2
Оглавление
Введение.................................................................4
Часть I. Общие сведения о распространении шунгитоносных пород и существующие взгляды на генезис пород и их месторождений...........................................................14
Глава 1. Стратиграфическая характеристика отложений нижнего протерозоя..........................................................14
Глава 2. Эволюция взглядов на природу шунгитового вещества, шунгитоносных пород и их месторождений..............................24
Часть II. Исследование шунгитоносных пород заонежской свиты с первично-осадочным органическим веществом.............................зб
Глава 3. Генезис шунгитового вещества.................................38
3.1. Изотопный состав углерода.....................................40
3.2. Состав шунгитового вещества породи антраксолитов..............48
3.3. Состав остаточных битумоидов..................................58
3.4. Геохимические признаки генезиса шунгитового вещества и его эволюции ..64
3.5. Физические признаки генезиса шунгитового вещества.............85
3.6. Температурные условия катагенеза и метаморфизма органического вещества......................................................91
Глава 4. Природа минеральной составляющей шунгитоносных пород, источники вещества, признаки взаимодействия с органическим веществом ..........................................................99
4.1. Вещественный состав шунгитовых пород..........................99
4.2. Первичная природа минеральной составляющей шунгитовых пород..102
4.3. Формационные типы шунгитоносных пород заонежской свиты.
Источники минерального вещества...................................106
4.4. Формы органического вещества и характер его взаимодействия с минеральной составляющей пород...............................112
Глава 5. Диапировая модель формирования месторождений шунгитовых пород...................................................125
5.1. Генетические признаки формирования месторождений шунгитовых
пород.............................................................126
5.2. Исходные параметры динамической модели развития купольных шунгитоносных структур.......................................132
5.3. Численное моделирование диапирового процесса и экспериментальное подтверждение существования системы купольных шунгитоносных структур .140
5.3.1. Оценка доминирующей длины волны...........................140
5.3.2. Полевые геофизические исследования Толвуйской синклинали 145
3
5.4. Закономерности внутреннего строения купольных структур
как следствие полидиапиризма.........................................155
5.5. Месторождение Шуньга - пример конечной стадии развития полидиапировой структуры......................................166
Глава 6. Ядерногеофизические методы определения шунгитового углерода..........................................................179
6.1. Традиционные методы определения Сев в углеродсодержащих породах.180
6.2. Методы ядерной геофизики при изучении твердых каустобиолитов....185
6.3. Интегральные варианты гамма-гамма-метода........................191
6.4. Спектрометрические варианты гамма-гамма-метода..................195
6.4.1.Способ определения Сев по интенсивности некогерентно рассеянного рентгеновского излучения..........................................195
6.4.2. Способ определения Се» по отношению интенсивностей когерентно
и некогерентно рассеянного мягкого рентгеновского излучения.......197
6.5. Сопоставление метрологических характеристик гамма-гамма-методов 207
Часть III. Исследование шунгитоносных пород с переотложенным органическим веществом....................................209
Глава 7. Геолого-петрографические признаки генезиса пород кондопожской СВИТЫ................................................210
Глава 8. Состав пород и геохимические признаки генезиса шунгитового вещества..............................................221
8.1. Химический состав шунгитсодержащих пород........................221
8.2. Геохимические признаки переотложенного шунгитового вещества.....223
8.3. Иные представления о генезисе шунгитового вещества пород кондопожской свиты............................................230
Глава 9. Определение качества шунгизитового сырья инструментальными методами........................................235
9.1. Гамма-метод экспрессной оценки качества сырья...................237
9.2. Гамма-гамма-метода определение качества шунгизитового сырья.....247
9.3. Некоторые физические свойства шунгитсодержащих пород и возможности их использования при опробовании сырья............257
Часть IY. Классификация шунгитоносных образований нижнего протерозоя Онежской структуры....................................260
Часть Y. Экологические аспекты практического использования шунгитоносных пород......................................................272
Заключение............................................................278
Библиографический список использованной литературы.......................283
Список сокращений........................................................311
30
алевролитов и сланцев-нигозеритов указывается, что они сложены «обломками ШП, порфирита и др». ШВ присутствует в виде тонкой пыли в цементе, в виде оторочек вокруг зерен, сгустков и неправильных скоплений и обломков [362]. Присутствие обломков ШП и свободных форм ШВ в типичных вулканно-осадочных породах авторы монографии не комментируют, хотя эти факты наряду с «исключениями» свидетельствуют, что только сорбционным механизмом формирования пород обойтись невозможно.
Это очевидное противоречие устраняется в работе Горлова В. И. и др. [59], а затем в [98] путем деления шунгитоносных пород на 2 типа: с первично-осадочным ОВ и с переотложенным ОВ. Первые из них образовывались в составе заонежской свиты, вторые - в кондопожской. Материалом для формирования пород с переотложенным ШВ служили породы заонежской свиты. Наметившееся решение противоречий тем не менее не получило быстрого развития: в вышедшей в 1982 г. монографии [49] по геологии углеродосодержащих пород Карелии, где авторами были почти все участники работы 1975 г. [362], полностью отсутствуют высказывания о генезисе ШВ и шунгитоносных пород. То, что не все авторы работы [362] 1975 г. приняли деление пород на два типа, свидетельствуют последовавшие вскоре публикации. Уже в 1984 г. Ю. К. Калинин достаточно определенно высказал мнение об эндогенной природе ОВ [95]. Накопление протошунгитового вещества в осадках заонежской свиты шло в форме «силикатно-органического комплекса, образование которого происходило в результате химического взаимодействия в растворе сложносиликатного вещества и шунгитоматеринских углеводородов». Состав компонентов комплекса оценивается как 90% ОВ и 10% силикатного. Концентрированные формы ОВ, т. е. ШП, возникали при минимальном поступлении в осадок разбавителей (кремнезема, терригенного и пирокластического материала). Для доказательства гипотезы приводятся изотопные данные и состав пород: связь 5,3С с калиевым модулем и «строгая» зависимость между содержанием Сев и алюмосиликатов. В породах кондопожской свиты накопление «углеводородов» представлено Ю. К. Калининым по-прежнему как сорбция глинистыми минералами растворенных в воде ОВ. Более того, образование антраксолитовых стяжений («лепешек») трактуется как следствие пересыщения сорбционной емкости грубозернистых отложений, т. е. самостоятельное осаждение избыточных порций протошунгитового вещества. С некоторыми изменениями и дополнениями эта точка зрения существует и сейчас [96]. Уточняется, что силоксаны взаимодействовали с алюмосиликатной компонентой в эндогенном очаге, а
31
окончательное формирование заонежских высокоуглеродистых пород шло в «эндогенном очаге в результате ликвационного процесса».
В работе П. Ф. Иванкина и др. [87] образование ШНП и залежей ШП происходило путем замещения пород углеводородами, поступающими в бассейн осадконакопления в результате активной мантийной дегазации. Шунгитизации подвержены все типы пород: терригенные, карбонатные, пирокластические, эффузивные и местами интрузивные. Компактные скопления массивных высокоуглеродистых пород «локализуются в бортах коробчатых синклиналей, ограничиваясь по восстанию разломами и ядрами узких приразломных антиклиналей». В то же время малоуглеродистые породы обычно представляют собой «пластовидные тела и субсогласные зоны». Залежи ШП формировались в «дислоцированных и рассланцованных складчатых породах близкоодноврсменно с внедрением силлов габбро-диабазов».
По С. В. Купрякову, В. П. Михайлову [130], «углеводороды типа асфальта», скапливающиеся в кровле очагов базальтовой магмы, по глубинным разломам поступали на дно морского бассейна, где накапливались совместно с осадочным материалом. Разные горизонты ШНП формировались при цикличном раскрытии подводящих разломов. Локальные тела с высокой концентрацией асфальта образовывались лишь вблизи от термальных источников вещества; на удалении от них асфальт, вулканогенный и терригенный материал откладывались в виде покровов. На поздних этапах поступление вещества шло через «сифоны», расположенные на гребнях внутренних антиклиналей. «Из пересыщенных кремнеземом асфальтовых терм непосредственно у сифонов осаждались гель кремнезема и пелитовый материал», из асфальта шло образование локальных тел большой мощности - ШП с массивной текстурой. На удалении от сифонов доля асфальта резко уменьшалась по сравнению с пирокластическим материалом, поэтому шло накопление слоистых ШНП. Эти представления относятся лишь к породам заонежской свиты. Формирование пород кондопожской свиты, по мнению авторов, шло путем переотложения ШВ в разных формах (терригенный материал и перезахоронение миграционных битумов).
Сомнения в возможности шунгитизации - масштабного процесса насыщения пород ОВ - высказаны в работе В. Ф. Пенькова [180]. Исследованы карбонатные прожилки с антраксолитом (шунгитом) и обсуждаются примеры, которые, предположительно, являются разными стадиями одного процесса: 1) жильный антраксолит контрастно отделен от вмещающей породы, которая не содержит ШВ; 2) в зальбандах прожилка колломорфные корки антраксолита, вмещающая порода
- Київ+380960830922