Геохимия фосфоритов юга Сибири и севера Монголии

Черкашина, Татьяна Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геохимия фосфоритов юга Сибири и севера Монголии
ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Геохимия фосфоритов юга Сибири и севера Монголии"

На правах рукописи

ЧЕРКАШИНА Татьяна Юрьевна

ГЕОХИМИЯ ФОСФОРИТОВ ЮГА СИБИРИ И СЕВЕРА МОНГОЛИИ

Специальность 25.00.09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

- о о1 О

п о им*-

ИРКУТСК-2010

004602726

Диссертация выполнена в Учреждении РАН Институте земной коры СО РАН

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук

ведущий научный сотрудник Летникова Елена Феликсовна доктор технических наук старший научный сотрудник Ревенко Анатолий Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

профессор

Аношин Геннадий Никитович (ИГМ СО РАН) доктор геолого-минералогических наук старший научный сотрудник Макрыгина Валентина Алексеевна (ИГХ СО РАН)

Ведущая организация: Институт геологии и геохимии УрО РАН,

г. Екатеринбург

Защита состоится 8 июня 2010 года в 10°" часов на заседании диссертационного совета Д 003.059.01 при Институте геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а, факс: (3952)42-70-50. E-mail: korol@igc.irk.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1 а.

Автореферат разослан^?апреля 2010 года.

Ученый секретарь ^---- Королева Г.П.

дис. совета, к.г.-м.п.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. В пределах южного складчатого обрамления Сибирской платформы выделено два венд-кембрийских фосфоритоносных бассейна - Боксон-Хубсугульский (БХФБ) и Слюдянский (СФБ). Фосфатные руды в этих двух структурах накапливались в осадочных бассейнах различной геодипамической природы. В первом случае, это мелководные шельфовые отложения чехла Тувино-Монгольского микроконтинента, представляющего собой на момент фосфоритонакопления пассивную тектоническую структуру [Кузьмичев, 2004; Летникова, Гелетий, 2005]. Во втором случае, седиментация протекала в задуговом бассейне, в пределах которого наравне с осадконакоплением был широко развит базитовый вулканизм и связанные с ним поствулканичсские подводные гидротермы [Летникова, 2005; Школьник, 2005; Макрыгина и др., 2007; Зорин и др., 2009]. В дальнейшем эта структура претерпела региональный метаморфизм, в основном амфиболитовой фации, и представляет собой Хамар-Дабанский метаморфический террейн [Беличенко и др., 2003]. В пределах этих двух фосфоритоносных бассейнов выделены многочисленные рудопроявления и несколько месторождений, для которых проведены детальные геологические и литологические изучения, но, до сих пор, геохимические исследования оставались за рамками проводимых работ. Поэтому нет четкого ответа на вопросы об обстановках и механизме фосфоритонакопления, источниках поступления рудного вещества: являются ли фосфориты БХФБ и СФБ результатом единого процесса, обусловленного поступлением вещества из одного источника, или каждый из этих двух бассейнов имел свою историю развития и локальные источники поступления фосфора в среду седиментации.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является изучение и сопоставление геохимических характеристик венд-кембрийских фосфоритов Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов юга Сибири на основе полученных аналитических данных. В рамках этого исследования решались следующие задачи:

1. Разработка методики количественного рентгенофлуоресцентного определения содержаний ИЬ, Яг. У, '7л и МЬ в фосфорсодержащих породах.

2. Изучение геохимических особенностей фосфоритов, в том числе метаморфизованных, приуроченных к венд-кембрийским карбонатным отложениям южного складчатого обрамления Сибирской платформы.

3. Реконструкции обстановок накопления фосфоритов и вероятных источников поступления рудного вещества в изученные бассейны седиментации на основе проведения сравнительного анализа геохимических характеристик исследуемых пород. Объестами исследования послужили венд-кембрийские фосфориты Харанурского,

Буренханского и Хубсугульского месторождений Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна и метафосфориты слюдянской серии Слюдянского фосфоритоносного бассейна в пределах южного складчатого обрамления Сибирской платформы (рис. 1).

Фактический материал. В основу диссертации положены результаты работы автора в Аналитическом центре Института земной коры СО РАН в период с 1995 по 2009 г.г. в рамках выполнения исследований по грантам РФФИ и СО РАН. Коллекция образцов фосфоритов Боксон-Хубсугульского и метафосфоритов Слюдянского фосфоритоносных бассейнов любезно предоставлена автору д.г.-м.н. В.Г. Беличенко, д.г.-м.н. Е.Ф. Легниковой и к.г.-м.н. Л.З. Резницким. В работе использованы содержания петрогенных окислов и рассеянных элементов для 118 образцов фосфоритов различной степени метаморфизма и 33 определения редкоземельных элементов. Изучено около 100 шлифов.

□ - Хамар-Дабанский террейн ¡—| . Бельско-Китойкинский террейн

[ I - Джидинский террейн - кайнозойские отложения

Месторождения: ] - Харанурское; 2 - Хубсугульское; 3 - Буренханское. Рудопроявления метафосфоритов: 4 - район Обруб-Харадабан (Западный Хамар-Дабан); 5 - Южное Прибайкалье.

Рис. 1. Схема расположения изученных месторождений и рудопроявлений фосфоритов в пределах южного складчатого обрамления Сибирской платформы (по В.Г. Беличенко /Беличенко и др., 2003/).

Аналитические исследования проходили в АЦ ИЗК СО РАН с использованием методов рентгенофлуоресцентного, атомно-эмиссионного и силикатного анализа. Измерения проводились с использованием сканирующих кристалл-дифракционных спектрометров S4 PIONEER и VRA-30 (аналитики Т.Ю. Черкашина и Е.В. Худоногова), спектрографа ДФС-13 (аналитики В.В. Щербань, Н.Н. Володина, J1.B. Воротынова и А.В. Наумова), атомно-абсорбционного спектрофотометра AAS-3 и спектрофотометра Specol 21 (аналитик Г.В. Бондарева). Содержания редкоземельных элементов определялись методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с использованием прибора PlasmaQuad 11+ (аналитики C.B. Пантеева и В.В. Маркова). Основные защищаемые положения:

1. Фосфориты Харанурского, Хубсугульского и Буренханского месторождений Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна имеют однотипный характер распределения изученных рассеянных (V, Сг, Со, Ni, Se, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, Pb) и редкоземельных элементов, что является следствием накопления в пределах шельфа Тувино-Монгольского микроконтинента при пассивном тектоническом режиме. Для них типичны высокие концентрации V, Cr, Sr, Y, Zr и Ва. Фосфор поступал в осадочный бассейн в результате апвеллинга.

2. Метафосфориты слюдянской серии характеризуются низкими концентрациями рассеянных и редкоземельных элементов, за исключением V, Ва и РЬ. Источником

поступления фосфора в Слюдянский бассейн, в основном, служили поствулканические подводные гидротермы.

3. Различия в источниках поступления фосфора в Боксон-Хубсугульский и Слюдянский фосфоритопосныс бассейны не отразились на составе руд как кремнистого, так и карбонатного типов, но проявились в разных типах распределения в них рассеянных и редкоземельных элементов.

Научная новизна работы. Основу диссертационной работы составляют аналитические данные по фосфоритам различной степени метаморфизма Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов. Впервые на основе современных методов исследований получены геохимические характеристики близких по возрасту фосфатных руд, накапливающихся в различных геодинамических обстановках. Это позволило при изучении распределений рассеянных и редкоземельных элементов выявить ряд закономерностей и отличительных геохимических признаков фосфатных руд этих двух структур. Показано, что, являясь близкими по возрасту, фосфориты изученных бассейнов резко отличаются источниками поступления рудного вещества, что обусловлено разными тектоническими режимами при седиментогснезе изученных фосфоритов. В результате исследования выявлено два геохимических типа фосфоритов южного складчатого обрамления Сибирской платформы.

Полученные результаты являются оригинальными как по набору геохимических методов, так и с точки зрения выбора объектов исследования.

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований получены геохимические характеристики фосфоритов юга Сибири и выявлены общие закономерности в распределении петрогенных, рассеянных и редкоземельных элементов в зависимости от тектонической обстановки в бассейне седиментации и количества рудного компонента в них. Обоснованы различные источники поступления фосфатного вещества в Боксон-Хубсугульский и Слюдянский фосфоритоносные бассейны. Полученные геохимические данные можно использовать при металлогеническом прогнозе на фосфориты в карбонатных толщах складчатых поясов.

Разработанная автором и апробированная методика количественного рентгенофлуоресцентного определения содержаний Nb, Zr, Y, Sr и Rb в фосфорсодержащих породах позволит в дальнейшем проводить различные геохимические исследования на современном аналитическом уровне.

Личный вклад автора. Черкашиной Т.Ю. изучено около 100 шлифов. Автором при участии Е.В. Худоноговой разработана методика количественного рентгенофлуоресцентного определения содержаний Nb, Zr, Y, Sr, Rb в фосфорсодержащих породах [Cherkashina et.al., 2009], в основу которой положены ранние разработки д.т.н. А.Г. Ревенко. Проведен сравнительный анализ геохимических характеристик руд Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов. В основу диссертации положены результаты работы автора в Институте земной коры СО РАН в период с 1995 по 2010 годы в рамках выполнения исследований по грантам РФФИ и СО РАН.

Вклад соавторов в решение различных аналитических и геохимических задач отражен в совместных публикациях.

Международный Сибирский геоаналитический семинар "Intersibgeochem'01" (Иркутск,

2001), XV Уральская конференция по спектроскопии (Заречный, 2001), XIX Всероссийская молодежная конференция "Строение литосферы и геодинамика" (Иркутск, 2001), Всероссийская конференция "Актуальные проблемы аналитической химии" (Москва,

2002), 1-я Международная конференция по реитгеноспектральному анализу (Улан-Батор, 2006), Международная научная конференция "Минеральные ресурсы сертифицированные стандартные материалы" (Улан-Батор, 2007), VII Уральское литологическое совещание (Екатеринбург, 2006), Европейская конференция по рентгеновской спектрометрии (Цавтат, 2008), П-я Международная конференция по реитгеноспектральному анализу (Улан-Батор, 2009). По теме диссертации опубликовано 26 работ, из них 7 статей в рецензируемых журналах, 7 статей в тематических сборниках и научных изданиях, 12 тезисов докладов на Всероссийских и Международных конференциях.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и приложения общим объемом 174 страницы машинописного текста, включающего 68 рисунков, 2 фотографии, 17 таблиц, в том числе 2 в приложении. Список использованной литературы включает 204 наименования.

Автор глубоко признательна и благодарна своим научным руководителям Е.Ф. Летниковой и А.Г. Ревенко за всестороннюю поддержку и понимание на всех этапах подготовки диссертации, а также неоценимую помощь при проведении аналитических и геохимических исследований выбранных геологических объектов. Огромную помощь при обсуждении фактического материала своими ценными советами оказали д.г.-м.н. В.Г. Беличенко, д.г.-м.н. В.А. Макрыгина, к.г.-м.н. U.K. Гелетий, к.г.-м.н. Л.З. Резницкий, к.г.-м.н. С.И. Школьник. Значительная часть аналитических, работ выполнена: С.В. Пантеевой, В.В. Марковой, Е.В. Худоноговой, H.H. Володиной, В.В. Щербань, A.B. Наумовой, Г.В. Бондаревой. Автор признательна всем коллегам, способствовавшим выполнению данной работы.

Диссертация подготовлена в рамках работ, проводимых по хоздоговорам № 42-03/03, 13-03/04 и 06-07/05(Д-25-2005), грантам РФФИ № 00-05-64142-а, 04-07-90227-в, 05-0797201 -р_байкал_в, 07-05-01061-а, индивидуальным грантам РФФИ №№ 01-05-06054-мас, 02-05-06413-мас и гршггам СО РАН Яг 16, 19.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Особенности геологического строения осадочных фосфоритоносных бассейнов в пределах южного складчатого обрамления Сибирской платформы

В южном обрамлении Сибирской платформы основная эпоха фосфатогенеза проявилась в венде-кембрии формированием Боксон-Хубсугульского (БХФБ) и Слюдянского (СФБ) фосфоритоносных бассейнов, геологическое строение и тектоническая позиция которых рассмотрены в этой главе. Близкий возраст этих фосфатоносных толщ определен на основе палеонтологических находок и данных хемостратиграфии в первом случае [Бутов, 1996; Покровский и др., 1999 и др.] и изотопных исследованиях во втором [Ковач и др., 2009].

Боксон-Хубсугульский фосфатоносный бассейн пространственно приурочен к венд-кембрийским карбонатным отложениям чехла Тувино-Монгольского микроконтинента (боксонская и хубсугульская серии). Фосфориты Харанурского месторождения входят в состав верхней части забитской свиты боксонской серии, а фосфатные руды Хубсугульского и Буренханского месторождений - хэсенской свиты хубсугульской серии, где обе серии имеют существенно карбонатный состав. Рассмотрены особенности строения и обоснован возраст этих стратиграфических подразделений. Наряду с этим, приводится описание существующих гипотез образования фосфоритов [Ильин, 1990;

ганов и др., 1999; Холодов, 2006] и отмечается, что до настоящего времени единого кения по данному вопросу у исследователей не существует.

В пределах Хамар-Дабанского метаморфического террейна выделяются две осфатоносных свиты — култукская и перевальная - слюдянской серии. Мстафосфориты в гх представлены кварц-диопсид-апатитовыми породами и приурочены к нижним частям их свит. Рассмотрены особенности химического состава и строения этих свит.

В заключительной части главы приведены черты геологического сходства и отличия ученных фосфоритоносных бассейнов. Общим для них является приуроченность к елководным карбонатным формациям, а также основной и ультраосновной состав л ающих провинций [Летникова, 2005]. Различаются эти фосфоритоносные бассейны по шу геодинамических обстановок. Метафосфориты СФБ накапливались в обстановках щуговых бассейнов [Летникова, 2002; Школьник, 2005; Макрыгина и др., 2007; Зорин и 5., 2009]. Седиментация фосфоритов БХФБ происходила в краевых частях мелководного :нд-кембрийского карбонатного шельфа Тувино-Монгольского микроконтинента, редставлявшего на тот момент тектонически пассивное сооружение [Ильин, 1990; узьмичев, 2004; Летникова и др., 2005]. Таким образом, являясь близкими по возрасту, осфориты изученных бассейнов резко отличались обстановками накопления, лава 2. Количественные методики определения химического состава фосфоритов

Изучение характера распределения петрогенных окислов, редкоземельных и зссеянных элементов в фосфоритах дает нам возможность более детально решать такие щачи, как реконструкция обстановок осадконакогиения и определение лрогенетического характера доминирующих и второстепенных источников поступления лпесша. В основе геохимического исследования фосфоритов Боксон-Хубсугульского и людянского бассейнов лежат аналитические данные рентгенофлуоресцентного (Sr, Y, Zr, b, Rb), масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (редкоземельные элементы 'ЗЭ)), атомно-эмиссионного спектрального (V, Сг, Со, Ni, Se, Ва, Pb) и силикатного тализа (нетрогенные окислы).

Для решения поставленных задач наиболее удобным является гнтгенофлуоресцентный метод анализа (РФА). В литературе имеется ряд примеров рименсния РФА для определения петрогенных окислов [Kohler, 1977: Кузьмина и др., 994; Wilhide, Ash, 1985; Таланова и др., 1995] и рассеянных элементов [Смирнова и др., 980; Roelandts, 1981; Saleh, 1987; Kashima, 1988; Ogunleye et all., 2002; Sabiha-Javied et al„ 308] в фосфоритах.

В течение последних 20-ти лет сотрудниками АЦ ИЗК СО РАИ накоплен обширный актичсский материал по применению РФА для количественного определения содержаний сновных (Na. Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Mn, Fe; спектрометр CPM-25) и рассеянных /, Cr, Со, Ni, Zn, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ba, La, Ce, Pb, Th, U; спектрометры VRA-30 и S4 IONEER) элементов в различных типах горных пород [Ревенко, 1994; Черкашина, 2000; евенко, 2000; Revenko, 2002; Ревенко и др., 2005а; Revenko el al., 2005b; Cherkashina et al., 006; Ревенко и др., 2006; Пантеева и др., 2007; Cherkashina et al., 2009]. Лаборатория с 001 года принимает участие в Международной программе профессионального юстирования геоаналитических лабораторий (GeoPT). Результаты тестирования отражены в работах [Худоногова и др., 2006; Пантеева и др., 2008; Пантеева, 2009].

В главе описана разработанная автором под руководством д.т.н. А.Г. Ревенко методика количественного определения содержаний ряда рассеянных элементов в фосфорсодержащих породах [Cherkashina et.al., 2009]. Измерения интенсивностей аналитических линий Nb, Zr, Y, Sr и Rb проводились с использованием автоматического сканирующего кристалл-дифракционного спектрометра S4 PIONEER фирмы Broker AXS (Германия).

Для оценки точности результатов анализа во всем диапазоне содержаний определяемых элементов проведены метрологические исследования. Применялся мето двухфакторного дисперсионного анализа с использованием набора стандартных образцов и аттестованных смесей в соответствии с требованиями, изложенными в [ГОСТ Р ИСО 5725-1,2002; ОСТ 41-08-205-04, 2005].

В главе кратко описаны использованные в геохимическом исследовании други аналитические методы.

Глава 3. Геохимия фосфоритов Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна

В этой главе рассматриваются геохимические особенности фосфатных руд наиболее крупных месторождений Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна Харанурского, Буренханского и Хубсу1ульского.

Для более детального изучения геохимических характеристик фосфоритов проведено разделение данных пород на кремнистые и карбонатные разности, а также на бедные (д 8% Рг05), средние (от 8% до 16% Р2О5) и богатые (более 16% Р2О5) руды по содержанию фосфатного вещества. При изучении распределения рассеянных элементов в фосфатны рудах БХФБ для сопоставления взят средний состав современного морского фосфорит (СМФ) [1л, 2000]. СМФ представляет собой известковистую разность фосфатных руд с содержаниями Р205 и СаО равными 13.8% и 31.4%, соответственно, незначительной примесью кремнезема (5.6%), а также низкими содержаниями окислов железа (0.77%), алюминия (0.91%), титана (0.064%), магния (0.18%), марганца (0.12%) и суммы щелочей (0.87%). Концентрации изученных рассеянных элементов в СМФ следующие (в ррш): V -100, Сг -125, Со - 7, № - 53, Бс -11, Бг - 750, У - 260, Ъ - 70, № -10, Ва - 350, РЬ - 50.

Наиболее богатые фосфатные руды всех месторождений БХФБ представлены известковистыми, средние руды - доломитовыми и доломит-кремнистыми, а бедные фосфором руды - кремнистыми разностями. Отметим, что вклад терригенно-глииистой составляющей во всех типах руд является незначительным, что указывает на большую очевидность модели апвеллинга [Ильин, 1990], а не переотложения кор выветривания [Еганов и др., 1999] как механизма образования данных фосфоритов. Следует отметить, что распределение рассеянных элементов в карбонатных и кремнистых разностях руд имеет однотипный характер (рис. 2).

Выделим ряд особенностей. Наиболее обогащены йг карбонатные разности богатых и, в меньшей степени, средних фосфатных руд всех изученных месторождений БХФБ, что обусловлено их карбонатным составом. Стронций является элементом, изоморфно входящим в состав кальциевых минералов, и лишь при очень высоких концентрациях в морской воде образует собственные минералы - целестин (УгЯ04) и стронцианит (БгС03). В основном, Яг мигрирует в виде истинных растворов, поступает в осадок из вод бассейна седиментации и не связан с привносом терригенного материала.

ф - карбонатный тип В - кремнистый тип

Рис. 2. Распределение У и 2г в различных типах фосфоритов БХФБ

I Более высокие содержания У встречаются в кремнистых разностях фосфатных руд с | минимальным количеством глинистого материала, что свидетельствует о поступлении ¡-того элемента в осадок при сорбции из морской воды, а не с терригенной примесью.

2,г не является мобильным элементом при химическом выветривании и переносится в эставе терригенной примеси и, в данном случае, имеет невысокие концентрации в ¡иэгатых и средних рудах. Представление о том, что фосфатное вещество обогащено /г в результате сорбционных процессов [Гурвич, 1998] находит свое подтверждение только в отношении бедных кремнистых руд боксонской серии (до ¡10 ррт). При этом, во вмещающих карбонатных отложениях этой серии содержание циркония не выше 10 ррш [Летникова, Гелетий, 2005]. Распределение Ъ1 однозначно говорит о том, что фосфатные руды сформировались не в результате размыва кор выветривания, а в процессе апвеллинга.

Далее, отметим четкую Сг-У геохимическую специализацию для фосфоритов БХФБ (рис. 3). Высокие концентрации хрома в дистальиых частях шельфа, где доля терригенной ■дримеси минимальна и его корреляции при накоплении с V - типичным сорбционным элементом в процессе седиментогенеза - являются еще одним свидетельством формирования фосфоритов в результате апвеллинга.

Другим элементом, указывающим в пользу этой модели, является Ва. Обогащенные фосфором осадки имеют высокие концентрации бария, достигающие в рудах кремнистого типа Буренханского месторождения 1.4%. При этом, во вмещающих карбонатных породах - хороших концентраторах этого элемента - его содержания не превышают 100 рргп. Это счидетельствует о том, что поступления Ва в бассейн седиментации были

кратковременными и совпадали по времени с процессом фосфатообразования, имея при этом один источник.

ф - карбонатный тип В» - кремнистый тип

Рис. 3. Распределение Сг, У и Ва в различных типах фосфоритов БХФБ.

В рамках настоящей работы проводилось исследование нерастворимого остатка карбонатных разностей фосфатных руд и вмещающих карбонатных пород Хубсугульского месторождения. Образцы горных пород разлагались в 10% растворе соляной кислоты в течение нескольких дней, высушивались и оставшийся нерастворимый остаток повторно измерялся при помощи рентгенофлуоресцентного метода с использованием сканирующего спектрометра УЯА-ЗО. Как видно из трендов распределения рассеянных элементов, нерастворимый остаток обогащен Zr, № и КЬ, а Бг и, частично, У перешли в раствор (рис.

4).

K25af80

3130

1000,00 100.00 О. 10,00

11,00 а. о.ю

"А

Я "

\ / и

4 \

«80

10,000

S. 1.ооо ч

1 0,100 ■I

ф- - валовый состав; -и- - нерастворимый остаток. Рис. 4. Содержания рассеянных элементов в валовых пробах и нерастворимом остатке карбонатных разностей фосфатных руд и вмещающих известняков (проба 8/80) Хубсугульского месторождения.

Для фосфоритов Боксон-Хубсугульского бассейна характерно два типа распределения РЗЭ. обусловленных их составом - кремнистые и карбонатные. Кремнистые фосфориты имеют слабонаклонный тренд распределения РЗЭ (La/Yb = 2.8-6.7) с некоторым обогащением легких относительно тяжелых лантаноидов (рис. 5). Для этого типа фосфатных руд типичными являются отрицательные Eu (Eu/Eu* = 0.56-0.76) и Се (Се/Се* = 0.19-0.29- только Буренханскос месторождение) аномалии. В кремнистых рудах Харанурского месторождения Се аномалия практически отсутствует (Се/Се* =0.83-0.9).

La Се Рг Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

J6)L

Се Pr Ш Sm Eu Gd Tb Py Ho_Er Tm YD Lei |

Рис. 5. Распределение РЗЭ в кремнистых фосфоритах БХФБ: а) Харанурское месторождение, боксонская серия; б) Буренхаиское месторождение, хубсугульская серия.

Распределение РЗЭ в карбонатном типе руд БХФБ отличается от кремнистого менее пологим наклоном тренда (La/Yb = 5.2-8.6) и отсутствием отрицательной Еи-аномалии (Eu/Eu* = 0.92-0.99) (рис. 6). Отмечается присутствие выраженной отрицательной Се-аномалии (Се/Се* = 0.24-0.59) в этом типе руд. Содержание РЗЭ во вмещающих отложениях изученных серий БХФБ ниже относительно их концентраций в фосфоритах [Летникова, 2003].

$10 !

La Ce Pr Nd Sm Eu Gd ТЬ Dy Но Er Tm Yb Lu i

a) -----Г»)

\V+-+

\ +

- 1, 1—к

La Ce Pt NU Sm Eu Qd Tb Dy Ho Et Tm Yb Lu

В)

Рис. 6. Распределение РЗЭ в карбонатных фосфоритах БХФБ: а) Харанурское месторождение, боксонская серия; б) Хубсугулъское месторождение, хубсугульская серия; в) Буренханское месторождение, хубсугульская серия.

Выраженная отрицательная Се-аномалия является характерной особенностью для осадочных отложений, накапливающихся в дистальных частях бассейна [Дубинин, 2006]. Таким образом, это еще одно доказательство удаленности источника поступления РЗЭ от места седиментации фосфоритов. Для бокситов боксонской серии отрицательная Се-аномалия нетипична, а близость их от места накопления фосфоритов не позволит пройти процессу перераспределения церия из морской воды, вследствие чего в дальнейшем произошло бы обеднение фосфатного осадка. Поэтому, в данном случае, более вероятным источником поступления рудного вещества остаются глубинные океанические воды, поступавшие в шельфовые мелководные обстановки в результате апвелшнга.

При изучении фосфатных руд БХФБ отмечена нетипичная для осадочных пород положительная Ш-аномалия (Кс1/Щ* = 1.11-1.4), наличие которой можно объяснить выносом церия [НепсЗегеоп, 1984; Холодов, 2006]. Отмечено, что воды океанов обычно относительно обогащены N<3 и не концентрируют Ей [Балашов, 1976]. В данном случае имеют место процессы поступления как Ш, так и Ей в осадок. Очевидно, поступление этих элементов в фосфориты хубсугульской серии связано с привносом глубинных вод, обогащенных Ш, Ей и обедненных Се [Дубинин, 2006].

В результате проведенных геохимических исследований фосфоритов Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна сделан следующий вывод: с учетом тектонически пассивных обстановок накопления для изученных фосфатных руд модель апвеллинга является более приемлемой, чем размыв коры выветривания в плане поставки фосфора в бассейн седиментации.

Глава 4. Геохимия мета фосфоритов Слюдянского метаморфического комплекса

Для реконструкции протолита метафосфоритов култукской и перевальной свит Слюдянского метаморфического комплекса применялась программа МШЫТИ [Розен и др., 2003]. Выделено шесть групп, различающихся по содержанию фосфора и соотношению карбонатной и кремнистой составляющей. Среди руд култукской свиты преобладают карбонатный и кремнисто-карбонатный типы, а перевальной - кремнистый. При этом, карбонатные разновидности фосфатных руд в култукской свите представлены известняками (содержание СаО до 52%), а в перевальной - доломитами (содержание до 44%). Доля апатита в карбонатных рудах култукской свиты составляет около 60%, а перевальной - около 50%. Количество полевых шпатов во всех типах руд обеих свит составляет от 5 до 9%. Содержание кварца в кремнистом типе фосфатных руд изученных свит составляет около 50%, а в кремнисто-карбонатном и карбонатном - порядка 12%. Таким образом, выявлено значительное разнообразие в первичном составе метафосфоритов култукской и перевальной свит.

Свидетельством базитового состава источников сноса и продуктов их гидротермальной деятельности являются следующие элементы. Во-первых, это высокие концентрации V -элемента типичного для подводных гидротерм (рис. 7). Во-вторых, отметим высокое содержание Ва в слюдянских метафосфоритах. "Этот элемент также типичен для основных пород и сопутствующих поствулканических гидротерм [Гурвич, 1998]. Барий, являясь хорошим мигрантом в морской воде, накапливался в более удаленной части бассейна, о чем также свидетельствуют низкие содержания Мп и Ре, отлагавшихся возле источника сноса. Подобное распределение характерно для гидротермального поступления этих элементов в бассейн седиментации [Мейнард, 1985]. Поступление Ва в осадок с нирокластическим материалом маловероятно, так как содержание А1203 мало и не коррелирует с этим элементом.

Остальные из изученных рассеянных элементов - Бс, У, '¿г, Сг, №, Со - имеют низкие концентрации. Содержания всех непородообразующих окислов и рассеянных элементов, кроме V, Ва и РЬ, в этих рудах в несколько раз ниже, чем в СМФ.

1000

: юооо ]

♦

100

<0 со

0,1

0 10 Р205,% 20 30 °

15 Р2О5, % 30

- средний морской фосфорит Рис. 7. Распределение Уи Ва в метафосфоритах СФБ.

Общие содержания РЗЭ в фосфоритах култукской и перевальной свит варьируют от 40 ррт до 160 ррт. При этом отношение Ьа/УЬ в фосфатах перевальной свиты выше (Ьа/УЬ = 5.4-10.4), чем в култукской (Ьа/УЬ = 3.8-7.0). Для фосфатных руд СФБ характерно обеднение церием, то есть отрицательная Се-аномалия (Се/Се* = 0.74-0.8) или ее отсутствие (Се/Се* = 0.93-0.99) (рис. 8). Европий, в свою очередь, имеет два типа распределения в изученных метафосфоритах. В первом случае в карбонатных фосфатных рудах култукской свиты отмечается выраженная положительная Еи-аномалия (Еи/Еи* = 1.3-5.9), не типичная для осадочных пород, но хорошо проявленная в современных осадках Мирового океана, приуроченных к гидротермальным полям [Г'урвич, 1998; Дубинин, 2006]. Во втором случае в рудах обеих свит наблюдается отрицательная Еи-аномалия (Еи/Еи* = 0.7-0.8).

• перевальная свита

♦ - култукская свита

Рис, 8. Распределение РЗЭ в метафосфоритах а) култукской, б) култукской и перевальной свит.

Следует отметить отсутствие какой-либо закономерности в проявлении Се- и Еи-аномалий и вариациях в содержаниях щелочей, окислов алюминия, железа и марганца, а так же количества рудного фосфатного компонента. Учитывая достаточно невысокие концентрации терригенной составляющей в этих отложениях и несистематичность проявления процессов, приводящих к обеднению осадков Се и обогащению их Ей, можно предположить связь с подводными гидротермами, которые имели кратковременные эпизоды существования в поствулканическое время в данном бассейне седиментации.

Таким образом, общий геохимический облик метафосфоритов всех типов руд култукской и перевальной свит имеет однотипный характер, что свидетельствует о единой обстановке седиментогенеза во время накопления в одном осадочном бассейне. Распределение рассеянных и редкоземельных элементов указывает на вклад в состав фосфатных руд вещества, связанного с гидротермальными процессами. Глава 5. Сопоставление геохимических характеристик руд Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов юга Сибири

С целью выяснения более полной картины поведения фосфора в Боксон-Хубсугульском и Слюдянском фосфоритоносных бассейнах проведено сопоставление геохимических характеристик слагающих их руд. Фосфориты этих двух бассейнов имеют близкий состав как кремнистого, так и карбонатного типов. Сопоставление распределения рассеянных элементов в фосфоритах изученных бассейнов проводилось относительно среднего состава современного морского фосфорита (СМФ) [1д, 2000]. Содержания всех изученных рассеянных элементов, кроме V, Эг и Ва, в несколько раз ниже, чем в СМФ. Лишь для пяти элементов - V, Ш, Ва, 8с и № - можно проследить однотипный характер распределения в

осфоритах всех типов. Характеры распределения Сг, 8г, РЬ, Ъх и У в рудах этих двух ассейнов существенно отличаются друг от друга, как это показано па вариационных иаграммах (рис. 9).

•• • +

I- -. ^ Ш 3

I 3 С» а В

Чйс*!'*'

№ ♦ * *

15 30

1000

15 РА* 30

♦ ♦

15 РгС%,% 30

Е а о.

>-' 1

15 Р,Оь* 30

Л - карбонатный тип д - кремнистый тип

'ис. 9. Различия в распределении рассеянных элементов в фосфатных рудах БХФБ и СФБ.

Хара-Нур)

Хубсугуг

Буренхан

БХФБ

СФБ

Сг

чУУ

Со

КП

Бс

2г

№

ЛГУ

АА*

Ва

РЬ

Концентрации элементов:

выше СМФ ==5 равные между БХФБ и СФБ |||][ равны СМФ _______ ниже СМФ

Рис. 10. Сопоставление средних содержаний рассеянных элементов в рудах БХФБ и СФБ.

Фосфориты Слюдянского бассейна содержат небольшое количество рассеянных элементов (рис. 10). Элементом, имеющим вышекларковые концентрации, является РЬ и

высокие - V и Ва. Эти элементы являются характерными для горячих подводных гидротермальных источников [Гурвич, 1998].

Отметим нижекларковые концентрации РЬ во всех типах руд изученных месторождений БХФБ. При этом для них типичны вышекларковые концентрации Сг, Sr и Y, при невысоких содержаниях в них Со, Se и Nb. Отличия в поведении изученных рассеянных элементов в этих двух бассейнах обусловлены различными обеггановками накопления и путями поступления вещества в осадок. При изучении распределения содержаний РЗЭ во всех типах фосфоритах отмечено отсутствие корреляции с долей фосфатного, карбонатного и кремнистого вещества.

Для большинства руд всех типов БХФБ характерна отрицательная Eu-аномалия (Eu/Eu* = 0.56-0.9). Однако следует отметить присутствие в фосфатных рудах карбонатного типа Буренханского месторождения положительной Eu-аномалии (Eu/Eu* = 1.14-1.47). Для метафосфоритов СФБ характерно два типа распределения РЗЭ. В первом случае в средних и богатых рудах култукской и перевальной свит кремнисто-карбонатного и кремнистого типов наблюдается отрицательная Eu-аномалия (Eu/Eu* = 0.71-0.82). В другом случае в средних и богатых карбонатных и кремнисто-карбонатных типах руд этих свит прослеживается обогащение их европием (Eu/Eu* = 1.1-5.99). Мы считаем, что в данной ситуации положительная Eu-аномалия связана с влиянием на состав фосфатных осадков лоствулканических гидротерм, имевших место в этом осадочном бассейне [Гурвич, 1998; Школьник, 2005]. Таким образом, наблюдаются различные типы поведения Ец в мелководных фосфоритах юга Сибири, которые, на наш взгляд, связаны с различными источниками поступления этого элемента в осадок. В первом случае - сорбция из морской воды [Балашов, 1976; Дубинин, 2006], а во втором - в составе подводных гидротерм [Гурвич, 1998]. Следует отметить, что для фосфоритов Буренханского месторождения с положительной Eu-аномалией механизм привноса избыточного европия не допустим, так как на основе геохимического изучения вмещающих осадочных толщ показано отсутствие влияния на состав осадков продуктов вулканизма, в том числе, поствулканических гидротерм [Летникова, Гелетий, 2005].

Явным отличием в распределении РЗЭ в фосфоритах двух изученных бассейнов является поведение Се. Как отмечено в главе 4, в рудах Слюдяиского бассейна отсутствует отрицательная Ce-аномалия. Для фосфоритов БХФБ типична выраженная отрицательная Ce-аномалия (см. главу 3). Подобное поведение Се типично для осадков, накапливающихся в проксимальных частях бассейна относительно его источника поступления в морскую воду. При этом для вмещающих карбонатных отложений боксонской и хубсугульской серий характерно ее отсутствие. Такая особенность поведения Се в рудах и вмещающих отложениях БХФБ, но нашему мнению, является убедительным доказательством накопления фосфоритов в результате апвеллинга: морские воды, служившие источником фосфора и редкоземельных элементов, поступали с больших глубин, претерпев длительный путь миграции, в результате которой произошла потеря Се из воды. Для вмещающих пород источником Се, как и других РЗЭ, служили воды проксимальных частей осадочного бассейна, характеризующиеся отсутствием Се-аномалии.

Таким образом, поведение Се также указывает на различия фосфоритов изученных бассейнов. Как и в случае с Eu, Ce-аномалия в Боксон-Хубсугульском бассейне обусловлена более длительным нахождением РЗЭ в морской воде [Дубини, 2006]. Также, в фосфоритах БХФБ выявлена редкая для осадочных пород положительная Nd-аномалия [Henderson, 1984], что значительно отличает их от спектров распределения РЗЭ в рудах СФБ.

В рамках исследования проведено сопоставление распределения содержаний РЗЭ в фосфоритах Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов с разновозрастными фосфоритами бассейнов Мира [Ilyin, 1998; Джел, 1999; Shields et al., 2001; Шатров и др., 2009]. Целью такого сравнения явилось сопоставление

1 - спектр РЗЭ фосфоритов БХФБ

2 - спектр РЗЭ фосфоритов атолла Матайва

Рис. П. Сопоставление спектров РЗЭ фосфоритов БХФБ и атолла Матайва. обстановок седиментогенеза различных по возрасту и способу образования фосфоритов. Сравнение фосфоритов БХФБ с фосфоритами атолла Матайва показало однотипность распределения спектров РЗЭ (см. рис. 11). Общим для них являлось накопление в мелководных обстановках на изолированном острове в пределах океана при пассивном тектоническом режиме и, как следствие, отсутствие вклада пирокластического и гидротермального материала.

Заключение. Впервые для венд-кембрийских фосфоритов двух крупных фосфоритоносных бассейнов юга Сибири - Боксон-Хубсугульского и Слюдянского -проведено полное геохимическое исследование с последующей реконструкцией обстановок осадконакопления и источников поступления материала в бассейн седиментации.

В результате получены геохимические характеристики мелководных фосфоритов БХФБ, приуроченных к шельфовым отложениям карбонатного чехла Тувино-Монгольского микроконтинента и метафосфоритов задугового Слюдянского бассейна, входящего в состав Хамардабанского метаморфического террейна. Выявлены существенные отличия в распределении рассеянных и редкоземельных элементов, обусловленных различными геодинамическими обстановками накопления и источниками поступления рудного вещества в бассейны седиментации. Накопление фосфоритов и вмещающих карбонатных отложений БХФБ, происходило при пассивном тектоническом режиме; источник поступления фосфатного вещества был кратковременным и связан с механизмом алвеллинга.

Фосфатонакопление слюдянских руд происходило в перерывах между вулканической активностью, в то время когда короткоживущие поствулканические гидротермы в большом количестве поставляли в бассейн седиментации термальные воды, обогащенные фосфором. При активизации вулканической деятельности накопление фосфоритов затухало и начиналась терригенная седиментация с привносом пирокластического материала.

Разработанная автором и апробированная методика количественного рентгенофлуоресцентного определения содержаний N1), Zг, У, Бг и ЯЬ в

100i

0.01

La Се Рг Nd Sm Eu Gd ТЬ Dy Ho Er Tm Yb Lu

фосфорсодержащих породах позволит в дальнейшем проводить различные геохимическ]

исследования на современном аналитическом уровне.

Список публикаций по теме диссертации:

1. Ревенко А.Г., Худоногова Е.В., Черкашина Т.Ю., Пантеева C.i Рентгенофлуоресцентное определение содержаний Zn, Rb, Sr, Nb и Pb в фосфоритах Труды III Всерос. и IV Сибирской конф. по реитгсноспектр. анализу. Иркутск: ИЗК С РАН, 1998. С. 84.

2. Китов Б.И., Ревенко А.Г., Ясныгина Т.А., Пантеева С.В., Черкашина Т.Н Программное обеспечение рентгенофлуоресцентного спектрометра VRA-3 управляемого компьютером II Аналитика и контроль, 1999, N 3. - С. 16-20.

3. Черкашина Т.Ю. Результаты геохимических исследований фосфоритов боксонскс серии и дабанжалгинской свиты Восточного Саяна на основе рентгенофлуоресцентно: анализа // В кн.: Материалы VI научной студ. школы "Металлогения древних современных океанов-2000. Открытие, оценка, освоение месторождений". Миасс: И\ц УрО РАН, 2000. С. 272-277.

4. Черкашина Т.Ю., Худоногова Е.В. Разработка методики рентгенофлуоресцентно определения содержаний Nb, Rb, Sr, Y, Zr и Zn в фосфоритах // Труды XV Уральск« конф. по спектроскоп. Изд-во УГТУ-УПИ: Заречный, 2001. С.86-88.

5. Cherkashina T.Yu., Khudonogova Ye.V., Revenko A.G. An application of the X-r; fluorescence analysis for determination of Rb, Zr, Sr, Y, Nb, Zn in different types of rocks Abstr. of the 2nd intern, workshop Siberian geoanal. seminar "Intersibgeochem'01". Irkuts 2001. P. 82.

6. Черкашина Т.Ю. Геохимическая корреляция фосфоритов Боксон - Хубсугульско бассейна // Труды XIX Всерос. молодежной конф. «Строение литосферы геодинамика». Иркутск: ИЗК СО РАН, 2001. С. 148-149.

7. Худоногова Е.В., Черкашина Т.Ю., Ревенко А.Г. Опыт применения РФА П] определении следовых элементов в фосфоритах // Аналитика и контроль. 2001. Т. 5.. 4. С. 409416.

8. Пантеева С.В., Маркова В.В., Черкашина Т.Ю., Худоногова Е.В. Особенное определения Ва, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Th и U в фосфоритах методами ИСП-МС и РФА Труды Всерос. конф. «Актуальные проблемы аналитической химии». Москва, 200 Т.2. С. 207-208.

9. Черкашин Е.А., Черкашина Т.Ю., Худоногова Е.В. Технология построен: интеллектного программного обеспечения автоматизации планирования методи] рентгенофлуоресцентного анализа // Аналитика и контроль. 2002. Т. 6, № 4. С. 454-462.

10. Revenko A.G., Hudonogova E.V., Budaev D.A., Cherkashina T.Yu. X-ray fluorescen determination of Mo, Nb, Zr, Y, Sr, Rb, U, Th and Pb in various types of rocks // X-Ray ai Neutron Capillary Optics II. 2005. V. 5943. P.132-142.

11. Ревенко А.Г., Будаев Д.А., Черкашина Т.Ю., Худоногова Е. Рентгенофлуоресцентное определение содержаний рассеянных и некоторых основнь элементов в ашомосиликатных горных породах с использованием спектрометра i EXPLORER //Proc. of Inter. School on Contemp. Physics-III, Mongolia, 2005. P. 238-241

12.Ревенко А.Г., Худоногова E.B., Будаев Д.А., Черкашина Т.Ю. Рентгеноспектральн! флуоресцентное определение Mo, Nb, Zr, Y, Sr, Rb, U, Th, Pb в алюмосиликатнь горных породах // Аналитика и контроль. 2006. Т. 10. № 1. С. 71-79.

13. Cherkashina T.Yu., Khudonogova E.V., Revenko A.G., Letnikova E.F. Investigation Geochemical Phosphorite Characteristics of Bokson-Khubsugul Basin Using X-r; Fluorescence Analysis // Proc. of Conf. on X-ray Analysis. Mongolia. 2006. P. 97-102.

.Худоногова Е.В., Черкашина Т.Ю., Штельмах С.И., Ревенко А.Г. Оценка качества рентгенофлуоресцентной методики измерения по результатам участия в программе тестирования геоаналитических лабораторий // Ргос. of Conf. on X-ray Analysis. Mongolia. 2006. C. 103-108.

Пантеева C.B., Черкашина Т.Ю., Худоногова E.B., Ревенко А.Г. Определение содержаний редкоземельных и ряда рассеянных элементов в монгольских стандартных образцах программы GeoPT при помощи методов ИСП МС и РФА // Вестн. ИрГТУ. 2008. № 3. С. 168-174.

.Черкашин Е.А., Черкашина Т.Ю., Худоногова Е.В.,. Парамонов В,В, Гранин М.Н., Давыдов А.В., Ипатов С.А. Инструментальные средства для программных систем поддержки исследований в естественных науках // В научн. изд.: Матер. V конф. молодых ученых СО РАН им. М.А. Лаврентьева. Часть I. Матем. и информ., механика и энергетика, хим. науки. Новосибирск, 2007. С. 44-48.

Пантеева С.В., Черкашина Т.Ю., Ревенко А.Г. Определение содержаний редкоземельных и ряда рассеянных элементов в монгольских стандартных образцах Программы GeoPT при помощи методов ИСП МС и РФА II В научн. сб.: Матер. Междун. научной конф. "Минеральные ресурсы - сертифицированные стандартные материалы", Улан-Батор, 2007. С. 40-43.

Черкашина Т.Ю., Черкашин Е.А. Об одной задаче моделирования поведения техногенных литосистем при различных геодинамических воздействиях // Матер. IX Школы-семинара "Матем. моделирование и информ. технологии''. Ангасолка, 2007. С. 178-182.

Cherkashina T.Yu., Khudonogova E.V. External estimation of the quality of content determinations of a number of elements in GeoPT geological samples by X-ray fluorescence method // in Book of Abstr. "European Conference on X-Ray Spectrometry". 2008. Croatia. P. 78.

Khudonogova E.V., Cherkashina T.Yu. Determination of Mo, Nb, Y, Sr, Rb, U, Th, and Pb in different rocks by X-ray fluorescence analysis // in Book of Abstr. "European Conference on X-Ray Spectrometry". 2008. Croatia. P. 215.

Cherkashina T.Yu., Hudonogova E.V., Revenko A.G., Letnikova E.F. Application of the background standard method for the determination of Rb, Sr, Y, Zr, and "Nb contents in phosphorites by x-ray fluorescence//X-Ray Spectrom. 2009. V. 38. Issue 2. P. 144-151. Черкашина Т.Ю. Геохимические особенности седиментогенеза фосфатоносных отложений Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна // Ргос. of the 2nd Intern. Conf. on X-Ray Analysis, Mongolia. 2009. P. 199-210.

Подписано в печать 15.04.2010 г. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать Riso. Уч.-изд. л. 1,25. Усл. печ. л. 1,33. Тираж 100 экз. Заказ 703 Отпечатано в типографии Института земной коры СО РАН 664033, г.Иркутск, ул. Лермонтова, 128

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Черкашина, Татьяна Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ОСАДОЧНЫХ ФОСФОРИТОНОСНЫХ БАССЕЙНОВ В ПРЕДЕЛАХ ЮЖНОГО СКЛАДЧАТОГО ОБРАМЛЕНИЯ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ.

1.1. Венд-кембрийский фосфатогенез в истории Земли.

1.2. Фосфоритоносные бассейны южного складчатого обрамления Сибирской платформы.

1.2.1. Боксон-Хубсугульский фосфоритоносный бассейн.

1.2.1.1. Геодинамическое положение, стратиграфия, литологические особенности, проблемы возраста.

1.2.1.2. Харанурское месторождение фосфоритов.

1.2.1.3. Хубсугульское месторождение фосфоритов.

1.2.1.4. Петрография фосфоритов Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна.

1.2.2. Слюдянский фосфоритоносный бассейн.

1.2.2.1. Геодинамическая позиция, стратиграфия, метаморфизм, проблемы возраста.

1.2.2.2. Слюдянская серия.

1.2.2.3. Метафосфориты слюдянской серии.

1.2.2.4. Характеристика литотипов групп пород слюдянской серии.

ГЛАВА 2. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ФОСФОРИТОВ.

2.1. Проблема определения рассеянных элементов в горных породах с повышенным содержанием фосфора.

2.2. Фактический материал.

2.3. Аналитические методы исследования вещества.

2.3.1. Метод рентгенофлуоресцентного анализа.

2.3.1.1. Разработка методик рентгенофлуоресцентного количественного определения содержаний ЛЬ, Бг, У, Zr и ]ч[Ь в фосфоритах.

2.3.2. Метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

2.3.3. Атомно-омиссионный спектральный анализ.

2.3.4. Силикатный анализ.

ГЛАВА 3. ГЕОХИМИЯ ФОСФОРИТОВ БОКСОН-ХУБСУГУЛЬСКОГО ФОСФОРИТОНОСНОГО БАССЕЙНА.

3.1. Геохимические особенности распределения породообразующих и рассеянных элементов в фосфоритах боксонской серии (Харанурское месторождение).

3.2. Распределение редкоземельных элементов в фосфоритах боксонской серии.

3.3. Геохимические особенности распределения породообразующих и рассеянных элементов в фосфоритах хубсугульской серии (Хубсугульское и Буренханское месторождения).

3.4. Распределение редкоземельных элементов в фосфоритах хубсугульской серии.

ГЛАВА 4. ГЕОХИМИЯ МЕТАФОСФОРИТОВ СЛЮДЯНСКОГО МЕТАМОРФИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА.

4.1. Геохимические особенности метафоефоритов култукской свиты.

4.2. Геохимические особенности метафоефоритов перевальной свиты.

4.3. Распределение редкоземельных элементов в метафосфоритах слюдянской серии.

ГЛАВА 5. СОПОСТАВЛЕНИЕ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РУД БОКСОН-ХУБСУГУЛЬСКОГО И СЛЮДЯНСКОГО ФОСФОРИТОНОСНЫХ БАССЕЙНОВ ЮГА СИБИРИ.

5.1. Распределение рассеянных элементов в рудах Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов.

5.2. Распределение РЗЭ в фосфоритах Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов: сходства и различия.

5.3. Сопоставление изученных фосфоритов с фосфоритами Мира.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геохимия фосфоритов юга Сибири и севера Монголии"

Актуальность исследования. В пределах южного складчатого обрамления Сибирской платформы выявляется два венд-кембрийских фосфоритоносных бассейна - Боксон-Хубсугульский (БХФБ) и Слюдянский (СФБ). Фосфатные руды в этих двух структурах накапливались в осадочных бассейнах различной геодинамической природы. В первом случае, это мелководные шельфовые отложения чехла Тувино-Монгольского микроконтинента, представляющего собой на момент фосфоритонакопления пассивную тектоническую структуру [Кузьмичев, 2004; Летникова, Гелетий, 2005]. Во втором случае, седиментация протекала в задуговом бассейне, в пределах которого наравне с осадконакоплением был широко развит базитовый вулканизм и связанные с ним поствулканические подводные гидротермы [Летникова, 2005; Школьник, 2005; Макрыгина и др., 2007; Зорин и др., 2009]. В дальнейшем, эта структура претерпела региональный метаморфизм, в основном амфиболитовой фации, и представляет собой Хамар-Дабанский метаморфический террейн [Беличенко и др., 2003]. В пределах этих двух фосфоритоносных бассейнов выделены многочисленные рудопроявлении и несколько месторождений, для которых проведены детальные геологические и литологические изучения, но, до сих пор, геохимические исследования оставались за рамками проводимых работ. Поэтому нет четкого ответа на вопросы об обстановках и механизме фосфоритонакопления, источниках поступления рудного вещества: являются ли фосфориты БХФБ и СФБ результатом единого процесса, обусловленного поступлением вещества из одного источника, или каждый из этих двух бассейнов имел свою историю развития и локальные источники поступления фосфора в среду седиментации.

Цель и задачи исследования.1 Целью настоящей работы является изучение и сопоставление геохимических характеристик венд-кембрийских фосфоритов Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов юга Сибири на основе полученных аналитических данных. В рамках этого исследования решались следующие задачи:

1. Разработка методики количественного рентгенофлуоресцентного определения содержаний Rb, Sr, Y, Zr и Nb в фосфорсодержащих породах.

Объектами исследования послужили венд-кембрийские фосфориты Харанурского, Буренханского и Хубсугульского месторождений Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна и метафосфориты слюдянской серии Слюдянского метаморфического комплекса в пределах южного обрамления Сибирской платформы.

Фактический материал. В основу диссертации положены результаты работы Т.М.Черкашиной в Аналитическом центре Института земной коры СО РАН в период с 1995 по 2009 г.г. в рамках выполнения исследований по грантам РФФИ и СО РАН. Коллекция образцов фосфоритов Боксон-Хубсугульского и метафосфоритов Слюдянского фосфоритоносных бассейнов любезно предоставлена автору д.г.-м.н. В.Г. Беличенко, д.г.-м.н. Е.Ф. Летниковой и к.г.-м.н. Л.З. Резницким. В работе использованы содержания петрогенных окислов и рассеянных элементов для 118 образцов фосфоритов различной степени метаморфизма и 33 определения редкоземельных элементов. Изучено около 100 шлифов.

Аналитические исследования проходили в АЦ ИЗК СО РАН с использованием методов рентгенофлуоресцентного, атомно-эмиссионного и силикатного анализа. Измерения проводились с использованием сканирующих кристалл-дифракционных спектрометров S4 PIONEER и VRA-30 (аналитики Т.Ю. Черкашина и Е.В. Худоногова), спектрографа ДФС-13 аналитики В.В. Щербань, Н.Н. Володина, JI.B. Воротынова и А.В. Наумова), атомно-абсорбционного спектрофотометра AAS-3 и спектрофотометра Specol 21 (аналитик Г.В. Бондарева). Содержания редкоземельных элементов определялись методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с использованием прибора PlasmaQuad 11+ (аналитики C.B. Пантеева и В.В. Маркова).

Основные защищаемые положения:

1. Фосфориты Харанурского, Хубсугульского и Буренханского месторождений Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна имеют однотипный характер распределения изученных рассеянных (V, Сг, Со, Ni, Se, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, Pb) и редкоземельных элементов, что является следствием накопления в пределах шельфа при пассивном тектоническом режиме. Для них типичны высокие концентрации V, Cr, Sr, Y, Zr и Ba. Фосфор поступал в осадочный бассейн в результате апвеллинга.

2. Метафосфориты слюдянской серии характеризуются низкими концентрациями рассеянных и редкоземельных элементов, за исключением V, Ва и РЬ. Источником поступления фосфора в Слюдянский бассейн, в основном, служили поствулканические подводные гидротермы.

3. Различия в источниках поступления фосфора в Боксон-Хубсугульский и Слюдянский фосфоритоносные бассейны не отразились на составе руд как кремнистого, так и карбонатного типов, но проявились в разных типах распределения в них рассеянных и редкоземельных элементов.

Научная новизна работы. Основу диссертационной работы составляют аналитические данные по фосфоритам различной степени метаморфизма Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов. Впервые на основе современных методов исследований получены геохимические характеристики близких по возрасту фосфатных руд, накапливающихся в различных геодинамических обстановках. Это позволило при изучении распределений рассеянных и редкоземельных элементов выявить ряд закономерностей и отличительных геохимических признаков фосфатных руд этих двух структур. Показано, что, являясь близкими по возрасту, фосфориты изученных бассейнов резко отличаются источниками поступления рудного вещества, что обусловлено разными тектоническими режимами при седиментогенезе изученных фосфоритов. В результате исследования выявлено два геохимических типа фосфоритов южного складчатого обрамления Сибирской платформы.

Разработанная автором и апробированная методика количественного рентгенофлуоресцентного определения содержаний №>, Ъх, У, 8г и Шэ в фосфорсодержащих породах позволит в дальнейшем проводить различные геохимические исследования на современном аналитическом уровне.

Личный вклад автора. Черкашиной Т.Ю. изучено около 100 шлифов. Автором при участии Е.В. Худоноговой разработана методика количественного рентгенофлуоресцентного определения содержаний ЫЬ, Ъх, У, 8г, 11Ь в фосфорсодержащих породах [СЬегкаэЫпа е1.а1., 2009], в основу которой положены ранние разработки д.т.н. А.Г. Ревенко. Проведен сравнительный анализ геохимических характеристик руд Боксон-Хубсугульского и Слюдянского фосфоритоносных бассейнов. В основу диссертации положены результаты работы автора в Институте земной коры

СО РАН в период с 1995 по 2010 годы в рамках выполнения исследований по грантам РФФИ и СО РАН.

Вклад соавторов в решение различных аналитических и геохимических задач отражен в совместных публикациях.

Апробация работы и публикации. Различные положения работы опробованы на следующих всероссийских и международных конференциях и совещаниях: III Всероссийская конференция по рентгеноспектральному анализу (Иркутск, 1998), XVIII Всероссийская молодежная конференция "Геология и геодинамика Евразии" (Иркутск, 1999), IV Международный симпозиум имени ак. М.А. Усова "Проблемы геологии и освоения недр" (Томск, 2000), VI научная студенческая школа "Металлогения древних и современных океанов-2000. Открытие, оценка, освоение месторождений" (Миасс, 2000), II Международный Сибирский геоаналитический семинар "Мегз^еосЬет'01" (Иркутск, 2001), XV Уральская конференция по спектроскопии (Заречный, 2001), XIX Всероссийская молодежная конференция "Строение литосферы и геодинамика" (Иркутск, 2001), Всероссийская конференция "Актуальные проблемы аналитической химии" (Москва, 2002), 1-я Международная конференция по рентгеноспектральному анализу (Улан-Батор, 2006), Международная научная конференция "Минеральные ресурсы - сертифицированные стандартные материалы" (Улан-Батор, 2007), VII Уральское литологическое совещание (Екатеринбург, 2006), Европейская конференция по рентгеновской спектрометрии (Цавтат, 2008), П-я Международная конференция по рентгеноспектральному анализу (Улан-Батор, 2009). По теме диссертации опубликовано 26 работ, из них 7 статей в рецензируемых журналах, 7 статей в тематических сборниках и научных изданиях, 12 тезисов докладов на Всероссийских и Международных конференциях.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Черкашина, Татьяна Юрьевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые для венд-кембрийских фосфоритов двух крупных фосфоритоносных бассейнов юга Сибири — Боксон-Хубсугульского и Слюдянского - проведено полное геохимическое исследование с последующей реконструкцией обстановок осадконакопления и источников сноса материала.

В результате получены геохимические характеристики мелководных фосфоритов БХФБ, приуроченных к шельфовым отложениям карбонатного чехла Тувино-Монгольского микроконтинента и метафосфоритов задугового Слюдянского бассейна, приуроченного к Слюдянскому метаморфическому комплексу. Выявлены существенные отличия в распределении рассеянных и РЗ элементов, обусловленные различными геодинамическими обстановками накопления и источниками поступления рудного вещества в бассейны седиментации. Накопление фосфоритов и вмещающих карбонатных отложений БХФБ, происходило при пассивном тектоническом режиме; источник поступления фосфатного вещества был кратковременным и связан с механизмом апвеллинга.

Фосфатонакопление слюдянских руд происходило в перерывах между вулканической активностью, в то время когда короткоживущие поствулканические гидротермы в большом количестве поставляли в бассейн седиментации термальные воды, обогащенные фосфором [Гурвич, 1998]. При активизации вулканической деятельности накопление фосфоритов затухало и начиналась терригенная седиментация с привносом пирокластического материала.

Разработанная автором и апробированная методика количественного рентгенофлуоресцентного определения содержаний №>, Ъх, У, Бг и ЛЬ в фосфорсодержащих породах позволит в дальнейшем проводить различные геохимические исследования на современном аналитическом уровне.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Черкашина, Татьяна Юрьевна, Иркутск

1. Арнаутов H.B. Стандартные образцы химического состава природных минеральных веществ. - Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1990. - 220 с.

2. Афонин В.П., Гуничева Т.Н. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ горных пород и минералов. Новосибирск: Наука, 1977. - 256 с.

3. Афонин В.П., Гуничева Т.Н., Пискунова Л.Ф. Рентгенофлуоресцентный силикатный анализ Новосибирск: Наука, 1984. - 227 с.

4. Афонин В.П., Комяк Н.И., Николаев В.П., Плотников Р.И. Рентгенофлуоресцентный анализ. Новосибирск: Наука, 1991. - 173 с.

5. Балашов Ю.А. Геохимия редкоземельных элементов. М.: Наука, 1976. —268 с.

6. Батурин Г.Н. Фосфориты на дне океанов. — М.: Наука, 1978. — 230 с.

7. Батурин Г.Н. Гипотезы фосфогенеза и океанская среда // Литология и полезные ископаемые. 1999. № 5. С. 451-472.

8. Батурин Г.Н. Европиевая аномалия в океанских фосфоритах // Геохимия. 2001. Т. 379, № 5. С. 647-650.

9. Батурин Г.Н. Цикл фосфора в океане // Литология и полезные ископаемые. 2003. № 2. С. 126-146.

10. Ю.Батурин Г.Н. Фосфатонакопление в океане. М.: Наука, 2004. 464 с. П.Батурин Г.Н. Редкоземельные элементы в фосфатно-железомарганцевых корках подводных гор тихого океана // Литология и полезные ископаемые. 2007. №2. С. 115-132.

11. Бахтиаров A.B. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ в геологии и геохимии. М.: Недра, 1985. - 144 с.

12. Блохин М.А. Физика рентгеновских лучей. М.: ГИТТЛ, 1957. -518 с. М.Борходоев В.Я. Рентгенофлуоресцентный анализ горных пород способомфундаментальных параметров. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1999.--279 с.

13. Беличенко В.Г., Боос Р.Г. Боксон-Хубсугул-Дзабханский палеомикроконтинент в структуре Центрально-Азиатских палеозоид //

14. Геология и геофизика. 1988. № 12. С. 20-28.

15. Беличенко В.Г., Летиикова Е.Ф., Гелетий Н.К. Геологические особенности карбонатных отложений чехлов Тувино-Монгольского микроконтинента // Доклады РАН. 1999. Т. 364, № 1. С. 80-83.

16. Беличенко В.Г., Резницкий Л.З., Гелетий Н.К., Бараш И.Г. Тувино-Монгольский массив (к проблеме микроконтинентов Палеоазиатского океана) // Геология и геофизика. 2003. Т. 44, № 6. С. 554-565.

17. Бродская Н.Г., Ильинская М.Н. Фосфатонакопление в вулканических областях // Осадкообразование и полезные ископаемые вулканических областей прошлого. 1968.-С. 193-292.

18. Бутов Ю.П. Палеозойские осадочные отложения Саяно-Байкальской горной области. Улан-Удэ: ГИН БНЦ СО РАН, 1996. 151 с.

19. Бушинский Г.И. О происхождении морских фосфоритов //Литология и полезные ископаемые. 1966. № 3. С. 23-48.

20. Бушинский Г.И. Формация Фосфория. М.: Наука, 1969. - 110 с.

21. Васильева З.В., Калинин П.В. Особенности состава и генезиса апатитов Слюдянского района в Южном Прибайкалье //Известия высш. уч. зав. Геология и разведка. 1961. № 6. С. 45-50.

22. Геология и метаморфизм Восточного Саяна- Новосибирск: Наука. Под ред. Добрецова Н.Л. 1988. 190 с.

23. Георгиевский А.Ф. Харанурское фосфоритовое месторождение // Литология и полезные ископаемые. 1986. № 4. С. 71-85.

24. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения. — М.: Изд-во стандартов. 2002. — 23 с.

25. Гуничева Т.Н., Афонин В.П., Финкелыптейн А.Л. Учет фона при анализе на многоканальных рентгенофлуоресцентных спектрометрах //Журнал аналитической химии. 1982. Т. 37, № 7. С. 1154-1164.

26. Гурвич Е.Г. Металлоносные осадки Мирового океана. С-Пб.: ВШНЩ Океангеология, 1998. - 337 с.

27. Дарьин A.B. Изучение микроэлементного состава фосфоритов методом РФА-СИ //Тр. Ин-та геол. и геоф. СО АН СССР. 1989. № 752. С. 103-109.

28. Демиденко Ю.Е., Жегалло Е.А., Пархаев П.Ю., Шувалова Ю.В. О возрасте фосфоритов Хубсугульского бассейна (Монголия) //Доклады РАН. 20ОЗ. Т. 389, №4. С. 501-505.

29. Джел К. Накопление цианобактериальных матов и фосфатогенез на островах Пацифики В кн.: «Природа фосфатных зерен и фосфоритов крупнейших бассейнов мира». - Владивосток: Дальнаука, 1999. - С. 32-40.

30. Додин А.Л., Коников А.З., Маньковский В.К. Стратиграфия докембрийских отложений Восточного Саяна. М: Недра, 1968. - 278 с.

31. Донов H.A., Едемский Е.В., Ельянов A.A., Ильин A.B., Музалевский M.ïvi. Кембрийские фосфориты МНР //Советская геология. 1967. № 3. С. 5560.

32. Дубинин A.B. Геохимия редкоземельных элементов в океане. Москва: Наука, 2006. - 360 с.

33. Дуймакаев Ш.И., Шполянский А.Я. Гетерогенность анализируемых образцов в рентгеновской флуоресцентной спектрометрии //Заводская лаюоратория. 1988. Т. 54, № 12. С. 24-34.

34. Дуймакаев Ш.И., Цветянский A.JI. Рентгенофлуоресцентное определение высоких содержаний элемента способом стандарта-фона // Заводская лаборатория. 2000. Т. 66, № 3. С. 9-12.

35. Еганов Э.А. Проблемы образования и размещения пластовых фосфоритов / Э.А. Еганов. Новосибирск: Наука, 1974. - 182 с.

36. Еганов Э.А., Советов Ю.К. Каратау — модель региона фосфоритообразования. Новосибирск: Наука, 1979. - 192 с.

37. Еганов Э.А., Розанов А.Ю., Жегалло Е.А. Хубсугульский фосфоритоносный бассейн (ХФБ), Монголия, Россия. В кн.: «Природа фосфатных зерен и фосфоритов крупнейших бассейнов мира».

38. Владивосток: Дальнаука, 1999. С. 32-40.

39. Елизарьев Ю.З. Особенности раннего докембрия Прибайкалья и Восточного Саяна //Геология и геофизика. 1964. № 3. С. 47-57.

40. Есакова Н.В., Жегалло Е.А. Биостратиграфия и фауна нижнего кембрия Моголии. М.: Наука, 1996. - 214 с.

41. Жеру М.И. О метасоматических и ретроградно-метаморфических процессах в карбонатных породах месторождения «Перевал» (Южное Прибайкалье)//Труды ИГЕМ. 1961. Вып. 48. С. 161-174.

42. Зорин Ю.А., Скляров Е.В., Беличенко В.Г., Мазукабзов A.M. Механизм развития системы островная дуга — задуговый бассейн и геодинамика Саяно-Байкальской складчатой области в позднем рифее раннем палеозое //Геология и геофизика. 2009. № 3. С. 209-227.

43. Ильин A.B. Хубсугульский фосфоритоносный бассейн. М.: Наука, 1973. 167 с.

44. Ильин A.B. Древние фосфоритоносные бассейны. -М.: Наука, 1990. 175 с.

45. Ильин A.B. Хубсугульский фосфатоносный бассейн // Литология и полезные ископаемые. 2004. № 5. С. 523-538.

46. Ильин A.B., Ратникова Г.И. О фосфоритах Хубсугульского бассейна в Монголии //Литология и полезные ископаемые. 1971. Т. 1. С65-74.

47. Казаков A.B. Фосфоритные фации и генезис фосфоритов // Труды НИУИФ. 1937. - Вып. 142. - С. 100-119.

48. Казаков A.B. Фосфатные фации. 1. Происхождение фосфоритов и геологические факторы формирования месторождений. Л.-М.: ГОНТИ, 1939.- 106 с.

49. Калинин Б.Д., Плотников Р.И. Рентгенофлуоресцентный анализ следоввещества (обзор) //Заводская лаборатория. 1998. Т. 64, № 2. С. 16-24.

50. Капустин Ю.Л. Состав апатита из метаморфических пород //Геохимия.1986. №9. С. 1269-1276.

51. Карбонаты. Минералогия и химия. — М.: Мир. Под ред. Р. Дж. Ридера.1987.-494 с.

52. Кассин Н.Г. Фосфориты севера Вятской губернии //Вестник геол. комитета. 1925. № 5. С. 13-18.

53. Китов Б.И., Ревенко А.Г., Ясныгина Т.А., Пантеева C.B., Черкашина Т.Ю. Программное обеспечение рентгенофлуоресцентного спектрометра VRA-30, управляемого персональным компьютером //Аналитика и Контроль. 1999. №3. С. 16-20.

54. Коржинский Д.С. Кристаллические толщи Юго-Западного Прибайкалья // Путеводитель экскурсии Междунар. геолог. Конгресса. 1937. - С. 63-88.

55. Коржинский Д.С. Закономерности ассоциации минералов в породах архея Восточной Сибири. М.: АН СССР, 1945. - 110 с.

56. Коржинский Д.С. Биметасоматические флогопитовые и лазуритовые месторождения архея Прибайкалья // Труды ИГН АН СССР. Серия петрография. М.: АН СССР, 1947. - 164 с.

57. Коробов М.Н. Биостратиграфия кембрия и миомерные трилобиты нижнего кембрия Монголии. М.: Наука, 1980. - С. 5-108.

58. Кузьмина Т.Г., Бострём Б. Методика рентгеноспектрального флуоресцентного анализа фосфорсодержащих осадков //Океанология. 1994. Т. 34, №3. С. 460-463.

59. Кузьмичев А.Б. Сархойская серия стратотипической местности (стратиграфия, структурное положение, возраст) //Поздний докембрий и ранний палеозой Сибири. Вопросы региональной стратиграфии. 1990. С. 104-123.

60. Кузьмичев А.Б., Журавлев Д.З., Бибикова Е.В., Кирнозова Т.И. Верхнерифейские (790 млн. лет) гранитоиды в Тувино-Монгольском массиве: свидетельство раннебайкальского орогенеза //Геология и геофизика. 2000. Т. 41, № 10. С. 1379-1383.

61. Кузьмичев А.Б. Тектоническая история Тувино-Монгольского массива: раннебайкальский, позднебайкальский и раннекаледонский этапы. М.: ПРОБЕЛ-2000, 2004. - 192 с.

62. Летникова Е.Ф., Гелетий Н.К. Геохимические особенности карбонатонакопления чехла Гарганской глыбы (юго-восточная часть Восточного Саяна) // Геология и геофизика. 1997. № 10. С. 1614-1619.

63. Летникова Е.Ф. Использование геохимических характеристик карбонатных пород при палеогеодинамических реконструкциях // Геохимия. 2002. Т. 385, № 5. С. 672-676.

64. Летникова Е.Ф. Распределение РЗЭ в карбонатных отложениях различных геодинамических типов (на примере южного складчатого обрамления Сибирской платформы) //Доклады РАН. 2003. Т. 393, № 2. С. 235-240.

65. Летникова Е.Ф. Геохимическая специфика карбонатных отложений различных геодинамических обстановок северо-восточного сегмента Палеоазиатского океана // Литосфера. 2005. № 1. С. 70-81.

66. Летникова Е.Ф., Гелетий Н.К. Карбонатные отложения венд-кембрийского чехла Тувино-Монгольского микроконтинента //Литология и полезн. ископаемые. 2005. № 2. С. 192-204.

67. Летникова Е.Ф., Черкашина Т.Ю., Резницкий Л.З. Два геохимических типа фосфоритов южного обрамления Сибирской платформы //Материалы VII Уральского литологического совещания. 2006. С. 150-151.

68. Ложкин В.И., Афонин В.П. Исследование компонента рентгеновскогофона, обусловленного флуоресценцией кристаллов-анализаторов // Заводская лаборатория.1976. Т 42, № 9. С. 1073-1074.

69. Лонцих C.B., Петров JI.JI. Стандартные образцы состава природных сред. Новосибирск: Наука, 1988. - 227 с.

70. Лосев Н.Ф. Количественный рентгеноспектральный флуоресцентный анализ. М.: Наука, 1969. - 336 с.

71. Лосев Н.Ф., Смагунова А.Н. Основы рентгеноспектрального флуоресцентного анализа. М.: Химия, 1982. - 282 с.

72. Лувсанданзан Б., Розанов А.Ю. О возрасте древних фосфоритов Азии //Докл. АН СССР. 1984. Т. 277, № 1. С. 164-167.

73. Лукашин В.Н. Геохимия микроэлементов в процессах осадкообразования в Индийском океане. М.: Наука. 1981. 184 стр.

74. Львова H.A., Вишняков В.Н. Литолого-генетические особенности слюдянской толщи Юго-Западного Прибайкалья. /В кн.: Проблемы осадочной геологии докембрия. Т. 1. М.: Недра, 1975. С. 271-275.

75. Макрыгина В.А., Беличенко В.Г., Резницкий Л.З. Типы палеоостровных дуг и задуговых бассейнов северо-восточной части Палеоазиатского океана (по геохимическим данным) // Геология и геофизика. 2007. Т. 48, № 1.С. 141-155.

76. Мейнард Д. Геохимия осадочных рудных месторождений. 1985. - 357 с.

77. Металлы в осадочных толщах: тяжелые цветные металлы, малые и редкие металлы. - М.: Наука, Под ред. Пустовалова Л.В. - 1965. - 390 с.

78. Методы межлабораторного контроля качества аналитических работ (методические указания № 5). M.: НСАМ, 1973. 35 с.

79. Мигдисов A.A., Балашов Ю.А., Шарков И.В., Шерстенников О.Г., Ронов А.Б. Распространенность редкоземельных элементов в главных литологических типах пород осадочного чехла русской платформы // Геохимия. 1994. № 6. С. 789-803.

80. ОСТ 41-08-205-04. Стандарт отрасли. Управление качеством аналитических работ. Методики количественного химического анализа (разработка, аттестация, утверждение). М.: РИС ВИМС, 2005. - 105 с.

81. Павлинский Г.В., Ившев Д.В., Имешкенова Н.Н. Формирование фона кристалл-дифракционной аппаратуры в длинноволновой области рентгеновского спектра //Журнал аналитической химии. 1991. Т. 43, № 3. С. 525-531.

82. Павлова Т.О., Финкелыптейн А.Л., Воронов В.К. Сравнение вариантов уравнений способа стандарта-фона при рентгенофлуоресцентном определении макрокомпонентов в порошковых пробах //Заводская лаборатория. 2000. Т. 66, № 3. С. 6-9.

83. Пантеева C.B., Черкашина Т.Ю., Худоногова Е.В., Ревенко А.Г. Определение содержаний редкоземельных и ряда рассеянных элементов в монгольских стандартных образцах программы GeoPT при помощи методов ИСП МС и РФА // Вестн. ИрГТУ. 2008. № 3. С. 168-174.

84. Пантеева C.B. Особенности определения содержаний ряда элементов в горных породах различного состава методами масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и рентгенофлуоресцентного анализа // Аналитика и Контроль. 2009. Т. 13, № 4. С. 184 -192.

85. Покровский Б.Г. Граница протерозоя и палеозоя: изотопные аномалии в разрезах Сибирской платформы и глобальные изменения природной среды //Литология и полезные ископаемые. 1996. № 4. С. 376-392.

86. Покровский Б.Г., Летникова Е.Ф., Самыгин С.Г. Изотопная стратиграфия боксонской серии, венд кембрий Восточного Саяна // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 1999. Т. 7, № 3. С. 23-41.

87. Потёмкин Л.В., Шадров В.И., Калеева Г.А., Айтбаева Г.К. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ фосфоритов и шлаков // Фосфор и неорганические соединения на его основе. 1985. - С. 96-101.

88. Ревенко А.Г., Павлинский Г.В., Лосев Н.Ф., Афонин В.П. О рентгеновском фоне в длинноволновой области спектра // Заводская лаборатория. 1970. Т. 36, № 2. С. 166-169.

89. Ревенко А.Г., Павлинский Г.В., Лосев Н.Ф. Исследование зависимости интенсивности рентгеновского фона в длинноволновой области от химического состава проб // Заводская лаборатория. 1974. Т. 40, № 11. С 1334-1338.

90. Ревенко А.Г. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ природных материалов. Новосибирск: Наука, 1994. - 264 с.

91. Ревенко А.Г. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ природных материалов//Автореф. докт. диссертации. Москва, 1995. 48 с.

92. Ревенко А.Г. Рентгенофлуоресцентный анализ: состояние и тенденции развития (обзор) //Заводская лаборатрия. 2000. Т. 66, № 10. С. 3-19.

93. Ревенко А.Г. Применение рентгеноспектрального флуоресцентного метода для анализа растительных материалов и угля //Аналитика и Контроль. 2000. Т. 4, № 4. С. 316-328.

94. Ревенко А.Г. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ природных материалов // Proc. of the 1-st Intern. School on Contem. Physics. University Press: Ulaanbaatar, 2002. P. 5-55.

95. Ревенко А.Г., Худоногова E.B., Будаев Д.А., Черкашина Т.Ю. Рентгеноспектральное флуоресцентное определение Mo, Nb, Zr, Y, Sr, Rb, U, Th, Pb в алюмосиликатных горных породах // Аналитика и Контроль. 2006. Т. 10, № 1. С. 71-79.

96. Резницкий JI.3., Скляров Е.В., Ущаповская З.Ф. Минералы хрома и ванадия в слюдянском кристаллическом комплексе // Метаморфические образования докембрия Восточной Сибири. 1988. - С. 64-74.

97. Резницкий JI.3., Халилов В.А., Васильев Е.П., Булина В.А. Первые результаты U-Pb изотопных исследований акцессорных цирконов из гранулитов слюдянского комплекса (Южное Прибайкалье) // Доклады АН СССР. 1991. Т 320, № 4. С. 957-962.

98. Розанов А.Ю. Еще раз о древних фосфоритах Монголии //Советская геология. 1992. № 1. С. 79-81.

99. Розанов А.Ю., Миссаржевский В.В., Волкова H.A. Томмотский ярус ипроблема нижней границы кембрия. М.: Наука, 1969. - 380 с.

100. Розен О.М., Аббояеов A.A. Количественный минеральный состав осадочных пород: расчет по петрохимическим данным, анализ достоверности результатов (компьютерная программа MINLITH) //Литология и полезные ископаемые. 2003. № 3. С. 299-312.

101. Роненсон Б.М. Некоторые геологические предпосылки для корреляции разрезов в толщах кристаллических сланцев //Бюлл. Моск. об-ва испыт. природы. Отдел геологии. 1961. Т. 36, № 1. С. 59-75.

102. Рященко Т.Г., Ухова H.H. Химический состав дисперсных грунтов: возможности и прогнозы (юг Восточной Сибири). Иркутск: ИЗК СО РАН, 2008.- 131 с.

103. Савенко B.C. Взаимодействие гидроксилапатита с морской водой //Океанология. 1998. Т. 38, № 5. С. 773-776.

104. Савенко B.C., Физико-химический анализ процессов современного океанского фосфоритообразования. -М.:ГЕОС, 2005. 142 с.

105. Савенко B.C., Савенко A.B. Геохимия фосфора в глобальном гидрологическом цикле. М.: ГЕОС, 2007. - 248 с.

106. Сахарова М.С. Проблемы поисков метаморфических фосфатов в Сибири / В кн.: Вопросы геологии агрономических руд. М.: АН СССР, 1956.-С. 134-147.

107. Сборник инструкций "SPECTRAPLUS" для пользователей спектрометра S4 EXPLORER. Karlsrue: Bruker AXS Center. 2002.

108. Семихатов М.А., Серебряков С.Н. Венд и нижний кембрий юго-восточной части Восточного Саяна //Изв. АН СССР. Сер. геол. 1967 . № 4. С. 87-102.

109. Сизых Ю.И. Комплексная схема химического анализа горных пород и минералов. Отчёт. Иркутск: ИЗК СО АН СССР, 1985. - 61 с.

110. Слюдянский кристаллический комплекс. Новосибирск: Наука, Под ред. С.М. Замараева. 1981. 198 с.

111. Смагунова А.Н., Гуничева Т.Н., Обольянинова В.Г. Препарирование проб в рентгеноспектральном флуоресцентном анализе /Аппаратура и методы рентг. анализа. Л.: Машиностроение, 1973. Вып. 12. С. 243-264.

112. Смагунова А.Н., Лосев Н.Ф. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ. Иркутск: ИГУ, 1975. - 225 с.

113. Смирнова И.С., Казак В.Г. Применение рентгеноспектрального анализа для определения содержания стронция в фосфатном сырье и продуктах его переработки в минеральные удобрения //Журнал прикладной химии. 1980. Т. 53, № 3. С. 492-495.

114. Соколов A.C. Причины венд-кембрийской вспышки фосфоритообразования //Докл. РАН. 1999. Т. 369, № 6. С. 799-801.

115. Соколов A.C., Фролов A.A., Белов C.B. Закономерности размещения и особенности генезиса месторождений фосфатных руд //Геология рудных месторождений. 2001. Т. 43, № 2. С. 169-180.

116. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. М.: АН СССР, 1960. - Т. 1. -212 е.; Т. 2.-574 с.

117. Страхов Н.М. Развитие литогенетических идей в России и СССР. М.: Наука, 1971.-609 с.

118. Страхов Н.М. Проблемы геохимии современного океанского литогенеза. М.: Наука, 1976. - 299 с.

119. Стрекопытов C.B., Дубинин A.B., Волков И.И. Общие закономерности поведения редкоземельных элементов в пелагических осадках Тихого океана//Литология и полезные ископаемые. 1999. № 2. С. 133-145.

120. Сухоруков Б.Л., Смагунова А.Н., Павлинский Г.В., Лосев Н.Ф. Исследование состава фона в коротковолновой области рентгеновского спектра флуоресценции //Журнал аналитической химии. 1975. Т. 30, № 2. С. 372-375.

121. Таланова В.Н., Смирнова И.С., Ракчеев П.В., Шейкина Л.В. Рентгеноспектральный анализ апатитового концентрата //Заводская лаборатория. 1995. Т. 61, № 9. С. 23-25.

122. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора, ее состав и эволюция. Москва: Мир, 1988. - 384 с.

123. Файзуллин P.M., Файзуллина Т.Н., Харитонова Р.Ш., Козлов E.H., Варфоломеева Е.К., Глебашов С.Г. Сравнительная характеристика типоморфных особенностей метаморфогенных апатитов //Доклады АН СССР. 1980. Т. 255. С. 718-722.

124. Финкелыптейн А.Л., Афонин В.П. Расчёт интенсивности рентгеновской флуоресценции //Методы рентгеносп. анализа. Новосибирск: Наука, 1986. С. 5-11.

125. Фролов А.Л., Соколов A.C. Роль глубинного фосфора в формировании месторождений фосфатных руд//Горный вестник. 1995. № 1. С. 40-43.

126. Фролов А.Л., Соколов A.C. Историко-геологические взаимоотношения фосфоритов и апатитов //Отечественная геология. 1997. № 11. С. 52-68.

127. Хаин Е.В., Федотова A.A. Олистостромовые комплексы, связанные с формированием боксонского покрова (бассейн р. Сархой, Восточный

128. Саян) //Доклады РАН. 1995. Т. 341, № 3. С. 390-394.

129. Хераскова Т.Н., Самыгнн С.Г. Тектонические условия формирования венд-среднекембрийского терригенно-карбонатного комплекса Восточного Саяна//Геотектоника. 1992. №6. С. 18-36.

130. Холодов В.Н. О металлогении венда и кембрия Евразии. Сообщение 2. Осадочные руды ванадия, фосфора, железа и марганца и условия их образования //Литология и полезные ископаемые. 1970. № 4. С. 29-44.

131. Холодов В.Н. Осадочный рудогенез и металлогения ванадия. М.: Наука, 1973.-292 с.

132. Холодов В.Н. О роли докембрийского мантийного вещества в осадочной металлогении //Литология и полезные ископаемые. 1975. № 6. С. 50-70.

133. Холодов В.Н. Фосфоритообразование как этап становления карбонатной платформы в Малом Каратау //Литология и полезные ископаемые. 1997. № 3. С. 273-285.

134. Холодов В.Н. О роли сероводородных бассейнов в осадочном рудообразовании //Литология и полезн. ископаемые. 2002. № 5. С. 451474.

135. Холодов В.Н. Геохимия фосфора и происхождение фосфоритов. Сообщение 1. Роль терригенного материала в гипергенной геохимии фосфора//Литология и полезн. ископаемые. 2003а. №4. С. 361-370.

136. Холодов В.Н. Геохимия фосфора и происхождение фосфоритов. Сообщение 2. Источники фосфора и происхождение фосфоритов //Литология и полезные ископаемые. 20036. № 6. С. 563-584.

137. Холодов В.Н. Геохимия осадочного процесса. Труды Геологического института. Вып. 574. М.: ГЕОС, 2006. - 608 с.

138. Хоментовский В.В., Карлова Г.А. Граница немакит-далдынского и томмотского ярусов (венд-кембрий) Сибири //Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2002. Т.10, №3. С. 13-35.

139. Худоногова Е.В., Черкашина Т.Ю., Ревенко А.Г. Опыт применения

140. РФА при определении следовых элементов в фосфоритах //Аналитика и Контроль. 2001. Т. 5, №4. С. 409-416.

141. Шатров В.А., Войцеховский Г.В. Реконструкция обстановок фосфатообразования (по данным распределения лантаноидов) //Геология игеофизика. 2009. Т. 50,№10. С. 1104-1118.

142. Шатский Н.С. Фосфоритоносные формации и классификация фосфоритовых залежей //Совещание по осадочным породам. Вып. 2. М.: АН СССР, 1955.-С. 7-101.

143. Шафеев A.A. Докембрий Юго-Западного Прибайкалья и Хамар-Дабана. М.: Наука, 1970. - 179 с.

144. Школьник Э.Л., Сигов В.Ф., Мамонтов Ю.А. Фосфориты в вулканогенно-кремнистых отложениях нижнего кембрия хребта Джагды //Геология и геофизика. 1966. №2. С. 62-84.

145. Школьник С.И. Волластонитсодержащие скарны Южного Прибайкалья // Автореф. дис. на соискание степени к.г.-м.н. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2005. - 24 с.

146. Штельмах С.И., Ревенко В.А., Акулова В.В., Худоногова Е.В. Рентгенофлуоресцентное определение Nb, Zr, Y, Sr, Rb в осадочных породах и почвах //В сб. "Структура, функционирование и эволюция горных ландшафтов Западного Прибайкалья". 2005. - С. 113-119.

147. Юдович Я.Э. Региональная геохимия осадочных толщ. Ленинград: Наука, 1981.-276 с.

148. Яншин А.Л. Эволюция фосфоритообразования //В кн.: Эволюция геологических процессов в истории Земли. М.: Наука, 1993. С. 158-175.

149. Яншин А.Л., Жарков М.А. Фосфор и калий в природе. Новосибирск: Наука, 1986.- 189 с.

150. Ahrens L.H. Spectrochemical Analysis . Cambridge. 1950. - 118 р.

151. Andermann G., Kemp J.W. Scattered x-rays as internal standards in x-ray emission spectroscopy//Anal.Chem. 1958. V. 30. P. 1306-1309.

152. Altschuler Z.S. The geochemistry of trace elements in marine phosphorites. Pt. 1. Characteristic abundances and enrichment // SEPM Spec. Publ. 1980. No 29. P. 19-30.

153. Atlas E., Culberson C., Pytkowicz R.M. Phosphate association with Na+, Ca2+ and Mg2+ in searwater //Limnol. Oceanogr. 1976. V. 22, No 2. P. 230242.

154. Berner R.A. Phosphate removal from sea water by absorption on volcanogenic ferric oxides // Earth and Planet. Sci. Lett. 1973. V. 18. No 1. P. 77-86.

155. Blackwelder E. The geologic role of phosphorus //Proc. Of the Nat. Acad, of Sciences. Wash. 1926. V. 11. P. 490-495.

156. Buckland W. On the discovery of a new species of pterodactile; and also of the faeces of ichthyosaurus; and of a black substance resembling sepia, or indian ink, in the Lias at Lime Regis //Nat. Hist. Mag. (London). 1829. V. 2. P. 257-258.

157. Cherkashina T.Yu., Hudonogova E.V., Revenko A.G., Letnikova E.F. Investigation of geochemical phosphorite characteristics of Bokson-Khubsugul

158. Basin using X-Ray fluorescence analysis // Proc. of Conf. on X-Ray Analysis. Ulaanbaatar: University Press, 2006. P. 97-102.

159. Cook P.J., McEkhinny A. A réévaluation of the spatial and temporal distribution of sedimentary phosphority deposits in the light of plate tectonics //Econ. Geol. 1979. - V. 74, No 2. - P. 315-330.

160. Govindaraju K. Compilation of working values and sample description for 383 geostandards. Geostandards Newsletter: Special Issue, 1994. - V. 18. -158 p.

161. Gromet L.P., Dymek R.F., Haskin L.A., Korotev R.L. The "North American Shale Composite": its composition, major and trace element characteristics //Geochim. Et Geochim. Acta. 1984. V. 48. P. 2469-2482.

162. Hayumbu P., Haselberger N., Markowicz A., Valkovic V. Analysis of rock phosphates by X-ray fluorescence spectrometry //Appl. Radiat. Isot. 1995. V. 46, No 10. P. 1003-1005.

163. Henderson P. Rare earth element geochemistry / edited by P. Henderson. -Amsterdam: Elsevier, 1984. 510 p.

164. Ilyin A.Y. Rare-earth geochemistry of 'old' phosphorites and probability of syngenetic precipitation and accumulation of phosphate //Chemical Geol. 1998. V. 144, No 3-4. P. 243-256.

165. Imakuma K., Sato I.M., Cretella N.J., Costa M.I. Development of a quantitative method for trace element determination in ores by XRF: an application to phosphorite from Olinda (PE), Brazil //Publ. IE A. 1976. No. 413. 28 p.

166. Kashima N. Geochemistry of the spelean and insular phosphates from Japan: Yariscite and vashegyite//J. Speleol. Soc. Jap. 1988. Y. 13. P. 18-28.

167. Kohler M.D. A comparison of energy and wavelength dispersive X-ray.

168. Fluorescence with respect to the analysis of phosphates //Ann. Geol. Surv. 1977-1978. V. 12. P. 85-89.

169. Li Y.H. A Compendium of geochemistry: from Solar Nebula to the Human Brain. Princeton University Press, Princeton, NJ. 2000.

170. Maessen F.I.M.I., Boumans P.W.J.M. Critical examination of the borate fusion technique for spectrochemical trace //Spectochem. Acta. 1968. V. 23. Part B, No 11. P. 739-749.

171. Mansfield G.R. The role of fluorine in phosphate deposition //Amer. J. Sci. 1940. V. 238, No 12. P. 1236-1242.

172. Ogunleye P.O., Mayaki M.C., Amapu I.Y. Radioactivity and heavy metal composition of Nigerian phosphate rocks: possible environmental implications //J. of Environmental Radioactivity. 2002. V. 62. P. 39-48.

173. Potts Ph.J., Ellis A., Holmes M. et al. X-ray fluorescence spectrometry //J. Anal. At. Spectrom. 2000. V. 15. P. 1417-1442.

174. Proterozoic-Cambrian Phosphorites / Cook P.G., Shergold J.H., Eds. Intern. Geol. Correlat. Programme, Progect 156 of UNESCO. 1978. - 105 p.

175. Revenko A.G. X-ray fluorescence analysis of rocks, soils and sediments //X-Ray Spectrom. 2002. V. 31, No 3. P. 264-273.

176. Revenko A.G., Hudonogova E.V., Budaev D.A., Cherkashina T.Yu. X-ray fluorescence determination of Mo, Nb, Zr, Y, Sr, Rb, U, Th and Pb in various types of rocks //Proc. of SPIE. X-Ray and Neutron Capillary Optics II. 2005b. V. 5943. P. 132-142.

177. Roelandts I. Determination of light rare earth elements in apatite by x-ray fluorescence spectrometry after anion exchange extraction //Anal. Chem. 1981. V. 53, No. 4. P. 676-680.

178. Rougerie F., Wauthy B. Le concept d'endo-upwelling dans le fonctionnement des atolls-oasis //Oceanologica Acta. 1986. V. 9. P. 133-148.

179. Rougerie F., Wauthy B. The endo-upwelling concept: From geothermal convention to reef construction //Coral Reefs. 1993. V. 12. P. 19-30.

180. Sabiha-Javied, S. Waheed, N. Siddique, M. Tufail, M.M. Chaudhry, N. Irfan. Elemental analysis of phosphate rocks: For sustainable agriculture in Pakistan //J. of Radioanalytical and Nuclear Chem. 2008. V. 278, No. 1. P. 17-24.

181. Saleh N.S. Analysis of Jordanian phosphate using nuclear techniques //Appl. Phys. Commun. 1987. V. 7, No. 4. P. 313-327.

182. Schellmann W. On the geochemistry of Laterites //Chem. Erde. 1986. V. 45. P. 39-52.

183. Shields G., Stille P. Diagenetic constraints on the use 'of cerium anomalies as paiaeoseawater redox proxies: an isotopic and REE study of Cambrian phosphorites //Chem. Geol. 2001. V. 175. P. 29-48.

184. Tertian R., De Vries J.L. Principles of quantitative x-ray fluorescence analysis. London: Heyden, 1982. - 385 p.

185. Thompson M., Walsh J.N. A Handbook of Inductively Coupled Plasma Spectrometry. Blackie, Glasgow, 1989. - 273 p.

186. Wheat C.G., Feely R.A., Mottl M.J. Phosphate removal by oceanic hydrothermal processes: An update of the phosphorus budget in the oceans //

187. Geochim. Et Cosmochim. Acta. 1996. V. 60, V. 19. P. 3593-3608.

188. Wilhide W.D., Ash D.H. Analysis of phosphate ores and related raw materials by x-ray spectrometry //J. Agr. and Food Chem. 1985. V 33, No 5. P. 887-890.

189. Zhegallo E.A., Rozanov A. Yu. et al. Atlas of Microorganisms from Ancient Phosphorites of Khubsugul. Huntsville: NASA/TP, 2000. P. 168.

Информация о работе

Черкашина, Татьяна Юрьевна
кандидата геолого-минералогических наук
Иркутск, 2010
ВАК 25.00.09

Диссертация

Геохимия фосфоритов юга Сибири и севера Монголии - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы