Монография посвящена одному из актуальных и малоизученных вопросов геохимии и ядерной геологии — миграции изотопов редких газов в естественных минералах. В работе обобщаются экспериментальные результаты температурного отжига атомов Не, Аr, Хе, Кr в природных минералах. Представленные данные рассматриваются и систематизируются в свете современных представлений физики твердого тела — учения о дефектах реальных кристаллов. Особое внимание уделяется процессам миграции атомов редких газов в связи с проблемами геохимии и геохронологии.
Монография представляет интерес для геохимиков, геохронологов, геологов, интересующихся вопросами «изотопной геологии», специалистов в области диффузии в твердых телах.
Расширение исследований в области химического датирования минералов, интерпретации экспериментальных данных, а также прогнозирования процесса радиационной деструкции минералов сталкивается с необходимостью проведения фундаментальных экспериментальных и теоретических исследований состава, кристаллохимии и физико-химических свойств минералов-геохронометров как функции их возраста и условий образования и преобразования. Минералы-геохронометры из уральских и сибирских объектов, детально проанализированные методами изотопной геохронологии, могут служить удобным модельным объектом для изучения закономерностей их изменения в процессе радиационного разрушения как основы для оценки их возраста. Сложность большинства реальных физико-химических процессов при радиационном разрушении минералов не позволяет решить описанные проблемы исключительно экспериментальным путём. Представляется перспективным привлечение к решению данного вопроса современных расчётных методов — моделирования атомной и электронной структуры минералов.
В настоящей работе описана методика микрозондового анализа, а также методы спектроскопии твёрдого тела (рамановская микроспектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная и эмиссионная спектроскопия, рентгенография, люминесцентная и радиоспектроскопия) в связи с их использованием для исследования состава и структуры U–Th-содержащих минералов. Изучены особенности кристаллохимии, изоморфизма ионов U и Th, физики радиационно-термических эффектов и разупорядочения структуры оксидных, фосфатных и силикатных минералов из ряда геологических объектов Урала и Сибири; проведено компьютерное моделирование их атомной и электронной структуры и процессов их радиационной деструкции; усовершенствована процедура химического датирования минералов (методика обсчёта геохимических данных) на основе вычислительного эксперимента по моделированию временной эволюции их U–Th–Pb-системы; выполнено химическое микрозондовое датирование U–Th-содержащих минералов из ряда геологических объектов Урала и Сибири.
Монография предназначена для специалистов по материаловедению природного вещества, кристаллохимиков и геохронологов.
В сборник включены материалы по проблеме «Генетические модели эндогенных рудных формаций». Приведены данные по формулировке качественных генетических моделей ряда формаций магнетитовых месторождений, физико-химические модели месторождений редких и благородных металлов, а также модели динамики формирования рудных месторождений, накопления летучих в магматических расплавах, температурного воздействия интрузий на вмещающие породы. Рассматривается физическое моделирование элементов динамики и кинетики магматогенных процессов.
Книга предназначена для геологов-рудников, петрологов, геохимиков.
Сборник научных статей посвящён исследованиям теплового потока и гидротермальной деятельности в областях различной тектоно-магматической активности — в геосинклиналях зоны перехода от азиатского континента к Тихому океану (Дальний Восток, Камчатка, Курильские острова), в альпийской геосинклинали (Украинские Карпаты) и в рифтовых зонах континентов (Прибайкалье) и океанов (Исландия).
В статьях геохимического плана отражены результаты изучения химических равновесий в термальных водах, распределения и форм миграции элементов в водах, особенностей состава вулканических газов, закономерностей распространения в них углеводородных газов, а также синтеза и эволюции вещества в вулканах и гидротермах.
Рассматриваются вопросы структурной и генетической связи гидротермального оруденения с процессами вулканизма, выделения этапов постмагматического рудообразования, вулканоплутонических рудных комплексов и др.
Публикуемый в статьях новый фактический материал может служить основой для разработки теории гидротермального процесса в областях тектоно-магматической активности.
Приводятся результаты термодинамического анализа возможных химических форм переноса ртути в природных гидротермальных растворах различного состава в рамках реальных физико-химических параметров процесса рудообразования. Оцениваются потенциальная металлоносность различных по составу гидротерм и причины осаждения из них сульфида ртути - киновари.
Рассмотрены методы отбора и оценки недостающих физико-химических данных и продемонстрирован оригинальный подход к решению задач по построению определённого класса физико-химических моделей гидротермального рудообразования.
В монографии проводится анализ геохимических особенностей пород, руд и минералов эндогенных образований складчатых областей южного обрамления Сибирской платформы. Показаны особенности формирования, размещения и эволюции многих месторождений. Проведена геохимическая паспортизация большинства известных формационных типов оруденения, включая данные по их изотопной характеристике. Детально рассмотрены вопросы, касающиеся источников рудного вещества, их эволюции во времени и проблемы рудообразования. Разработаны критерии прогноза оруденения, включающие оценку аномалий, рудопроявлений и отдельных площадей.
Для специалистов, интересующихся вопросами геохимии, рудообразования, металлогении и поисков полезных ископаемых.
Рассмотрены закономерности распределения молибдена и сопутствующих элементов в изверженных и осадочных породах. Установлена периодичность коэффициентов накопления, составлены ряды накопления элементов и показано положение в этих рядах молибдена и сопутствующих элементов — меди, вольфрама, бериллия и урана.
Описаны генетические типы молибденовых месторождений. Рассмотрены специфические черты связи между молибденовой минерализацией и гидротермально-метасоматическими образованиями различных формаций. Установлена их зональность и дана классификация.
На основании геолого-минералогических и физико-химических данных показаны особенности поведения молибдена и сопутствующих элементов в силикатном расплаве, охарактеризованы свойства послемагматических молибденоносных растворов, формы миграции и условия концентрации молибдена в гидротермальном процессе. Экспериментально изучена устойчивость молибденовых комплексов и роль обменных реакций, соосадителей, температуры, кислотности-щелочности среды и других факторов в геохимическом поведении молибдена при формировании различных типов молибденовых месторождений.
Впервые обобщены данные по геохимии карбонатитов различных регионов мира; охарактеризовано распределение редких элементов в рудно-формационных, фациальных и генетических типах карбонатитов, показаны их геохимические особенности как горных пород, выявлены общие закономерности поведения редких элементов в процессе карбонатитообразования. На петролого-геохимической основе разработаны обобщённые модели карбонатитообразования, объясняющие условия зарождения, источники вещества, химизм и физическое состояние карбонатитообразующих систем, гетерогенность карбонатитов, геохимическую и рудную специфику магматического и метасоматического карбонатитообразования.
Задачей учения о полезных ископаемых является изучение тех условий, при которых образуются эти ископаемые, ибо, не зная условий образования, нельзя вести успешно разведок, как нельзя без правильного диагноза болезни успешно лечить эту болезнь. Таким образом, основная задача учения о полезных ископаемых—диагностика их, и как для диагноза болезни необходимо знать не только ход болезни, но и общее состояние здоровья больного, а в сложных случаях даже наследственные признаки больного, так же точно необходимо знать не только состав полезного ископаемого в том готовом виде, в каком оно нам представляется в месторождении (что достигается методами петрографии и минераграфии), но и геохимическую историю того или другого элемента. Изучением этой истории химических элементов, т. е. законов их образования и распределения, и занимается геохимия. Геохимия же связана с глубоким изучением самого вещества, проникающим в настоящее время до самого ядра атома.
Первые три статьи посвящены одной из актуальных проблем - вопросам генезиса месторождений урана. В. М. Гавшин рассматривает условия концентрации урана природными сорбентами в процессе литогенеза. Впервые доказывается, что природные сорбенты насыщались ураном не в процессе седиментации пород, а в стадию диагенеза, одновременно с глубоким изменением состава и структуры осадка, под воздействием биогенной углекислоты. Приводятся данные, показывающие, что природные сорбенты - карбонат-фторапатит и глинистые минералы - удерживают катионы урана настолько прочно, что они практически не извлекаются из них природными водами, поэтому в зоне выветривания минералы уранила встречаются очень редко. В. М. Гавшин приходит к выводу, что условия, способствующие поглощению урана сорбентами, неблагоприятны для образования окислов урана.