Геохимические особенности микробиолитов миоцена (Юго-Западный Крым) по результатам ICP-MS исследований

Исходные данные. Приведены новые данные по морфологии и геохимии гераклитов, которые представляют собой специфические продукты разрушения карбонатных палеопостроек прокариот около зон дегазации миоценового возраста. Гераклиты алевритовой и псаммитовой структур получили название микрометанолитов. Анализ имеющихся в литературе данных показывает, что образование гераклитов происходило, возможно, в верхней части осадочной толщи в условиях повышенных содержаний метана вблизи его струйных выходов.

Методы исследования. Геохимическая характеристика гераклитов различного цвета и морфологии изучена методом ICP-MS в ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН г. Екатеринбурга.

Результаты исследования. По литологическим особенностям и морфологии обломков выделены следующие разновидности гераклитов - шлаковидные, полосчатые, угловатые и плит цементации. Все морфологические разности, характеризуются высокими концентрациями Sr, Ba, Co, Ni, Bi, Ce, Nd и Yb, которые значительно превышают кларки карбонатных пород. Концентрации Rb, Cs, Nb, Th, Cu, Tl, As, Sc, Sb, Eu, Gd, Tb, Dy и Er в некоторых морфологических разностях выше кларков, а в других наблюдается их дефицит. Низкие содержания характерны для высокозарядных литофильных (Sc, Y, Zr, Hf, W, U), транзитных (Ti, V, Mn, Cr) и халькофильных (Zn, Ga, Ge, Cd, Mo и Pb) металлов. Невысокие концентрации имеют и некоторые тяжелые РЗЭ. Высокие содержания литофильных, халькофильных, сидерофильных и РЗЭ элементов указывают на глубинную природу палеофлюидов. Несмотря на то, что образование карбоната гераклитов происходило в восстановительной среде флюидов, получены данные об оксидной среде образования строительного материала построек: низкие концентрации U (0.579-2.096 г/т) и Bi (0.014-0.084 г/т) и соотношения U/Th (0.4-2.1), V/Cr (0.3-0.9) и Mo/Mn (менее 0.0014). Такие условия существовали вблизи или внутри клеточного организма прокариот. Низкие содержания U, Ti, Mn и Zr доказывают значительные скорости роста карбонатного вещества гераклитов. Незначительные различия концентраций химических элементов в гераклитах разной морфологии связаны с физикогеографическими и химическими условиями их образования в зонах региональных разломов с активным тектоническим режимом.

Выводы. Результаты геохимических исследований подтвердили предположение об образовании карбонатного материала гераклитов за счет переработки глубинных флюидов. В Юго-Западном Крыму гераклиты являются геологическим памятником углеводородной палеодегазации миоцена, которая связана с неотектоническим этапом поднятия Горного Крыма. Наличие в их составе метана, этана, пропана и нефтепродуктов позволяет сделать предположение о перспективах находок месторождений нефти и газа в Севастопольском регионе.

1. Анисимов А.Ю., Анисимова С.А., Титоренко Т.Н. (2012) Палеонтология докембрия. Фитолиты (строматолиты и микрофитолиты). Иркутск: Иркутский университет, 118 с.

2. Астахова Н.В., Сорочинская А.В. (2001) Баритовая и карбонатная минерализация в осадках впадины Дерюгина Охотского моря. Океанология, 41(3), 447-455.

3. Барковская М.Г. (1970) К проблеме неогенового вулканизма в Крыму и Северном Причерноморье. Литология и полезн. ископаемые, (6), 132-137.

4. Белокрыс Л.С. (1969) Горизонты пятнистых пород в толще сармата юга УССР. Изв. высших учебных заведений. Геология и разведка, (7), 17-25.

5. Виноградов А.П. (1962) Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры. Геохимия, (7), 555-571.

6. Винокуров С.Ф., Готтих Р.П., Писоцкий Б.И. (2000) Комплексный анализ распределения лантаноидов в асфальтенах, водах и породах для выяснения условий образования нефтяных месторождений. Докл. АН, 370(1), 83-86.

7. Геворкьян В.Х., Бураков В.И., Исагулова Ю.К., Иванов М.К., Конюхов А.И., Кульницкий Л.М. (1991) Газовыделяющие постройки на дне северо-западной части Черного моря. Докл. АН УССР, (4), 80-85.

8. Гольдшмидт В.М. (1938) Сборник. статей по геохимии редких элементов. М.; Л.: ГОНТИ, 244 с.

9. Готтих Р.П., Винокуров С.Ф., Писоцкий Б.И. (2009) Редкоземельные элементы как геохимический критерий эндогенных источников микроэлементов в нефти. Докл. АН, 425(2), 1-5.

10. Дунин-Барковская Э.А. (1978) Геохимия и минералогия висмута (Чаткало-Кураминские горы). Ташкент: ФАН Узб. ССР, 272 с.

11. Занин Ю.Н., Замирайлова А.Г., Эдер А.Г., Красавчиков В.О. (2011) Редкоземельные элементы в баженовской свите Западно-Сибирского осадочного бассейна. Литосфера, (6), 38-54.

12. Интерпретация геохимических данных (под ред. Е.В. Склярова). Т. I. (2001) М.: Интермет Инжиниринг, 288 с.

13. Кронен Д. (1982) Подводные минеральные месторождения. М.: Мир, 392 с.

14. Крупенин М.Т. (2005) Геолого-геохимические типы и систематика РЗЭ месторождений Южно-Уральской магнезитовой провинции. Докл. АН, 405(2), 243-246.

15. Крылов И.Н. (1975) Строматолиты рифея и фанерозоя СССР. М.: Наука, 243 с.

16. Кузнецов В.Г. (2015) Литология микробиолитов. Вестн. РАН, 85(12), 1092-1102.

17. Леин А.Ю. (2004) Аутигенное карбонатообразование в океане. Литология и полезн. ископаемые, (1), 3-34.

18. Леин А.Ю. (2005) Потоки метана из холодных метановых сипов Черного и Норвежского морей: количественные оценки. Геохимия, (4), 138-159.

19. Летникова Е.Ф. (2005) Геохимическая специфика карбонатных отложений различных геодинамических обстановок северо-восточного сегмента Палеоазиатского океана. Литосфера, (1), 70-81.

20. Летников Ф.А., Заечковский Н.А., Летникова А.Ф. (2010) К вопросу о геохимической специализации глубинных высокоуглеродистых систем. Докл. АН, 433(3), 374-377.

21. Лукин А.Е., Лысенко В.И., Лысенко Н.И., Наумко И.В. (2006) О происхождении гераклитов. Геология Украины, (3), 23-39.

22. Лысенко В.И. (2013) Гераклиты - свидетели глубинной палеодегазации в Юго-Восточной части Паратетиса (Юго-Западный Крым). Геол. журн., (1), 29-37.

23. Лысенко В.И. (2014) Перспективы поиска месторождений нефти и газа в Юго-Западном Крыму по результатам изучения палеодегазации неогена и геологии региона. Пространство и Время, 16(2), 234-244.

24. Лысенко В.И., Цельмович В.А. (2017) Результаты изучения минералогии материала бактериальных палеопостроек миоцена из зон глубинной палеодегазации (Юго-Западный Крым). Электронное научное издание “АльманахПространство и Время”, (1), 14 с.

25. Лысенко В.И., Шик Н.В. (2015) Состав флюидов современной дегазации и процессы карбонатной цементации в пляжной зоне бухты Ласпи (Южный берег Крыма). Бюл. МОИП. Отд. Геол., 90(1), 81-89.

26. Лысенко Н.И., Лысенко В.И. (2001) Необычный камень - “гераклит” - и проблемы дегазации метана в миоцене Крыма. Сб. докл. III Междунар. конф. “Крым-2001”: Геодинамика и нефтегазоносные системы Черноморско-Каспийского региона. Симферополь, Ялта: Изд. “Форма”, 76-82.

27. Маслов В.П. (1960) Строматолиты. М.: Наука, 188 с.

28. Мизенс Г.А., Степанова Т.И., Кучева Н.А. Сапурин С.А. (2014) Геохимические особенности известняков и условия осадконакопления на изолированной карбонатной платформе в позднем девоне и начале карбона на восточной окраине Урала. Литосфера, (6), 53-76.

29. Минцер Э.Ф., Прокопчук В.П. (1987) Висмут в изверженных породах. Геохимия, (3), 350-353.

30. Ронов А.Б., Балашов Ю.А., Мигдисов А.А. (1967) Геохимия редкоземельных элементов в осадочном цикле. Геохимия, (1), 3-19.

31. Сывороткин В.Л. (1993) Дегазация Земли и разрушение озонового слоя. Природа, (9), 35-45.

32. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. (1988) Континентальная кора, ее состав и эволюция. М.: Мир, 379 с.

33. Шатров В.А., Сиротин В.И., Войцеховский Г.В., Беляв-цева Е.Е. (2007) Воздействие флюидных процессов на микроэлементный состав осадочных пород Лосевской шовной зоны. Материалы междунар. геол. конф.: Изменяющаяся геологическая среда: пространственные временные взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов, Т. 2. Казань: КГУ, 129-133.

34. Шнюков Е.Ф., Коболев В.П., Пасынков А.А. (2013) Газовый вулканизм Черного моря. Киев: Логос, 283 с.

35. Шнюков Е.Ф., Щербаков Е.Е., Шнюкова Е.Е. (1997) Палеоостровная дуга севера Черного моря. Киев: Чер-нобыльинформ, 287 с.

36. Юдович Я.Э. (2006) Пай-Хойский геохимический феномен: Дыхание мантии. Вестн. Коми НЦ УрО РАН, (4), 8-13.

37. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2011) Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт, 742 с.

38. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2000) Основы литохимии. СПб.: Наука, 479 с.

39. Bau M. (1996) Controls of the fractionation of isovalent trace elements in magmatic and aqueous systems: evidence from Y/Ho, Zr/Hf and lantanide tetrad effect. Contrib. Mineral. Petrol., 123, 323-333.

40. Boyle R.W., Jonasson X.R. (1984) The geochemistry of antimony and its use as an indicator element in geochemical prospecting. J. Geochem. Explor., 20, 223-302.

41. Burne R.V., Moore L.S. (1987) Mikrobiolites: Organose-dimentary Deposits of Bentic Microbial Communities. Palaios, (3), 241-254.

42. Novikova S.A., Shnyukov Y.F., Sokol E.V., Kozmenko O.A., Semenova D.V., Kutny V.A. (2015) A methane-derived carbonate build-up at a cold seep on the Crimean slope, north-western Black Sea. Mar. Geol., 363, 160-173.