-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

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 |
|
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-
_ |
<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.