Сферические формы вещества в минеральных комплексах Приморья

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Приводятся результаты изучения методами аналитической растровой электронной и оптической микроскопии разнообразных вещественных систем сферической, глобулярной морфологии. Исследованы их микроструктура и химический состав. Установлено несколько генетических типов сфероидов: космогенные железо-оксидные микросферулы из мест падения Сихотэ-Алинского метеорита; близкие по составу, но безникелевые железо-оксидные сферулы из позднепермских базитов о-ва Попова и из позднеолигоценовых кислых эксплозивных отложений Южного Приморья; сфероидные образования из континентальных Fe–Mn микрокорок; сферические алюмосиликатные и железо-марганцевые конденсатные глобулиты на поверхности газовых каналов и полостей в базальтах; микросфероиды кремнезема в ликвационных центрах кислого вулканического стекла; шаровидные конкреции-фрамбоиды пирита из углеродсодержащих осадков; наносферические образования в структуре благородного опала из месторождения Радужное (Приморье). Состав сфероидов предположительно метеоритного генезиса преимущественно магнетитовый с примесями Ni. Лишь некоторые из них имеют вюститовый (FeO) состав. Близким составом характеризуются и сфероиды из пирокластических пород, но в них отсутствует никель. Сфероиды, выявленные в риолитовых стеклах, имеют кварцевый состав и состоят из ядра и оболочки. Сфероиды, обнаруженные в рудных корках, характеризуются гидроалюмосиликатным и Fe–Mn составами. Последние часто содержат высокие концентрации Co, Ba, Ce, иногда Pb – типовых элементов океанического рудогенеза. Распространены также моноцерианитовые (СeO2) и фосфатно-редкоземельные сферические образования. Идеальные шарики в благородном опале состоят из чистого кремнезема и молекул воды. При всем разнообразии условий и сред образования сферических форм вещества управляющими механизмами являются силы поверхностного натяжения (в условиях жидких гетерогенных сред), фактор гравитации и конденсатные явления в условиях закрытых камер. Кооперативность процесса определяет единое состояние вещества и его морфологию.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Петр Петрович Сафронов

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: psafronov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-2034-0833

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Сергей Олегович Максимов

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Email: hangar7@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7705-8524

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Игорь Юрьевич Чекрыжов

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Email: chekr2004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0319-8759

научный сотрудник

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Гребенников А. В. Эндогенные сферулы мел-палеогеновых игнимбритовых комплексов Якутинской вулкано-тектонической структуры (Приморье) // Записки РМО. 2011. Т. 140, № 3. С. 56–68.
  2. Гребенников А. В., Щека С. А., Карабцов А. А. Силикатно-металлические сферулы и проблема механизма игнимбритовых извержений (на примере Якутинской вулкано-тектонической структуры) // Вулканология и сейсмология. 2012. № 4. С. 3–22.
  3. Бердников Н. В., Невструев В. Г., Кепежинскас П. К. и др. Силикатные, железо-окисные и золото-медь-серебряные микросферулы в рудах и пирокластике Костеньгинского железорудного месторождения (Дальний Восток России) // Тихоокеанская геология. 2021. Т. 40, № 3. С. 67–84.
  4. Коновалова Н. С., Бердников Н. В., Невструев В. Г. Микросферулы в рудах и пирокластике Костеньгинского железорудного месторождения (Малый Хинган, Дальний Восток России) // Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит: материалы VI Всероссийской научной конференции с международным участием (Владивосток, 19–22 сентября 2023 г.). Владивосток: Изд-во ДВФУ, 2023. С. 264–267. ISBN978-5-7444-5547-7.
  5. Nystrom J. O., Henriquez F., Naranjo J. A. et al. Magnetite spherules in pyroclastic iron ore at El Laco, Chile // American Mineralogist. 2016. Vol. 101. P. 587–595.
  6. Сандимирова Е. И., Главатских С. Ф., Рычагов С. Н. Магнитные сферулы из вулканогенных пород Курильских островов и Южной Камчатки // Вестник КРАУНЦ. 2003. № 1. С. 135–140.
  7. Сандимирова Е. И. Сферические минеральные образования вулканических пород Курильских островов и Камчатки: автореф. дис. … к.г.- м.н. Владивосток, 2008. 25 с.
  8. Главатских С. Ф., Генералов М. Е. Когенит из минеральных ассоциаций, связанный с высокотемпературными газовыми струями БТТИ (Камчатка) // Доклады АН. 1996. Т. 346, № 6. С. 796–799.
  9. Cornen G., Bandet Y., Giresse P. et al. The nature and chronostratigraphy of Quarternary pyroclastic accumulations from Lake Barombi Mbo (West-Cameroon) // J. of Volсanology and Geothermal Research. 1992. № 51. P. 357–374.
  10. Баженов А. И., Полуэктова Т. И., Новоселов К. Л. Ферротитанистые оксидные глобули из гранитоидов Элекмонарского массива // Геология и геофизика. 1991. № 12. С. 50–57.
  11. Филимонова Л. Г., Арапова Г. А., Боярская Р. В. и др. О типоморфных особенностях магнитных сферул орогенных вулканитов Южного Сихотэ-Алиня // Тихоокеанская геология. 1989. № 4. С. 78–84.
  12. Рудашевский Н. С., Мочалов А. Г., Дмитренко Г. Г. и др. Самородные металлы и карбиды в альпинотипных ультрамафитах Корякского нагорья // Минералогический журнал. 1987. Т. 9, № 4. С. 71–82.
  13. Цымбал С. Н., Татаринцев В. И., Гаранин В. К. и др. Закаленные частицы из эруптивной брекчии зоны сочленения Приазовского массива с Донбассом // Записки ВМО. 1985. Т. 114, вып. 2, С. 224–228.
  14. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986. 432 с.
  15. Сафронов П. П., Сахно В. Г. Результаты электронно-микроскопического изучения микроструктуры и состава Fe-оксидных сфероидов метеоритного происхождения // XXIV Российская конференция по электронной микроскопии (РКЭМ-12): тезисы докладов (Черноголовка, 29 мая – 1 июня, 2012 г.). С. 375–376. ISBN 978-5-89589-060-8.
  16. Сафронов П. П., Гаврилов А. А., Максимов С. О. Микроструктуры поверхности Fe-оксидных сфероидов из базитовых комплексов острова Попова (Приморье): материалы XVI Российского симпозиума по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (Черноголовка, 29 мая – 2 июня 2009 г.). М., 2009. С. 206.
  17. Максимов С. О., Сафронов П. П., Чекрыжов И. Ю., Кузьмина Т. В. Флюидная природа углеродизации и объемной аргиллизации на Гусевском месторождении фарфоровых камней (Южное Приморье) // Доклады АН. 2012. Т. 444, № 4. С. 434–439.
  18. Максимов С. О., Сафронов П. П. Образование кобальтоносных железомарганцевых корок при флюидной деструкции силикатного вещества // Доклады АН. 2016. Т. 466, № 4. С. 467–472.
  19. Максимов С. О., Сафронов П. П. Геохимические особенности и генезис континентальных кобальтоносных железомарганцевых образований // Геология и геофизика. 2018. Т. 59, № 7. С. 931–950.
  20. Савельева О. Л., Савельев Д. П., Чубаров В. М. Фрамбоиды пирита в углеродистых породах Смагинской ассоциации п-ова Камчатский мыс // Вестник КРАУНЦ. Науки о земле. 2013. № 2. С. 144–151.
  21. Ивлев А. А. Образование толщ, богатых органическим веществом, в свете новой модели глобального цикла углерода // Геология нефти и газа. 2019. № 5. С. 83–90. doi: 10.31087/0016-7894-2019-5-83-90.
  22. Высоцкий С. В., Карабцов А. А., Курявый В. Г., Сафронов П. П. Благородные опалы месторождения Радужное (северное Приморье, Россия): проблема строения и генезиса // Перспективные направления развития нанотехнологий в ДВО РАН. Владивосток, 2007. С. 140–154.
  23. Высоцкий С. В., Баркар А. В., Курявый В. Г., Чусовитин Е. А., Карабцов А. А., Сафронов П. П. Гидротермальные благородные опалы: проблемы строения и генезиса // Записки РМО. 2009. № 6. С. 62–70.
  24. Летников Ф. А. Синергетика геологических систем. Новосибирск: Наука, 1992. 230 с.
  25. Haken H. The Science of Structure: Synergetics. New York: Van Nostrand Reinhold, 1984. 255 p. ISBN 100442237030. OCLC9644102.
  26. Хакен Г. Синергетика. М.: Прогресс, 1986.
  27. Хакен Г. Информация и самоорганизация. М., 1991.
  28. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах: от диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. М.: Мир, 1979. 512 с.
  29. Reynolds O. An experimental investigation of the circumstances which determine whether the motion of water shall be direct or sinuous, and of the law of resistance in parallel channels // Phil. Trans. Roy. Soc. London. 1883. Vol.174.
  30. Брэдшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение / пер. с англ. В.Ф. Алымова, В.В. Альтова, В.С. Войтешонка, А.М. Дуюбинского, А.М. Кудина; под ред. Г.С. Глушко. М.: Мир, 1974.
  31. Обухов А. М. Турбулентность и динамика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 414 с. ISBN 5-286-00059-2.
  32. Аджемян Л. Ц., Налимов М. Ю. Принцип максимальной хаотичности в статистической теории развитой турбулентности. 1. Однородная изотропная турбулентность // Теоретическая и математическая физика. 1992. Т. 91, № 2. С. 294–308.
  33. Фрик П. Г. Турбулентность: подходы и модели. Изд. 2-е, испр. и доп. М.; Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2010. 332 с.
  34. Саченко А. В. Абляция // Физика твердого тела: энциклопедический словарь / гл. ред. В.Г. Барьяхтар. Киев: Наукова думка, 1996. Т. 1. 656 с. ISBN 5-12-003771-2.
  35. Новгородова М. И., Гамянин Г. Н., Жданов Ю.Я, Агаханов А. А., Дикая Т. В. Микросферулы алюмосиликатных стекол в золотых рудах // Геохимия. 2003. № 1. С. 83–93.
  36. Геншафт Ю. С., Цельмович В. А., Гапеев А. К. Кристаллизация Fe-Ti оксидных минералов в системе «базальт–ильменит» при высоких давлениях и температурах // Физика Земли. 1999. № 2. С. 25–34.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микроснимки Fe-оксидных сферул метеоритного происхождения и их микроструктуры: а, б – тонкостенная сферула; в–з – толстостенные сферулы. Сп1–Сп4 – точки ЭДР анализа. Фото а, в, д, ж получены во вторичных электронах; б, г, е, з – в упруго-рассеянных электронах

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микроснимки сферул (а, в, д) и их микроструктуры поверхности (б, г, е, ж, з). Сп1–Сп5 – точки ЭДР анализа. Снимки а, в, д получены во вторичных электронах; снимки б, г, е, ж, з – в упруго-рассеянных электронах

Скачать (402KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микроснимки Fe-оксидной сферулы (а) и ее микроструктуры (б), состоящие из полиэдров (П) и дендритоидов (Д). Сп1 – точка ЭДР анализа. Снято во вторичных электронах

Скачать (331KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микроснимки алюмосиликатных шариков: а – шарик на поверхности крупного Fe-оксидного сфероида; б – он же при большем увеличении; в – алюмосиликатный шарик; г – эллипсоидальное железо-алюмосиликатное образование; Сп1 и Сп2 – точки ЭДР анализа. Спектр 1 показан на рисунке. Снято во вторичных электронах

Скачать (327KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сфероидные образования (Сф) в стекловатой вулканической породе (а) и отдельный препарированный индивид (б) с точками ЭДР анализа Сп1 и Сп2. Снято во вторичных электронах

Скачать (333KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Глобулярная структура Со-Ni-Fe-Mn-О корки по аргиллизированному базальту. На некоторых сфероидах (Сф*) деформирована внешняя оболочка и обнажено ядро. Снято в упруго-рассеянных электронах

Скачать (223KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Микроснимок участка кобальтоносной железомарганцевой корки по базальту, образованной тесно скомпонованными сфероидами, состоящими из ядра и внешней моховидной оболочки. На матриксе отложилось Со–Ni–Fe–Mn-гидрооксидное вещество. Сп1 и Сп2 – точки ЭДР анализа. Снято в упруго-рассеянных электронах

Скачать (314KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Сфероидальные микрообразования Ni–Co–Ba–Fe–Mn-гидрооксидной корки с порфировидной структурой. Сп1, Сп2 и Сп3 – точки ЭДР анализа. Снято во вторичных электронах

Скачать (410KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Микроснимки полости газового канала в базальте, выстланного микро- и наноглобулярными новообразованиями гидроалюмосиликатного и металл-гидрооксидного состава: а – общий вид полости с выделенными для изучения участками Уч1, Уч2, Уч3; б(Уч1) – участок 1 при большем увеличении, в нем выделен участок, показанный при большем увеличении на снимке в; г(Уч2) – участок 2 при большем увеличении, в нем выделен участок, показанный при большем увеличении на снимке д; Участок 3 – микро-, наноглобулярный Ce–Co–Ba–Fe–Mn-гидрооксидный конденсат. Сп1–5-0 Сп5 – точки проведения ЭДР анализов. Снято в упруго-рассеянных электронах

Скачать (1MB)
Метаданные
11. Рис 10. Глобулярные образования конденсата аморфного кремнезема на поверхности щелочного базальта (Борисовский вулкан). Зафиксирована глобула галоидной солевой фазы Na0,73K0,27(Cl0,98P0,02). Снято в упруго-рассеянных электронах

Скачать (255KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Церианитовые (CeO2) сферические выделения в аргиллизированном матриксе зеленого сланца (область Павловского угольного месторождения) (а); б – шарик La-Ce-Fe-гидрооксидного состава в гидроалюмосиликатной матрице, внизу его ЭДР спектр. Снимки (а) и (б) в упруго-рассеянных электронах

Скачать (293KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Смектитовые сфероидные агрегаты из полостей в углекислотно аргиллизированном базальте (а); б – шаровидные выделения смектит-сидеритового состава (Гусевское месторождение каолина). Снимок (а) получен в оптических лучах, снимок (б) – во вторичных электронах

Скачать (412KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Сферические формы в различных вещественно-минеральных комплексах: а – морфология гетит-алюмо-фероксигитовой фосфор-ванадиевой корки из полостей выполнения (Павловское угольное месторождение); снимок получен на световом микроскопе; б – сфероиды (Сф) зарождающихся Се–Fe–Mn-гидрооксидных микроконкреций в кайнозойских туфогенно-осадочных отложениях; в – фрамбоиды (Фр) карбонат-монтмориллонитового состава в углекислотно аргиллизированном базальте (Гусевское месторождение каолина). Снято на световом микроскопе

Скачать (344KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Фрамбоиды пирита (Фр) среди массовых выделений микрокристалликов пирита (а); б – обособленный фрамбоид пирита с точкой ЭДР анализа Сп1. Снято в упруго-рассеянных электронах

Скачать (296KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Микроструктура благородного опала. Снято во вторичных электронах. Образец предоставлен д.г.-м.н. С.В. Высоцким

Скачать (726KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024