В. В. Масленников
456317, г. Миасс
Valery V. Maslennikov
Г. А. Третьяков
456317, г. Миасс
Gennady A. Tret’yakov
Объекты исследования. Морская вода, базальты и продукты их преобразования. Цель. Оценить особенности поведения химических элементов, минеральных парагенезисов и условий минералообразования при низкотемпературном взаимодействии базальтов с морской водой, в том числе при дополнительном поступлении в систему растворенных CH4 и СО2. Метод. Физико-химическое моделирование взаимодействия морской воды и базальтового стекла выполнялось в программном комплексе “Селектор” в закрытых системах в связи с изменением параметра ξ = –lg(морская вода/базальт – Sw/Bs). Результаты. По данным физико-химического моделирования процесса взаимодействия базальтовых стекол с морской водой (закрытая система) во флюидодоминирующей части модели (ξ > 3) в окислительных условиях отлагаются кварц, гетит, селадонит, шабазит, манганит и гиббсит. По мере нарастания относительного количества прореагировавшего базальта (ξ < 3) снижается Eh, гетит сменяется гематитом и магнетитом в ассоциации с пиритом, сапонитом, хлоритом и цеолитами. При добавлении в систему CH4 на стадии раннего диагенеза в слабощелочных (pH ≈ 10) и восстановительных условиях (Eh < 0) кварц, гетит и манганит не отлагаются, появляются брусит, хлорит, хризотил и пирит при низкой концентрации Fe в растворе. На стадии позднего диагенеза в щелочных условиях (pH > 10) значительная часть Si и небольшая часть Fe переходят в раствор, при этом, кроме сапонита, хлорита, селадонита, хризотила и цеолитов, в системе доминируют пирит и магнетит. Поступление CO2 (1 моль/л) в систему существенно меняет картину модели: на ранних этапах (ξ > 5) отлагается лишь халцедон в кислых (pH < 3) окислительных (Eh = 1) условиях. При пониженных значениях Eh в кислых условиях (ξ = 2–3) в раствор переходят повышенные количества Fe и Al, содержания которых резко снижаются в нейтральных и слабощелочных (pH > 8) восстановительных условиях позднего диагенеза. На этой же стадии доминируют силикаты магния, магнетит, пирит и гематит, однако оксиды железа не образуют рудных концентраций в твердофазных продуктах реакций. Вывод. В целом полученные парагенезисы соответствуют природным продуктам диагенеза вулканических стекол базальтового состава.
Research subject. Seawater, basalts, and products of their transformation. Aim. To assess the behavior of chemical elements, mineral assemblages, and mineral formation conditions during low-temperature seawater–basalt interaction, including the additional input of dissolved CH4 and CO2 to the system. Method. Physicochemical modeling of seawater–basalt interaction was conducted using the Selektor software in closed systems based on changes in the ξ = –lg(seawater–basalt – Sw/Bs) parameter. Results. According to the conducted physicochemical modeling of seawater–basaltic glass inter action (closed system), quartz, goethite, celadonite, chabazite, manganite, and gibbsite are precipitated at the fluid-dominated part of the model (ξ> 3) under oxidizing conditions. An increase in the relative amount of reacted basalt (ξ < 3) leads to a decrease in the Eh value and the replacement of goethite by hematite and magnetite in assemblage with pyrite, saponite, chlorite, and zeolites. The addition of CH4 to the system during early diagenesis under slightly alkaline (pH≈ 10) and reducing conditions (Eh < 0) results in the formation of brucite, chlorite, chrysotile, and pyrite at low Fe concentrations in solution and the absence of quartz, goethite, and manganite. During late diagenesis under alkaline conditions (pH > 10), a significant Si and low Fe amount passes to the solution, while pyrite and magnetite dominate in the system in addition to saponite, chlorite, celadonite, chrysotile, and zeolites. The contribution of CO 2 (1 mole/L) to the system significantly changes the model; thus, only chalcedony is precipitated at the early stages (ξ > 5) under acidic (pH < 3) oxidizing (Eh = 1) conditions. At reduced Eh values under acidic conditions (ξ = 2–3), the high Fe and Al content passes to the solution and strongly decreases under neutral and slightly alkaline (pH > 8) reducing conditions of late diagenesis. At the same stage, Mg silicates, magnetite, pyrite, and hematite are dominant; however, the Fe oxides do not form economic concentrations in solid reaction products. Conclusions. In general, our results correspond to natural diagenetic products of basaltic glass.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.