Лаборатория геохимииимени академика А.Е. Ферсмана

Закончила Московский геолого-разведочный институт им. С. Орджоникидзе, 1953 г., геология и разведка месторождений полезных ископаемых. В ИГЕМ АН СССР с 1957 г.

Кандидатская диссертация - 1961 г., «Первичные ореолы рассеяния ртути», геохимия.

Докторская диссертация - 1982 г., «Ртуть и эндогенное рудообразование», геология рудных месторожений.

Орден «Знак Почета», 1986 г.

«Отличник разведки недр», 2006 г.;

Золотая медаль ВДНХ, 1985 г.

Научные интересы: Геохимия ртути, рудные и газонефтяные месторождения, современное рудообразование на континенте и в океане, геохимические методы поисков, экология;

представлены соответственно для газоконденсатных и рудных месторождений и рудопроявлений на континенте и в океане

1. Основным заключением исследований по геохимии ртути является концепция ртутной дегазации Земли ("ртутное дыхание"), когда ртуть в потоке флюидов поступает из мантии Земли по зонам глубинных разломов в период их активизации и участвует в формировании рудных, газовых и газонефтяных месторождений, а также ртутных аномалий в подвижных поясах Земли. Ртуть, таким образом, следует рассматривать как индикатор участия ртутьсодержащих мантийных флюидов в формировании различных месторождений. Это позволило предложить новое направление в металлогении – нафтометаллогению ртути, а в ее пределах выделять ртуторудные пояса нового типа – по ртутьсодержащим месторождениям разного состава: рудным и газонефтяным. К такому типу рудных поясов относится выделенный нами рудный пояс линеамента Карпинского.

2. Выделение этой структуры как ртутоносной оказалось весьма плодотворным и позволило спрогнозировать повышенную ртутоносность в ряде газовых месторождений. Наиболее перспективны в этом плане месторождения, приуроченные к проницаемым участкам земной коры - узлам пересечения активизированных продольных и поперечных зон разломов мантийного заложения. Впервые такой прогноз был осуществлен для газоконденсатных месторождений Опошня в Днепрово-Донецкой впадине, а позднее для Астраханского, Оренбургского и Карачаганакского месторождений в Прикаспийской впадине. Прогноз стал возможным при широком использовании геологических и геофизических материалов, позволяющих судить о глубине заложения тектонических структур, контролирующих размещение углеводородных месторождений, и о связи этих структур с мантией Земли, а также об активизации их при формировании месторождений.

3. Содержания ртути в газах всех трех месторождений весьма близки; они на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Но основным концентратором ртути в газоконденсатной смеси является углеводородный конденсат; общая валовая концентрация ртути существенно зависит от содержания конденсата. Рассчитанные концентрации ртути в газоконденсатной смеси в поверхностных условиях можно ранжировать следующим образом: 9,9×10 -5 г/м3 на Астраханском месторождении, 4,4×10 -5 г/м3 на Карачаганакском месторождении и 6×10 -6 г/м3 на Оренбургском месторождении. Но это не истинные концентрации ртути в пластовой смеси, где газ находится под давлением. Рассчитанные концентрации ртути в пласте соответственно равны 3,9·10 -2 , 1,5·10 -2 и 1,1·10 -3 ; это уже высокие содержания. По запасам ртути рассматриваемые месторождения соответствуют весьма небольшим по масштабу собственно ртутным (киноварным) рудопроявлениям, но это геохимические, а не промышленные концентрации.

4. Анализ известных в литературе данных с учетом материалов, полученных нами по ртутоносности газоконденсатных месторождений Прикаспийской впадины, привел к заключению о существовании весьма неординарных природных объектов концентрации ртути, когда в пластовых условиях, ненарушенных последующим техногенезом (бурение скважин и сброс температуры и давления), формируются ее высокие концентрации в связи с углеводородами, резко различающиеся по масштабам проявления. Месторождения, где запасы ртути составляют многие сотни-тысячи тонн и ртуть извлекается как попутный компонент, предлагается выделять как новый генетический тип ртутных месторождений – ртутно-углеводородный; общим для них является приуроченность к ртутным поясам и локализация в узлах пересечения глубинных разломов. К такому типу месторождений следует отнести газовые месторождения Зальцведель-Пекензен и Вустров в Германии, Острув Велькопольски в Польше, газонефтяное Кимрик в Калифорнии и ряд газоконденсатных месторождений Сиамского бассейна. Очевидно этот список будет значительно больше. Газовые месторождения с высокими концентрациями ртути следует квалифицировать как эманационные ртутные месторождения.

5. В качестве полигонов для исследований рудных месторождений на континенте были выбраны альпийские месторождения в центральной части Балканского полуострова, где были выделены три металлогенические зоны (I, II, III). Здесь на сравнительно небольшой территории формировались сульфидные месторождения в различных геодинамических условиях: сурьмяные, свинцово-цинковые и медные. Установлено, что содержания ртути в рудных минералах изменяются в широких пределах: 2×10 -6 -16%; наиболее высокие концентрации обнаружены в тетраэдрите. Кроме того, на примере месторождений Тимочка эруптивного комплекса (III) показано четкое уменьшение содержаний ртути в зависимости от глубины формирования оруденения – на интервале несколько сот метров от поверхности до 2-3 км: в медных концентратах – от 4·10 -4 % до 2,6·10 -5 %, в пиритных – от 6,5·10 -5 % до 5,2·10-6 %. При сопоставлении ртутоносности рудных минералов в металлогенических зонах четко прослеживается уменьшение содержаний ртути в минералах – при переходе от Динарид (I) к Сербско-Македонской провинции (II) и далее к Карпато-Балканидам (III), что хорошо корреспондируется с проницаемостью этих структур для ртутьсодержащих мантийных флюидов в период рудообразования: I – Динариды - зона интерконтинентального рифта, II – Сербско-Македонская провинция (условия компрессии, затрудняющие миграцию мантийных флюидов, но иногда осложненные зонами проницаемости) и III – Тимочка эруптивный комплекс в Карпато-Балканидах (подток мантийных флюидов экранирован океанической плитой). Такое сравнение проводилось как по рудным сульфидным минералам в целом, так и по мономинеральным пробам. Но не все месторождения в ртутьсодержащих I-ой и II-ой зонах существенно ртутоносны; те из них, где связь с мантией ослабляется, обеднены ртутью. Характерный пример – борное месторождение района Писканья (Сербско-Македонская провинция), которое характеризуется низкими концентрациями ртути; их формирование связывают либо с осадочным процессом, либо с андезитами, которые, как было установлено нами ранее, обеднены ртутью.

6. Среди океанических природных объектов в Океане изучены новообразования в срединно-океанических хребтах (СОХ): Срединно-Атлантическом хребте (САХ) и Восточно-Тихоокеанском поднятии (ВТП) и в Западно-Тихоокеанской транзитали (зона перехода океан-континент). Установлена заметная дисперсия содержаний ртути в сульфидных образованиях. В СОХ: 5·10 -6 –1,2·10 -3 % в САХ (Брокен Спур, Таг, Снейк Пит, Рэйнбоу, Логачев-1 и Логачев-2) и 1,2·10 -5 –1·10 -3 % в ВТП (6°, 9°, 13° с.ш. и 22° ю.ш., Хуан де Фука). Заметно более повышенные концентрации ртути выявлены в Западно-Тихоокеанской транзитали: в тыловодужных структурах рифтовых зон и островных дугах. В тыволодужных структурах (Вудларк, Манус, Лау, подводный вулкан Пийпа) содержание ртути в сульфидных рудах – 4·10 -6 –3,5·10 -2 %, а в мономинеральных пробах пирита и сфалерита – до 1%. Причем наиболее высокие концентрации в рудах характерны для постройки Вудларк. Эти концентрации близки бортовым и средним содержаниям на некоторых ртутных месторождениях, а из руд подобного состава на континенте производится попутное извлечение ртути (медно-цинковые месторождения Виханти и Пихасалме в Финляндии). В металлоносных осадках (Таг, Логачев-1) содержание ртути ниже, чем в сульфидных постройках: среднее 1,5·10 -5 %, но в целом они повышены против кларка 4,5·10 -6 %. Наиболее высокая ртутоносность выявлена в островных дугах – по опробованию газов и конденсатов фумарольных и гидротермальных флюидов и продуктов их отложения, а также молодых рудных месторождений и проявлений. Установлена ртутно-колчеданная залежь на острове Кунашир (вулкан Менделеева), которая продолжает формироваться в настоящее время ртутьсодержащими парогазовыми струями; проведена площадная ртутометрическая съемка и оценены запасы ртути – порядка 5 т.

7. Заметно более высокая ртутоносность в природных образованиях в Западно-Тихоокеанской транзитали по сравнению с СОХ хорошо согласуется с глубинами заложения глубинных разломов. Разломы, оконтуривающие Тихий океан, имеют значительно большую глубину заложения, чем СОХ. При сопоставлении содержаний ртути в сульфидных постройках САХ и ВТП следует отметить, что, несмотря на близкие пределы содержаний, число проб с содержаниями в n·10 -4 % существенно выше в ВТП, чем в САХ, где содержания ртути в основном равны n·10 -5 %. Эти данные хорошо согласуются со скоростями спрединга в СОХ. В ВТП скорость спрединга заметно выше, чем в САХ, что обеспечивает более энергичное поступление ртутьсодержащих флюидов из глубин Земли.

8. Известные сейсмотомографические исследования в Западно-Тихоокеанской транзитали (район Северо-Фиджийского моря) и САХ 0-40° с.ш. свидетельствуют о мощных глубинных энергетических потоках, которые авторы исследований В.Ю. Колобов, И.Ю. Кулаков, Ю.В. Тикунов (2003) и А. Смекалов (Озерова и др., 2004) связывают с подъемом вещества из нижней мантии. Именно там можно ожидать те высокие концентрации ртути, которые установлены в каменных метеоритах (Reed, 1971; Ozerova et al, 1973). Исследования ртутоносности глубинных магматических пород, включая различные типы кимберлитов и заключенных в них ксенолитов – отторженцев верхней мантии, позволили прийти к заключению, что те глубинные уровни Земли, которые представлены на поверхности этими породами, обеднены ртутью; т. е. верхние горизонты мантии дегазированы, обеднены в отношении ртути.

9. Исследование пород, вмещающих сульфидные постройки – донных осадков и вулканических пород различного состава в САХ, показало значительную дисперсию содержания в них ртути. Это установлено как на дне океана, так и на острове Исландия и Азорских островах, принадлежащих этой структуре. Выделяется два семейства проб: с фоновыми содержаниями ртути - кларковыми и закларковыми и с повышенными ее концентрациями (до 2×10 -4 %). Ситуация аналогична тому, что установлено нами в подвижных поясах на континенте, где доказано, что повышенные содержания ртути обусловлены вторичными, газо-гидротермальными процессами по зонам глубинных разломов. Следует особо указать, что серпентинизированные ультраосновные породы, которые рассматриваются некоторыми исследователями как источник металлов при рециклинге (поскольку они являются отторженцами верхней мантии), не являются таковыми для ртути. Несмотря на сравнительно ограниченное число данных, можно утверждать, что фоновые содержания ртути в них низкие (подобно тому, как это наблюдается на континенте), и в этом плане эти породы не отличаются от других типов магматических пород и не могут рассматриваться как источник ртути. Об этом также свидетельствует следующий факт: не установлено заметного обогащения ртутью сульфидных руд из гидротермальных полей, где подложкой являются ультраосновные породы (Рэйнбоу, Логачев-1, Логачев-2).

10. Минералого-геохимические данные по Западно-Тихоокеанской транзитали позволяют полагать, что ртутоносность объектов обязана процессам ртутной дегазации: это проявления самородной ртути в океанических и континентальных условиях, повышенные содержания ртути в сольфатарной сере и включения в ней киновари, заметная концентрация ртути во флюиде (судя по конденсатам пара и газовой составляющей на вулканах Мутновский, Менделеева, Узон, Кудрявый), проявления эманационных ртутно-углеводородных месторождений в Сиамском бассейне и т.д. В плане обсуждения глубинности процесса ртутной дегазации важно подчеркнуть корреляцию ртути с "мантийным" гелием по зонам разломов мантийного заложения (данные по гелию заимствованы из работ Clark at al., 1969, Поляка, 1988, Prasolov et al., 2002, Ikorsky et al., 2002). Особо следует подчеркнуть то обстоятельство, что "мантийный" гелий обнаружен во флюидных включениях в сульфидах гидротермальных полей Логачев и Рэйнбоу (Бортников и др., 2001), где по нашим данным установлены повышенные содержания ртути. Кроме того, в вулканических эксгаляциях Исландии, которые обогащены ртутью, обнаружен избыток 40Ar, что, как полагают авторы исследования - Б.Г. Поляк, В.И. Виноградов, В.И. Кононов и др. (1977), является специфической чертой мантийных газов.