Модели формирования месторождений шунгитоносных пород Онежского синклинория

• Автор: Филиппов, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 04.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 311 с. : ил.

Оглавление
Введение
Часть I. Общие сведения о распространении шунгитоносных пород и существующие взгляды на генезис пород и их месторождений
Глава 1. Стратиграфическая характеристика отложений нижнего протерозоя
Глава 2. Эволюция взглядов на природу шунгитового вещества, шунгитоносных пород и их месторождений
Часть II. Исследование шунгитоносных пород заонежской свиты с первично-осадочным органическим веществом
Глава 3. Генезис шунгитового вещества
3.1. Изотопный состав углерода
3.2. Состав шунгитового вещества пород и антраксолитов
3.3. Состав остаточных битумоидов
3.4. Геохимические признаки генезиса шунгитового вещества и его эволюции
3.5. Физические признаки генезиса шунгитового вещества
3.6. Температурные условия катагенеза и метаморфизма органического вещества
Глава 4. Природа минеральной составляющей шунгитоносных пород, источники вещества, признаки взаимодействия с органическим веществом
4.1. Вещественный состав шунгитовых пород
4.2. Первичная природа минеральной составляющей шунгитовых пород
4.3. Формационные типы шунгитоносных пород заонежской свиты.
Источники минерального вещества
4.4. Формы органического вещества и характер его взаимодействия с минеральной составляющей пород
Глава 5. Диапировая модель формирования месторождений шунгитовых пород
5.1. Генетические признаки формирования месторождений шунгитовых
пород
5.2. Исходные параметры динамической модели развития купольных шунгитоносных структур
5.3. Численное моделирование диапирового процесса и экспериментальное подтверждение существования системы купольных шунгитоносных структур
5.3.1. Оценка доминирующей длины волны
5.3.2. Полевые геофизические исследования Толвуйской синклинали
5.4. Закономерности внутреннего строения купольных структур
как следствие полидиапиризма
5.5. Месторождение Шуньга - пример конечной стадии развития полидиапировой структуры
Глава 6. Ядерногеофизические методы определения шунгитового углерода
6.1. Традиционные методы определения Сев в углеродсодержащих породах
6.2. Методы ядерной геофизики при изучении твердых каустобиолитов
6.3. Интегральные варианты гамма-гамма-метода
6.4. Спектрометрические варианты гамма-гамма-метода
6.4.1 .Способ определения Сев по интенсивности некогерентно рассеянного
рентгеновского излучения
6.4.2. Способ определения Сев по отношению интенсивностей когерентно
и некогерентно рассеянного мягкого рентгеновского излучения
6.5. Сопоставление метрологических характеристик гамма-гамма-методов
Часть III. Исследование шунгитоносных пород с переотложенным Органическим веществом
Глава 7. Геолого-петрографические признаки генезиса пород кондопожской свиты
Глава 8. Состав пород и геохимические признаки генезиса шунгитового вещества
8.1. Химический состав шунгитсодержащих пород
8.2. Геохимические признаки переотложенного шунгитового вещества
8.3. Иные представления о генезисе шунгитового вещества пород кондопожской свиты
Глава 9. Определение качества шунгизитового сырья инструментальными методами
9.1. Гамма-метод экспрессной оценки качества сырья
9.2. Гамма-гамма-метода определение качества шунгизитового сырья
9.3. Некоторые физические свойства шунгитсодержащих пород и возможности их использования при опробовании сырья
Часть IY. Классификация шунгитоносных образований нижнего протерозоя Онежской структуры
Часть Y. Экологические аспекты практического использования шунгитоносных пород
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Список сокращений

Введение
Устойчивый интерес к углеродосодержащим породам разного возраста, к черным сланцам, объясняется той важной ролью, которую они играют в образовании нефти и ряда месторождений рудных полезных ископаемых. Многие разновидности черных сланцев, в том числе шунгитоносные породы нижнего протерозоя Карелии, сами являются полезными ископаемыми. Проблемы черных сланцев регулярно обсуждаются в научной литературе, на конференциях разного уровня в нашей стране и за рубежом: Фрунзе (1978), Таллинн (1982), Сыктывкар (1987), Новосибирск (1991), Петрозаводск (1998) и др; им были посвящены международные проекты, например, «Металлоносные черные сланцы» (пр. № 254, 1987-91гг.), «Черные сланцы, органическое вещество и рудообразование» (№ 357, 1992-97 гг.). Черносланцевые формации докембрия широко и полно представлены на Балтийском щите и особенно в пределах Онежского синклинория, где выделено две эпохи массового накопления органического вещества (ОВ): в людиковии (2,1-2,0 млрд. л.) и в калевии (2,0-1,85 млрд. л.).
Шунгитоносные породы впервые были описаны И. К. Комаровым в 1842 г. и названы «землистым антрацитом». В прошлом веке, в период мировой войны, и в 1920-1930 гг. повышенное внимание к «олонецкому антрациту» объяснялось способностью некоторых разновидностей шунгитоносных пород гореть и естественным желанием заменить каменный уголь на дешевое топливо. Были проведены геологические исследования, проделаны многочисленные экспериментальные работы, правда, впоследствии признанные в практическом отношении малоэффективными, поскольку все попытки добиться устойчивого горения углеродистых сланцев оказались безрезультатными. Был открыт новый углеродистый минералоид - шунгит (А. А. Иностранцев, 1879), определены основные его физико-химические свойства, открыты и частично разведаны Шуньгское, Толвуйское и Кочкомское месторождения шунгитоносных пород.
А. А. Иностранцев утверждал , что шунгитовые породы нельзя считать каменным углем, поскольку шунгитовое вещество (ШВ) по свойствам ближе к графиту, чем к антрациту. В. М. Тимофеев в 1924 г. убедительно доказал миграционную природу ШВ, встречаемого среди шунгитоносных пород в виде линз, жил, прожилков (месторождение Шуньга), а также в кварц-кальцитовых жеодах среди шаровых лав (мыс Педра-Кара Кондопожской губы Онежского оз.). Такие формы ШВ, по мнению

вулканногенно-гидротермальных источников вещества, связанных с дном бассейна тектоническими нарушениями. Из газово-жидких вулканогенных эманаций образовались органометаллокомплексы элементов группы железа, газовые соединения углерода, серы, аммиака и метана. Накопление в телах «свободного углерода в форме разнообразных битумов» [11] шло в супервосстановительной зоне с пассивной сульфатредукцией за счет бактериального восстановления углерода. Следовательно, высокие концентрации ОВ присутствовали в первичном осадочном материале, а в диагенезе, катагенезе и метагенезе наблюдается лишь его частичная потеря. Неоднородность распределения линз ШП в пределах Онежского прогиба объясняется блоковым строением дна бассейна.
Биогенная природа шунгитоносных пород подтверждена многими исследователями, изучавшими состав остаточных битумоидов. Помимо уже упоминавшихся работ Св. А. Сидоренко, где приведены первые результаты таких анализов, обширные материалы получены 3. А. Мишуниной [163], затем Бондарь . Е„ Б. и др. [18], Миком Б. и др. [338].
В работе [110] проведен анализ разновозрастных отложений концентрированного углерода сапропелитового типа, включая ШНП Карелии. Состав остаточных битумоидов и органических соединений, полученных при гидрогенизации, позволяет авторам сделать важные выводы. Они считают, что «высокая биопродуктивность фитоплактона 1,9-2,3 млрд. лет тому назад была обусловлена переходом от атмосферы бескислородной к атмосфере окислительной. Предполагается, что часть ОВ имеет бактериальное происхождение. Одновременно Мик Б. и др. [338] по результатам гидрогенизации ШП и высвобождения из сингенетичных пиритов остаточных битумоидов делают вывод о бактериальной природе этого ОВ, являющегося, по мнению авторов, законсервированным с момента отмирания сульфатредуцирующих бактерий.
В ряде работ доказывается, что важным генетическим признаком могут служить геохимические данные - абсолютные концентрации биофильных элементов, их некоторые характерные отношения, связь с ОВ [293,108,140,168]. В фундаментальных работах Я. Э. Юдовича и др. [289] исследованы факторы образования углеродсодержащих пород: Р - первичная биопродуктивность, Б - степень фоссилизации; Б - скорость минеральной седиментации; роль каждого из них в накоплении элементов-примесей: концентрационная (накопление живым веществом), барьерная (захват элементов ОВ в диа- и катагенезе), средообразующая (захват элементов новообразованными сульфидами, карбонатами, силикатами), транспортная