопорфировые липариты

5

9,4

бд

ЛБА

Г идротермально-измененные

породы

крупнопорфировые липариты

141

20,5

23,5

ЛБА,

МБА (МСБА)

мелкопорфировые липариты

22

19,5

11,2

МБА (ЛБА)

Руды

киноварные

11

34,5

17,0

МБА, ЛБА, МСБА

сурьмяные

13

17,1

14,4

МБА, ЛБА

Легко заметить, что в неизмененных липаритах среднее содержание битумоидов и дисперсии примерно одинаковы, но ниже, чем в тех разностях пород, подвергшихся гидротермальному изменению (неравенство средних в сопоставляемых разностях проверялось с применением параметрического критерия Стьюдента). Максимальное содержание битумоидов приурочено к киноварным

А

О 100 200 м

1 ^ 1 СШ32 ЕЗз ь--14 I С^?15

Г^Зб ПГ^17 ЕЕ38 Е^39 Ргггцо

Рис. 11. Распределение ртути, битумоидов и ПАУ в рудном теле и околорудном пространстве месторождения Пламенное: А: I - гидротермальноизмененные липариты; 2 - рудное тело. Б: 1 -липариты; 2 - андезиты 2 - разломы; 4 ~ канавы; 5- ртутное рудное тело; о - контур ртутного ореола; 7 - контур распространения интенсивной сурьмяной минерализации; 8 - участки, обогащенные гомологом пирена; 9 - участки, обогащенные короненом; 10 -участки с повышенной битуминозностью пород

рудам, где наблюдается прямая зависимость между содержанием ртути и битумов (рис. 11).

Увеличение общего содержания битумоидов сопровождалось изменением их типа. В неизмененных породах преобладают легкие низкомолекулярные углеводороды, в измененных породах и рудах. существенную роль играют маслянистые и появляются маслянисто-смолистые битумоиды. В битуминозном веществе изучавшихся руд и пород при помощи тонкоструктурной люминесцентной спектроскопии при низких температурах были идентифицированы индивидуальные полициклические ароматические углеводороды: 3,4-бензпирен, 1,12-бензперилен, перилен, коронен, один из гомологов пирена (табл. 26).

Таблица 26

Распределение полициклических ароматических углеводородов в породах и рудах месторождения Пламенное (число проб, в которых встречены полициклические ароматические углеводороды в количествах, превышающих следы, %)

Полициклические

ароматические

углеводороды

Неизмененные

породы

Г идротермально-

измененные липариты

Руды

липириты

анде

зиты

крупно

порфи

ровые

мелко-

порфи

ровые

крупно-

порфи

ровые

мелко

порфи

ровые

сурь

мяные

ртут

ные

Число проб

9

3

4

141

22

11

11

3,4-бензпирен

100,0

100,0

75,0

65,3

77,5

91,0

100,0

1,12-бензперилен

22,2

0

25,0*

29,7

22,7

5,5

72,7

Перилен

0

0

0

29,7

73,0

0

72,7

Гомолог пирена

0

0

0

4,2

0

0

27,3

* Единичные пробы

За пределами зон гидротермального изменения в породах встречаются, как правило, только 3,4-бензпирен и иногда 1,12-бензперилен. В рудоносной зоне к указанным углеводородам прибавляются перилен, коронен и один из гомологов пирена. При этом отмечается локальная приуроченность последних трех углеводородов к определенным типам пород и руд. Перилен широко распространен в мелкопорфировых измененных липаритах и ртутных рудах, реже встречается в крупнопорфировых измененных липаритах. Гомолог пирена установлен в крупнопорфировых липаритах преимущественно в пределах ртутного ореола, в том числе на наиболее обогащенном киноварью участке. Коронен обнаруживает четкую приуроченность к участкам интенсивной сурьмяной минерализации (контур его распространения находится в пределах сурьмяного ореола). Обращает на себя внимание то, что перилен и коронен ни разу не встретились вместе в одной пробе, что как будто согласуется с разобщением преимущественно ртутных и преимущественно сурьмяных участков на месторождении (см. рис. 11).

Таким образом, в ходе гидротермального процесса последовательное образование определенных минеральных парагенезисов (от дорудных изменений до выделения кварцево-антимонитовой минеральной ассоциации и завершающей кварцево-киноварной ассоциации), видимо, сопровождалось таким же последовательным появлением определенных углеводородов, а именно: коронена с кварцево-антимонитовой ассоциацией, перилена и гомолога пирена с кварцево-киноварной ассоциацией.

Таким образом, изучение содержания и состав дисперсных углеродистых веществ в кислых эффузивах на сурьмяно-ртутном месторождении Пламенное и за его пределами в однотипных породах позволяет сделать следующие выводы.

  • 1. Содержание битуминозных веществ в кислых эффузивах несколько увеличивается при гидротермальном изменении пород, особенно при наложении оруденения. Одновременно битумоиды легкого типа сменяются маслянистыми, а в отдельных пробах появляются битумоиды маслянисто-смолистого типа.
  • 2. Наибольшим многообразием индивидуальных полициклических ароматических углеводородов характеризуются рудоносные зоны, при этом отмечается приуроченность перилена и гомолога пирена к ртутному, а коронена - к сурьмяному оруденениям.

Приведенные факты свидетельствуют о генетической связи углеродистых веществ с гидротермальным ртутно-сурьмяным оруденением. С рудным и пострудным процессами были связаны литосферные потоки углеводородов, которые привели к формированию ореолов рассеяния углеводородов и битуминозных веществ, локализованных вокруг рудных полей. Эти ореолы фиксируются в коренных породах и коре выветривания, выходящих на дневную поверхность, и составляют часть геохимической структуры ландшафта.

Примером месторождения, в котором можно изучать все разнообразие природных углеродистых образований, связанных с гидротермальным процессом, является низкотемпературное вольфрамово-ртутное месторождение Тамватней в Карякском Нагорье. Месторождение приурочено к тектоническому контакту гипербазитового массива с вулканогенно-терригенными породами. Рудовмещающие породы - апогипербазитовые серпентиниты (прослеживаются около 2 км) и песчаники. С ними связаны и два типа метасоматитов: кварц-диккитовый, разви

вающийся по терригенным породам, и лиственитовый (опал-карбонатный, кварц-карбонатный, сульфидно-кварцевый, кварц-халцедон-карбонатный). Рудные тела имеют столбообразную форму. Руды комплексные: вольфрамово-ртутные, ртутные,

мышьяковые, мышьяково-сурьмяно-ртутные, высокосульфидные. В составе руд преобладают марказит, киноварь, пирит, реже сульфиды мышьяка, кобальта и никеля. Вольфрам представлен гюбнеритом, шеелитом, тунгстеиитом и меймакитом. На месторождении установлена вертикальная продольная зональность первичного поэлементного ореола (снизу вверх и от тыла к фронту): Мо, Со, N1, Бп-Си, РЬ, гп-У, ве, Hg-Ag, БЬ, Ав. На месторождении выделяется несколько участков с различными типами оруденения и безрудные. С ними связаны различные типы вмещающих пород и метасоматитов.

Процесс битумообразования на Тамватнейском месторождении был составной частью процесса рудообразовалия и гидротер-мально-метасоматических изменений горных пород. В результате здесь сформировалась крупная битумная аномалия, состоящая из различных генераций углеродистых веществ, завершивших основные этапы рудообразования на месторождении. В ореолах и рудах месторождения установлены графит, антраксолиты, кериты, асфальтиты, асфальто- и мальтоподобные вязкие и жидкие углеродистые вещества, кристаллические выделения полициклических ароматических углеводородов - минералов карпатита и кертиси-та (идриалина). В составе газово-жидких включений установлен метан. Все эти вещества присутствуют в виде макровключений в породах и минералах и в диспергированной (рассеянной) форме.

Количество и состав рассеянных битуминозных веществ (БВ)1 отчетливо дифференцируются в зависимости от условий рудообразования, характера оруденения, типа изменения вмещающих пород. Осадочные породы по распределению БВ принципиально не отличаются от метасоматитов и других неосадочных пород. Среднее содержание БВ в безрудных районах в 2-5 раз ниже их среднего содержания в рудных районах. Среднее содержание БВ в метасоматитах кварц-диккитового типа 0,25%. Две трети проб здесь содержат БВ смолисто-асфальтенового и смолистого типа и только 3% проб - легкого маслянистого типа. Треть проб представлена маслянисто-смолистым типом БВ. Типы БВ в рудных зонах хорошо дифференцированы: с ртутными или мышьяковыми рудами связан или только

смолисто-асфальтеновый, или маслянисто-смолистый типы БВ, что, по-видимому, отражает различные генерации рудных тел. В метасоматитах лиственитового типа содержание БВ в среднем составляет 0,1%. Тяжелые смолисто-асфальтеновые и смолистые БВ составляют-здесь всего 40% проб, остальные представлены веществом маслянисто-смолистого, маслянистого и маслянистого легкого типа. Смолисто-асфальтеновые БВ в этом типе метасоматитов встречаются только в рудных районах. Общее содержание БВ нарастает в направлении более низкотемпературных стадий

* Исследования битуминозных веществ и ПАУ месторождения Тамватней предприняты по инициативе и при участии П.Н. Горчакова. В них принимали участие З.А. Жидкина, А.И. Оглоблина, Л.Ю. Панова, М.Е. Раменская.

оруденения. Параллельно с этим растет и доля высокомолекулярных БВ (рис. 12).

В составе БВ разных типов, как рассеянных, так и в виде макровключений, присутствуют полициклические ароматические углеводороды: коронен, нафтобензпирен, 1,12-бензперилен, пирен, 3,4-бензпирен, алкилзамещенные гомологи нафталина, бензфлу-оренов, хризена, пирена и фенантренов. Характерной чертой распределения ПАУ на месторождении является их приуроченность к рудным телам. Даже на рудных участках за пределами рудных тел количество ПАУ заметно снижается или они не обнаруживаются вовсе. Не обнаружены ПАУ и в скважинах на безрудных участках.

Исключительно важная роль ПАУ в процессах формирования месторождения отражается в выделении значительных, по сравнению со всеми известными месторождениями, кристаллов ПАУ в виде карпатита и идриалина. ПАУ сопровождают выделения и других углеродистых веществ в рудных зонах месторождения. В кварц-карбонатных лиственитах с киноварной минерализацией имеет место наложение друг на друга разных генераций УВ: черные включения керитового типа, сопутствующие киноварной минерализации (около 3% ПАУ), и коричневые остроугольной формы (5,5% ПАУ). Первые - более ранние - представлены коро-неном (42-45%), 1,12-бензпериленом (17-22%), гомологами пирена (17-30%). Хризены в этой генерации не обнаружены. Более поздняя генерация коричневого УВ содержит в составе ПАУ хризены (42-45%) и нафталины (23-25%). Коронен и гомологи пирена составляют по 12-15% от общего количества ПАУ.

В метасоматитах с киноварной и марказит-киноварной минерализацией наблюдаются генерации углеродистых веществ, различающиеся по составу ПАУ: 1) черные включения типа асфальтита (4,8-6,2% ПАУ); состав ПАУ представлен в основном хризеном (36-40%), пиренами (17-20%), нафталинами (18%) и короненом (13-44%); 2) пластинчатые включения коричневого БВ (4,2-10,4% ПАУ); здесь преобладают хризены (41-50%), встречаются пирены, нафталины, коронен; 3) черные и коричневые каплевидные типы асфальта или мальты; в одних разновидностях преобладают хризены (60%) и гомологи пирена (18%), в других - нафталины (35%) и пирены (30%). В тех и других примерно по 12% коронена; 4) наиболее поздние выделения игольчатых кристаллов карпатита; при кристаллизации на марказитовой руде или кварце карпатит содержит коронена 92% и 1,12-бензперилена 8%, другие ПАУ отсутствуют; кристаллизация на поверхности БВ дает исключительно короненовый (98-99%) состав кристаллов с небольшими примесями многих других ПАУ. Лисперсные ПАУ отражают условия выделения различных минералов и руд. В кварц-карбонатном листвените в составе ПАУ имеются только 1,12-бензперилен и

  • 30
  • 20-
  • 10-

п10 %

  • 30-20-10-0
  • 30,
  • 24 0

Н

шш

  • 4,6
  • 9,0

в

10,5

м

111,3!

ШИИТ

6,3

шиш

  • 13,7
  • 13

= 18,5

:16,2 =

Ж

П'1&2%

30-

  • 20-
  • 10-

_

<27,0у

г

_ьпъу

/24,о/

Оруднение

ВР-Зб-Як

аб

Беэрудный

Беэрудмый

АБ

Участки

I

п

ш

IV V

VI

VII

VIII

Тип

метасома-

титов

1

2

3

4

5

6

Вмещающие

породы

п

АС

Рис. 12, Распределение и типы битуминозных веществ в гидротермальном рудном теле Тамватнейского месторождения. Типы битуминозных веществ: А - маслянистый и легкий; Б- маслянистосмолистый, В - смолистый, Г - смолисто-асфальтеновый. Участки месторождения: I - Первенец, II - Бурный, III - Шаманный, IV -Основной, V - Троговый, VI - Ягодный, VII - Мелкий, VIII -Медвежий. Типы метасоматитов: I - кварц-диккитовый, 2- опал-карбонатный, 3 - кварц-карбонатный, 4 " сульфидно-кварцевый, 5 -кварц-халцедон-карбонатный, в - опал-карбонатный. Вмещающие породы: П - песчаники, АС - апогипербазитовые серпентиниты. Цифры в столбиках - содержание битуминозных веществ в породах

В 71 • 10“^%

коронен; в кварцевом метасоматите с марказит-киноварной минерализацией - пирены, коронен; в горном хрустале коронена 68% и пиренов 21%. Таким образом, состав битуминозных веществ и ПАУ в рудах, минералах и окружающих породах Тамватнейского рудного поля связан с этапами формирования месторождения.

Приведенные примеры наглядно показывают, что: 1) гидротермальная деятельность, поставляющая химические элементы из нижних геосфер в верхние части литосферы, сопровождается миграцией углеводородов; 2) полициклические ароматические углеводороды - важный индикатор связи потоков углеводородов с гидротермальной деятельностью.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >