Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
кономерности распределения изотопов водорода в ГЖВ натриевых метасоматитов изучались с целью выяснения происхождения вод, участвующих в образовании урановых месторождений, и выявления взаимосвязи между изотопным составом водорода метасоматического раствора и ураноносностью [18]. Несмотря на ранее опубликованные в литературе материалы об использовании изотопии ГЖВ при изучении свинцовых, оловянных, урановых и других рудных месторождений, в том числе и гидротермальных [87 и др.], нами исследование изотопного состава водорода ГЖВ натриевых метасоматитов проведено впервые.
Исследуемые натриевые метасоматиты сложены на 70-95% альбититом и приурочены к тектоно-метасоматической зоне субмеридионального простирания, развитой в породах ультраметаморфического докембрийского комплекса. Изотопный возраст урановой минерализации соответствует 1800 млн. лет. Вмещающими породами являются красные крупнопорфиробластические существенно микроклиновые граниты. К метасоматическим образованиям относятся также сиенитоподобные породы, которые по минеральному составу и геологическому положению являются промежуточными между альбититами и гранитами.
С учетом того, что исследуемые образцы представлены преимущественно альбитом (табл. 30). их подготовку к изотопному анализу ограничили дроблением породы до фракции 0,5-1 мм и просеиванием от более мелких частиц. Применение химических реактивов полностью исключалось во избежание загрязнения водородсодержащими соединениями. Для одного анализа брали навеску породы 5-8 г, эквивалентную г воды, необходимой для прямого масс-спектрометрирования изотопного состава водорода [13]. Методика изотопного анализа состояла в тренировке образца в условиях глубокого вакуума при 100-120 в течение 1,5-2 ч с последующим вскрытием вакуолей нагревом в кварцевом реакторе, выделением водорода и измерением валовой концентрации дейтерия в свободном водороде, первичных, вторичных и мнимовторичных жидких включениях.
Таблица 30
Изотопный состав водорода ГЖВ в альбититах, сиенитоподобных породах и вмещающих их гранитах[18]
Номер пробыПородаРазрезГлубина,мU,усл.едМинеральный состав,%,‰
АльбитОлигоклазМикроклинБиотитФлогоцитКварцЭгиринРибекитКальцитХлоритРудные минералы1АльбититА7005089-----10-Ед.з-1-722755100098--------Ед.з2-141385110085-----15Ед.з----6049032175-----25-----70510481085-----10-1---456Б3161590-----72-1-66740440095----3-Ед.з-2-688458197570---15--10Ед.з5-1809Гранит49324,8-4030Ед.з-40------6410АльбититВ9475198-Ед.з--2--Ед.з---791199958890-----10---Ед.з-12112Сиенитоподобная порода10801,9181270--Ед.зЕд.з--Ед.з--5113АльбититГ10387598---Ед.з---2---76141060273795-------4-1-1341510841,489---1---5-5-69
Анализ каждого образца состоял не менее чем в двух-трех независимых определениях. Результаты изотопных определений (табл. 30) показывают, что в пределах четырех исследуемых разрезов (А-Г) рудного тела в интервале глубин от 316 до 1084 м не отмечается определенной связи между распределением изотопов водорода как по отдельным разрезам, так и по площади в целом. Не наблюдается также какой-либо зависимости с минералогическим составом пород. Закономерная связь устанавливается лишь между содержанием дейтерия в ГЖВ натриевых метасоматитов с концентрацией урана в анализируемых породах. В частности, при общих интервалах распределения значений величины от -180 до -45‰ и концентрации урана от 1,4 до 2737 усл.ед., можно выделить три группы образцов, между которыми наблюдается корреляционная связь (табл. 31).
Таблица 31
Соотношение значений и содержаний урана в исследуемых пробах[18]
Группа,подгруппа,‰U, усл.ед.Число пробI10Iа7Iб3II4III1Примечание.В числителе даны пределы изменения и содержаний урана, в знаменателе - их средние значения.
Группы образуют последовательный ряд, для которого увеличение содержания урана в породе соответствует уменьшению уровня концентрации дейтерия в водороде ГЖВ. В группу I входят альбититы безрудные, сиенитоподобные породы и граниты ( от -79 до -45‰). В ее пределах выделяются две подгруппы (Iа и Iб, между которыми сохраняется та же закономерность. К группе II принадлежат рудные альбититы. К группе III можно отнести пробу с содержанием урана 400 усл. ед. и значением = -68‰). Она занимает промежуточное положение между группами I и II и указывает на отсутствие четких границ между рудными и безрудными альбититами.
По шкале распространенности изотопов водорода в природных водах образцы группы II, содержащие наиболее низкие концентрации дейтерия ( от -180 до -121‰) и высокие урана (от 588 до 2737 усл. ед.), более всего отвечают изотопно-легким метеорным водам, образцы группы I и III - метаморфическим водам (по Д.Е.Уайту). Наблюдаемое различие в изотопном составе водорода рассматриваемых групп образцов указывает, что в ГЖВ рудных альбититов преобладает привнесенная метеорная вода, тогда как в безрудных альбититах изотопный состав водорода воды, видимо, соответствует значениям регионального фона (в ГЖВ гранита = -64‰; см.табл. 30, проба 9). На формирование изотопного состава водорода метасоматического раствора могли указывать влияние гравитационные, диффузионные и адсорбционные процессы. На более поздних стадиях его формирования происходило фракционирование изотопов за счет вторичных, например, радиационно-химических и других процессов, имеющих, однако, локальный характер. Но все эти процессы не могли оказать доминирующего влияния на образование столь различных по изотопному составу групп и выразились лишь в некоторой дисперсии в пределах каждой из них. Главная же причина, видимо, состоит в крупномасштабном внедрении изотопно-легких метеорных вод в легко