Отчет - ИГЕМ РАН

Учреждение Российской академии наук
Институт геологии рудных месторождений, петрографии,
минералогии и геохимии РАН (ИГЕМ РАН)
Россия, 119017, Москва, Старомонетный переулок, 35
Тел.: (495) 951-72-70, Факс: (495) 951-15-87, E-mail: director@igem.ru,
www.igem.ru
Директор - академик Николай Стефанович Бортников
Научный руководитель - академик Николай Павлович Лаверов
Отчет посвящен результатам участия сотрудников ИГЕМ РАН в работе 33
Международного геологического конгресса в Осло и анализу новейшей информации
представленной ведущими учеными из различных стран мира по основным направлениям
научных исследований Института: минеральным месторождениям, петрологии,
минералогии и геохимии, а также детальной характеристике изотопной геохимии и
геохронологии.
Содержание
ИГЕМ РАН на 33-м МГК в Осло
Направление «Минеральные месторождения»
Направление «Петрология»
Направление «Минералогия»
Направление «Геохимия»
Изотопная геохимия и геохронология на 33-й сессии МГК: методы,
объекты и результаты исследований
Стр.
3
10
26
29
35
37
Утверждено к печати Ученым советом ИГЕМ РАН 01.10.2008 г.
Издание отпечатано в Издательской группе ИГЕМ РАН
© ИГЕМ РАН, 2008
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
ИГЕМ РАН на 33-м МГК в Осло
33 Международный геологический конгресс проходил в г. Осло (Норвегия) с 6 по 14
августа 2008 года под патронажем Его Величества Короля Норвегии Гарольда V-го и по
приглашению премьер-министра и мэра г. Осло. В организации этого конгресса принимали
участие Дания, Исландия, Финляндия, Норвегия и Швеция. В 33 МГК приняли участие
около 6000 ученых из 113 стран с устными и стендовыми научными докладами по секциям,
тематика которых охватывала все направления исследований наук о Земле.
Исследования Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии
и геохимии РАН (ИГЕМ РАН) были представлены достаточно широко и всесторонне. В
работе 33 МГК приняли участие 26 сотрудников ИГЕМ РАН:
Бортников Н.С.
Рябчиков И.Д.
Величкин В.И.
Чернышев И.В
Викентьев И.В.
Дистлер В.В.
Лобанов К.В.
Патык-Кара Н.Г.
Перчук А.Л.
Прокофьев В.Ю.
Соловова И.П.
Шарков Е.В.
Андреева И.А.
Чижова И.А.
Агеева О.А.
Аникина Е.Ю.
Викеньева О.В.
Гореликова Н.В.
Гроховская Т.Л.
Лаломов А.В.
Крупская В.В.
Полозов А.Г.
Бочнева А.А.
Ларикова Т.Л.
Серебряков Н.С.
Чугаев А.В.
директор Института, академик
академик, главный научный сотрудник
член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией
член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией
доктор геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник
доктор геол.-мин., главный научный сотрудник
доктор геол.-мин. наук, заместитель директора
доктор геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник
доктор геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник
доктор геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник
доктор геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник
доктор геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник
кандидат физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, научный сотрудник
кандидат геол.-мин. наук, научный сотрудник
3
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
Конгресс проходил в пригороде Осло – городке Лилестреме, в огромном новом
выставочном центре, построенном специально для проведения конференций, конгрессов,
фестивалей, ярмарок и других массовых мероприятий. Все заседания секций и симпозиумов
Конгресса проходили в специально организованных аудиториях. Здесь также была
организована Международная выставка GEOEXPO 2008.
Всего на 33 МГК, согласно научной программе, было проведено около 450 научных
заседаний, из которых сотрудники ИГЕМ РАН (IGEM RAS), приняли участие в 27 секциях и
симпозиумах с 40 устными и стендовыми докладами. Подробная информация о 33
Международном Геологическом Конгрессе и тезисы докладов сотрудников ИГЕМ РАН
представлена на официальном сайте http://www.33igc.org.
AAB-02 Cenozoic bi-polar connections over millennia
1. «Clay mineral assemblages of the bottom sediments from the Arctic ocean as an
indicators of paleoclimatic changes during Cenozoic time (IODP Leg 302 data)».
Viktoriya Krupskaya, IGEM RAS (Russian Federation)
Alexey Krylov, VNIIOkeangeologia (Russian Federation)
Christoph Vogt, Crystallography, Geosciences, University of Bremen (Germany)
Aleksandr Nechitaylo, Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia (RF)
Dmitriy Borisov, Russian State Geological Prospecting University (Russian Federation)
Irina Andreeva, VNIIOkeangeologia (Russian Federation)
Georgiy Piloyan, IGEM RAS (Russian Federation)
CCC-03 Focused fluid expulsion in hydrothermal and sedimentary systems: Mechanisms and
effect on climate and biosphere
2. «A new approach to rapid global environmental changes: Explosive venting of
greenhouse gases from metamorphic aureoles around sills in volcanic basins, and the relevance
for the PETM, the Toarcian, and the end-Permian».
Henrik Svensen, PGP, Univ. Oslo (Norway)
Sverre Planke, VBPR (Norway)
Alexander Polozov, IGEM RAS (Russian Federation)
Stephane Polteau, PGP, Univ. Oslo (Norway)
Luc Chevallier, Council for geoscience SA (South Africa)
Norbert Schmidbauer, NILU (Norway)
Fernando Corfu, Dept. of Geosciences, Univ. Oslo (Norway)
Yuri Podladchikov, PGP, Univ. Oslo (Norway)
Bjørn Jamtveit, PGP, Univ. Oslo (Norway)
EGC-07 Frontiers of stable isotope analysis for environmental science and biogeochemistry
3. «The sulfur isotope composition of tin-silver-polymetallic deposits of Verkhoyansk folded
belt (Sakha-Yakutia, Russia)».
Elena Anikina, IGEM RAS (Russian Federation)
Nikolay S. Bortnikov, IGEM RAS (Russian Federation)
Gennady N. Gamyanin, IGEM RAS (Russian Federation)
EUR-01 Three billion years of geological history of the Baltic Shield and its shelf
4. «Isotope-geochemical evolution of the Archean-Paleoproterozoic mafic-ultramafic
volcanism of the Baltic shield».
Maria Bogina, IGEM RAS (Russian Federation)
Evgenii Sharkov, IGEM RAS (Russian Federation)
4
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
HPP-01 General contributions to Precambrian geology
5. «Evolution of tectonomagmatic processes throughout the Earth's history».
Evgenii Sharkov, IGEM RAS (Russian Federation)
Oleg Bogatikov, IGEM RAS (Russian Federation)
HPP-05 Evolution of Archean crust - Part 1
6. «Evolution of the ukrainian shield in the archaean: 176hf/177hf ratio in zircons
according to mc-icp-ms data».
Elena Bibikova, Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS (Russian
Federation)
Andrey Chugaev, IGEM RAS (Russian Federation)
Igor Chernyshev, IGEM RAS (Russian Federation)
HPS-08 Oligocene Series: A time of change in earth and life history
7. «Lithostratigraphy of placer-bearing Oligocene formations of West Siberia».
Alexander Lalomov, IGEM RAS (Russian Federation)
Roman Chefranov, IGEM RAS (Russian Federation)
MAG-05 New frontiers of mathematical geology for resources exploration
8. «Computer technology in assessment of polycomponent placer deposits».
Irina Chizhova, IGEM RAS (Russian Federation)
Natalia Patyk-Kara, IGEM RAS (Russian Federation)
9. «Cognitive graphics in database for search of analogues of gold deposits».
Irina Chizhova, IGEM RAS (Russian Federation)
Mikhail Konstantinov, Central Research Institute of Geological Prospecting for Base and Precious
Metals (TsNIGRI) (Russian Federation)
Sergey Struzhkov, Central Research Institute of Geological Prospecting for Base and Precious
Metals (TsNIGRI) (Russian Federation)
10. «Comparison analysis of tin-bearing ore-magmatic systems of Russian far east by
pattern recognition method».
Nina Gorelikova, IGEM RAS (Russian Federation)
Irina Chizhova, IGEM RAS (Russian Federation)
Valery Gonevchuk, Geological Institute of the Far East Brunch of RAS (Russian Federation)
MPC-01 General contributions to geochronology and isotope geology
11. «Mantle and crust isotope signatures in the Urals massive-sulfide deposits by highprecision MC-ICP-MS lead isotope study».
Igor Chernyshev, IGEM RAS (Russian Federation)
Ilya Vikent'ev, IGEM RAS (Russian Federation)
Andrey Chugaev, IGEM RAS (Russian Federation)
Konstantine Shatagin, IGEM RAS (Russian Federation)
Vasily Moloshag, IGG UB RAS (Russian Federation)
12. «U-Pb dating and Hf isotope analysis of zircon from very young magmatic rocks at the
axial valley of the Mid-Atlantic Ridge».
Yuri Kostitsyn, Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS (RF)
Elena Belousova, GEMOC ARC National Key Centre, Macquarie University (Australia)
Nikolay Bortnikov, IGEM RAS (Russian Federation)
Tatiana Zinger, IGGD RAS (Russian Federation)
Evgenii Sharkov, IGEM RAS (Russian Federation)
5
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
MPI-01 General contributions to igneous petrology
13. «The Sr-Nd isotope heterogeneity in fresh pillow-lavas from the axial rift of the MidAtlantic Ridge (Sierra-Leone area, 5-7° N)».
Konstantine Shatagin, IGEM RAS (Russian Federation)
Evgenii Sharkov, IGEM RAS (Russian Federation)
Irina Krassivskaya, IGEM RAS (Russian Federation)
Igor Chernyshev, IGEM RAS (Russian Federation)
Nikolay Bortnikov, IGEM RAS (Russian Federation)
14. «Contribution of fluids to contamination of limestones-hosted Li-rich pegmatites».
Liudmila Kuznetsova, Institute of Geochemistry SB RAS (Russian Federation)
Vsevolod Prokofiev, IGEM RAS (Russian Federation)
MPI-02 Integrated perspectives on the accretion of oceanic crust
15. «Cenozoic and ancient accessory zircons in gabbroids of the 3rd layer in axial part of
the Mid-Atlantic Ridge, 6oN: U-Pb SIMS SHRIMP data».
Evgenii Sharkov, IGEM RAS (Russian Federation)
Nikolai Bortnikov, IGEM RAS (Russian Federation)
Tatyana Zinger, IGGD RAS (Russian Federation)
Elena Lepekhina, VSEGEI (Russian Federation)
Alexander Antonov, VSEGEI (Russian Federation)
Sergei Sergeev, VSEGEI (Russian Federation)
MPI-04 Mafic dyke swarms: A global perspective - Part 1
16. «Map of "Dolerite dyke swarms and related units of Russia and selected adjacent
regions».
Richard Ernst, Carleton University & Ernst Geosciences (Canada)
Zh.A. Fedotov, Kola Science Centre (Russian Federation)
D.P. Gladkochub, Institute of the Earth's Crust (Russian Federation)
V.S. Kulikov, Institute for Geology of Karelia Science Centre (Russian Federation)
A.V. Okrugin, Yakutian Institute of Geosciences (Russian Federation)
V. Pavlov, Institute for the Physics of the Earth (Russian Federation)
V.N. Puchkov, Ufimian Scientific Centre, Institute of Geology (Russian Federation)
E.V. Sharkov, IGEM (Russian Federation)
A.P. Smelov, Yakutian Institute of Geosciences (Russian Federation)
V.V. Yarmolyuk, IGEM RAS (Russian Federation)
- rest of Working Group, Russia (Russian Federation
MPI-05 Large Igneous Provinces: Initiation, evolution and origin
17. «Two different Palaeoproterozoic large igneous provinces at the eastern
Fennoscandian Shield».
Evgenii Sharkov, IGEM RAS (Russian Federation)
Alexei Chistyakov, IGEM RAS (Russian Federation)
Irina Krassivskaya, IGEM RAS (Russian Federation)
18. «(U-Th)/He thermochronology of the Fe-bearing Korshunovskoe diatreme breccia,
Siberian Large Igneous province».
Alexander Polozov, IGEM RAS (Russian Federation)
Noreen Evans, CSIRO (Australia)
Brent McInnes, CSIRO (Australia)
P.W Reiners, Institute of Geology of Ore Deposits of RAS (Russian Federation)
K.A. Farley, Institute of Geology of Ore Deposits of RAS (Russian Federation)
A.D. Saunders, Institute of Geology of Ore Deposits of RAS (Russian Federation)
6
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
L.A. Morgan, Institute of Geology of Ore Deposits of RAS (Russian Federation)
K.L. Pierce, Institute of Geology of Ore Deposits of RAS (Russian Federation)
M.Widdowson, Institute of Geology of Ore Deposits of RAS (Russian Federation)
Y.G. Xu, Institute of Geology of Ore Deposits of RAS (Russian Federation)
MPI-07 Alkaline and carbonatite magmatism and related ore deposits
19. «CO2 degassing and carbonate-silicate liquid immiscibility as alternative mechanisms
of evolution of CO2-rich alkaline melts: Evidence from microinclusions.»
Irina Solovova, IGEM RAS (Russian Federation)
Andrei Girnis, IGEM RAS (Russian Federation)
Igor Ryabchikov, IGEM RAS (Russian Federation)
20. «Formation conditions of graphite-bearing carbonatites».
Igor Ryabchikov, IGEM RAS (Russian Federation)
Lia Kogarko, Vernadsky Institute (Russian Federation)
Stepan Kryvdik, Institute of Ore formation (Ukraine)
Viktor Turkov, Vernadsky Institute (Russian Federation)
21. «Accessory minerals in the rocks of Khibiny alkaline massif.
Olga Ageeva, IGEM RAS (Russian Federation)
22. «Magma compositions and genesis of the alkaline rocks and carbonatites from the
Belaya Zima carbonatite complex (Eastern Sayan, Russia): Evidence from melt inclusions».
Irina Andreeva, IGEM RAS (Russian Federation)
Vyacheslav Kovalenko, IGEM RAS (Russian Federation)
MPM-01 General contributions to mineralogy
23. «Typomorphic features of tourmaline from some types of hydrothermal deposits».
Ivan Baksheev, Lomonosov Moscow State University (Russian Federation)
Vsevolod Prokof'ev, IGEM RAS Russian Federation)
Vladimir Ustinov, Vernadsky Institute of geochemistry and Analytical Chemistry, RAS (RF)
Georgii Zaraiskii, Institute of Experimental Mineralogy, RAS (Russian Federation)
MPM-04 Platinum-group mineralogy
24. «Platinum-group mineralogy in Cu-Ni-PGE deposits of the Paleoproterozoic
Monchegorsk complex, Kola Peninsula, Russia».
Tatiana Grokhovskaya, IGEM RAS (Russian Federation)
25. «Self-aggregation of platinum group mineral phases and their genetic significance»
Vadim Distler, IGEM RAS (Russian Federation)
Marina Yudovskaya, IGEM RAS (Russian Federation)
MPM-13 Inclusions in minerals
26. «Fluid regime evolution of the tin deposit Solnechnoe (Russian Far East)».
Nikolay Bortnikov, IGEM RAS (Russian Federation)
Tatyana Krylova, IGEM RAS (Russian Federation)
Nina Gorelikova, IGEM RAS (Russian Federation)
Pavel Korostelev, FEGI Far East Brunch RAS (Russian Federation)
MPN-02 Metamorphism and metamorphic processes
27. «Magnesite-sapphirine-gedrite high Mg-Al rocks from the Belomorian Mobile Belt,
Northern Karelia».
Nikolay Serebryakov, IGEM RAS (Russian Federation)
28. «Bell-shape garnet zoning development during eclogitization of the corona textures»
Tatiana Larikova, IGEM RAS (Russian Federation)
7
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
MRD-01 General contributions to mineral deposits
29. «The Sarilakhskoe and Sentachanskoe gold-antimony deposits: Stable isotopes and
fluid inclusions».
Olga Vikentyeva, IGEM RAS (Russian Federation)
Nikolai Bortnikov, IGEM RAS (Russian Federation)
Gennad Gamyanin, IGEM RAS (Russian Federation)
Vsevolod Prokof'ev, IGEM RAS (Russian Federation)
MRD-02 Deep sources and signatures of ore forming systems - a tool for new discoveries of
mineral deposits
30. «The Paleoproterozoic mantle-crustal Cu-Ni ore-forming system of the Pechenga ore
district (Fennoscandian shield)».
Konstantin Lobanov, IGEM RAS (Russian Federation)
Vadim Kazansky, IGEM RAS (Russian Federation)
MRD-04 Giant ore deposits
31. «Geochronology and the Pb, Sr and Nd isotope signatures for crustal source of the
Sukhoi Log large-scale noble metals deposit, Baikal-Patom highland, Russia».
Nikolay Laverov, IGEM RAS (Russian Federation)
Igor Chernyshev, IGEM RAS (Russian Federation)
Andrey Chugaev, IGEM RAS (Russian Federation)
Vladimir Lebedev, IGEM RAS (Russian Federation)
MRD-07 Geology and mineral potential of CIS countries
32. «Russian orogenic gold deposit: Physical-chemical conditions of formation and
geochemical features of ore-forming fluids».
Vsevolod Prokofiev, IGEM RAS (Russian Federation)
Nikolay Bortnikov, IGEM RAS (Russian Federation)
33. «Glauconite deposits of Russia: Perspectives of development».
Elena Levchenko, Institute of Mineralogy, Geochemistry and Crystall-Chemistry of Rare Elements
(Russian Federation)
Natalia Patyk-Kara, IGEM RAS (Russian Federation)
Mikhail Levchenko, Institute of Mineralogy, Geochemistry and Crystall-Chemistry of Rare
Elements (Russian Federation)
34. «Placer deposits of Russia: mineragenic analysis of polymineral placer provinces».
Natalia Patyk-Kara, IGEM RAS (Russian Federation)
Tatiana Makhanova, IGEM RAS (Russian Federation)
Eugenia Bardeeva, IGEM RAS (Russian Federation)
Alexey Lexsin, IGEM RAS (Russian Federation)
Roman Chefranov, IGEM RAS (Russian Federation)
MRD-10 Large ore provinces of Central Asia
35. «The super-large Kurama porphyry-epithermal gold province (Middle Tien Shan): Key
deposits, magmatic and hydrothermal activity age, mineralogical and fluid regime features».
Vladimir Kovalenker, IGEM RAS (Russian Federation)
Igor Chernyshev, IGEM RAS (Russian Federation)
Olga Plotinskaya, IGEM RAS (Russian Federation)
Vsevolod Prokof'ev, IGEM RAS (Russian Federation)
Rustam Koneev, NUUz (Uzbekistan)
8
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
MRD-11 Metallogeny of Fennoscandia
36. «Large igneous provinces of Northern Eurasia and their PGE-Cu-Ni ore deposits».
Evgenii Sharkov, IGEM RAS (Russian Federation)
Oleg Dyuzhikov, IGEM RAS (Russian Federation)
MRD-12 Fluvial palaeo-systems: Evolution and mineral deposits
37. «Types of palao-channel mineralization: Spacial and temporal position».
Natalia Patyk-Kara, IGEM RAS (Russian Federation)
Igor Pechenkin , All-Russia Research Institute of Mineral Raw Material (VIMS) (Russian
Federation)
38. «Heavy mineral placers of fluvial-lacustrine Oligocene paleosystem of West Siberia
plain».
Alexander Lalomov, IGEM RAS (Russian Federation)
Anna Bochneva, IGEM RAS (Russian Federation)
Dmitry Lalomov, St.-Petersburg State University (Russian Federation)
SES-01 General contributions to sedimentology
39. «Analytical expression of Golovkinsky-Walter's law with reference to research of
Permian strata of Volga - Ural region».
Guy Berthault, International Association of Sedimentologists (France)
Viktor Izotov, Kazan State University (Russian Federation)
Alexander Lalomov, IGEM RAS (Russian Federation)
Lyalya Sitdikova, Kazan State University (Russian Federation)
M Akhmetshakirov, Joint Stock Company TATNEFT (Russian Federation)
UHP-04 Ultra-high pressure metamorphism: Mineral reactions, geochemistry,
thermobarometry and geochronology
40. «Diagnostic evidence for melt within metamorphic garnet».
Alexey Perchuk, IGEM RAS (Russian Federation)
Veronika Davidova, Moscow State University (Russian Federation)
Vasilii Yapaskurt, Moscow State University (Russian Federation)
Michael Burchard, Mineralogical Institute, Ruprecht-Karls University (Germany)
Walter Maresch, Institute of Mineralogy, Geology and Geophysics, Ruhr-University (Germany)
Hans-Peter Schertl , Institute of Mineralogy, Geology and Geophysics, Ruhr-University (Germany)
9
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
Итоги участия сотрудников ИГЕМ РАН в работе 33 МГК и анализ общего состояния
исследований по главным направлениям – минеральные месторождения, петрологии,
минералогии и геохимии были подготовлены и обсуждены на специальном заседании
Ученого совета ИГЕМ РАН 1 октября 2008 г.
Направление «Минеральные месторождения»
Величкин В.И., Викентьев И.В., Лобанов К.В., Патык-Кара Н.Г.,
Прокофьев В.Ю., Бочнева А.А., Чижова И.А., Лаломов А.В.
Проблема обеспеченности мирового сообщества рудным сырьем специально
обсуждалась на пленарном заседании конгресса в рамках темы: Минеральные ресурсы в
быстро растущей глобальной экономике – есть ли естественные пределы?. Было
отмечено, что общемировую тенденцию дальнейшего развития минерально-сырьевой базы в
значительной степени определяют современные высокие цены на основные металлы,
стимулирующие освоение новых видов минерального сырья и вовлечение их в отработку с
использованием постоянно совершенствуемых технологий добычи и переработки руд.
Ведущие специалисты в своих докладах акцентировали внимание на ключевых
вопросах состояния минерально-сырьевой базы в целом и в отдельных видах сырья: Р.Лардж
– генетические модели месторождений цветных металлов, Р.Гольдфарб – ресурсы золота в
будущем, Я.Ватанабе – редкоземельные элементы и их роль в сохранении энергии и
окружающей среды, Дж.Макинтаир – уран как основа энергетики, С. Скотт – отработка
рудных месторождений на морском дне, М.Зинтек – глобальная оценка неоткрытых
минеральных ресурсов, Н.Вильямс – исчерпание минеральных ресурсов – истина или
состояние мышления. Китай – с его крупнейшими и быстрорастущими отраслями экономики
– представил собственный взгляд на ситуацию с ресурсами (М.Хианлай). Ряд докладов был
сконцентрирован на проблеме обеспечения сырьем Европы: Л.Эврелл – поставка
минеральных ресурсов: добыча в Европейском контексте, К.Хебестрайт – проблемы
еропейской горной индустрии будущего; Х.Петерсен подробно охарактеризовал инициативу
сырьевой комиссии ЕС.
По числу организованных секций (20) и суммарному количеству докладов (около 450,
из них 240 устных) рудное направление было самым крупным на геологическом конгрессе.
Среди традиционных и привлекших наибольшее внимание должны быть упомянуты
следующие секции:
Новые данные по месторождениям в Океане,
Гигантские рудные месторождения,
Гранитный магматизм и связанная с ним минерализация,
Колчеданные месторождения в вулканических толщах,
Россыпные палеосистемы,
Рудные месторождения в черных сланцах,
Офиолиты, зеленокаменные пояса и рудные месторождения,
Сульфидные месторождения Ni-Cu-ЭПГ,
Месторождения золота,
Месторождения железа,
Месторождения урана,
Месторождения «порфирового» типа.
Математические методы, используемые при изучении рудных месторождений.
Три крупных симпозиума включали доклады, сгруппированные по региональному
признаку: Геология и рудный потенциал стран бывшего СССР, Металлогения
Феноскандии, Крупные рудные провинции Центральной Азии. Проблемы металлогении
10
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
и прежде всего, глубинного строения территорий как основы прогноза месторождений были
в центре внимания секции Глубинные источники и следы формирования рудных систем
– как инструмент для новых открытий месторождений полезных ископаемых. Кроме
этого два симпозиума были посвящены строительным материалам и другим
неметаллическим ископаемым. Еще на двух симпозиумах обсуждали темы: Au-Ag
теллуридно-селенидные месторождения и Железооксидные месторождения меди и
золота. Ранее месторождения названных типов самостоятельно не выделялись.
Региональные исследования
На секции Геология и рудный потенциал стран бывшего СССР основное внимание
было уделено месторождениям Au, U, Co, Mn, Pt и сырьевым перспективам юга Сибирской
платформы и его складчатого обрамления, а также месторождениям золота, в том числе
техногенным, в Узбекистане. Были подробно охарактеризованы региональные аспекты
россыпных месторождений (Н.Г.Патык-Кара и др.), а также крупные рудные объекты Cu, PbZn, Fe-Mn и W-Mo в Центральном Казахстане, контролируемые кольцевыми структурами
(Д.Гуревич). Новый перспективный вид сырья – глауконит – был рассмотрен в докладе
Е.Левченко и др. Помимо собственно месторождений глауконитовых песков этот минерал
может извлекаться попутно при отработке ископаемых (мел-палеоген) россыпей Русской
плиты. На месторождении Центральном в Тамбовской обл. его ресурсы превышают 63 млн.т.
Л.Галецкий и Л.Романюк представили информацию о необычном месторождении
бериллия в щелочных (полевошпатовых) метасоматитах Украинского щита с гентгельвином
(Zn4Be3(SiO4)3S) в качестве основного промышленного минерала.
На секции Крупные рудные провинции Центральной Азии рассматривались в
основном металлогенические проблемы Казахстана, Узбекистана и СЗ Китая, в меньшей
степени Урала, юга азиатской части России, Киргизстана. Эти провинции включают крупные
и суперкрупные месторождения Au, Cu, U, Pb-Zn, Fe, РЗЭ и редких металлов.
На симпозиуме Металлогения Фенноскандии основные доклады были посвящены
обзору металлогении российской части и смежных с ней территорий Фенноскандинавского
щита. В докладах Ф.П.Мирофанова и А.И.Голубева и др. отмечалось, что для самой древней
части щита характерны рудные месторождения верхнего архея, протерозоя и палеозоя. Было
показано, что в Колмозеро-Вороньинском архейском зеленокаменном поясе Кольского
полуострова находятся месторождения Au, U, Mo, редкометальные Li пегматиты, а в
зеленокаменных поясах Карелии – месторождения Fe и Au. В Кейвской структуре известны
гигантские месторождения кианита, V, Zr и РЗЭ. Месторождения Cr, Ni, U сформировались в
раннем протерозое (2.55-1.95 млрд. лет). В это время в пределах указанных поясов
формировались основные-ультраосновные массивы: Федорово-Панский, Мончегорский,
Бураковский и Печенгский, которые вмещают важные для промышленности России
месторождения. Федорово-Панский массив (с месторождениями Pd+Pt+Rh (+Ni, Cu, Au))
имеет возраст 2.52-2.45 млрд. лет, Печенгский (Ni+Cu) - 1.98 млрд. лет. Этот возраст типичен
для крупных титаномагнетитовых месторождений, содержащих благородные металлы
(Койкарско-Святонаволокское и Пудожское). Рудообразующим процессам на завершающей
стадии раннего протерозоя (1.95-1.60 млрд. лет), формировавшим концентрации Au, Ag, U,
V, РЗЭ и рудоносные пегматиты, предшествовали интенсивный региональный метаморфизм
и щелочной магматизм. В позднем протерозое образовались месторождения аметиста и
жильные Ag-Pb-Zn месторождения. В раннем и среднем палеозое сформировались щелочные
массивы Хибинский, Ловозерский, Ковдорский, в которых располагаются месторождения
железа, титана и редкоземельных элементов. Было отмечено, что осадочные породы шельфа
содержат промышленные скопления углеводородов.
В докладе П.Еилу и др. продемонстрирована база данных по рудным месторождениям
Финляндии, Норвегии, России и Швеции. База данных помещена в общественный домен
интернет-сайта (http://en.gtk.fi/ExplorationFinland/fodd/). Она содержит информацию о 293
11
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
месторождениях Финляндии, 154 Норвегии, 237 России и 260 Швеции. Соответствующая
металлогеническая карта была издана в начале 2008 г. База данных включает сведения о
горнодобывающей деятельности, запасах и товарных сортах руд, геологических
особенностях месторождений, их минеральном составе и возрасте, генетических моделях
рудообразования, фондовых и литературных источниках приведенных данных. В базу
данных включены месторождения Ag, Au, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Pd, Pt,
Rh, РЗЭ, Sc, Sn, Ta, Ti, U, V, Вт, Y, Zn и Zr.
Часть докладов была посвящена характеристике основных рудоносных структур
Фенноскандинавского щита и связанных с ними крупных месторождений Au, PGE-Cu-Ni,
PGE, Ti, включая обзор данных по изотопному датированию их руд.
В докладе K.Санблада и M.Ахла были приведены результаты анализа распределения
индия в рудах 30 различных сульфидных месторождений, локализованных в поясе
свекофенид (Швеция, Финляндия и Россия). Оказалось, что существенно обогащены In (40600 г/т) руды, генетически связанные с постсвекофенскими и анорогенными гранитами (1.851.54 млрд. лет). Выделено три главных типа индиеносных руд: 1. грейзеновые жилы, 2.
массивные Mn-носные магнетит-сфалеритовые руды, 3. экзоскарновые месторождения. В
широко развитых более древних месторождениях, связанных с гранитами рапакиви (возраст
1.9 млрд. лет), In в рудах обычно либо отсутствует, либо содержится в малых (<15 г/т)
количествах.
Доклады на симпозиуме Глубинные источники и следы формирования рудных
систем – как инструмент для новых открытий месторождений полезных ископаемых
были посвящены глубинному строению рудных районов и месторождений различных
регионов Сибири, Китая и Австралии, а также Казахстана, Украинского щита, Ирана, Египта.
В докладе К.В.Лобанова и В.И.Казанского «Палеоротерозойская мантийно-коровая
медно-никелевая
рудообразующая
система
Печенгского
рудного
района
(Фенноскандинавский щит)» было показано, что гипсометрически ниже рудных тел
раннепротерозойских медно-никелевых месторождений этого рудного поля на глубине 15-25
км предполагается нахождение промежуточной магматической камеры. Изложены также
новые данные об особенностях формирования и преобразования медно-никелевых
месторождений Печенгского рудного поля.
Л.Браун представил результаты глубинного сейсмического профилирования
континентальной коры рудных районов и интерпретацию глубинных магматических очагов
и флюидных гидротермальных систем Нью-Мексики (США), Южного Тибета, Волластона
(Канада) и Силивана (Швеция). Характерно, что отражающие глубинные границы были
идентифицированы глубинными скважинами только в Швеции.
Р.Блевет и др. на основе геофизических и изотопно-геохимических данных,
полученных при изучении архейских золоторудных систем, охарактеризовали глубинное
строение (до 350 км) кратона Илгарн (Австралия). Выявлены различные глубины
сейсмических границ, а также неодинаковые скорости сейсмических волн в рудных районах
Калгурли и Иоами. Эти данные позволили создать трехмерную модель района. По
изотопным данным реконструированы главные этапы формирования месторождений золота
и никеля в кратоне Илгарн.
Л.Кетлис описал сейсмические аномалии в средней части континентальной коры,
которые, по-видимому, соответствуют палеомагматическим силлам, расположенным на
глубинах 15-20 км и имеющим горизонтальные размеры до 100 км при мощности от десятков
метров до нескольких км. Предполагается, что они содержали большие количества летучих
компонентов (вода, SO2 и углекислота), которые могли участвовать в формировании руд.
На профилях МОВЗ, пересекающих Центральные Кызылкумы, И.Сидоровым и др. в
верхней области континентальной земной коры выявлен ряд тектонических блоков с
разными физическими свойствами. Это позволило создать геодинамическую модель верхней
части земной коры западного сектора Узбекистана, в котором максимально
12
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
сконцентрированы золотые месторождения различного масштаба, включая Мурунтау.
Система позволяет осуществлять идентификацию блоков пород, которые могут вмещать
месторождения Au, Ag, Pt, U, Zn, Cu, Ni.
Характеристика отдельных типов рудных месторождений
Субмаринные месторождения
Симпозиум Новые данные по месторождениям в Океане был посвящен двум темам:
Fe-Mn образованиям (конкреции, корки и металлоносные осадки) и гидротермальным
сульфидным отложениям. В докладе П.Рона «Минералы океана: новая перспектива»
рассматривались сырьевые ресурсы шельфа, где известны многочисленные россыпные
месторождения, но лишь некоторые отрабатываются. Указано, что стоимость добычи
алмазов на шельфе ЮЗ Африки (до глубины 200 м) оценивается суммой более US$1700 млн.
в год. Десятки млн. долларов затрачиваются на отработку оловянных россыпей ЮВ Азии.
Индустрия добычи прибрежно-морских песков и гравия с берего-охранной и строительной
целями оценивается многими тысячами $млн. в год. Важное значение имеют морские
россыпи золота Аляски. Ресурсом будущего являются фосфориты приэкваториальной зоны
(до широты 30о), сформировавшиеся вдоль западных побережий континентов из глубинных
вод в результате апвеллинга.
Металлоносные осадки (Zn-Cu-Ag) впадины Атлантис II, открытые в 1965 г. в
спрединговой зоне центральной части Красного моря, стали первым и самым большим
(запасы руды – 90 млн. т) рудным месторождением Мирового Океана. Перспективными
являются месторождения массивных сульфидов, находящиеся в 200-мильной (370 км)
экономической зоне, которая включает вулканические островные дуги западной части
Тихого океана. Содержания металлов (Ag, Au, Ba, Cu, Pb, Sb, Zn) в них выше, чем в
океанических рифтах. В абиссальных зонах широко распространены Mn конкреции и Coносные Fe-Mn корки гайотов. Отмечено, что наибольшее экономическое значение имеют Mn
конкреции района Кларион-Клиппертон (содержания Cu, Ni, Co более 2.5 мас.%, удельные
запасы >10 кг/м2).
В докладе С.Скотта «Будущее добычи океанических массивных сульфидов» высоко
оценено значение крупных скоплений массивных сульфидов для добычи цветных (Cu, Zn,
Pb) и благородных (Ag, Au) металлов в перспективе, хотя вряд ли они полностью заменят
месторождения континентов. Около 350 гидротермальных рудопроявлений выявлено вдоль
срединных океанических хребтов (СОХ) и вулканических дуг, простирающихся
соответственно на 66 и 22 тыс. км. Последние являются более богатыми и, следовательно,
наиболее важными. Общее число месторождений глубоководных массивных сульфидов
(ГМС) оценивается более, чем в 1000. Преимущество отработки океанических руд состоит в
минимальном воздействии на окружающую среду. В настоящее время в тесном партнерстве
с основными горными компаниями Австралии действуют две частных компании по добыче
ГМС. Госагентства Китая, Японии и Ю.Кореи также имеют программы по их добыче.
Среди Fe-Mn образований океанического дна (корки, конкреции и металлоносные
осадки) первые наиболее привлекательны в экономическом отношении, поскольку
месторождения находятся на глубинах до 1000 м и характеризуются высокими
содержаниями металлов стратегической и экономической значимости. По оценкам J. Hein и
др. эти руды содержат (мас.%): Co 0.69, Ni 0.41, РЗЭ 0.27, Pb 0.17, Cu 0.09, Zn 0.06, а также
60 г/т Te и 0.5 г/т Pt (средние значения из 401 анализа корок Тихого океана).
В «черных курильщиках» средней части трога Окинава J.Ishibashi установлены
признаки сепарации гидротермального флюида на низкогазовую высокосоленую с t=311оС и
высокогазовую, насыщенную паром, и низкосоленую с t=206оС фазы. Т.Урабе описано
гидротермальное поле Суийо с высокотемпературными источниками (Tmax =317°C) на
глубине 1370 м площадью 20000 м2, приуроченное к кальдере вулкана в Идзу-Бонинской
дуге.
13
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
Отечественные исследования в рамках проблемы рудоносности Океана представлены
двумя крупными докладами: Г.Черкашева и др. о новых важных открытиях ГМС в
Срединно-Атлантическом хребте (САХ) (с акцентом на геологическую позицию, состав руд
и ресурсы) и С.Андреева и др. о новой минерагенической карте Океана, а также сообщением
С.Сударикова о гидротермальных плюмах и флюидах 13о с.ш. САХ, исследованных в
российско-французском рейсе «Серпентин» весной 2007 г.
Секция Колчеданные месторождения в вулканических толщах. Большой вводный
доклад, касающийся общих принципов классификации колчеданных месторождений (с
акцентом на литологию и тектоническую позицию), был представлен Р.Херингтоном и др.
Отечественные исследования нашли отражение в развернутом докладе В.Масленникова и
др., посвященном распределению редких элементов (Tl, Ag, Ni, Mn, Co, As, Mo, Pb, Ba, V,
Te, Sb, U, Au, Se, Sn, Bi) в сульфидах современных и древних «черных курильщиках».
Данные получены с помощью метода ICP MS с лазерной абляцией.
Были представлены многочисленные доклады по месторождениям Феноскандии, а
также Испании, Канады и некоторых других стран. В Швеции и Финляндии наиболее
значительными являются рудные объекты, сформировавшиеся на рубеже около 1.9 млрд.
лет, синхронно с островодужным вулканизмом, проявившемся вдоль Карельского кратона (в
Финляндии: Оутокумпу 1.95 млрд. лет, Пьюхасалми 1.92-1.93 млрд. лет и Виханти чуть
моложе, в Швеции крупный район Шелефте 1.9-1.87 млд. лет). Характерно, что в последнее
время появляется все больше данных о субвулканической, метасоматической природе
колчеданных и колчеданно-полиметаллических руд. Также отмечается более интенсивная
обогащенность Zn, Pb, Ag сульфидных залежей, залегающих в известняково-терригенных
разрезах. Приведены данные об изотопном составе серы для крупнейшего в Финляндии
района развития колчеданных Cu-Co-Zn-Ni-Ag-Au руд Оутокумпу. δ34S (CDT) изменяется в
этих рудах от -19.2 до +5.8 (258 обр.), что предполагает бактериальное восстановление
сульфата морской воды с добавлением гидротермальной серы. Вероятна генетическая связь
между сульфидными рудами и ассоциирующими с ними черными сланцами, для которых
также характерны широкие вариации δ34S.
R.Saez et al. привели новые для Иберийского Пиритового пояса данные о резко
повышенной мантийной активности в период его формирования, выразившейся в
образовании в позднем девоне в средней коре крупного силла базитов. Интересны
результаты исследования Э.Пасуале и др. гидротермальных цирконов из хлоритовых
метасоматитов месторождений этого пояса: в отличие от кластогенных они обогащены РЗЭ
(LREE и HREE), особенно высоко – средними и тяжелыми РЗЭ (TbN/YbN ≥ 1), отмечается
также отсутствие положительной цериевой и отрицательной европиевой аномалий.
На секции Рудные месторождения в черных сланцах рассматривались
месторождения Mn, Cu, Zn-Pb, Au, Ba, Ni-Cu-Zn, Cu-Co-Zn-Ni-Ag-Au, залегающие в этих
породах. Они формировались в условиях рифтогенных бассейнов, при участии
седиментогенных,
биогенных,
гидрогенных,
диагенентических,
гидротермальноэксгаляционных факторов.
Золоторудные месторождения
Результаты изучения месторождений золота были представлены как на специальных
сессиях Золоторудные месторождения: влияние тектонической обстановки; Золотосеребро-теллуридно-селенидные
месторождения;
Оксидно-железно-медные
золоторудные месторождения; Месторождения порфирового типа, так и были
представлены в докладах других секций, имевших отношение к рудным месторождениям,
минералогии и геохимии (фактически более 300 устных и стендовых докладов).
В настоящее время за рубежом широко обсуждаются проблемы геотектонических
обстановок, в которых формировались золоторудные месторождения различных
генетических типов. Особое внимание исследователей привлекает так называемые
14
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
«орогенные» месторождения золота, сравнительно недавно выделенные в особый класс фактически заменяющий «мезотермальные» месторождения.
Р.Гольдфарб в докладе «Пространственно-временные соотношения между
тектоникой, магматизмом и золоторудными месторождениями орогенной формации в
Северных Кордильерах (Америка)» рассмотрел более 200 промышленных золоторудных
месторождений мезозойско-кайнозойского возраста, которые формировались в пределах
орогенных зон активных континентальных окраин, возникших после распада Пангеи. В этой
области большие объемы средней коры из-за сложного взаимодействия множества факторов
испытывали существенный прогрев, что привело к метаморфизму при высоких температурах
и давлениях, при участии флюидов низкой солености (состава C-O-H-N-S), которые
формировали гидротермальные рудообразующие системы месторождений Au. Сделан вывод
о том, что одним из факторов, обусловивших формирование орогенных золоторудных
областей в пределах Кордильер, явилось изменение тектонических полей напряжения.
В докладе А.Якобчука «Взаимосвязь между тектоникой и орогенными
месторождениями золота в Северной Евразии» рассматривались крупные месторождения
золота Енисейского Кряжа, Тянь-Шаня, Бодайбо, и района Колымы, которые образовались в
тыловых частях магматических дуг, вслед за становлением гранитоидных интрузий. При
этом каждый рудный район имеет свои индивидуальные особенности.
Доклад Г.Фриммела «Источник самого большого в мире скопления золота»
посвящен месторождениям Бассейна Витватерсранд в Южной Африке, в пределах которого
добыто приблизительно 40% всего мирового золота. Изложены новые данные о
распределении золота во вмещающих породах. Известный в регионе бимодальный
интрузивный магматизм объясняется фракционной кристаллизацией известково-щелочного
расплава, подобного расплавам вулканических дуг. Новые данные U-Pb-возраста циркона из
вмещающих пород (3062 млн. лет) соответствуют возрастам, типичным для обломочных руд
Витватерсранда, включая пирит, золото и уранинит. Предварительные данные о высоких
концентрациях Re и Os в этом золоте указывают на магматический источник золота. Автор
предполагает, что мезоархейская вулканическая дуга была вероятным источником большей
части золота Витватерсранда. Исключительную по масштабам золотую минерализацию
Витватерсранда можно объяснить комбинацией следующих факторов: 1) предварительным
накоплением золота в ходе вулканической деятельности; 2) перемывом вулканических туфов
и образованием прибрежной россыпи и 3) хорошей сохранностью накопленного золота в
дальнейшей геологической истории.
В докладе Н.П.Лаверова и др. «Геохронология и изотопные соотношения Pb, Sr и Nd
корового источника суперкрупного месторождения благородных металлов Сухой Лог,
Байкало-Патомское нагорье, Россия» показано, что согласно Rb-Sr и K-Ar
геохронологическим данным рудная минерализация месторождения была сформирована в
течение двух событий: с возрастами 447±6 млн. лет и 321±14 млн. лет. С первым событием
связаны метасоматические преобразования вмещающих пород и формирование вкрапленной
золотой минерализации, со вторым – образование поздних золотоносных кварцевых жил.
Анализ изотопных данных по Pb, Sr, Nd, O показал, что благороднометальное оруденение
месторождения сопряжено с палеозойской тектоно-магматической активизацией.
Предполагается, что в качестве основного источника рудной минерализации выступали
карбонатные и терригенные породы верхнего протерозоя.
Д.Кук в докладе «Порфировые Cu-(Au-Mo) месторождения – результат
плутонических явлений в компрессионном тектоническом режиме» на основе
исследования порфировых месторождений Австралии и соседних регионов показал, что
вулканический процесс неблагоприятен для формирования порфировых руд, поскольку при
низком давлении невозможен перенос паровой фазой достаточных концентраций меди и
золота. Напротив, более глубинные магматические процессы, протекающие при высоких
давлениях, более благоприятны для формирования порфировых руд. Охарактеризованные во
15
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
многих других докладах крупнейшие месторождения золота «порфирового» типа,
находящихся по периферии Тихого океана, также ассоциируют с гранодиоритовыми
интрузивами, сформировавшимися в связи с зонами субдукции.
П.Гарофало в докладе «Состав рудообразующих золотоносных флюидов орогенных
месторождений по данным систематического изучения флюидных включений»
представил цели и задачи, а также первые результаты работ в рамках проекта IGCP 540
«Золотосодержащий флюид орогенных месторождений золота» (руководители П.Гарофало,
Д.Ридли, В.Прокофьев). Цель проекта – создание внутренне согласованной базы данных по
составу флюидных включений в минералах различных орогенных месторождений золота для
получения фундаментальной информации о составе переносящих золото гидротермальных
флюидов. Начато изучение ряда золоторудных месторождений разных стран мира: Ред Хилл
и Маунт Шарлотта в Блоке Йлгарн (Зап. Австралия), Ваттл Гули в Центральной Виктории
(Австралия) и Забайкальских золоторудных месторождений (Россия).
В.Ю.Прокофьев и Н.С.Бортников представили доклад «Орогенные месторождения
золота России: условия формирования и химический состав рудообразующих флюидов»,
подготовленный в рамках проекта IGCP 540. Изучены флюидные включения в минералах
руд крупных месторождений золота России: Березовского и Светлинского (Урал),
Олимпиады (Енисейский Кряж), Сухого Лога (Ленский район). Для всех месторождений
установлено, что гидротермальный рудообразующий раствор состоял из смеси флюидов
разной природы – магматического флюида и растворов иного происхождения
(метаморфогенного, формационного и др.). Данные о стабильных изотопах серы, углерода и
кислорода, полученные для большинства рассмотренных месторождений, также указывают
на смешение магматогенных и формационных флюидов.
На секции Железооксидные месторождения меди и золота (IOCG) были
представлены доклады по малоизученному в России классу месторождений, развитых в Сев.
Бразилии, северной части Скандинавии, Сев.Чили, Австралии (с U), Канаде, Китае. В
северной Скандинавии (O.Martinsson et al.) соседствуют крупные Fe-оксидные (Кирунаварра)
и Cu-Au «порфировые» (Аттик) месторождения, а также выявлены несколько типов Feоксидных-Cu-Au образований, включая скарны и месторождения апатит-Fe руд. Последние
наиболее важны, так как в течение 100 лет из них добыто 1900 млн. т руды (общие, в том
числе отработанные, ресурсы составляют 4100 млн. т руды); сульфиды редки, но Cu может
присутствовать в малых концентрациях. В менее значимых скарноподобных магнетитовых
залежах присутствуют пирит, пирротин и подчиненный халькопирит. В рудах содержатся
0.2-3.5 % S, 0.05-0.3% Cu, 0.005-1 г/т Au.
Эпигенетические Cu±Au проявления представлены гигантским месторождением Аттик
«порфирового» типа с общими ресурсами 2000 млн. т руды, с содержаниями 0.3% Cu и 0.2
г/т Au и суммарной добычей 465 млн. т руд. Скарноподобные руды развиты в
зеленокаменных карелидах (2.1 млрд. лет) в ассоциации с карбонатными породами,
«слоистой железистой формацией» (BIF) и графитовыми сланцами. Апатитовые руды Fe
ассоциируют со свекофенскими (1.9 млрд. лет) средними, до кислых, порфировыми
вулканитами. Эпигенетические Cu±Au месторождения размещены в карельских и
свекофенских вулканических и осадочных породах, а также в интрузивах с возрастом 1.9
млрд. лет. Fe-апатитовые и Cu±Au месторождения сопровождаются альбит-калишпатбиотитовыми метасоматитами, а скарноподобные месторождения – амфибол-биотитовыми
околорудными изменениями. В регионе установлена множественность источников
рудоносных флюидов и проявленность процессов минералообразования на рубежах 1.88 и
1.77 млрд. лет назад, отвечающих фазам орогении Скандинавского щита. Таким образом,
геохимически и минералогически во многом сходная минерализация формировалась в
неодинаковых геотектонических обстановках и в связи с разными магматическими сериями.
На других континентах месторождения IOCG ассоциируют как с калиевыми, так и
натриевыми метасоматитами, скаполитовыми породами, реже – с карбонатизацией и
16
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
окремнением. В большинстве случаев предполагается, что эти месторождения
сформировались в результате остывания магматогенно-гидротермальных флюидов и их
смешения с растворами немагматического происхождения (метаэвапоритовыми, иногда
метеорными). Последовательность «гематит-магнетит-сульфиды» часто устанавливается в
месторождениях IOCG, также как в скарнах и медно-порфировых системах, что, по мнению
Л.Фонтботе и A.ДеХаллера, может считаться доказательством того, что магматический
флюид (переносящий металлы и серу) выделился из магм I-типа (т.е. окисленных).
Изотопные данные для сульфидов, сосуществующих и обычно наложенных на
железооксидную минерализацию, предполагают магматический источник серы и свинца.
Р.Херрингтон и др. предложили перевести железоскарновые месторождения Тургайского
прогиба (Соколовское, Сарбайское и др.) в рассматриваемый класс месторождений.
Доклады на секции Au-Ag теллуридно-селенидные месторождения были в основном
посвящены характеристике минералов Te и Se (К.Чиобану и др.), Bi и In (М.Шимизу и др.) в
месторождениях золота и цветных металлов, с краткой характеристикой некоторых месторождений и рудопроявлений Финляндии (К.Койонен), Ю.Урала (С.Масленникова и др.),
Сардинии (С.Фадда и др.), Греции (П.Воудоурис, П.Спрай) и Узбекистана (Р.Конеев и др.).
На секции Гранитный магматизм и связанная с ним минерализация были
преимущественно представлены доклады по золоторудным месторождениям, а также Au-AgTe, Ba-Ag±Te минеральным ассоциациям, нередко сопряженным с гранитами. Эти
проявления известны как а древнейших (Бразильский щит, Индия, Швеция), так и в
фанерозойских (Таиланд, Иран, Греция и др.) комплексах.
Медно-никелевые и платиноносные сульфидные месторождения
На симпозиуме было уделено большое внимание результатам специальных изотопногеохимических исследований, позволяющим выделять продуктивные платиноносные
горизонты на медно-никелевых месторождениях в различных регионах мира.
И.Мота и др. охарактеризовали отношения 32S/34S в сульфидах протерозойского
Бразильского синорогенного мафит-ультрамафического дифференцированного массива.
Выделяются три рудных тела, содержащих пирротин и халькопирит, с запасами руды 4 млн.
т и концентрациями 1.1 % Ni и 1.0 % Cu.
О.Петров и др. привели результаты изучения Nd, Sr, S и Cu изотопных отношений в
интрузивах норильского типа, не содержащих богатых руд. Выявлены изотопногеохимические критерии, предназначенные для поисков PGE-Cu-Ni сульфидных руд. Ч.Ли и
др., используя минералогические данные и результаты изучения изотопов серы,
предположили, что причиной развития в Хараелахском рудоносном интрузиве (Сибирь)
сульфидной минерализации явилась ассимиляция магмой ангидрита. Этот интрузив является
одним из многофазных габбро-верлитовых массивов, которые в Норильском и Талнахском
районах вмещают месторождения Ni-Cu-PGE мирового класса.
Х.Усукайнен привел результаты геоботанических и биогеохимических поисков (по
растениям и почвам) никелевых руд в районе развития геофизических аномалий и
проявлений Ni-минерализации в Северной Финляндии, характеризующимся перемещением
коренных пород на расстояние до 5-15 км в результате движения древнего ледника.
Х.Макконен сравнил сульфидное никелевое оруденение орогенного пояса Каталахти в
свекофеннской области Финляндии с аналогичной минерализацией в поясе Томпсона и Капе
Смит. Месторождения этих регионов сформировались близодновременно - 1.88 млрд. лет
назад, а их никелевое оруденение в основном приурочено к мафическим - ультрамафическим
интрузиям.
Э.Конников охарактеризовал геохимические особенности никеленосных норитпортландитовых интрузивов Средней Камчатки, которые рассматриваются как
перспективные в отношении выявления месторождений Ni-Cu-ЭПГ.
17
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
А.Корчагин и др. показали, что дифференцированные основные-ультраосновные
интрузивы Кольского полуострова расположены на границах между палеопротерозойскими
супракрустальными поясами и архейскими доменами. Период их формирования от 2.5 до 1.9
млрд. лет. Один из этих интрузивов – Федоро-Панский массив с платиновой минерализацией
– возник 2507-2447 млн. лет назад. Э.Ибрагимова и др. изучили распределение РЗЭ в
породах с платиновым оруденением в восточной части этого массива.
Магматические Ni-Cu (ЭПГ) месторождения Канады были охарактеризованы в
докладах М.Лешера и М.Константина и др., которые на основании Re-Os и Sm-Nd
изотопного датирования Ni-Cu сульфидов мезопротерозойских комплексов определили
возраст формирования рудовмещающих интрузивов в 1.3 млрд.лет.
А.Вильсон привел обзор магматических процессов, обусловивших развитие
платинового оруденения в месторождениях бушвельдского типа. Проведено сопоставление
данных между Рифом Меренского, UG-2 и Плэтрифом Бушвельдского массива, Главной
Зоной Великой Дайки и месторождениями в Китае и Танзании.
Месторождения железа
На секции Месторождения железа были представлены три доклада и несколько
постеров, посвященные в основном «слоистым железистым формациям» (BIF). М. Барлей
обобщил данные по самому продуктивному на планете периоду железонакопления (2.7-2.4
млрд. лет вплоть до 2 млрд. лет назад), в течение которого образовались наиболее богатые
руды, слагающие железорудные месторождения Зап. Австралии, Ю.Африки и Бразилии.
Наименее метаморфизованные руды бассейна Хамерсли (Австралия) содержат реликтовые
диагенетические минералы и текстуры. Руды первоначально представляли собой осадки,
содержавшие железистые силикаты (смектит), карбонаты (сидерит) и Fe-гидроксиды,
которые были переотложены при перемыве вулканогенно-гидротермальных залежей,
связанных с подводным вулканом. Палеопротерозойские богатые руды этого бассейна с
запасами 4 млрд. т и содержанием Fe > 60 мас.% представляют собой наиболее
концентрированное на Земле скопление одного металла. Они сформировались в ходе
гидротермальных и гипергенных процессов, проявившихся в условиях растяжения земной
коры 2 млрд. лет назад.
Другое месторождение богатых руд Науга Ист (ЮАР), по данным Е. Гуцмера, залегает
среди BIF формации куруман (2.45 млрд. лет) в составе трансваальской супергруппы
(Ю.Африка), вдоль контакта с крутопадающей зональной сиенит-карбонатитовой дайки.
Возраст щелочного магматизма, составляющий 1926±6 млн. лет, соответствует периоду
континентального рифтинга западной окраины кратона Каапвааль. Сплошные гематитовые
руды обогащены апатитом и представляют собой экзоскарны, которые были образованы
гидротермальными
флюидами,
высокотемпературными
SiO2-недосыщенными
ассоциирующими с сиенит-карбонатитовым магматизмом.
Месторождения редких металлов
А.С.Борисенко с соавторами представили результаты многолетнего изучения состава
индивидуальных флюидных включений с использованием методов LA-ICP-MS, раманспектроскопии, SEM, микротермометрических исследований. Показано, что гетерогенные
рудообразующие флюиды Sn-W порфировых месторождений отличаются низким
окислительно-восстановительным потенциалом. Они были представлены хлоридными
рассолами, содержащими высокие концентрации Fe, Zn, Мn, Sn, Pb, Ag, Bi, As, W; а также
Cu, K, и Cs в газовой фазе. Гетерогенный рудообразующий флюид Cu-Mo-порфировых
месторождений,
напротив,
отличался
высоким
окислительно-восстановительным
потенциалом. Высококонцентрированные растворы содержали значимые концентрации KCl,
CaCl2 и S, а также Fe, Zn, Cu, Мо, Pb, As, Ag, Sb. В газовой фазе преобладали CO2, N2, H2S,
18
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
были также обнаружены Cu, Au, Ag и Bi. Проанализирован механизм влияния окислительновосстановительных условий на перенос рудных элементов.
В докладе Н.С.Бортникова с соавторами «Эволюции флюидного режима оловянного
месторождения Солнечное (Дальний Восток России)» описан состав и температурная
эволюция рудно-магматической системы многостадийного Sn-Mo месторождения
Солнечное. Установлено, что минералы Mo-стадии формировались из концентрированного
гомогенного флюида с хлоридами Ca, Na, Мg и концентрацией солей от 65 до 5 % мас. NaCl
экв, при температурах от 540 до 160°C. Максимальные температура и соленость флюида
были зарегистрированы на глубоких горизонтах. Оловянная минерализация отлагалась при
температурах 450-300°C из хлоридных растворов с соленостью от 53 до 3 мас. % NaCl экв.
Данные анализа водных вытяжек показали, что рудообразующие флюиды Sn-стадии
отличаются от растворов Mo-стадии более низким содержанием Rb и Cs и более высокой
концентрацией Sr, Ag и т.д. Предполагается, что формирование молибденовой и оловянной
минерализации было связано с различными интрузивными фазами Силинского
монцонитового комплекса.
Урановые месторождения
Представленные на секции 18 докладов, отражают различные аспекты проблематики
урановых месторождений. Тематически их целесообразно разделить на шесть групп: 1)
общие вопросы; 2) проблемы ураноносности Балтийского (Фенноскандинавского) щита; 3)
основные черты металлогении урана в Китае и Монголии; 4) краткая характеристика
уникальных урановорудных объектов Забайкалья; 5) особенности канадских месторождений
урана типа «несогласия» и перспективы их выявления в Восточной Сибири; 6) уран в
гранитных пегматитах Египта.
Общие вопросы. В докладе Р.Вансе «Уран 2007: запасы, производство,
потребности» отмечено, что в мире, в связи с резким увеличением спроса на природный
уран и ростом цен на него (с 18.5 USD/кг в 2000 г. до 235 USD/кг в конце 2007 г.), активность
в сфере добычи урановых руд резко возросла. Для обеспечения работы ядерных реакторов в
2006 г. потребовалось 66500 т урана, из которых около 40 тыс. т были добыты из недр, а
остальные возмещены за счет вторичных источников. К 2030 г. в мире планируется
увеличить годовое производство урана до 93-120 тыс.т. Автор утверждает, что имеющиеся
ресурсные возможности позволят обеспечить этот уровень.
В докладе И.Абрамовича и Е.Высокоостровской изложена концепция, согласно которой
формирование крупных урановорудных провинций связано с процессами субдукции
литосферных плит. В ходе этих процессов в верхней части астеносферы под воздействием
температурных градиентов и супердавлений, благодаря термической эрозии литосферного
основания, возникали огромные магматические камеры, которые концентрировали
специализированные флюиды, проникавшие затем в верхние горизонты земной коры и
формировавшие урановые месторождения крупных провинций.
Проблемы ураноносности Балтийского щита рассмотрены в 5 докладах. Изложены
результаты
изучения
парагенезисов
урансодержащих
акцессорных
минералов,
содержащихся в среднепротерозойских калиевых гранитах Южной Финляндии. Показано,
что в наиболее поздних (1.85-1.79 млрд. лет) лейкократовых гранитах акцессорные
минералы, содержащие U и Th, их состав, количество и элементы-примеси близки к
аляскитовым высокоураноносным гранитам Rossing в Намибии, которые являются объектом
промышленной добычи урана. В докладах анализируются геолого-структурное положение и
геохронологические особенности урановой минерализации, выявленной в допалеозойском
кристаллическом основании восточных и юго-восточных районов Финляндии. В пределах
обеих территорий урановые минералы находятся в составе низко-среднетемпературных
минеральных ассоциаций и локализуются в разрывных нарушениях. Результаты изотопногеохронологических исследований показывают, что в восточных районах урановая
19
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
минерализация формировалась в среднепротерозойское время, а на юго-востоке – в раннем
палеозое.
В докладах «Урановая металлогения Балтийского щита» (Россия) и «Уран в
Фенноскандии: локализация, добыча, ресурсы» (Финляндия, Франция) показано, что в
Фенноскандии наиболее обогащены ураном блоки допалеозойского фундамента,
включающие внутренние структурно-стратиграфические несогласия и подвергшиеся
полихронной тектоно-магматической активизации. В этих перспективных, но пока
недостаточно изученных, блоках известны многочисленные урановые рудопроявления и ряд
мелких месторождений, предположительно относящихся к важным промышленногенетических типам: месторождениям «несогласия», уран-альбититовым метасоматитам,
древним ураноносным конгломератам, жильным проявлениям в гранитах. Существенные
ресурсы урана, но с низкими удельными содержаниями, сосредоточены в
нижнепалеозойских органогенно-глинистых и фосфорсодержащих осадочных формациях.
В Фенноскандии известны 33 урановых месторождения и 16 месторождений других
металлов, включающих урансодержащие минералы. Разведанные запасы урана Финляндии,
Швеции и России соответственно составляют 1.1, 4.0 и 8.0 тыс. т, суммарные прогнозные –
12 тыс. т. Предполагается, что в упомянутых выше нижнепалеозойских отложениях
сосредоточено до 300 тыс. т урана.
Основные черты металлогении Китая и Монголии. В докладе Jindai Zhang и Ziying
Li сообщается, что известные в Китае урановые месторождения классифицируются в
зависимости от состава рудовмещающих пород. Выделяются: гранитный, вулканический,
песчаниковый, карбонатный, карбонатно-кремнистый, карбонатно-пелитовый типы, из
которых на долю первых четырех приходится 90% общих запасов урана. Указанные
месторождения сосредоточены в 5 урановых металлогенических провинциях. Выделены 8
перспективных регионов. Общая изученность урановых ресурсов оценивается как слабая.
Более подробно рассмотрены урановые месторождения, выявленные в последние годы
в песчаниках палеодолинных фаций Северного Китая (Z.Li, Y.Jiao et al.). Приведены данные
об их структурной позиции, особенностях строения, минералогии и геохимии руд, этапах и
стадиях минералообразования. Показано, что наиболее благоприятны для формирования
урановых руд русловые фации на участках бифуркации главного палеорусла при выходе
палеореки в дельтовую область или на предгорную равнину.
На территории Монголии, согласно данным, изложенным в докладе Ю.Миронова
(Россия), выявлен широкий спектр разновозрастных геологических обстановок, в которых
установлены промышленные скопления урановых руд различных генетических типов. В
блоках, сложенных докембрийскими кристаллическими породами, известны редкоземельноурановые проявления в пегматитах и щелочных метасоматитах; в пространственной связи с
палеозойскими гранитами установлены месторождения переотложенного урана,
заимствованного, как предполагается, из карбонато-кремнистых толщ; в ассоциации с
мезозойскими вулканитами выявлены и разведаны гидротермальные Mo-U месторождения;
пластово-инфильтрационные месторождения урана обнаружены в кайнозойских осадочных
комплексах. Общие ресурсы урана Монголии оцениваются специалистами МАГАТЭ более
чем в 1 млн. т.
Краткая характеристика уникальных урановорудных объектов Забайкалья
(Россия). Три доклада, представленные российскими геологами, специально предназначены
для ознакомления зарубежных специалистов с уникальными по запасам урана Mo-U
месторождениями Стрельцовского рудного поля и золото-урановыми месторождениями
Эльконского района. Эти гидротермальные урановорудные гиганты сформированы в ходе
позднемезозойской тектоно-магматической активизации восточного сектора МонголоОхотского палеозойского складчатого пояса и граничащего с ним Алданского древнего
щита. Предполагается магматогенное происхождение образовавших их гидротермальных
20
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
растворов. Подробные описания отмеченных урановорудных полей имеются в
отечественной геологической литературе.
Особенности фундамента Канадских месторождений урана типа «несогласия» и
перспективы их выявления в Восточной Сибири. В двух докладах канадских геологов
(J.Annesley и B.Pandit) изложены результаты исследования фундамента месторождений типа
«несогласия», выполненные с помощью современных методов (сейсморазведка высокого
разрешения, Раман-синхротронный анализ, изотопия свинца, U-Th-Pb датирование, ионное
микрозондирование, 3D моделирование). Выявлены геологические, геофизические и
геохимические характеристики фундамента, являющиеся поисковыми признаками
месторождений данного типа. Уточнены также сейсмические методы картирования
поверхности несогласия.
В докладе Н.Г.Черкасова и А.П.Долгушина рассмотрены проявления урановой
минерализации с различными, в том числе высокими (>1%), концентрациями урана, которые
были выявлены в краевых рифейских впадинах на стыке Сибирской платформы с Саянской и
Енисейской складчатыми зонами. Показана структурно-формационная близость условий их
локализации с канадскими месторождениями типа «несогласия», сделан вывод о
перспективности обоих районов в отношении выявления уранового оруденения этого типа.
Уран в гранитных пегматитах Египта. Минеральный состав пегматитовых
обособлений в гранитах Египта охарактеризован в двух докладах. Показано, что имеющийся
в пегматитах уран входит в состав акцессорных минералов, либо присутствует в виде
вторичных минералов, образовавшихся в ходе поздних гидротермальных изменений.
Суперкрупные рудные месторождения
В докладе П.Лазнички «Системы формирования гигантских скоплений металлов»,
характеризующем суперкрупные месторождения Cu, Mo, Au, Ag, U, Sn, Zn, Pb, Hg и др.,
отмечена необходимость их реальной статистической оценки. Количественные оценки
перспективных территорий для нахождения еще неоткрытых руд с акцентом на "гиганты"
должны базироваться на существующих требованиях к рудам. При поисках необходимо
оценивать коэффициенты концентрации искомых металлов, которые составляют от 5 до 12
для Fe; от 150 до 1200 для Cu; от 300 до 20000 для месторождений Au.
Д.В.Рундквист и др. в докладе «Металлогеническая карта мира с крупными и
суперкрупными месторождениями полезных ископаемых масштаба 1:25 млн.»
представили базу данных по 1285 месторождениям в 121 странах на 6 континентах и
проанализировали их распределение в рамках планетарных структурных элементов.
Д.В.Рундквист и А.Н.Ткачев рассмотрели также результаты анализа периодизации
геологической истории Земли в аспекте ее металлогенической специализации.
В докладах А.Головина и др. «Геохимические индикаторы крупных и уникальных
месторождений» и И.Голдберга и др. «Геохимические системы рудных месторождений:
возможные источники металлов» показано, что важным поисковым признаком крупных и
уникальных месторождений являются сопровождающие их аномальные геохимические поля.
Эти поля представляют собой совокупности зон обогащения и выноса химических
элементов. Размер таких геохимических систем изменяется в зависимости от масштабов
рудных месторождений: от первых сотен квадратных километров в случаях рядовых
объектов до тысяч квадратных километров вокруг гигантских месторождений.
На симпозиуме были представлены доклады по крупным рудным месторождениям
Европы (Cu-Au, W), Центральной, Южной и Восточной Азии, Австралии (Cu, Pb-Zn). Были
охарактеризованы также месторождения нефрита Мьянмы.
Россыпные месторождения
Проблемы осадочного рудообразования и минерагении россыпей рассматривались на
симпозиуме “Россыпные палеосистемы: эволюция и рудные месторождения”,
21
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
организованном по предложению российской стороны, а также частично на некоторых
других тематических и региональных симпозиумах Конгресса, посвященных геологии
Африки, Азии и Южной Америки.
Значительное место в докладах занимали проблемы минерагении россыпных
месторождений, потенциала и особенностей минералогии россыпей и взаимоотношений этой
группы рудных месторождений с другими месторождениями седиментогенной серии. В
докладе Н.Патык-Кара и др. рассмотрена проблема региональной минерагении россыпей на
примере территории России. Были изложены принципы комплексного минерагенического
анализа россыпеносных территорий, базирующегося на учете различной миграционной
способности россыпеобразующих минералов, диапазоне их крупности в промышленнозначимых россыпях, способности образовывать промышленные скопления в широком
диапазоне литогенетических и структурно-геоморфологических обстановок. Показано, что
суммарный россыпной потенциал России, помимо главных промышленных типов россыпей
(золотых, платиновометалльных, алмазных, титано-циркониевых, оловянных), насчитывает
около 15 минеральных типов россыпей. Их возраст, структурные типы, а также
промышленная значимость и роль в суммарном сырьевом балансе определяется типами
структур земной коры, которым на территории России соответствуют более семи
полиминеральных россыпных мегапровинций.
Были широко представлены доклады, посвященные анализу взаимосвязей россыпей с
другими типами осадочных рудных концентраций, в частности в пределах палеодолинных
систем и связанных с ними обстановок. В докладе Н.Г.Патык-Кара и др. было показано, что
палеодолины являются концентраторами самого широкого круга полезных ископаемых – от
гравитационных концентраций кластогенных частиц самородных благородных металлов и
других россыпеобразующих минералов – до инфильтрационных скоплений подвижных
элементов, концентрирующихся на комплексных геохимических барьерах (уран и др.).
Нередко отмечается пространственное совмещение россыпного и инфильтрационного
оруденения не только в рамках рудных районов, речных бассейнов, но и в пределах
конкретных участков долин, в которых могут возникать крупные и суперкрупные
месторождения обоих типов. В докладе предложена типизация палеодолинных систем и
связанных с ними скоплений полезных ископаемых, рассмотрены тектонические,
палеоклиматические, литогенетические обстановки формирования и сохранности различных
типов палеодолинного оруденения, условия и предпосылки их пространственного
совмещения. Подчеркнута роль мульти-дисциплинарного подхода и предложена
пространственно-временная модель развития палеодолинного оруденения и его места в
общем процессе седиментогенеза.
В обобщающем докладе B.Hou и др. были рассмотрены особенности ведения
разведочных работ на месторождениях палеодолинного типа в районе палеогенового
бассейна Эукла на юге Австралии. Показано, что сочетание многолетних исследовательских
и геологоразведочных работ с применением различных геофизических методов и ГИСтехнологий, привело к открытию в Австралии, вслед за провинцией Марри-Бейсин, новой
крупной россыпной провинции тяжелых минералов.
Перестройка долинных систем под влиянием глобальных тектонических и
климатических факторов и учет этих факторов при оценке минерального потенциала
территорий рассмотрены в докладе A.Duk-Rodkin на примерах прибрежных территорий
Чили (бассейн р. Чоапа), района Кобар в Австралии, плато Клондайк (Юкон, Канада).
Показано, что на границе различно развивающихся террейнов сосредоточены наиболее
важные узлы междолинной перестройки дренажной сети, влияющие на размещение
россыпей и определяющие пути транспорта рудного вещества, особенно в районах, где
коренные источники в значительной мере уничтожены (или не выявлены). Показана
важнейшая роль разрывной тектоники, как пассивной, так и активной, в эволюции долинной
сети и в заложении новых долин низшего порядка.
22
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
В докладе B.Malkin рассмотрены условия образования палеодолин юго-западной
Африки. Показано, что заполнение палеодолин осадками формации Двайка сопровождалось
переносом устойчивых минералов, в том числе алмазов, приведшим к возникновению
алмазоносных россыпей. В ходе исследований использовались аэрофотоматериалы и
геологические карты, анализ которых позволил восстановить положение палеобереговых
линий и палеоустьев дренажной сети и предположить возможности выявления россыпей
алмазов на древних террасах.
В докладе A.Лаломова, A.Бочневой и др. рассмотрены перспективные в отношении
выявления ископаемых россыпей тяжелых минералов площади Зауральской россыпной
провинции (Западная Сибирь), на которых в настоящее время начаты поисковые работы.
Показаны возможности литологического и морфоструктурного анализа, позволяющие на
ранних стадиях ведения поисков предварительно реконструировать положение береговой
линии и вероятные границы различных зон прибрежного седиментогенеза с характерными
для них условиями сепарации и концентрации рудных минералов. Предварительно выделены
две области с различными условиями потенциального россыпеобразования и определены
необходимые объемы поисково-разведочных работ.
Роль долин как важнейшего поставщика тяжелых минералов в россыпи Сомалийского
побережья восточной Африки рассмотрена в докладе P.Siegfried, который установил, что
указанные долины относятся к типу «вади». Сравнительный анализ состава рудных
минералов в отложениях этих долин, в собственно пляжевых и эоловых россыпях,
свидетельствует о поэтапном фракционировании тяжелых минералов в пользу обогащения
наиболее устойчивыми минералами малой размерности.
Особенности минерального состава пляжных россыпей восточного Средиземноморья
(Турция), отражающие строение и состав пород области их питания и фракционирование в
процессе транспортировки водотоками и береговыми процессами, нашли отражение в
докладе М.Ergin и др.
Был представлен также доклад (M.Zlagnean et al.), посвященный проблеме техногенных
россыпей как одного из типов вторичных рудных концентраций, возникающих при
отработке рудных месторождений на территории Румынии. Приведенные данные
подчеркивают высокий потенциал вторичных месторождений и техногенных россыпей в
районах развитой горной индустрии.
А.А.Кременецким и др. представлены данные SНRIMP-анализа цирконов из различных
россыпных месторождений России, показывающие унаследованность их изотопного состава
в системе «коренной источник-россыпь». При этом показано, что ядра кластогенных зерен
циркона имеют более древний возраст, нежели чем его оболочки.
Обращает на себя внимание увеличение количества работ, посвященных натурному и
экспериментальному исследованию седиментологических процессов, а также созданию
математических и понятийных моделей формирования геологических объектов осадочного
ряда. В докладе М.Репеле «Тяжелые минералы пляжевых осадков» на основании
исследования комплекса береговых отложений латвийской части Балтийского моря и
Рижского залива установлено изменение содержания тяжелых минералов и, в частности,
россыпеобразующей титан-циркониевой минеральной ассоциации в различных
гранулометрических классах осадков. Результаты работы могут быть использованы при
изучении и прогнозировании современных прибрежно-морских россыпей тяжелых металлов.
В докладе С.Ю.Маленкиной проанализированы условия образования различных типов
юрско-меловых фосфоритов Русской платформы, которые кроме самостоятельного значения
могут быть дополнительным компонентом, повышающим экономическую оценку
забалансовых титан-циркониевых россыпей Русской платформы.
В докладе А.Лаломова и Р.Чефранова на примере олигоценовых осадочных формаций
Западной Сибири показано определяющее влияние литостратиграфического и фациального
факторов на локализацию титан-циркониевых прибрежно-морских россыпей.
23
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
Широко были представлены работы по методологии изучения и реконструкции
палеогеографических условий образования осадочных толщ, которая включает методические
приемы, используемые в седиментологии и секвенсстратиграфии. Рекомендуется
применение указанной методологии при целенаправленных поисках рудных полезных
ископаемых осадочного ряда. Наряду с традиционными методами фациального анализа
(текстурное и структурное изучение осадочных формаций) эта методология предусматривает
обязательное изучение в выявляемых рудных объектах типоморфизма продуктивных
минералов с помощью микрозондового анализа и электронно-парамагнитного резонанса.
Математические методы исследования минеральных месторождений
Использование математических методов в области изучения минеральных
месторождений было продемонстрировано на секциях Математическое и статистическое
моделирование физических и химических процессов в науках о Земле и Новые границы
математической геологии для исследования ресурсов. В докладе И.А.Чижовой и Н.Г.ПатыкКара представлены результаты применения компьютерной технологии для классификации и
выявления особенностей поликомпонентных россыпных месторождений и использования
этих результатов при оценке экономического потенциала территорий. И.А.Чижова и др.
отметили важность использования познавательной графики при оценке золоторудных
месторождений по методу аналогии и представили описание разработанной ими
программной реализации системы хранения графической информации. В докладе
Н.В.Гореликовой и др. рассмотрены возможности применения логико-информационного
метода при сравнительном анализе оловорудных магматических систем Востока России.
M.Scott и др. представили доклад об использовании 3-D, вероятностного и численного
моделирования при оценке минерального потенциала ресурсов на примере сульфидной
эпитермальной минерализации бассейна Драммонд (Австралия). E.J.Carranza рассмотрела
количественную методологию для выбора месторождений последовательно образованных
типов для обучения систем моделирования и построения карт распределения полезных
минералов.
J.Huang и др. проанализировали применение метода мультифрактальной (рекур-сивной)
отбраковки при выделении аномалий Cu, Ni, Au на примере Восточно-Тянь-Шаньского
рудообразующего пояса (Северо-Западный Китай). Широкое использование GIS-технология
для оценки ресурсов показано на примере двух докладов (J.Chen, Y. Chen; P.Zhao) по
региону Чифенг (Внутренняя Монголия, Китай), характеризующегося высоким рудным
потенциалом. S.Xie тремя различными методами идентифицировал геохимические аномалии
вольфрама (разграничение аномалий от геохимического фона) на примере региона Нанлин
(юг Китая) и сравнил их эффективность.
G.Wang, Y.J.Chen для оценки ресурсов медно-порфирового месторождения Пуланг
(Юнан, Китай), кроме 3-мерной GIS-технологии, использовали BP-сетевой метод.
Специальный программный блок был разработан на языке С++ и OpenGL. Интерполяция
проводилась с учетом обратных расстояний.
E.Akcan, A.E.Tercan дали оценку условных распределений двух переменных, использующую канонический анализ корреляции. При определении индикаторных переменных
месторождений широко применялось изучение пары групп переменных. Пример решения
задач геометрического моделирования и подсчета запасов месторождений с использованием
программного комплекса Gemcom приведен в докладе L.Fathollahpour (Иран).
3-D моделирование минеральных полей на вулканогенном колчеданном месторождении
района Норанда (Канада) представлено в докладе M.Böhme, M.Apel. Программная среда
разработана на базе оболочки GOCAD.
Особый интерес вызвал доклад D.Singer, R.Kouda о вероятностной оценке числа
месторождений на основе анализа плотности месторождений. Под плотностью
месторождений авторы понимают отношение числа месторождений на площади к размеру
24
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
этой площади. Приведены уравнения зависимости плотности месторождений от площади
месторождений (в км2) и среднего уровня запасов ожидаемых месторождений (в тоннах).
В докладе R.Kouda представлены результаты работ по оценке ресурсов на основании
данных, полученных при анализе космоснимков. Достоинства метода: возможность
повторных наблюдений; более обоснованное выделение геологических особенностей
экспертами-геологами; использование объединенных пространственных (спектральных и
структурных) характеристик спутниковых данных. Недостаток: необходимость устранения
шумового сигнала.
Технология компьютерного анализа сложных взаимосвязанных свойств геологического
пространства с целью прогноза представлена в докладе O.Юлдашева. Предложен метод
совмещения разнородных (геологических, геофизических, геохимических) карт одной и той
же территории, а также разделения сложных свойств объектов исследования. Метод
предназначен для выявления свойств геологической структуры территорий и раскрытия
сложных факторов локализации - комбинации геологических, геофизических и
геохимических признаков, благоприятных для минерализации.
Y.Z.Yat-Sen с соавторами смоделировали процесс взаимодействия гидротермальных
растворов с вмещающей породой, вызывающий перераспределение химических элементов,
на основе уравнения Грессена, которое позволяет оценить объем и изменения масс
компонентов. Метод базируется на условии, что элементы с высокими степенями
неподвижности сохраняются в абсолютном содержании в гидротермальной системе, хотя их
содержание может номинально уменьшаться за счет относительного роста содержания
подвижных компонентов. Показано, что для золотого месторождения Hetai (Южный Китай)
добавка масс к неизмененным начальным породам во время гидротермального процесса
достигает своего максимума в рудных телах и сильно измененных породах.
Интересной представляется доклад H. von Eynatten et al. «От источника к конечному
водоему стока: статистическо-числовая модель осадочной генерации и эволюции».
Методом исследования осадочных толщ послужило числовое моделирование,
обеспечивающее
количественное
описание
петрографических,
химических
и
гранулометрических изменений, происходящих при переносе материала от источника до его
места отложения в осадочном бассейне. Чтобы смоделировать влияние дробления, авторы
представили химические составы современных флювиогляциальных отложений. Данные
статистически проанализированы с использованием логарифмического отношения Атчисона,
затем была создана модель лог-линейной регрессии. Показано, что различия в
геохимическом составе каждой гранулометрической фракции связаны, прежде всего, с
дроблением и гидродинамической сортировкой.
Доклад R.Tolosana-Delgado и др. «Статистическая глобальная обусловленность
петрографического состава отложений относительно размера зерна» касается
численной оценки особенностей осадочных пород, которые до сих пор исследовались
преимущественно на качественном уровне. С целью выражения модели как уравнения,
авторы просчитали относительное содержание зерен каждого типа, когда оно было более 1%,
и применили метод регрессии к составу из 5 частей. Модель успешно суммирует
относительную интенсивность всех участвующих процессов, и независима от диапазона
размеров рассматриваемых зерен.
Заключение
В целом следует отметить общий достаточно высокий уровень представленных в
рамках направления Минеральные месторождения докладов, особенно в областях
изучения минерально-химического, изотопного состава и физических свойств минералов,
пород и руд, физико-химических параметров флюидных фаз. Интересные доклады были
оглашены на секциях, рассматривавших золоторудные и россыпные месторождения.
Российские исследователи представили довольно большое число докладов, которые в целом
25
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
не уступали по научному уровню докладам геологов развитых стран мира (США, Англии,
Германии, Франции).
Нельзя не отметить общую тенденцию, которая прослеживалась почти во всем спектре
геологических наук, представленных на МГК-2008: наиболее актуальными оказались
направления, так или иначе связанные с экологическими аспектами, в то же время проблемы
месторождений полезных ископаемых (не считая углеводородного сырья) не были столь
популярными. Вполне вероятно, что через некоторое время внимание к исследованию и
поискам минерального сырья снова займет соответствующее место в системе геологических
наук. Тем не менее, следует учесть, что экологические аспекты в рамках представляемых на
международный уровень геологических материалов должны получать соответствующее
отражение.
Обращает на себя внимание наблюдаемый в настоящее время определенный прорыв в
области изучения флюидных включений, в связи с появлением и развитием методики
лазерной абляции для анализа состава индивидуальных флюидных включений. Этот метод
позволяет определять в отдельных флюидных включениях концентрации большого числа
микроэлементов, в том числе рудных (Au, Ag, Cu, Pb, Zn, U и др.). В последние годы данная
методика стала широко доступна зарубежным специалистам в связи с выпуском специальной
серийной аппаратуры. К сожалению, в России имеется лишь один подобный прибор
(Новосибирский научный центр), да и тот устаревшей модели. Это обстоятельство
существенно ограничивает возможности российских исследователей в области изучения
минерального вещества.
Направление «Петрология»
Шарков Е.В., Андреева И.А., Ларикова Т.Л., Серебряков Н.С.
В работе петрологического направления 33-го МГК принимало участие 4 сотрудника
ИГЕМ РАН, которые выступали с докладами как устными, так и стендовыми, участвовали в
обсуждении докладов на соответствующих секциях и широко общались с делегатами
Конгресса.
Е.В.Шарков сделал три устных доклада на секциях: MRD-11 – «Large igneous provinces
of Northern Eurasia and their PGE-Cu-Ni ore deposits» (с О.А.Дюжиковым), MPI-02 –
«Cenozoic and ancient accessory zircons in gabbroids of the 3-rd layer in axial part of the MidAtlantic Ridge» (с Н.С.Бортниковым, Т.Ф.Зингер, Е.Н.Лепехиной, А.В.Антоновым и
С.А.Сергеевым) и HPP-01 – «Evolution of tectonomagmatic processes throughout the Earth’s
history» (с О.А.Богатиковым). Им был представлен стендовый доклад (с А.В.Чистяковым) на
26
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
секции MPI-05 «Two different Paleoproterozoic large igneous provinces at the eastern
Fennoscandian Shield», а также он участвовал в качестве соавтора в стендовых докладах
М.М.Богиной на секции EUR-01 – «Isotope-geochemical evolution of the ArcheanPaleoproterozoic mafic-ultramafic volcanism of the Baltic Shield», К.Н.Шатагина,
И.В.Чернышева, И.С.Красивской на секции MPI-01 – «The Sr-Nd isotope heterogeneity in
fresh pillow-lavas from the axial rift of the Mid-Atlantic Ridge (Sierra-Leone area, 5-7o N», а
также устного доклада Р.Эрнста на секции MPI-04 – «Map of “Dolerite dyke swarms and
related units of Russia and selected adjacent regions» (c В.И.Пучковым, Д.Гладкочубом,
В.В.Ярмолюком и др.), а также несостоявшегося устного доклада Ю.А.Костицына (с
Е.Белоусовой, Н.С.Бортниковым, Т.Ф.Зингер) на секции MPС-01 – «U-Pb dating and Hf
isotope analysis of zircon from very young magmatic rocks at the axial valley of the Mid-Atlantic
Ridge».
Т.Л.Ларикова выступила с устным докладом на секции MPN-02 – «Bell-shape garnet
zoning development during eclogitization of the corona textures»
Н.С.Серебряков выступил с стендовым докладом на секции MPN-02 – «Magnesitesuppfirine-gedrite high Mg-Al rocks from the Belomorian Mobile Belt, Northern Karelia»
На секциях, в работе которых принимали участие петрологи ИГЕМ РАН, в секционных
докладах, открывавших заседания, подводились итоги работ за прошедшие годы и
фиксировалось современное состояние знаний в этой области; в устных и стендовых
докладах на секциях приводился новый фактический материал. Доклады петрологов ИГЕМа
в целом соответствовали уровню докладов, представленных на Конгрессе. Наибольший
интерес
из
них
вызвали
доклады
Е.В.Шаркова
посвященные
эволюции
тектономагматических процессов в истории Земли (с О.А.Богатиковым), позволяющие поновому взглянуть на историю развития нашей планеты (и планет земной группы в целом), а
также находкам разновозрастных цирконов в габброидах из осевой части СрединноАтлантического хребта (с Н.С.Бортниковым, Т.Ф.Зингер и др.), которые с неожиданной
стороны освещают петрогенетические процессы, происходящие как в медленноспрединговых срединно-океанических хребтах, так и в глубокой мантии современных
океанических сегментов Земли.
На секциях, в работе которых принимал участие Е.В.Шарков, наибольший интерес
представили доклады на секции MPI-04 Рои мафических даек: глобальные перспективы.
Особое внимание было уделено составлению карт роев мафических даек в масштабах
континентов. Такие рои являются могущественным инструментом для идентификации
крупных изверженных провинций, определения геодинамического положения региона и
выявления локальных мантийных плюмов, а также необходимы для характеристики истории
распада суперконтинентов и палеоконтинентальных реконструкций. Такая карта в масштабе
1:5000000 сейчас создана для Канады и соседних регионов (Buchan and Ernst, 2004, Diabase
Dyke Swarms and Related Units in Canada and Adjacent Regions) и в работе находится карта
для кратона Сьюпириор на Канадском щите. В этой связи актуальной задачей является
создание такой карты по территории России, где уже сейчас имеются существенные заделы в
этом направлении. В результате обсуждения было принято решение о создании рабочей
группы по составлению карты долеритовых даек для территории России и некоторых
соседних регионов во главе с Р.Эрнстом, в которую вошли В.Н.Пучков (Уфа), Д.Гладкочуб
(Иркутск), В.С.Куликов (Петрозаводск), Ж.А.Федотов (Апатиты) и др.; от ИГЕМа в эту
группу вошли В.В.Ярмолюк и Е.В.Шарков
В рамках сессии Минералогия, петрология, изотопная геология, вулканология,
включающей 28 симпозиумов, были рассмотрены проблемы геохимии широкого спектра
пород различного генезиса. Особый интерес представляла работа симпозиума Петрология
изверженных пород, на котором освещались проблемы щелочного и карбонатитового
магматизма и связанных с ними рудных месторождений, гипотезы образования расслоенных
27
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
интрузивов, обсуждались вопросы происхождения и эволюции крупных магматических
провинций, а также были представлены новые данные по классификации гранитов.
В рамках секции Щелочной и карбонатитовый магматизм и связанные с ним
рудные месторождения были рассмотрены проблемы происхождения, дифференциации и
потенциальной рудоносности щелочных и карбонатитовых магматических систем в
различных геодинамических обстановках. В частности, рассматривались вопросы,
касающиеся минералогии, петрологии, геохимии и генезиса щелочных и субщелочных
пород, фоскоритов, карбонатитов и связанных с ними редкометалльных месторождений (Nb,
Ta, Zr, Hf, U, Sr и др.).
Большой интерес вызвали результаты исследований физических и химических условий
(T, P, fO2) образования щелочных пород, основанные на термодинамических анализах,
изучении микровключений в минералах и экспериментальной петрологии. Особое внимание
было уделено также результатам изучения новых изотопных систем (Lu-Hf, Re-Os) для
оценки источников щелочного и карбонатитового магматизма, а также роли мантийных
плюмов в происхождении родоначальных для щелочных пород магм. Широко обсуждалась
степень участия метасоматических процессов как на ранних, так и на поздних стадиях
формирования щелочных пород, карбонатитов и фоскоритов.
И.А.Андреевой. был сделан устный доклад «Magma compositions and genesis of the
alkaline rocks and carbonatites from the Belaya Zima carbonatite complex (Eastern Sayan,
Russia): Evidence from melt inclusions», в котором представлены результаты изучения
состава, эволюции и условий образования магм (расплавных включений), участвующих в
формировании кальцитсодержащих ийолитов и карбонатитов щелочного карбонатитового
комплекса Белая Зима (Восточный Саян, Россия) с использованием электронного и ионного
микроанализа. Доклад вызвал ряд вопросов и дискуссию по представленным материалам.
На секции Метаморфизм и метаморфические процессы было представлено 15
устных и 27 стендовых докладов. Особенно интересными были доклады про реакционные
структуры и метаморфические равновесия в условиях эклогитовой фации D.Moecher,
E.Anderson «Реакции распада омфацита и скорости эксгумации эклогитов».
Более детально эклогитовый (ультра-высокобарный) метаморфизм был рассмотрен на
секциях UHP-02 Коллизионные орогены, ультраметаморфизм и плавление, UHP-03
Ультравысокобарный метаморфизм – минералы, микроструктуры и наблюдения на
наноуровне, UHP-04 - Ультравысокобарный метаморфизм – минеральные реакции,
геохимия, термобарометрия и геохронология, UHP-05 – Геология, тектоника и петрология коллизионных орогенов – ультра- высокобарные породы, UHP-06 – Численное
моделировние субдукции и эксгумации ультравысокобарных фрагментов – взгляд в
глубины Земли. Особое внимание на этих секциях было уделено условиям формирования
высокобарных парагенезисов в перидотитовых породах, а также структурам распада в них.
Много представлено докладов посвященных определению возраста эклогитового
метаморфизма в различных комплексах, а также геодинамическим реконструкциям.
28
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
Направление «Минералогия»
Бортников Н.С, Агеева О. А., Аникина Е.Ю.,
Викентьева О.В., Гореликова Н.В., Крупская В.В.
Сотрудники ИГЕМ РАН по направлению Минералогия выступили со следующими
докладами:
Агеева О.А. «Акцессорные минералы в породах Хибинского массива (Кольский п-в)»;
Аникина Е.Ю., Бортников Н.С., Гамянин Г.Н. «Изотопный состав серы в минералах оловосеребро-полиметаллических месторождения Верхоянского складчатого пояса (Россия,
Якутия)»; Бортников Н.С., Крылова Т.Л., Гореликова Н.В. «Эволюция флюидного режима
оловорудного месторождения Солнечное (Россия, Дальний Восток)»; Викентьева О.В.,
Бортников Н.С., Гамянин Г.Н., Прокофьев В.Ю. «Сарылахское и Сентачанское золотосурьмяные месторождения: стабильные изотопы и флюидные включения»; Гроховская
Т.Л.
«Минералогия
платиновой
группы
Cu-Ni-PGE
месторождений
Палеопротерозойского Мончегорского комплекса, Кольский полуостров, Россия»,
Костицын Ю., Белоусова Е., Бортников Н.С., Зингер Т.Ф., Шарков Е.В. «U-Pb датирование
и Hf изотопные анализы циркона очень молодых магматических пород осевой части
долины Срединно-Атлантического хребт»; Крупская В.В., Крылов А., Вогт К., Нечитайло
А., Борисов Д., Андреева И., Пилоян Г.О. «Комплексы глинистых минералов как
показатели изменений условий осадконакопления Кайнозоя в Арктическом бассейне»;
Прокофьев В.Ю., Бортников Н.С. Орогенные золотые месторождения России: «Физикохимические условия образования и геохимические особенности рудоформирующих
флюидов».
В целом, по направлению Минералогия было представлено 2 блока секций:
Минералогия, петрология, изотопная геология, вулканология и Минеральные ресурсы,
а также пленарные заседания Минеральные ресурсы в условиях быстро растущей
мировой экономики: есть ли природные ограничения?.
Наибольший интерес участников конгресса вызвали секции, на которых
рассматривались вопросы рудной минералогии и современные методы исследования
минералов и геологии рудных полезных ископаемых с анализом минерального состава
месторождений. В эту категорию попали:
Основные проблемы минералогии,
Минералогия металлов платиновой группы,
Спектроскопия в минералогии,
Новые события в методах микроанализа,
Включения в минералах,
Основные проблемы минеральных месторождений,
Крупные рудные месторождения,
Гранитный магматизм и связанные в ним месторождения,
Колчеданные месторождения: контроль распределения и времени,
Au-Ag телурид-селенидные месторождения,
Металлогения Фенноскандии,
Порфировые месторождения,
Щелочной и карбонатитовый магматизм и связанные с ним рудные
месторождения,
Кайнозойские би-полярные взаимодействия.
Основной анализ докладов проведен для секций, где, так или иначе, были затронуты
вопросы минералогии.
На секции Основные проблемы минералогии были заслушаны доклады,
охватывающие широкий круг вопросов. В первую очередь, это исследование минералов
29
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
различных групп, их структур и составов. В некоторых случаях предложены новые, или
подтверждены старые схемы изоморфизма. Для некоторых групп минералов были
предложены новые системы классификации минеральных рядов. В большинстве случаев, на
основе изучения химического состава и структурных особенностей минералов были сделаны
попытки использовать эти свойства как показатели среды минералообразования и причин
формирования минеральных агрегатов. Ряд работ носили компиляционный характер,
например, обновленные данные по минералогии Бразилии с учетом дискредитированных в
последнее время минеральных видов. Большой блок вопросов был посвящен влиянию
горнодобывающей промышленности на окружающую среду. В этой связи рассматривалась
возможность образования минеральных фаз, которые могут приводить к загрязнению почвы
и грунтовых вод. В целом, секция была одной из самых крупных и разноплановых из
представленных на конгрессе.
Одной из самых интересных с точки зрения рудной минералогии была секция
Минералогия металлов платиновой группы. Работы, представленные на этой секции,
включали все аспекты изучения ЭПГ, от минералогии и кристаллохимии МПМ до геохимии
элементов платиновой группы (ЭПГ). Обсуждались такие вопросы, как синтез минералов
ЭПГ, определение кристаллических структур, вариации химического состава, новые данные
о слабо описанных видах и характеристика потенциально новых видов МПМ в
магматических и гидротермально измененных месторождениях. Большое внимание было
уделено новым, нетрадиционным видам минералов платиновых металлов, не утвержденным
в комиссии по новым минералам и, как полагают авторы многих докладов, имеющим
низкотемпературный генезис. Большинство докладов по этой тематике было посвящено
минералогии платиновых металлов в породах и хромитовых месторождениях офиолитовых
комплексов, и было очевидно, что авторы пришли к единому мнению – различное поведение
металлов платиновой группы в подиформных и стратиформных месторождениях хромитов
обусловило появление различных первичных платинометалльных ассоциаций, а процессы
серпентинизации и других видов гидротермального изменения и в тех, и в других привели к
изменению минералогии платиновых металлов с образованием вторичных парагенезисов. Те
же группы минералов были установлены в латеритах, россыпях и расслоенных
палеопротерозойских комплексах.
Следует отметить, что только в докладах российских ученых была поднята тема
наноразмерных срастаний и частиц применительно к минералам платиновых металлов
(МПМ). Это было отмечено как новый и интересный аспект изучения минералогии ЭПГ.
Второй вопрос, касался вхождения в состав минералов платиновых металлов редких и
рассеянных элементов и процессов, которые могли привести к накоплению Se, Tl, Ge, ets., в
минералах платиноидов.
Следующий блок отражает современное состояние технических средств для
исследования минералов. Сюда вошли секции Спектроскопия в минералогии и Новые
события в методах микроанализа. Здесь были продемонстрированы работы, связанные с
изучением минералов прецизионными методами и их комбинацией. В связи с тем, что в
последнее время все чаще изучение минеральных фаз проводится на наноуровнях,
становится недостаточным использование какого-либо одного метода. Поэтому практически
на всех докладах прозвучала необходимость комплексного подхода к диагностике
минеральных фаз и их химических особенностей. В некоторых случаях, рентгеновским
методом выявляют, например, наличие сульфидных включений в нерудных минералах. Но
состав этих включений оказывается чрезвычайно сложен для диагностики. В этом случае в
качестве инструмента для выяснения состава мелких выделений используется комбинация
Рамановской спектроскопии и исследований с помощью сканирующего электронного
микроскопа с энергодисперсионной приставкой. Помимо количественных результатов мы
имеем картинку с высоким разрешением, что часто незаменимо в работе для определения
гомогенности исследуемого материала. В случае с изучением карбонатов помимо уже
30
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
перечисленных, на помощь приходит метод морфометричесих измерений. В современных
исследованиях широко используется метод LA-ICP-MS(OES) для количественного анализа
элементов-примесей, что часто несет важную информацию о среде минералообразования.
Помимо выяснения особенностей химизма этот метод применяется также для изучения
соотношений стабильных изотопов. В настоящее время ведутся работы по отработке
методик, которые дают возможность проводить подобные исследования с незначительной
погрешностью (по сравнению с классическим методом масс-спектроскопии). Кроме этого,
метод в последнее время широко используется для получения двух- и трехмерного
распределения рассеянных элементов в минералах. Также для выяснения условий
формирования руд большое значение имеет валентных форм различных элементов. В этом
случае используется Мессбауэровская спектроскопия. Также была работа, посвященная
использованию метода ЭПР для определения возраста кристаллов кварца по концентрации в
нем радиационных центров. Но в настоящий момент еще отрабатывается методика, так как
метод имеет ограничения. Таким образом, современный уровень минеральных исследований
предполагает возможность использования большого количества разнообразных методов в
зависимости от поставленных перед исследователем целей.
На секции Включения в минералах были представлены доклады как по изучению
флюидного режима на основе исследований флюидных включений, так и
экспериментальные работы. К последним относится работа по автоклавной гомогенизации
расплавных включений в магматических минералах (экспериментальное изучение), в
которой был продемонстрировал эффективный подход автоклавного нагревания, который
может быть использован для гомогенизации богатых газами включений без потери их
состава и внутреннего равновесия, а также наблюдения фазовых переходов при различных
температурах. Большая часть работ была посвящена исследованию флюидных включений
для выяснения форм переноса и причин осаждения полезных компонентов из раствора, и, в
целом, режима формирования различных месторождений. Кроме этого, были представлены
результаты изучения включений минеральных фаз в различных средах. Как правило, в этом
случае речь шла о микро-, наноразмерных включениях.
Блок дисциплин, посвященных Минеральным месторождениям, вызвал большой
интерес с точки зрения методов исследования и интерпретации полученных данных на
месторождениях различного профиля. Были охвачены самые разные типы месторождений:
стратиформные, жильные, колчеданные и др., связанные с различным магматизмом.
Отдельные секции были посвящены месторождениям урана золота, железа, Ni-Cu-PGE. В
некоторых случаях, наряду с традиционными были представлены новые модели
формирования магматических комплексов и связанных с ними руд. Большое внимание было
уделено вопросам контроля и распределения оруденения, в том числе отдельным блоком
обсуждались эти факторы для гигантских месторождений. Как правило, для ответа на
поставленные вопросы используется комплекс методов, традиционный в этом случае. В
первую очередь это изучение минерального состава руд, парагенетический анализ
минеральных ассоциаций, текстурные и структурные особенности руд, фациальный анализ и
соотношение руд с магматическими комплексами. Кроме этого, одним из наиболее
распространенных методов, является изучение флюидных включений в минералах для
определения температур минералообразования (термобарогеохимические исследования),
состава газовой фазы (Raman спектроскопия), солености включений и др. В некоторых
случаях применяются более экзотические методы, такие как изучение включений в рудных
минералах методом ИК-спектроскопии. Очень важное место при построении моделей
формирования месторождений занимают количественные методы оценки концентраций
элементов-примесей в минералах, распределение РЗЭ в минералах и породах, их
перераспределение при различных геологических процессах, соотношение стабильных
изотопов и S в минералах.
31
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
Хотелось бы отметить, что в разделе «минеральные месторождения» были представлены работы, призванные ознакомить научных коллег с различными новыми объектами из
разных стран мира.
Очень важными для дальнейших исследований представляются вопросы, поставленные
на секции Металлогения Фенноскандии геологическими службами Финляндии, Норвегии,
Швеции и России, которые представили обширную компьютерную базу данных FODD по
месторождениям металлических полезных ископаемых Фенноскандинавского (Балтийского)
щита. База данных охватывает многие типы месторождений, среди которых и данные по Cu,
Ni и ЭПГ. Важно, что база находится в интернете в открытом доступе
(http://en.gtk.fi/ExplorationFinland/fodd/), содержит сведения о типах руд, возрасте,
координатах, истории рудных месторождений, геологическом строении, прогнозных
ресурсах и генетических моделях, что позволяет провести сравнительный анализ
определенных типов месторождений на щите в целом.
Большой интерес вызвал симпозиум Щелочной и карбонатитовый магматизм и
связанные с ним рудные месторождения, который был посвящен проблемам
происхождения, дифференцирования и рудоносности щелочных и карбонатитовых
магматических систем в разнообразных геодинамических обстановках и областях. В
представленных докладах освещен широкий спектр вопросов, касающихся минералогии,
петрологии, геохимии, генезиса щелочных и ультращелочных пород, фоскоритов,
карбонатитов и кимберлитов. Рассмотрены связанные с ними месторождения
редкометальных элементов (Nb, Ta, Zr, Hf, U, Sr и т.д) и другие типы месторождений.
География обсуждаемых на симпозиуме объектов охватывает: щелочные провинции
Южной Гренландии, С-В Вьетнама, Украинского щита, Кольского полуострова и Урала;
карбонатитовые провинции Таймыра и Анголы. Представлены результаты изучения
проявлений щелочного базальтового магматизма Камчатки, карбонатитов Намибии и
Бразилии, мелилититов Богемии, архейских щелочных пород Гренландии, Балтики и
Северной Норвегии;
кимберлитов Якутии. Рассмотрены особенности щелочного и
карбонатитового магматизма Тибетского нагорья и Восточных Саян, а также эволюции
внутриплитового магматизма Атлантического океана. Затронуты вопросы их тектонического
и геодинамического районирования, петро- и геохимического анализа.
При анализе генезиса горных пород и руд особое внимание обращено на физикохимические условия (T, P, fO2) минералообразования, определяемые термодинамическим
анализом и методами экспериментальной петрологии, а также исследованиям
микровключений. Для поиска источника щелочных и карбонатитовых магм применен анализ
новых изотопных систем (Lu-Hf, Re-Os и др.). Обращено внимание на роль плюмов и
внутрикорового магматизма в образовании материнских магм. Подвергнута анализу высокая
рудоносность щелочноультраосновных массивов с карбонатитами, достигшая своего
максимума в мезозое. В частности, освещены проблемы формирования в них
редкометальных месторождений (Nb, Ta, TR, P, Fe, Ti, Zr и др.). Отражены особенности
дифференцированного строения этих массивов; их локализации в пределах докембрийских
платформ и некоторых срединных массивов; приуроченности к зонам рифтогенеза и др. При
рассмотрении кимберлитов обсуждались вопросы их локализации и алмазоносности,
пространственно-временных корреляций с щелочноультраосновным магматизмом.
Среди обсуждаемых проблем: смесимость карбонатных и силикатных магм; процессы
фенитизации и другие метасоматические явления, связанные с щелочным магматизмом;
моделирование эволюции щелочных магм; использование состава минералов в качестве
индикаторов магматических процессов и многие другие.
В связи с проведением Международного Полярного года, большое внимание в
докладах, представленных на конгресс, было уделено геологическим исследованиям
арктических областей, включая российский Карело-Кольский регион. Все доклады
основывались на детальном изучении вещественного состава литологических разрезов,
32
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
отобранных в Арктическом регионе и в Антарктиде. Подавляющее большинство докладов
было посвящено изучению уникальных материалов глубоководного бурения. Основной
акцент во всех без исключения докладах делался на историю развития климатических
обстановок в полярных регионах.
В числе докладов была представлена работа, посвященная возрастной модели эволюции
Арктического региона по результатам глубоководного бурения на хребте Ломоносова.
Уникальные материалы позволили изучить историю развития начиная с Миоцена, что
охватывает весь этап становления Арктического бассейна от раскрытия Евразийского
бассейна 55-60 млн. лет назад, включая два крупных перерыва в осадконакоплении в районе
станции бурения (10-12 Мyr и 18-44 Мyr). Сделаны выводы о движениях литосферных плит,
скоростях осадконакопления и моментах компрессионного сжатия хребта Ломоносова, что
послужило к изменению его глубинной структуры.
На основе детального изучения горизонта (45-47 млн. лет назад), обогащенного
кремнистыми организмами сделаны выводы об особенностях жизни и захоронения
планктонных видов. Этот период отличается довольно высокими температурами воды
(порядка 18оС). Однако, присутствие некоторых видов, которые могли обитать в подледном
пространстве, свидетельствует о сильных сезонных изменениях. Появление сезонных льдов
произошло в период порядка в 45 млн. лет назад.
Были приведены данные об уникальных находках папоротников в кернах
глубоководного бурения в Арктике. Это однозначно свидетельствуют о выровненной
поверхности в районе хребта Ломоносова 48-49 млн. лет назад, теплых и влажных условиях
близких к тропическим. Этот горизонт находится в районе эоценового оптимума, который
также зафиксирован и для Антарктического региона. Сравнение кернов бурения
подтверждает близкую историю развития полюсов и преобладание теплых влажных условий
в районе обоих полюсов в Эоцене.
Применение нового комплекса методов позволило изучить изменения минерального
состава по разрезу керна скважины глубоководного бурения на хребте Ломоносова, включая
аморфные окислы, хорошо раскристаллизованное вещество, глинистые минералы,
карбонаты, цеолиты и пр. На основе сопоставления данных минерального состава и
упомянутых выше исследований палеонтологов были смоделированы условия
осадконакопления и климатические изменения, которые происходили в районе хребта
Ломоносова на протяжении последних 50 млн. лет. 1 – 48-49 Myr – тропические условия,
выровненная поверхность, терригенный материал осаждался вблизи области сноса; 2 – 48-44
Myr – лагунные условия, происходит постепенное углубление бассейна, область сноса
удаляется от бассейна седиментации, средняя температура уменьшается, проявляется
влияние морских вод, к концу периода усиливается сезонность и появляются сезонные
морские льды; 3 – 18-13 Myr – ледовые условия, преобладают сезонные льды, источник
материала меняется, нижняя часть горизонта сформировалась за счет перемыва
нижележащих осадков, верхняя часть, вероятно, за счет терригенного сноса с шельфовых
областей морей Лаптевых и Карского; 13-Myr до современности – преобладание постоянных
льдов, терригенный материал поступает за счет постоянно действующего Тран-Полярного
Дрейфа, переносящего материал из Восточно-Сибирского моря и моря Лаптевых.
Интересной особенностью Конгресса в Осло стало представление наиболее
значительных достижений в Науках о Земле в виде пленарных секций «Темы дня»,
посвященных Международному Году Планеты Земля, на которых выступали всемирно
известные деятели науки и эксперты из различных производственных отраслей. Тема дня
звучала Минеральные ресурсы в быстро растущей глобальной экономике: имеют ли
они природные ограничения?. В течение нескольких прошлых лет прослеживается
отчетливая тенденция роста цен на многие предметы потребления. Этот ценовой бум длится
дольше, чем отмеченные раньше. Одна из главных причин этого - сильное инфраструктурное
развитие в Юго-Восточной Азии, главным образом Китае и Индии. Увеличение товарных
33
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
цен привело к активизации научных исследований по всему миру. В 2007 затраты на такие
исследования превысили 10 миллиардов US$. Впервые за многие годы Европа обеспокоена
поставкой полезных ископаемых на свой рынок. Меморандумы и заявления комиссии ЕС
выдвинули на первый план проблему поставки как стратегическую проблему для
Европейского союза.
Возрастающее беспокойство, связанное с увеличением мировых цен на энергию,
полученную из ископаемого топлива, заставило снова сосредоточиться на ядерной энергии.
Это произошло по двум основным причинам: экологическое неблагополучие и
дополнительный источник энергии. Это привело к возобновлению исследований в области
урана по всему миру. Большие проблемы для человечества, такие как глобальное
потепление, потребление энергии, растущие население - происходит непосредственно под
влиянием воздействия человека.
В связи с этим, на пленарных секциях был дан краткий обзор о перспективах и
возможностях находки и использования новых месторождений в будущем, будут ли они в
океане или на земле. Помимо природных ограничений есть также другие ограничения, такие
как экономические и социальные. Растущее население естественно будет нуждаться во все
большем количестве природных ресурсов, но в то же время доступ к земным ресурсам будет
все более проблематичным. Ученые, выступавшие в рамках пленарных заседаний, призвали
международное сообщество ученых участвовать в обсуждении глобальных проблем, которые
затрагивают будущее благосостояние людей планеты. В частности, первостепенной задачей
становится оценка ресурсов таких стратегически важных металлических полезных
ископаемых как медь, золото и платиновые металлы. Также очень важно в ближайшее время
освоить новые регионы, не считавшиеся до сих пор «рудными», переоценить уже
имеющиеся и приложить силы для открытия новых месторождений.
Заключение
Участие в 33-м Международном геологическом конгресс позволило составить
представление об общем состоянии и основных направлениях исследований в минералогии в
мировом сообществе.
В рамках дисциплины Минералогия были представлены в основном описательные
работы. На данном этапе развития науки не наметилось какого-то качественного скачка в
проводимых исследованиях.
В свете современных приоритетов обратило на себя внимание отсутствие отдельной
секции, посвященной наноминералогии. Хотя в рамках различных дисциплин прозвучал
термин «исследования на наноуровне».
Непременным условием при изучении минеральных объектов в настоящее время
является широкое использование комплекса современных методов исследований.
В современном мире появляется все больше возможностей обмена данными и, как
результат проведение совместных исследований учеными из разных стран.
В заключении хочется отметить, что доклады, представленные сотрудниками ИГЕМ
соответствовали мировому уровню работ, представленных на конгрессе.
34
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
Направление «Геохимия»
Рябчиков И.Д., Чернышев И.В., Дистлер В.В., Перчук А.Л.,
Полозов А.Г., Соловова И.П., Чугаев А.В.
Наибольший интерес представила работа сессии МРМ 04 Минералогия платиновой
группы. На сессию было представлено 19 докладов из которых абсолютное большинство
может рассматриваться как традиционные как по тематике, так и по полученным
результатам. Больше половины докладов касались в различных аспектах проблем
платиновой минералогии офиолитовых комплексов и ассоциированных с ними хромитиов.
Как известно, эти образования характеризуются достаточно стандартным набором
характерных платиновых минеральных фаз, что ещё раз подтвердили представленные
доклады, правда, несколько расширив географию их распространения.
В большей степени интерес представили докладч, посвященные проблемам
платиноносности расслоенных гипербазит-базитовых магматических комплексов и
сульфидных платино-медно-никелевых месторождений. Бесспорно интересный доклад был
представлен профессором Л.Кабри, показавшим значение методов количественного
выделения минералов платиновых металлов из руд и промпродуктов для проблем оценки
рудного сырья. Им была представлена лабораторная схема количественного выделения
МПМ.
Несомненно интересными были доклады Российских специалистов по новым
рудным объектам Кольского региона, который действительно входит в число реальных
платиноносных рудных районов. Был представлен обобщающий доклад А.У.Корчагина и др.
по минералогии Панско-Федоровотундровского массива и его малосульфидного
платинового оруденения. Особо я хотел бы выделить доклад Т.Л.Гроховской, содержащий
действительно новые данные по минералогии Мончегорского рудного района.
В числе докладов, касающихся общих проблем происхождения минералов
платиновых металлов следует назвать доклад автора настоящего отчета, рассмотревшего
механизмы минералообразования на основе новых подходов к проблеме с
использованием методов атомной силовой микроскопии, Оже- и рентгеновской
спектроскопии.
В части общих оценок работы сессии хочу подчеркнуть высокий уровень
используемой аналитической техники в исследованиях западных специалистов. Необходимо
отметить в отчете двусторонние встречи с зарубежными геологами. Большой интерес
представляет встреча с вице-президентом Национального научного фонда Республики
Южная Африка профессором Г. вон-Гюнвольдом, с которым обсуждались проблемы
проведения в ЮАР 35 сессии МГК , а так же расширения научных контактов исследователей
России и ЮАР. Близкое смысловое значение имела беседа с сотрудниками Геологической
службы Индии, так же претендующей на проведение 35 сессии МГК. Представила интерес
беседа с профессором Л.Кабри (Канада) по совершенствованию методов
количественного выделения МПМ. Направления развития новых подходов к изучению
МПМ хромититов обсуждались на встрече с Р.Зекарини и Ф.Гарутти (Италия).
Общее впечатление о работе сессии двойственное. Действительно каждая новая
находка МПМ безусловно интересна. Однако нужны и исследования по новым
прорывным направлениям, а это к сожалению почти отсутствует.
На секциях Фокусированная флюидная продувка в гидротермальных и осадочных
системах: механизмы и воздействие на климат и биосферу и Крупные магматические
провинции (КМП): возникновение, эволюция и происхождение.
Среди докладов выделялось сообщение Х.Свенсена с соавторами, описывающее новый
подход к проблеме быстрого изменения климата в глобальном масштабе. Суть подхода
заключается в том, что внедрение силлов в осадочные бассейны приводит к формированию
35
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
контактовых ореолов, трансформации органического вещества в них, а образовавшиеся
парниковые газы (метан и углекислота) транспортируются в атмосферу в ходе взрывной
продувки (explosive venting), что приводит к быстрому изменению состава атмосферы и
вымиранию видов. Это было продемонстрировано для событий на границе плиоцен-эоцена
(55 млн.лет), тоарского века (183 млн.лет) и в конце пермского периода (251 млн.лет). Ряд
докладов был посвящен некоторым деталям такого сценария: кинетическому
моделированию образования газов при контактовом метаморфизме черных сланцев
провинции Карру (И.Аарнес и др.); геохимии контактовых ореолов провинции Карру и
экскурсам изотопов углерода на контактах (С. Полто и др.); описанию позднеюрских
хемогенных карбонатных холмов Свальбарда (Х.А. Накрем и др.); формированию даек
битумов и аномально высокой генерации углеводородов вблизи ряда вулканов в Аргентине
(П.Кобболд и др.). Доклады секции Крупные магматические провинции: возникновение,
эволюция и происхождение, касались частных аспектов формирования отдельных
провинций: термохронологическому (U-Th/He) датированию железорудных диатрем
Сибирской платформы, выявившему тесную связь железооруденения с сибирскими
траппами (А.Полозов и др.); внедрению континентальных силлов в Кузнецком бассейне и их
связи с мантийным плюмом (Г.Федосеев); коровому анатексису при формировании КМП в
Северной Атлантике и Антарктиде (М.Эбратис и др.), а также начальным стадиям
формирования провинции Феррар (Л.Верек-Гетте и др.). Вопросы детального строения
отдельных КМП освещались в докладах Л.З.Ивинс с коллегами; П.М.Ивинс и др.; С. Планке
и др. Петрологические и геохимические аспекты КМП обсуждались в докладах Н.БакунЧубаровой и др.; П.Холлингс; В.Куликова с коллегами; Д.Пола и др., а также С.Сараева и др.
Вопросы определения времени формирования КМП в пределах Фенноскандии обсуждались
в докладах Т.Баяновой и П.Скуфьина, а также Е.Шаркова с коллегами.
В рамках сессии Минералогия, петрология, изотопная геология, вулканология (28
симпозиумов) были рассмотрены проблемы геохимии различных пород. Кроме того,
отдельные доклады, в той или иной степени затрагивающие эту тему, были доложены на
смежных сессиях, например Contribution of geochemistry to the to the study of the Planet,
Mineral Resources, Ultra-High Pressure Metamorphism и др.
Особый интерес представляет работа секции Петрология изверженных пород, на
которой обсуждались проблемы щелочного и карбонатитового магматизма и связанных с
ними рудных месторождений, гипотезы образования расслоенных интрузий, генезис и
эволюция больших магматических провинций, новые данные по классификации гранитов.
Кроме того, некоторые аспекты геохимии частично освещались в докладах на секциях
Минералогия платиновой группы, Расплавы и стекла в минералогии и петрологии,
Флюиды и расплавы в мантии Земли и Включения в минералах.
На симпозиуме Щелочной и карбонатитовый магматизм и связанные с ним
рудные месторождения были рассмотрены проблемы происхождения, дифференциации и
потенциальной рудоносности щелочных и карбонатитовых магматических систем и их
связь с геодинамическими режимами. Особое внимание уделено вопросам формирования
редкометальных месторождений (Nb, Та, Zr, Hf, U, Sr и др.). В работе симпозиума
доложены результаты исследований физических и химических условий (Т, Р)
образования пород, основанные на термодинамических анализах, изучении
микровключений в минералах и экспериментальной петрологии. Обсуждается
приложение новых изотопных систем (Lu-Hf, Re-Os) к оценке источника щелочного и
карбонатитового магматизма и доли участия плюмового материала в выплавляющихся
мантийных магмах. В целом, представленные доклады и проведенная дискуссия позволили
обозначить полный цикл развития сложных щелочно-карбонатных, обогащенных летучими
компонентами, систем, от кристаллизации магматических пород до конечных стадий
гидротермальной и карбогидротермальной активности. На симпозиуме было представлено
19 устных и 22 стендовых доклада.
36
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
И.П.Солововой был сделан устный доклад «СО2 degassing and carbonate-silicate liquid
immiscibility as alternative mechanisms of evolution of CO2-rich alkaline melts: Evidence from
microinclusions», в котором приведены доказательства зависимости характера
эволюции карбонат-насыщенных первичных магм от геодинамического режима системы,
а также рассмотрена роль различных механизмов (кристаллизационная дифференциация,
декомпрессионная дегазация, ликвация) в формировании силикатных и карбонатитовых
магматических пород.
Большой интерес был проявлен к докладам «Formation conditions of graphite-bearing
carbonatites» Ryabchikov I, Kogarko L. Kryvdik S., Turkov V., «Magmatic and mantle processes
in the genesis of the Gardar Alkaline province, south Greenland» Upton В., «Molten
Chagatai carbonatite as a growth medium for diamond and syngenetic silicate and carbonate
minerals (experiment at 8.5 GPa)» Spivak A., Litvin Y., Divaev F., «Melilitites and associated
alkaline silica-undersaturated rocks of the Vogtland/W-Bohemia (Germany/Czech Republic)»
Abratis M., Viereck-Goette L, Ulrych J., Munsel D., «Carbonatites in Phong Tho, Lai Chau
Province, Northwest Vietnam: Their petrogenesis and relationship with Cenozoic Potassic
Alkaline magmatism» Nguyen Trung C, Martin J.F., Flower Duong The H., «Two mantle
sources of kimberlite formation» Kostrovitsky S., «Depleted mantle source of super-large rare
metal deposits from the Kola Peninsula (first data on the Lu-Hf system)» Kogarko L., Lahaye
Y., Brey G.
Большим вниманием пользовались 5 междисциплинарных сессий по ультравысокобарном
геологическим процессам в зонах субдукции и коллизии (UHP-01-06). Значительное
количество докладов на этих сессиях было посвящено вопросам роста и диагностики алмаза и
других индикаторов сверхвысоких давлений в породах метаморфических комплексов. Большой
интерес вызвали сообщения о генетической связи между основными типами гранатовых
перидотитов - "мантийных" и "коровых". В ряде докладов прозвучали убедительные
свидетельства того, что значительную роль в погружающихся литосферных плитах играют
процессы частичного плавления. Заключительное заседание было посвящено интригующим
результатам численного моделирования процессов субдукции и коллизии, раскрывающие
механизмы образования и эксгумации ультравысокобарных пород на глубинах 150 и более
километров.
Изотопная геохимия и геохронология на 33-й сессии МГК:
методы, объекты и результаты исследований
Чернышев И.В., Чугаев А.В.
Изотопно-геологические исследования на 33-й сессии МГК были сгруппированы в
направление Geochronology and isotope geology, представленное 5 симпозиумами MPC-1,
MPC-2, MPC-3, MPC-4 и MPC-5. Однако большое число докладов, содержание которых в
значительной мере определялось приводимыми в них результатами изотопных
исследований, было представлено на симпозиумах, входящих и в другие направления: GAH
– Gas Hydrate, EGC – Environmetal Geochemistry, HPQ – QuaternaryGeology, MPI –
Igneous Petrology, MPN – Metamorphic Petrology, MPV – Volcanology, MRB – Industrial
Mineral Deposits, MRD – Mineral Deposits и ряд других. Кроме того, состоялся отдельный
симпозиум MPM – 12 New Developments in Microbeam Tecyniques, посвященный методам
локального изотопного анализа, используемых сейчас в изотопной геологии. Общее
количество докладов на 33-й сессии МГК, в которых так или иначе представлены и
исследованы результаты изотопных исследований, составляют более 400.
Представительство таких докладов возросло по сравнению с предыдущей 32-й сессией
МГК во Флоренции (2004 г.). Особенно заметным является расширение изотопной тематики
37
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
как в качественном отношении, так и по количеству докладов, за последние 12 лет, считая от
30-й сессии МГК в Пекине (1996 г.).
За этот период, несмотря на большую затратность и трудоемкость изотопных
исследований, начали использоваться новые методы анализа изотопных отношений и
изотопных систем, значительно возросло число элементов, вовлеченных в сферу изотопных
исследований, расширился круг объектов изотопных исследований и, соответственно, круг
областей геологии и проблем приложения изотопных методов, которые стали шире
применяться в таких областях как геоэкология, тектоника нефтегазовой геология и другие.
Стабильные изотопы легких элементов
Наряду с продолжающимся широким использованием изотопного состава H, C, O, S для
расшифровки условий и источников породо- и рудообразования, чему на разных
симпозиумах Конгресса были посвящены ряд докладов (E.Anikina et al., EGC-07; T.Segalstad,
AAA-11, T.Segalstad et al., AAA-11; E. Schwarzenbach, GEP-13 и другие доклады), можно
отметить возросший интерес к использованию изотопных трасеров легких элементов в
экологии для изучения процессов в окружающей среде, прежде всего в водах, льдах и
почвах.
Изучение стабильных и радиогенных изотопов, включая Т, 14С, 4Не и другие,
рассматривается как главное средство в изучении вековой эволюции подземных вод и, в том
числе, в деле предсказания грядущих периодов изменения климата, сопряженных с таянием
льдов (или оледенением) и оценкой безопасности репозиториев радиактивных отходов.
Обзор этого направления исследований был сделан в докладе (Т.Paces, GCC-01). Примеры
изотопных исследований с результатами экологической направленности можно найти в
следующих докладах.
По результатам измерений δD и δ18O в водах питающих горизонтов и корреляции
изотопных данных и химических параметров вод сделан вывод об источниках питания и о
причинах ухудшения качества подземных вод на территории Объединенных Арабских
Эмиратов. Такими причинами являются интенсивное испарение и сельскохозяйственная
деятельность. На основании вида коррелятивной связи δD - δ18O сделан вывод о том, что
питание водоносных горизонтов происходит за счет осадков Средиземного моря (A.Murad et
al., HYH-01).
Мониторинг δ13C в реке Idrijca (Словения), протекающей между водоразделами
Черного и Адриатического морей, позволил выделить источники сноса углерода: 1)
растворение карбонатов, 2) разложение органического вещества, 3) обмен воды с
атмосферным CO2, 4) притоки. Вклад этих источников носит сезонный характер и меняется
от 11%:19%:30%:61% (осень) до 0%:26%:39:35% (весна) (T.Kandue et al., EGC-07).
Другим примером изучения компонентов питания и загрязнения речных вод является
комплексное изучение δ18O, δ34S, δ15N, а также 3H и 14С в водах дельты р.Янгзы в областях
Suzhou, Wuxi и Changzhou (Китай). Корреляция значений δ15N и δ18O, в частности, позволяет
диагностировать вклад удобрений (навоза) и сточных вод (Y. Jiang et al., EGC-07).
Изучение 7 различных химических форм углерода в датированных разрезах блоков
торфа привело к выводу о зависимости δ13C от климатических условий – температуры и
влажности (M.Novak et al., EGC-07).
Проблема глобального баланса СО2 в системе атмосфера – Океан рассмотрена в
докладе (T.Segalstad, EGC-07) на основе анализа банка данных по содержанию СО2 и δ13C.
Количество растворенного СО2 в Океане в 50-60 раз превышает количество СО2 в
атмосфере. При этом по крайней мере 96% атмосферного СО2 имеет ювенильное (в том
числе вулканогенное) происхождение, а роль биогенного СО2 в атмосфере является резко
подчиненной.
Вялотекущее в последнее десятилетие изучение вариаций изотопного состава Si
получило на Конгрессе заметный импульс в работе британских ученых (F.Street-Perrott et al.,
38
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
EGC-07). Авторами развита методика stepped-fluorination измерения δ29Si, δ30Si и δ18O из
единой аликвоты очищенной биогенной двуокиси кремния. На примере изучения отложений
высокогорного озера Rutundu (Кения) доказано биогенное фракционирование кремния,
характеризующее три разные по климатическим условиям эпохи, имеющие возраст 38.3 –
14.3, 14.3 – 9.5 и <9.5 тыс. лет. Легкий изотоп 28Si обогащает скелет микрофоссилий и diatom
frustules и sponge spicules.
Геохимия изотопов Сl к настоящему времени мало изучена, что в большой степени
связано с экспериментальными трудностями, и пока еще не имеет конкретных геологических
приложений. Представленная на Конгрессе работа (T.ohn et al., EID-05) существенно
пополнила данные о характере и масштабе вариаций δ37Cl в океанических базальтах,
представляющие мантийные резервуары HIMU, EM-I, EM-II. Базальты EM-типов имеют
наиболее отрицательные (до -5.20/00) значения δ37Cl, подтверждая модель, согласно которой
лавы этих типов содержат рециклированный осадочный материал. Умеренно-отрицательные
δ37Cl (-2.6 - +0.80/00) в лавах HIMU-типа перекрываются значениями δ37Cl в измененных
базальтах, которые предположительно присутствуют в источнике HIMU. Метод измерения
δ37Cl, поставленный на приборе Nord-SIMS, позволил получить значения δ37Cl с
погрешностями 0.3-0.70/00 (±σ) (в зависимости от содержания Cl).
Упомянутые доклады подтвердили актуальность как традиционных (δD, δ13C, δ18O,
δ34S, δ15N), так и относительно, пока еще мало применяемых (δ37Cl, δ29Si, δ30Si) методов
геохимии стабильных изотопов, показав, что дальнейшее развитие этого направления
определяется углублением знаний о причинах и механизмах изотопного фракционирования,
соответствующим выбором объектов изучения и совершенствованием методов анализа
изотопного состава элементов.
Новым подходам в геохимии стабильных изотопов, возможность реализации которых в
первую очередь обусловлена прогрессом методов анализа (они рассмотрены ниже в
отдельном разделе настоящего обзора), был посвящен обзорный доклад известного
германского специалиста Й.Хевса (J. Hoefs, GCC-02). Фундаментальное значение имеет
вовлечение в сферу геохимических исследований редких изотопов серы (33S, 36S) и
кислорода (17O), предполагающее высокоточный анализ полных изотопных спектров 32S, 33S,
34
S, 36S и 16O, 17O, 18O методами классической газовой масс-спектрометрии. Это позволяет
изучать так называемые масс-независимые изотопные эффекты, которые на самом деле
являются масс-зависимыми, но описываются немного отличающимися законами массзависимого изотопного фракционирования. Предполагается, что при таком подходе могут
быть вскрыты наиболее древние процессы сульфат-редукции, как следы ранней жизни на
Земле и на Марсе(?). Дальнейший прогресс классической газовой масс-спектрометрии дает
возможность прецизионных измерений на молекулах, содержащих в низких концентрациях
более, чем один редкий изотоп. Этот новый подход помимо других приложений может
привести к появлению нового изотопного карбонатного геотермометра.
Природные вариации изотопного состава «металлических» элементов
Самым значительным достижением геохимии изотопов за истекшее десятилетие
является вовлечение в сферу изотопно-геохимических исследований новых химических
элементов, которые ранее изучались крайне ограничено и малорезультативно, либо вообще
не изучались. К таким элементам относятся Cr, Cu, Zn, Hg, Fe, Ag, Mg, Ca и некоторые
другие, для краткости называемые «металлическими». Этот прорыв целиком обязан
применению многоколлекторной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (MСICP-MS), которая разрабатывалась почти исключительно для задач геохимии и позволила
анализировать изотопный состав перечисленных элементов с точностью 0.02-0.05%. Следует
особо подчеркнуть, что речь здесь идет о применении основного варианта MC-ICP-MS, в
котором анализ проводится из растворов, а никак не в варианте MС-ICP-MS с лазерной
39
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
абляцией (LA-MC-ICP-MS), в котором необходимая высокая точность изотопного анализа не
достигается.
Выделение в настоящем обзоре изотопов «металлических» элементов как одного из
направлений геохимии изотопов видится вполне оправданным, ввиду его перспективности и
значительного объема уже сейчас проводимых исследований, несмотря на то, что на
Конгрессе данное направление было представлено слабо. В прошедшие 2 года большое
количество докладов по геохимии изотопов «металлических» элементов входило в
программы Гольдшмитовских геохимических конференций в Кельне (2007 г) и в Ванкувере
(2008 г).
На 33-м МГК данное направление изотопной геохимии было представлено обзорным
докладом (T.Bullen, GCC-02) и единичными докладами с результатами конкретных
исследований Cr и Cu, Zn. К ним относятся работы (K.Amor et al., PIS-01) и (O.Petrov et al.,
MRD-15). В последней работе наряду с другими данными по Cu-Ni рудам Норильска
обсуждаются результаты измерений изотопного состава Cu, аналитическая достоверность
которых вызывает сомнения.
Большой интерес представляют полученные учеными Оксфордского и Абердинерского
университетов Великобритании (K.Amor et al., PIS-01) предварительные результаты
изотопного анализа Cr в породах недавно обнаруженного в Северо-Западной Шотландии
хорошо сохранившегося импактного кратера. Аномальное обогащение изотопом 53Cr
определенно характеризуется как результат распада 53Mn (T1/2 = 3.74 млн. лет) в ранней
солнечной системе, указывая на метеоритное происхождение кратера. Эти результаты в
комбинации с данными содержания PGE позволяют определить класс метеорита-импактора
и являются весьма перспективными для изучения импактных процессов в истории Земли.
Данная работа базируется на высокоточных измерениях методом MC-ICP-MS в сочетании со
специально разработанной авторами методикой химического выделения и концентрирования
Cr.
Как полагает автор обзорного доклада (T.Bullen, GCC-02), фокус в работах по
изучению изотопов «металлических» элементов от методических и аналитических проблем
сейчас смещается в область использования этих элементов как трасеров процессов в
природных и экспериментальных системах. В обсуждаемом докладе были рассмотрены
некоторые яркие примеры по недавно опубликованным данным. Для изотопов Hg при
наличии строгой масс-зависимой корреляции между содержанием 202Hg и 204Hg обнаружена
так называемая масс-независимая корреляция 201Hg и 199Hg. Анализ хроматов при
совмещении измерений δCr и δ18O дает четкое разграничение природного и антропогенного
хрома на загрязненных территориях. Высокотемпературное фракционирование изотопов Mg
в процессе термодиффузии, требующее концентрационного градиента, обнаружено в
равновесной системе базальт-риолит. К числу процессов, при изучении которых возможно
приложение данных изучения изотопного состава «металлических» элементов, автор доклада
относит: процессы выветривания пород и образования почв, взаимодействие вода-порода,
окислительно-восстановительные
палеопреобразования,
высокотемпературные
диффузионные процессы в системе жидкость-минерал, микробиологические процессы,
циклы металлов в экосистемах, трасирование загрязнений металлами, различение
кинетических и равновесных эффектов изотопного фракционирования.
Радиогенные изотопы Sr, Nd, Pb в процессах петрогенезиса и рудообразования
Традиционно на Конгрессе представлен широкий спектр работ, в которых Rb-Sr, SmNd, U-Pb и Pb-Pb изотопные системы изучались в аспекте использования радиогенных
изотопов Sr, Nd и Pb как трасеров эволюции и источников вещества процессов петрогенезиса
и рудообразования.
По своей тематике представленные доклады могут быть разделены на три группы.
40
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
К первой относятся доклады, в которых обсуждаются фундаментальные проблемы
геохимической и изотопной гетерогенности литосферной мантии и процессов мантийнокорового взаимодействия на конвергентных границах литосферных плит (P.CominChiaramonti et al., AMS-04; P.Comin-Chiaramonti et al., EID-05; Y.Xiao, S. Li, UHP-02; V.Troll
et al., EUR-08; S.Tourn et al. MRD-08; A.Romanov, V.Yepifanov, ASI-01; N.Sushchevsaya,
MPI-02; M.Lustrino, EUR-12 и др.). В своих исследованиях авторы докладов опираются на
комплекс геохимических и изотопно-геохимических данных, полученных для магматических
пород, являющихся производными мантийного вещества. Так, на примере изучения Rb-Sr,
Sm-Nd и Pb-Pb изотопных характеристик карбонатитов Паран-Анголо-Намибийской
провинции (P.Comin-Chiaramonti et al., AMS-04) показано, что в формировании этих пород
ведущая роль принадлежала мантийному компоненту без какого-либо заметного
заимствования корового вещества. При этом щелочно-карбонатитовый магматизм,
проявленный в этой провинции, связан с веществом литосферной мантии,
характеризующейся мелкомасштабной гетерогенностью в геохимическом и изотопногеохимическом отношении. Механизмы возникновения геохимической и изотопногеохимической гетерогенности верхней мантии обсуждаются в работе (Y.Xiao, S.Li, UHP02). Объектом изучения являлись эклогиты метаморфического пояса Dabie-Sulu (Восточный
Китай), которые, по данным авторов, были сформированы около 240 млн. лет в
геодинамических условиях, отвечающим зонам современной субдукции океанической коры
под континенты. На основе полученных Sr изотопных характеристик эклогитов был сделан
вывод о гетерогенности мантийного источника этих пород в отношении изотопного состава
Sr. Причинами возникновения этой гетерогенности могли стать процессы метасоматического
преобразования океанической коры в зоне субдукции или же вовлечение в зону субдукции
вместе с измененными породами океанической коры и осадочных пород. Оба этих
механизма или сочетание их, по мнению авторов, должно было привести к появлению так
называемого Sr-изотопного парадокса, т.е. повышению радиогенной составляющей в
изотопном составе Sr изученных пород.
Процессы мантийно-корового взаимодействия рассмотрены в докладе (V.Troll et al.,
EUR-08) на примере формирования вулканических и интрузивных пород БританоИрландской магматической провинции. Результаты изучения Rb-Sr, Sm-Nd и Pb-Pb
изотопной систематики этих пород указывают на широкий размах процессов контаминации
коровым материалом вещества расплавов, отделившихся от мантийного источника. При этом
для пород основного состава преобладающее значение имела контаминация веществом
нижней коры. В свою очередь, для магматических расплавов, сформировавших кислые
эффузивные породы, предполагается многостадийная эволюция, отражающая суммарные
эффекты контаминационных процессов на глубинных и верхних уровнях континентальной
коры.
Вторая группа докладов объединяет работы, носящие региональный характер. В них на
основе комплекса петрографических, геохимических и изотопных данных решаются задачи
определения возраста и генезиса различных магматических комплексов (H.Rechardt,
R.Weinberg, MNP-12; C.Gomes et al., AMS-04; V.Mamarozikov et al., MPI-01; D.Bussien et al.,
MPI-01 и ряд других). В докладе (C.Gomes et al., AMS-04) по результатам изотопных и
геохимических исследований определены возраста основных этапов развития щелочного
магматизма, проявленного в пределах Бразильской платформы, а также идентифицированы
источникb магматического вещества. Аналогичная работа проведена для известковощелочных интрузий варисцийского возраста (около 300 млн. лет), расположенных в
Центральных Альпах, Швейцария (D.Bussien et al., MPI-01). Наблюдаемые вариации
величин начальных отношений Sr и Nd (от 0.704 до 0.709 и от –2.1 до – 4.7) объясняются с
помощью модели смешения известково-щелочных расплавов, отделившихся от мантийного
источника, и расплавов, образовавшихся в результате частичного плавления корового
вещества. Следует отметить заметное число докладов, посвященных проблемам
41
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
Арктического бассейна и граничащих с ним территорий (C.Mckenna et al., EUR-08; V.Sakhno,
A.Surmin, EID-05 и др.)
Третья группа докладов представляет одно из важных направлений современной
изотопной геологии – изучение процессов рудообразования и выявление потенциальных
источников минерального вещества. Исследования такого рода часто носят комплексный
характер, т.е. применяются разные изотопные методы. Это продемонстрировано в ряде
докладов. Можно отметить две работы (N.Laverov et al., MRD-04 и L.Kogarko et al., MPI-07).
В первом докладе представлены геохронологические и изотопно-геохимические данные по
рудам известного крупномасштабного месторождения золота Сухой Лог (Байкало-Патомское
нагорье, Россия). На основе изотопно-геохронологических данных авторами показано, что
формирование месторождения происходило в два этапа, датируемых соответственно 447±6 и
321±14 млн. лет. В свою очередь Sr, Nd и Pb изотопно-геохимические данные позволили
сделать вывод о ведущей роли корового источника вещества при формировании
месторождения. В докладе (L.Kogarko et al., MPI-07) рассматривается проблема источника и
механизм образования высокощелочных пород Хибинского и Ловозерского массивов
Кольского полуострова и генетически связанных с ними редкометальных месторождений.
Результаты Sm-Nd, Rb-Sr и Lu-Hf исследований различных минералов, включая циркон, по
мнению авторов указывают, что образование высокощелочных магм и редкометальной
минерализации связано с деплетированными мантийными источниками, которые по своим
изотопным характеристикам близким к источнику типа OIB.
Ведущее место при изучении источников рудообразования занимают Pb-Pb
исследования (Chernyshev et al., MPC-01; M.Geraldes, C.Tassinari, MRD-06; J.Xu et al., ASI06; J.Li et al., MRD-10; K.Zaw et al., MRD-06 и другие). Среди них выделим работы
(M.Geraldes, C.Tassinari, MRD-06 и I.Chernyshev et al., MPC-01). В докладе бразильских
ученых объектами Pb-Pb исследований являлись золоторудные месторождения ЮгоЗападной части Амазонского кратона, которые пространственно и генетически связаны с
докембрийскими магматическими породами. Эти месторождения представлены тремя
основными типами минерализации, проявленной в пределах кратона: Cu-Au, Zn-Au и Auжильный типы. Pb-Pb изотопные характеристики сульфидных минералов свидетельствуют о
том, что главным источником рудного свинца в месторождениях с Cu-Au и Zn-Au типом
минерализации являлись вмещающие вулканические породы, что, таким образом,
подтверждает генетическую связь рудообразования и докембрийского вулканизма. При
формировании месторождений золота жильного типа, как считают авторы, рудный свинец
был мобилизован гидротермальными растворами из ультраосновных пород нижней коры во
время развития процессов регионального метаморфизма. Работа (I.Chernyshev et al., MPC-01)
является пока одной из немногих в мире, в которой вариации изотопного состава рудного
свинца изучаются на основе нового высокоточного метода изотопного анализа свинца –
многоколлекторной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Изотопные
отношения 208Pb/204Pb, 207Pb/204Pb и 206Pb/204Pb измерялись с точностью 0.02%, недоступной
другим методам изотопного анализа. В этом докладе рассмотрены вопросы источника
рудного свинца колчеданных и полиметаллических месторождений Южного и Среднего
Урала. Авторами было проведено систематическое изучение изотопного состава свинца
галенита из 12 месторождений, различающихся масштабностью оруденения, типом
минерализации, геологическом положением, с помощью высокоточного MC-ICP-MS метода.
Полученные Pb данные позволили идентифицировать главные источники островодужных
пород и постмагматических флюидов, участвовавших в формировании месторождений:
деплетированная океаническая мантия – DMM-A, обогащенная мантия – EM I и коровое
вещество. Главную роль при контаминации исходных мантийных расплавов коровым
веществом, по-видимому, играло вещество древней континентальной коры восточного края
островной дуги, а также морские осадки, входящие в состав девонских вулканогенноосадочных толщ. Установленная тенденция нарастания значения параметра μ2 в рудном
42
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
свинце месторождений с ходом геологической истории от нижнего силура (9.28-9.53) и
нижнего девона (9.48-9.54) до среднего девона (9.66-9.83) объясняется авторами
увеличением степени дифференциации магм и зрелостью коры.
Нужно отметить работу коллектива авторов из Мичиганского и Техаского
Университетов США и Института морских наук в Германии, которые предложили
палеоокеанографическое направление приложения радиогенных изотопов на примере
исследования Арктического морского бассейна (J.Gleason et al., AAB-02). В докладе
представлены данные Sr-Nd изотопного исследования остатков рыб (ранне-средне
эоценового возраста), найденных в донных отложениях в районе хребта Ломоносова. Эти
данные позволили сделать вывод о том, что Арктический бассейн в период времени 55 – 45
млн. лет назад был хорошо изолирован от других окружающих океанов. В этот период, по
мнению авторов, существенное влияние на химический состав и соленость морской воды
Арктического бассейна оказывали пресные воды Сибирских рек, поступавшие в океан. На
это указывают более радиогенный изотопный состав Sr (87Sr/86Sr = 0.7079-0.7087) в
изученных фрагментах скелетов рыб, чем это следует ожидать для Sr морской воды
эоценового времени. По выполненным оценкам соленость воды Арктического океана
варьировала от 5 до 20 г/л.
Наконец, обращает на себя внимание оригинальная работа (P.Degruse, K.U.Leuven, IEA06), в которой изотопные методы используются для решения археологических задач. На
основе Sr и Nd изотопных данных идентифицируются районы, из которых поставлялось
сырье для стекольных производств Римской Империи. Авторами сделан вывод о
поступлении сырья из нескольких районов, которым соответствуют территории
современного Ливана, Египта, Франции, Испании и Италии. Эти данные согласуются с
историческими литературными источниками и опровергают существующую в настоящее
время гипотезу об исключительной роли поставок стекольного сырья только из Египта и
Ливана.
Изотопы гафния
За последние годы возрос интерес к изучению Lu-Hf изотопной системы и
привлечению отношения 176Hf/177Hf к решению вопросов генезиса магматических пород и
расшифровки эволюции мантийного и корового вещества на ранних стадиях развития Земли.
Это объясняется не только важностью самих научных проблем но, прежде всего,
революционными изменениями, которые произошли в конце 90-х годов в массспектрометрическом анализе изотопного состава Hf благодаря развитию метода
многоколлекторной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой – MC-ICP-MS.
Последний для измерения отношения 176Hf/177Hf в цирконах был реализован в двух
вариантах: вариант анализа твердых образцов с применением отбора проб с помощью
лазерной абляции (LA-MC-ICP-MS) и вариант MC-ICP-MS анализа Hf из растворов, что
предполагает предварительное получение практически моноэлементных растворов Hf из
образцов с использованием ионообменной хроматографии.
Достоинствами первого варианта является высокая производительность и локальность
анализа, позволяющая изучать отдельные датированные зерна циркона. Однако
относительно большая погрешность измерения изотопного отношения 176Hf/177Hf (около
0.03%) в методе LA-MC-ICP-MS ограничивает возможность его применения при
выполнении детальных исследований изотопного состава Hf в породах и минералах. Для
этих целей требуется существенно более высокая точность изотопного анализа, которая и
реализуется во втором варианте MC-ICP-MS – в анализе Hf из растворов. Данный подход,
хотя и является более затратным по времени, чем LA-MC-ICP-MS, но обеспечивает точность
определения отношения 176Hf/177Hf на порядок выше (±0.0035%) и позволяет изучать малые
различия и вскрывать тонкие закономерности вариаций изотопного состава Hf.
43
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
В докладе (E.Bibikova et al., HPP-05) представлены результаты, полученные с помощью
такого высокоточного варианта метода MC-ICP-MS, для изотопного состава Hf в
магматических цирконах из архейских и раннепротерозойских пород Украинского щита.
Установлен значительный диапазон вариаций изотопного отношения 176Hf/177Hf в цирконах,
который в единицах εHf составляет -2 – +8. На основании этих данных был сделан вывод о
ведущей роли ювенильного мантийного вещества в формировании пород Украинского щита
в докембрии. При этом участие корового вещества, хотя и постепенно увеличивается к
раннему протерозою, остается на протяжении всего периода незначительным.
Вариант измерения отношения 176Hf/177Hf с помощью LA-MC-ICP-MS является более
грубым в отношении точности анализа и оценки действительного масштаба вариации этого
отношения. Однако он применяется для изучения общих (региональных) закономерностей
изменения изотопного отношения 176Hf/177Hf, на основании которых проводится
реконструкция основных этапов формирования континентальной коры в докембрийское
время. Примеры таких работ представлены в докладах (C.Hawkesworth et al., GCC-01;
S.Torkil et al., AAA-01; Q.Crowley et al., MPC-02) и ряде других, в которых данные по
176
Hf/177Hf, полученные по детритовым и магматогенным цирконам, совместно с
результатами их U-Pb датирования использованы для расшифровки ранней истории
эволюции континентальной коры на примере разновозрастных пород Австралии,
Скандинавии, Арктической Канады, Антарктиды и других регионов.
В связи с изучением изотопов Hf можно отметить также работу (U.Soderlund et al.,
MPC-02), в которой обсуждается история регионального метаморфического преобразования
пород, локализованных в юго-западной части Швеции. Авторами на основе комплекса
термобарометрических данных, результатов анализа отношения 176Hf/177Hf и изучения U-Pb,
Sm-Nd изотопных систем минералов диабазовых даек были определены P-T-параметры
метаморфизма, время, на которое приходится пик метаморфического преобразования пород,
а также определена максимально возможная скорость поднятие района.
Re-Os изотопная система и ее приложения
Современный этап развития Re-Os метода насчитывает неполные 20 лет. За это время
были реализованы различные подходы как в химической, так и в масс-спектрометрической
(SIMS, TIMS, MC-ICP-MS, LA-ICP-MS) части Re-Os метода. Несмотря на то, что при этом
Re-Os метод в изотопной геологии остается в экспериментальном отношении наиболее
сложным и дорогостоящим, идет расширение круга геологических объектов изучения Re-Os
системы, которое дает новые интересные геологические приложения данного метода.
Среди представленных на Конгрессе работ этого направления выделяются
исследования австралийских ученых (N.Pearson et al., EID-05), предпринявших Re-Os
изучение микровыделений (> 30 μm) сульфидов и Ru-Os-Ir сплавов в ультраосновных
породах. Сульфидные включения с различным содержанием Os и Re/Os отношением в
породообразующих минералах мантийных перидотитов рассматриваются и используются
как «запечатанные» Re-Os хронометры, отражающие события в литосферной мантии.
Идентификация генераций таких сульфидов в изученных авторами перидотитах означает,
что значения Re-Os возраста пород в целом отражают смесь изотопных характеристик этих
сульфидных популяций. Большинство интерстициальных сульфидов, локализованных вдоль
границ силикатов, являются смесями, отражающими конечный продукт процессов плавления
и метасоматических процессов. Спектр относительных возрастов, рассчитанных для
сульфидов с низкими Re/Os отношениями (187Re/188Os ∼0.08), может быть использован для
корреляции событий в вышележащей коре и для понимания крупномасштабных
геодинамических процессов.
Большой интерес представляет Re-Os изучение нефтей и черносланцевых пород.
Ранее установленный факт обогащения тяжелых нефтей Re и Os при величине Re/Os
отношения, благоприятном для расчета Re-Os возраста, послужил основой для работы
44
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
(D.Selby, M.Osborne, MPC-05) по определению возраста генераций нефтей (или их
термального созревания) палеоценового бассейна Faroc-Shetlands в Северном море. Было
показано, что более 90% количества Re и Os в сырой нефти связано с асфальтитовой
фракцией. Ее выделение и Re-Os анализ показали содержание Re 0.74-20 ppb, Os 54-349 ppt,
отношение 187Re/188Os в интервале 35-672 и позволили по 18 образцам, отобранным из 12
продуктивных скважин, получить Re-Os изохронную датировку 68±13 млн. лет (СКВО=20,
(187Os/188Os)0=1.05±0.05). Это значение возраста хорошо согласуется с геологическими
модельные представлениями и, что особенно важно, с 40Ar-39Ar датировкой полевошпатового
цемента нефтевмещающих пород. Использование начального отношения (187Os/188Os)0 для
идентификации конкретного источника нефтей пока вызывает трудности, однако является
перспективным направлением дальнейших работ.
Работа (S.Turgeonet al., MPC-05) показала, что химически выделенные из богатых Сорг
осадочных пород различные фракции органического вещества обладают контрастным
распределением содержанием Re и Os. Это свидетельствует о том, что фракционирование
этих элементов и обусловленные этим вариации отношения 187Re/188Os в сырых нефтях
имеют органическую природу.
Накопление Re и Os в восстановительной обстановке бассейнов, в которых
происходило накопление черных сланцев и последующая фиксация этих элементов в Re-Os
системе в сформированных породах, служит основой «Re-Os сланцевой геохронологии», как
ее называют авторы доклада (R.Creaser et al., MPC-05). В этой работе получены весьма
убедительные Re-Os данные для lacrustrine сланцев, являющихся главными источниками
углеводородов бразильского краевого бассейна верхнемелового возраста. Конкретно для
сланцев крупного нефтеносного бассейна Campus Basin и бассейна Reconcavo Basin
изохронные Re-Os датировки соответственно составляют 125 и 131 млн. лет. Высокие
начальные отношения (187Os/188Os)0, равные 1.3-1.5 явно указывают на континентальное (не
морское) происхождение Os в воде бассейнов.
Аналогичный подход впервые позволил получить прямую Re-Os датировку шунгитов
Заонежской формации Карелии (J.Hannah et al., MPC-05), представляющих древнейшие
крупные залежи органического вещества. По стратифицированным шунгитсодержащим
породам (57-64 вес.% С) получено значение Re-Os изохронного возраста 2050 млн. лет,
которое находится в хорошем согласии с Pb-Pb возрастом подстилающих доломитов
(2090±70 млн. лет) и Sm-Nd возрастом габбро, прорывающего шунгиты (1980±27 млн. лет).
Анализы разных форм шунгита указывают на неодновременность процессов
уравновешивания в них изотопного состава Os, достигавший 20 млн. лет.
Возможности «Re-Os сланцевой стратиграфии» были продемонстрированы для
решения различных стратиграфических задач в (A.Finley et al., MPC-05; D.Selby et al., HPS10; A.Kaufman et al., MRD-13).
Изучение Re-Os системы (наряду с данными содержания Ir) позволяет диагностировать
импактные события в истории Земли и оценивать размеры метеоритных снарядов (F.Paquay
et al., PIS-01). Геохимической основой этих исследований является высокое содержание Os и
низкое отношение 187Os/188Os в хондритах, контрастно отличающиеся от этих характеристик
в морской воде.
Значительная часть работ по изучению Re-Os системы, представленных на Конгрессе,
посвящена ставшему уже традиционным использованию Re-Os системы для датирования
процессов рудообразования. В качестве конкретных минералов – Re-Os геохронометров в
большинстве работ используется молибденит, а также в случаях высоких Re/Os отношений
другие сульфиды: пирротин, арсенопирит, пирит, халькопирит. Изохронное Re-Os
датирование по молибдениту проведено для скарнов, связанных с Cruachan Granite в
Шотландии (D.Selby, S.Porter, MPC-05), для вольфрамовой минерализации, связанной с
гранитоидами юга провинции Jiangxi в Китае (C.Feng et al., MRD-06), для
полиметаллических месторождений Jiama и Zhibula в южном Тибете (G.Li et al., ASI-07), для
45
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
мезозойских молибденовых месторождений северной окраины Северо-Китайского кратона
(J.Liu et al., ASI-02), для суперкрупного Mo-W месторождения Nannihu на южной окраине
Северо-Китайского кратона (C.Wang et al., MRD-05), для W-Sn-Mo-Bi минерализации
связанной с гранитами Karkonosze Massif в Польше (S.Mikulski, H.Stein, MPC-05), для MoCu месторождения Spinifex Ridge в Западной Австралии, залегающего в архейском гранитзеленокаменном блоке East Pilbara (M.Barley et al., MRD-04), для молибденовой
минерализации месторождения мезозойского возраста Wushan Wenquan в провинции Gansu
(X.Lu et al., MRD-06). С использованием других сульфидов Re-Os методом изучался возраст
золоторудных объектов пояса Niassa Gold Belt в северном Мозамбике (T.Bjerkard et al., AFR01), золотых месторождений Центральной Индийской тектонической зоны (H.Stain et al.,
MPC-05), Ni-Cu минерализации, связанной с верхнепротерозойскими мафическими
интрузиями в Гренвильской зоне в Канаде (M.Constantin et al., MRD-15),
верхнепротерозойского месторождения золота Eidsvoll в Норвегии (H.Stein et al., MPC-05),
медно-никелевого месторождения Hongqiling триасового возраста в провинции Jilin в
Северо-Восточном Китае ( L.Lu et al., MRD-15).
С-Sr изотопная хемостратиграфия
Изотопная хемостратиграфия – смежная область исследований, связывающая геохимию
изотопов со стратиграфией, сформировалась всего 15-20 лет назад. Изотопная
хемостратиграфия базируется на данных δ13C и 87Sr/86Sr, использует традиционные методы
изотопного анализа С и Sr, сопряжена с детальным литолого-геохимическим изучением
карбонатных пород и тонкой сепарацией их вещественных фракций. Программа Конгресса
подтвердила, что в отношении объектов исследований центр тяжести работ по С-Sr
изотопной хемостратиграфии приходится на верхний докембрий. Корреляция разрезов
осадочных пород по данным δ13C и 87Sr/86Sr (с привлечением δ34S) была проведена для
верхнепротерозойских вулканогенно-осадочных толщ Шотландии и Ирландии (N.Grassineau,
D. Lowry, HPS-09), мраморов в провинции Borbohema (Бразилия) (M.Barreto et al., MPC-03).
В последней работе определен возраст седиментации карбонатных толщ как 0.97-0.8 млрд.
лет. Обращает на себя внимание развитие в университетах Бразилии хемостратиграфических
исследований по докембрию Южной Америки (J.Badeira Jr. et al., MPC-03, A.Sial et al., MPC03). Успешные работы известной российской школы ИГГД – ГИН по Sr – хемостратиграфии
верхнего докембрия Сибири, к сожалению, на Конгрессе представлены не были.
Изотопы свинца в геоэкологии
В современных геоэкологических исследованиях, направленных на выявление и
изучение локальных антропогенных загрязнений почв, грунтовых и поверхностных вод, в
последние годы стали использоваться изотопно-геохимические данные, и прежде всего,
данные изучения изотопного состава Pb, как представителя тяжелых металловзагрязнителей. Эти работы, связанные с анализом большого числа экологических проб, не
требуют высокой точности и выполняются с помощью экспрессного метода на простых
квадрупольных масс-спектрометрах ICP-MS.
В ряде случаев обнаружены определенные эмпирические закономерности в
содержании Pb и его изотопного состава, однако иногда они не могут быть однозначно
интерпретированы. Так, в вертикальных профилях почв вокруг г. Осло (Норвегия) (O
Saether, EGC-07) наблюдается зависимость изотопного отношения 206Pb/207Pb от глубины.
Увеличение отношения 206Pb/207Pb с глубиной (до 1.3 метра) объясняется влиянием гранитогнейсового фундамента. Однако экологическая интерпретация этой зависимости
неоднозначна, поскольку помимо свинцового загрязнения из атмосферы, наблюдаемый
эффект связан интенсивностью процессов выветривания.
Изучение листьев и лишайников в горнодобывающем районе Орловка-Спокойное
(Восточное Забайкалье) показало однородный изотопный состав Pb, который является менее
46
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
радиогенным по сравнению с антропогенным Pb и Pb геологического происхождения.
Предполагается существование некого внешнего источника загрязнения территории, Pb из
которого переносился в виде воздушных аэрозолей (A.Dolgopolova et al., EGC-01).
Комплексное изучение содержания Pb и его изотопного состава в почвах, подстилающих
породах и отходах металлургического и горнодобывающего производств в крупном
промышленном
районе
Pribram
(Чехия)
показало
преимущественную
роль
металлургического производства в общем загрязнении территории. Изучение вертикальных
разрезов почв свидетельствует о значительной подвижности антропогенного свинца и его
проникновении на глубокие горизонты почв (V. Ettler et al., EGC-07). Сравнение почв двух
районов Италии – урбанизированной области Giugliano и сельскохозяйственных территорий
Mondragone и Cancello Arnone показывает существенное их различие по содержанию и
изотопному составу Pb, который в первом случает близок к изотопному составу Pb топлива
индустриальных территорий Италии, а для двух последних территорий определяется
изотопными характеристиками природного свинца (G.Grezzi et al., EGC-07). Изучение
изотопного состава Pb и S в водах территории района могильника индустриальных отходов,
расположенного в блоке гранитных пород, Pozdatky в Западной Моравии (Чехии) показало,
что токсичные металлы, содержащиеся в отходах, вместе с дождевыми водами проникают в
водоносные горизонты, загрязняя, таким образом, подземные воды района (M.Novak et al.,
EGC-07). Интересные результаты дало изучение годовых колец хвойных деревьев в районе
Black Triangle, Krusne Mts., в Чехии, – в области действия 11 тепловых электростанций на
угле, пик работы которых пришелся на 80-е годы 20 века. Уголь обладает значением
206
Pb/207Pb=1.19, при этом максимум концентраций Pb и значений отношения 206Pb/207Pb
(последние остаются ниже, чем 1.19) в средней части профиля приходится на годовые
кольца, отвечающие указанному периоду. Авторы однако считают это скорее результатом
предшествующих загрязнений, поскольку свинец, поступая в почву из атмосферы,
фиксируется в гумусе почв и становится относительно инертным (M.Novak et al., EGC-07).
Изотопная геохронология
Результаты изотопного датирования, различные по своей детальности и количеству
данных, были приведены в большом числе докладов на разных сессиях Конгресса. Прочно
вошедшие в практику исследований Rb-Sr, K-Ar, 39Ar-40Ar методы, как это и подтверждают
доклады на Конгрессе, сохраняют свою роль прежде всего при изучении фанерозойских и,
особенно, мезозой-кайонозойских процессов, например, (L.Duran et al., AMS-02; X.Guiging,
M.Jingwen, MRD-18; E.Naumov et al., MRD-10; P.Szatmari et al., MPI-04). Благодаря
физическим и геохимическим особенностям K-Ar системы K-Ar (а также 39Ar-40Ar)
продолжает оставаться по сути единственным прямым методом, на котором построено
изучение геохронологии новейшего (плиоцен-плейстоценового) вулканизма в истории Земли
(V.Lebedev, EUR-12; M.Lustrino et al., MPI-01; E.Puga et al., AAN-01; N.Ozgur et al., MPV-05
и другие работы).
Расширение за последние 3-5 лет геохронологических исследований, что отчетливо
видно из докладов, происходит в основном за счет применения U-Pb метода датирования
цирконов.
Наиболее точные и достоверные результаты в широком диапазоне возраста получают с
помощью классического (ID-TIMS) варианта U-Pb метода по единичным зернам циркона.
Яркие примеры тому дает представленная на Конгрессе серия работ недавно скончавшегося
известного канадского ученого T.Кроу (T.Krough) и его коллег. Специальная лекция S.Kamo
была посвящена памяти профессора T. Krough и его пионерским работам по U-Pb
геохронометрии циркона. Доклады (S.Kamo, T.Krough , MPC-02; P.Robinson, T.Krough et al.,
EUR-06) были посвящены расшировке хронологии формироваия полиметаморфических
пород основного состава – наиболее сложной задаче, которая решается с помошью U-Pb
метода (ID-TIMS) по единичным зернам различных генераций циркона. Анализы проводятся
47
Отчет ИГЕМ РАН о 33 МГК в Осло
при чрезвычайно низком уровне бленка по свинцу (менее 0.5 pg). При изучении
эклогитизированного габбро из Западной Норвегии показано, что каледонский тектогенез, в
которой укладываются процессы прогрева коры, «текучести» пород, пегматитообразование и
эклогитизации, занимал промежуток времени от 415 до 395 млн. лет назад. С помощью
аналогичного метода получены важные для геодинамических реконструкций высокоточные
U-Pb датировки (в сочетании с модельными TNd(DM)) комплексов пород высокой ступени
метаморфизма восточной части Центральной Азии (Salnikova et al., ASI-06).
Соответствующие породы различных микроконтинентов (МК) этого огромного региона
имеют возраст в диапазоне от 2664±15 млн. лет (Герганский блок, СЗ ТувинскоМонгольский МК) до 486±16 – 444±10 млн. лет (Амурский блок).
Другим примером прецизионного U-Pb датирования являются результаты изучения
единичных зерне циркона из хорошо документированного аммонитовой фауной реперного
стратиграфического пеплового прослоя в среднеюрских отложениях провинции Neuguen в
Аргентине (S.Kamo, A.Riccardi, HPF-09). Применялся недавно (2005 г) описанный вариант
U-Pb метода (CA-TIMS, CA-chemical abrasion), который включает термический отжиг и
химическую с (HF) абразию измененных участков зерен циркона. Он позволяет по реститу
циркона получать конкордантные значения, либо плато значений U-Pb возраста с разбросом
порядка 0.1%.
При тщательном минералогическом изучении зерен циркона, отборе однотипных по
морфологии концентрически зональных зерен (по BSE – изображениям) и другим признакам,
как показывает работа (E.Sato et al., AMS-04), с помощью классического варианта U-Pb
метода оказывается возможным прецезионно датировать даже достаточно молодые
магматические события. Возраст двух различных верхнемеловых плутонов щелочных
сиенитов в Юго-Восточной Бразилии составляет 84.8±0.7 (Sao Sebastiao) и 85.0±0.3 (Serraria)
млн.лет. Этим же методом по бадделииту для плутона Serraria получена датировка 84±1 млн.
лет. Присутствие бадделиита в палеопротерозойских интрузиях основного состава Кольского
полуострова и Карелии позволяет использовать этот минерал параллельно с цирконом для
датирования U-Pb методом массивов габбро, габбро-норитов и анортозитов и корреляции
возраста рудоносных PGE и нерудоносных интрузий в данном регионе (T.Bayanova, MPC03).
Благоприятное (низкое) Pb/U в спелео-кальцитах в сочетании с применением
современной TIMS-масс-спектрометрии для анализа очень малых количеств радиогенного
свинца открывает возможность датировать натечные минералообразования в пещерах в
интервале возраста 1-10 млн. лет с использованием классического U-Pb метода (T.Atkinson,
P.Rowe, GSM-03). Главная цель этой работы оценка времени формирования глубоких долин,
создающих базисный уровень для карстовых пещер.
48