litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/2500-302X-2025-25-5-1007-1022FUASCZlitosphere-2352Research ArticleСтатьиArticlesМинерагения современного континентального карбонатообразования на территории Пермского краяMinerageny of modern continental carbonates in the Perm RegionУткинаТ. А.UtkinaT. A.

14007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78А

tatyanaak89@mail.ruТрапезниковД. Е.TrapeznikovD. E.

14007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78А

ЧайковскийИ. И.ChaikovskiyI. I.

14007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78А

Горный институт УрО РАНРоссияMining Institute, UB RASRussian Federation20250411202525510071022Copyright © Уткина Т.А., Трапезников Д.Е., Чайковский И.И., 20252025Уткина Т.А., Трапезников Д.Е., Чайковский И.И.Utkina T.A., Trapeznikov D.E., Chaikovskiy I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/2352Объект исследования

Объект исследования. Месторождения и проявления известковых туфов и гажи, родниковые воды с повышенной минерализацией (более 1 г/дм 3 ). Цель. Выявление особенностей минерагении континентального карбонатообразования. Материалы и методы. Анализ базы данных химического состава родниковых вод, составленной по результатам гидрогеологических съемок 1966–1992 гг. масштаба 1 : 200 000 на территории Пермского края и Каталога месторождений и проявлений полезных ископаемых Пермского края. Интерпретация цифровой модели рельефа для выявления неотектонических элементов. Результаты. Реконструирована минерагеническая модель континентального карбонатообразования, включающая: а) мобилизацию кальция подземными подами на поднятиях, сложенных карбонатно-сульфатными эвапоритами, и разгрузку подземных вод в прилегающих опускающихся блоках, благоприятных для медленного течения поверхностных вод; б) существенно хемогенное отложение субаэральных покровов известковых туфов на месте излияния родников, преимущественно биохимическое осаждение аквальных залежей гажи и торфогажи в обстановках озер, стариц и меандрирующих рек, благоприятных для жизнедеятельности растений и живых организмов. Выводы. Проведено районирование месторождений гажи и родников на неотектонической основе, показан наибольший вклад сульфатных кальциевых вод в формирование залежей агрокарбонатов, рассчитано максимально возможное количество хемогенного и биогенного карбоната кальция, которое может осадиться из отдельных родников за 100 лет, составляющее 0.0001–1 млн т.

 

 

Research subject. Deposits and occurrences of calcareous tufa, spring waters with a mineralization of more than 1 g/dm 3. Aim. Identification of the minerageny features of continental carbonate formation. Materials and methods. An analysis of the chemical composition of spring waters database compiled on the basis of hydrogeological surveys conducted in 1966–1992 at a scale of 1:200 000 in the Perm Region and the Catalogue of Deposits and Occurrences of Minerals of the Perm Region. Interpretation of the digital elevation model to identify neotectonic elements. Results. A mineragenic model of continental carbonate formation was reconstructed, including: (a) mobilization of calcium by underground waters on lifted blocks composed of carbonate-and-sulphate evaporites and groundwater discharge in adjacent trough blocks favorable for the slow flow of surface water; (b) essentially chemical deposition of subaqueous calcareous tufa at the site of groundwater discharge mainly biochemical precipitation of aquatic calcareous tufa in the lake, oxbow lakes and mean dering rivers, favorable for the activity of plants and living organisms. Conclusions. The zoning of calcareous tufa deposits on a neotectonic basis was carried out. The greatest contribution of sulphate calcium waters to the formation of calcareous tufa deposits was shown. The maximum possible quantity of chemogenic and biogenic calcium carbonate that can precipitate from individual springs in 100 years was calculated, amounting to 0.0001–1 million tons

континентальное карбонатообразованиеминерагениягажагеохимия подземных водПермский крайcontinental carbonatesmineragenygeochemistry of groundwaterPerm RegionReferencesАлекин О.А. (1953) Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 296 с.Alekin O.A. (1953) Hydrochemistry Fundamental. Leningrad, Gidrometizdat Publ., 296 p. (In Russ.)Бриков А.В., Маркин А.Н. (2018) Нефтепромысловая химия: практическое руководство по борьбе с образованием солей. М.: Де’Либри, 335 с.Arenas-Abad С. (2022) A multi-scale approach to laminated microbial deposits in non-marine carbonate environments through examples of the Cenozoic, north-east Iberian Peninsula, Spain. Deposit. Record, 8(1), 67-101. https://doi.org/10.1002/dep2.145Горбунова К.А., Андрейчук В.Н., Костарев В.П., Максимович Н.Г. (1992) Карст и пещеры Пермской области. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 200 с.Auqué L.F., Arenas C., Osácar M.C., Pardo G., Sancho C., Vazques-Brbez M. (2014) Current tufa sedimentation in a changing-slope valley: The River Añamaza (Iberian Range, NE Spain). Sediment. Geol., 303, 26-48. http://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2014.01.008Дуров С.А. (1948) Классификация природных вод и графическое изображение их состава. Докл. АН СССР, 1, 87-90.Auqué L.F., Osácar M.C., Arenas C., Cukrov N., Lojen S., Sancho C. (2023) Controls on Mg/Ca Ratios in Recent Stromatolites: Insights from Fluvial Systems in the Iberian Range (Spain). Minerals, 13(1), 57. https://doi.org/10.3390/min13010057Каткова В.И., Митюшева Т.П., Тетерюк Б.Ю. (2019) Особенности минерализации рдестов реки Вымь (Республика Коми). Изв. Коми НЦ УрО РАН, 1(37), 69-75. https://doi.org/10.19110/1994-5655-2019-1-69-75Brikov A.V., Markin A.N. (2018) Oilfield Chemistry: A Practical Guide to Combating Salt Formation. Moscow, De’Libri Publ., 335 p. (In Russ.)Кокаровцев В.К. (1992) Ресурсы и геология голоценовых агрокарбонатов Пермского Предуралья. Екатеринбург: Уралгеология, 216 с.Chaikovskiy I.I. (2011) Modern biogenic mineral formation in the Shakva River basin. Vestn. Perm. NTs, 1, 4-8. (In Russ.)Овчинников Л.Н. (1988) Образование рудных месторождений. М.: Недра, 255 с.Durov S.A. (1948) Classification of natural waters and graphic representation of their composition. Dokl. AN SSSR, 1, 87-90. (In Russ.)Перельман А.И., Касимов Н.С. (1999) Геохимия ландшафта. М.: МГУ, 610 с.Fubelli G., Dramis F. (2023) Calcareous Tufa: Deposition and Erosion during Geological Times. Appl. Sci., 13(7), 4410. https://doi.org/10.3390/app13074410Проворов В.М. (1973) Основные черты тектоники нижнепермских отложений и ее связь с глубинным строением Среднего Приуралья. Нижнепермские отложения Камского Предуралья: Тр. ВНИГНИ, вып. 118, 28-48.Gorbunova K.A., Andreychuk V.N., Kostarev V.P., Maksimovich N.G. (1992) Karst and caves of the Perm Region.Perm, Izd-vo Perm. un-ta, 200 p. (In Russ.)Силаев В.И., Чайковский И.И., Митюшева Т.П., Хазов А.Ф. (2008) Современные карбонатные минерализации на испарительных и седиментационно-диагенетических изотопно-геохимических барьерах. Сыктывкар: Геопринт, 68 с.Katkova V.I., Mityusheva T.P., Teteryuk B.Yu. (2019) Features of pondweeds mineralization of the Vy’m River (Komi Republic). Izv. Komi NTs UrO RAN, 1(37), 69-75. (In Russ.) https://doi.org/10.19110/1994-5655-2019-1-69-75Страхов Н.М. (1954) Образование осадков в современных водоемах. М.: АН СССР, 792 с.Kokarovets V.K. (1992) Resources and geology of Holocene agrocarbonates of the Permian Cis-Urals. Ekaterinburg, Uralgeologiya Publ., 216 p. (In Russ.)Чайковский И.И. (2011) Современное биогенное минералообразование в бассейне реки Шаквы. Вестн. Перм. НЦ, 1, 4-8.Langelier W.F. (1936) The analytical control of anticorrosion water treatment. J. Amer. Water Works Assoc., 28(10), 1500-1521. https://doi.org/10.1002/j.1551-8833.1936.tb13785.xArenas-Abad С. (2022) A multi-scale approach to laminated microbial deposits in non-marine carbonate environments through examples of the Cenozoic, north-east Iberian Peninsula, Spain. Deposit. Record, 8(1), 67-101. https://doi.org/10.1002/dep2.145Mercedes-Martín R., Rao A., Rogenson M., Sánchez-Román M. (2020) Effects of salinity, organic acids and alkalinity on the growth of calcite spherulites: Implications for evaporitic lacustrine sedimentation. Deposit. Record, 8(1), 143-164. https://doi.org/10.1002/dep2.136Auqué L.F., Arenas C., Osácar M.C., Pardo G., Sancho C., Vazques-Brbez M. (2014) Current tufa sedimentation in a changing-slope valley: The River Añamaza (Iberian Range, NE Spain). Sediment. Geol., 303, 26-48. http://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2014.01.008Ovchinnikov L.N. (1988) Formation of ore deposits. Moscow, Nedra Publ., 255 p. (In Russ.)Auqué L.F., Osácar M.C., Arenas C., Cukrov N., Lojen S., Sancho C. (2023) Controls on Mg/Ca Ratios in Recent Stromatolites: Insights from Fluvial Systems in the Iberian Range (Spain). Minerals, 13(1), 57. https://doi.org/10.3390/min13010057Pedley H.M., Rogerson M., Middleton R. (2009) Freshwater calcite precipitates from in vitro mesocosm flume experiments: a case for biomediation of tufas. Sedimentology, 56(2), 511-527. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2008.00983.xFubelli G., Dramis F. (2023) Calcareous Tufa: Deposition and Erosion during Geological Times. Appl. Sci., 13(7), 4410. https://doi.org/10.3390/app13074410Pentecost A. (2005) Travertine. Berlin, Springer, 445 p. https://doi.org/10.1017/S0016756806002822Langelier W.F. (1936) The analytical control of anticorrosion water treatment. J. Amer. Water Works Assoc., 28(10), 1500-1521. https://doi.org/10.1002/j.1551-8833.1936.tb13785.xPerel’man A.I., Kasimov N.S. (1999) Landscape Geochemistry. Moscow, MGU, 610 p. (In Russ.)Mercedes-Martín R., Rao A., Rogenson M., Sánchez Román M. (2020) Effects of salinity, organic acids and alkalinity on the growth of calcite spherulites: Implications for evaporitic lacustrine sedimentation. Deposit. Record, 8(1), 143-164. https://doi.org/10.1002/dep2.136Perri E., Manzo E., Tucker M.E. (2012) Multi-scale study of the role of the biofilm in the formation of minerals and fabrics in calcareous tufa. Sediment. Geol., 263-264, 16-29. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2011.10.003Pedley H.M., Rogerson M., Middleton R. (2009) Freshwater calcite precipitates from in vitro mesocosm flume experiments: a case for biomediation of tufas. Sedimentology, 56(2), 511-527. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2008.00983.xProvorov V.M. (1973) The main features of the tectonics of the Lower Permian deposits and its connection with the deep structure of the Middle Urals. Nizhnepermskiye otlozheniya Kamskogo Predural’ya: Tr. VNIGNI, vyp. 118, 28-48. (In Russ.)Pentecost A. (2005) Travertine. Berlin: Springer, 445 p. https://doi.org/10.1017/S0016756806002822Rogerson M., Pedley H.M., Wadhawan J.D., Middleton R. (2008) New insights into biological influence on the geochemistry of freshwater carbonate deposits. Geochim. Cosmochim. Acta, 72(20), 4976-4987. https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.06.030Perri E., Manzo E., Tucker M.E. (2012) Multi-scale study of the role of the biofilm in the formation of minerals and fabrics in calcareous tufa. Sediment. Geol., 263-264, 16-29. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2011.10.003Shvartsev S.L. (2008) Geochemistry of Fresh Groundwater in the Main Landscape Zones of the Earth. Geochem. Int., 46, 1285-1398. https://doi.org/10.1134/S0016702908130016Rogerson M., Pedley H.M., Wadhawan J.D., Middleton R. (2008) New insights into biological influence on the geochemistry of freshwater carbonate deposits. Geochim. Cosmochim. Acta, 72(20), 4976-4987. https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.06.030Shvartsev S.L., Lepokurova O.E., Kopylova Yu.G. (2007) Geochemical mechanisms of travertine formation from fresh waters in southern Siberia. Rus. Geol. Geophys., 48(8), 659-667. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.07.003Shvartsev S.L. (2008) Geochemistry of Fresh Groundwater in the Main Landscape Zones of the Earth. Geochem. Int., 46, 1285-1398. https://doi.org/10.1134/S0016702908130016Silaev V.I., Chaikovskiy I.I., Mityusheva T.P., Khazov A.F. (2008) Modern carbonate mineralizations on evaporative and sedimentation-diagenetic isotope-geochemical barriers. Syktyvkar, Geoprint Publ., 68 p. (In Russ.)Shvartsev S.L., Lepokurova O.E., Kopylova Yu.G. (2007) Geochemical mechanisms of travertine formation from fresh waters in southern Siberia. Rus. Geol. Geophys., 48(8), 659-667. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.07.003Skillman H.L., McDonald J.P., Stiff H.A. (1969) A Simple, Accurate, Fast Method for Calculating Calcium Sulfate Solubility in Oilfield Brine. American Petroleum Institute, 906-14-I.Skillman H.L., McDonald J.P., Stiff H.A. (1969) A Simple, Accurate, Fast Method for Calculating Calcium Sulfate Solubility in Oilfield Brine. American Petroleum Institute, 906-14-I.Strakhov N.M. (1954) Formation of sediments in modern basin. Moscow, AN SSSR, 792 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.