Сучасні водно-хемогенні утворення грязьових вулканів Керченського півострова

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ВІДДІЛЕННЯ МОРСЬКОЇ ГЕОЛОГІЇ ТА ОСАДОЧНОГО РУДОУТВОРЕННЯ

УДК 549.01:(548.5:546.212):551.311.8](477.75)

СУЧАСНІ ВОДНО-ХЕМОГЕННІ УТВОРЕННЯ ГРЯЗЬОВИХ ВУЛКАНІВ КЕРЧЕНСЬКОГО ПІВОСТРОВА

04.00.21 - літологія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

ДЕЯК МИХАЙЛО АНТОНОВИЧ

Київ 2010

Дисертація є рукопис

Робота виконана у Відділенні морської геології та осадочного рудоутворення НАН України

Науковий керівник: доктор геологічних наук, старший науковий співробітник Нестеровський Віктор Антонович Київський національний університет імені Тараса Шевченка професор кафедри мінералогії, геохімії та петрографії

Офіційні опоненти: доктор геолого-мінералогічних наук, професор, чл.-кор. НАН України Митропольський Олексій Юрійович Інститут геологічних наук НАН України заступник директора

кандидат геологічних наук Тищенко Олександр Іванович Кримське відділення Українського державного геологорозвідувального інституту вчений секретар

Захист відбудеться “11” березня 2010 р. о 14³⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К.26.164.01 при Відділенні морської геології та осадочного рудоутворення НАН України за адресою: 01601, м. Київ, вул. О. Гончара, 55-б

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України (м. Київ, вул. О. Гончара, 55-б)

Автореферат розіслано “ ” лютого 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат геол.-мін. наук О.М. Рибак

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Грязьові вулкани є специфічними потужними об'єктами мінералоутворення. У складі продуктів їх діяльності встановлено численні гідротермальні і екзогенні мінерали. Враховуючи довготривалість (понад 25 млн р.) та глибинність кореневої системи (понад 10 км) грязьових вулканів Керченського півострова, можна прослідкувати їх еволюцію, а також оцінити загальну направленість геологічних процесів у Азово-Чорноморському регіоні. В цьому аспекті особливого значення набуває вивчення сучасних водно-хемогенних мінералів. Останні відображають вікову динаміку, хімізм сопкових вод і є результатом процесів, що відбуваються в надрах. Дослідження також значно розширюють список седиментаційних мінералів, що утворились в субаеральних умовах, і сприяють більш повному розумінню всіх складових сучасного літогенезу.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у рамках бюджетних тем Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України, в яких автор брав безпосередню участь: “Моніторинг Булганацького грязьовулканічного полігону (Керченський півострів)” (№ ДР 0107U002271, 2007-2011 рр.), “Газовий вулканізм як показник гідратоносності дна Чорного моря” (№ ДР 0107U005690, 2007-2009 рр.), “Антропогеновий мінерагенез Криму та прилеглої акваторії Чорного та Азовського морів” (№ ДР 0108U011154, 2009-2013 рр.), “Пірометаморфізм як частина явища грязьового вулканізму: геологічна позиція, вік, мінералоутворюючі процеси, індикаторні властивості” (№ ДР 0108U0005860, 2008-2009 рр.).

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є встановлення особливостей літолого-мінералогічного складу та генезису сучасних водно-хемогенних утворень грязьових вулканів Керченського півострова.

Для досягнення цієї мети вирішувались наступні завдання:

· досліджено поширення сучасних водно-хемогенних утворень на грязьових вулканах Керченського півострова;

· визначено морфологію сучасних водно-хемогенних утворень;

· вивчено мінеральний склад сучасних водно-хемогенних утворень;

· з'ясовано хімічний склад сопкових вод всіх діючих грязьових вулканів Керченського півострова;

· встановлено корелятивні зв'язки між хімізмом сопкових вод та складом полімінеральних утворень;

· проведено експериментальні роботи з кристалізації та розчинення полімінеральних новоутворень в лабораторних умовах.

Об'єкт дослідження - грязьові вулкани Керченського півострова.

Предмет дослідження - сучасні водно-хемогенні утворення грязьових вулканів Керченського півострова.

Методи дослідження базувались на макро- і мікроскопічному вивченні, рентгеноструктурному аналізі, експериментах з розчинення та послідовності кристалізації, хімічному аналізі сопкових вод та газів, електронній мікроскопії. грязьовий вулкан керченський хемогенний

Наукова новизна отриманих результатів:

1. Вперше детально досліджено поширення, морфологію та мінеральний склад сучасних водно-хемогенних утворень грязьових вулканів Керченського півострова.

2. Для території України встановлено 5 нових мінералів: нортупіт, гейлюсит, пірсоніт, несквегоніт, сандерит.

3. Встановлено зв'язок між мінеральним складом сучасних водно-хемогенних утворень та хімічним складом сопкових вод грязьових вулканів.

4. Створено модель сучасного водно-хемогенного мінералоутворення в грязьових вулканах Керченського півострова.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень розширюють теоретичні уявлення про сучасне екзогенне мінералоутворення і можуть бути використані при проведені геолого-пошукових робіт на бальнеологічну і нерудну сировину, при вирішенні моніторингових та екологічних завдань на територіях з активними процесами антропогенового мінералогенезу.

Фактичний матеріал і особистий вклад здобувача. В основу дисертаційної роботи покладено матеріали, зібрані автором під час експедиційних робіт Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України. Дисертантом особисто обстежено всі діючі грязьові вулкани Керченського півострова та описано прояви сучасного водно-хемогенного мінералоутворення. З них відібрано і проаналізовано понад 100 зразків консолідованих відкладів, а також 120 проб сопкової води. Протягом 2007-2008 рр. проведено режимні спостереження за хімізмом та температурою сопкових вод. Виконано експерименти з розчинення та кристалізації хемогенних новоутворень. Частина зразків з Кончекського вулкану надана співробітниками ВМГОР НАН України В.А. Кутнім та М.А. Маслаковим.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались та обговорювались на Міжнародній конференції “Сучасні проблеми літології та мінерагенії осадових басейнів України та суміжних територій ” (м. Київ, 2008 р.), Всеукраїнській науковій конференції молодих вчених “Сучасні проблеми геологічних наук” (м. Київ, 2009 р.), науковій конференції “Сучасні дослідження в геології України”, на засіданні Вченої ради Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України (м. Київ, 2009 р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 6 статей у фахових виданнях та одні тези.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 95 сторінках, складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаної літератури з 115 посилань, 38 рисунків та одного додатку. Загальний обсяг дисертації 121 сторінка.

Автор висловлює щиру вдячність науковому керівнику доктору геологічних наук, професору Нестеровському Віктору Антоновичу за конструктивну та плідну допомогу, чіткі і суттєві зауваження до роботи. За допомогу в організації польових та аналітичних досліджень автор висловлює велику подяку директору ВМГОР НАН України, академіку Шнюкову Євгену Федоровичу. Автор також вдячний за допомогу в аналітичних дослідженнях канд. геол-мін. наук Шехуновій С.Б. та доктору геол.-мін. наук СВ РАН Сокол Е.В., за консультації при інтерпретації результатів рентгеноструктурного аналізу канд. геол-мін. наук Зінченку О.В.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Короткі відомості з історії літолого-мінералогічних досліджень грязьових вулканів Керченського півострова.

Дослідження грязьових вулканів Керченського півострова розпочато ще в кінці 18 ст. і продовжуються тепер. Перші роботи мали описово-геологічний характер, зводились до реєстрації вулканів, з'ясування їх геологічної позиції та розробці гіпотез їх природи. Це роботи таких вчених, як К.І. Габлиць, П.С. Паллас, Гельмерсон, В. Дубіневич, М. Крамаревський, В. Морозевич, Ф.Е. Потоцький, Н.А. Головкинський, П. Алексеєв, М.І. Андрусов тощо.

Перші спроби з вивчення речовинного складу сопкової брекчії зроблено Г.В. Абіхом у 60-х роках 19 ст., але за відсутності методики дослідження мінерального складу глинистих порід він віддав перевагу хімічним методам. Великий внесок в літолого-мінералогічне вивчення продуктів грязьових вулканів зробили В.В. Бєлоусов і Л.А. Яроцький, І.М. Губкін і С.Ф. Федоров, П.П. Авдусін, С.П. Попов.

Сопкові води та гази грязьових вулканів Керченського півострова вивчали Е.А. Штебер, К.А. Прокопов, В.А. Сулін, А.Б. Ронов, Ю.П. Геттенберг, С.В. Альбов, А.В. Зайцев, В.А. Курішко та ін. В.Н. Бекетов одним з перших дослідив геохімію йоду, брому і бору, а А.Л. Штернов - геохімію ртуті та літію в грязьових вулканах.

Комплексні дослідження грязьових вулканів Керченсько-Таманського регіону започатковані в 70-х роках науковцями АН України під керівництвом академіка Є.Ф. Шнюкова. Опубліковані численні роботи Є.Ф. Шнюкова, П.І. Науменка, Ю.С. Лебедева, Ю.В. Соболевського, В.А. Кутнього, Г.І. Гнатенка, В.А. Нестеровського тощо. В них наведено результати геологічних, літолого-мінералогічних, геохімічних досліджень грязьових вулканів та вдавлених синкліналей. Доведено, що грязьовулканічний процес є мінералоутворюючим, де відбувається як гідротермальне, так і екзогенне мінералоутворення. В останні роки проводяться режимні спостереження, вивчаються сучасні водно-хемогенні утворення грязьових вулканів.

Методика та методи досліджень

Для досліджень водно-хемогенних утворень грязьових вулканів Керченського півострова обрано евапоритову модель кристалізації солей.

Польові дослідження проводились влітку (липень-серпень) 2007 - 2009 рр. Обстежено всі діючі грязьові вулкани, встановлено місця та описано форми виділень сучасних мінеральних утворень. Відібрано понад 100 зразків з 17 вулканів для аналітичних досліджень. Зразки відбирались в скляну герметичну тару. Одночасно з цим відбирались проби сопкової води для вивчення хімічного складу та проводилися заміри температури сопкової води і повітря.

Аналітичні дослідження проводились в НАН України, Сибірському Відділенні РАН та Київському національному університеті ім. Т. Шевченка. Використано мікроскопічний, електронно-мікроскопічний, хроматографічний, рентгеноструктурний та хімічний методи. Проведено експерименти з розчинення та кристалізації полімінеральних водно-хемогенних утворень при температурі +20 єС.

Геологічна будова Керченського півострова та основні закономірності розвитку грязьових вулканів

Основи сучасних уявлень про геологічну будову Керченського півострова та розвиток грязьового вулканізму закладено в працях Г.В. Абіха, М.І. Андрусова, А.Д. Архангельського, С.Е. Аляєва, В.В. Белоусова і Л.А. Яроцького, З.Л. Маймин, К.А. Прокопова, М.В. Муратова, Г.А. Личагина, О.В. Зайцева, В.І. Морозова, О.Г. Штернова, П.І. Науменка, Є.Ф. Шнюкова та ін.

Керченський півострів розташований на стику гірських споруд Криму та Кавказу і відноситься до альпійської геосинклінальної області. В його межах виділяються три геоструктурні одиниці: Південно-Західна рівнина, яка є східним периклінальним зануренням мегаантиклінорію Гірського Криму, Позапарпацька область - південний борт Індоло-Кубанського прогину, Керченсько-Таманський поперечний міжпериклінальний прогин, який охоплює складки південно-східної частини Керченського півострова.

Керченський півострів складено п'ятьма геоструктурними поверхами: юрським, нижньокрейдяним, верхньокрейдяно-еоценновим, майкопським і неогеновим. Для них характерна незгідність структурних планів, потужна товща глинистих порід, широкий розвиток розривних порушень різного рівня, від глибинних і регіональних розломів до дрібних розривних дислокацій, з певними системами складчастості в неогеновому структурному поверсі, широким розвитком діапіризму і грязьового вулканізму. Потужність осадового комплексу - 13-15 км.

Системою глибинних розломів широтного і субмеридіонального напрямків Керченський півострів поділений на 4 блоки: Північно-Західний, Північно-Східний, Південно-Західний і Південно-Східний.

Грязьові вулкани приурочені до ядер антиклінальних складок, що складені потужною товщею майкопських глин.

Найбільш давні грязьовулканічні виверження на Керченському півострові відносяться до нижнього міоцену (верхнього майкопу). В геологічному часі вони мають циклічний характер. Відмічаються 4 піки грязьовулканічної активності: у верхньому майкопі, чокрак-карагані, сарматі та кімерії. Максимальна активність припадає на сарматський час, коли на півострові діяло 19 грязьових вулканів.

Тепер на Керченському півострові діє 17 грязьових вулканів. Всі вони знаходяться в газо-грифонній стадії розвитку. На денну поверхню вивергається сопкова грязь, газ і вода. Найбільш активним серед них є Булганацький.

Літолого-мінералогічні особливості сучасних водно-хемогенних утворень грязьових вулканів Керченського півострова

Поширення та форми виділень. Сучасні водно-хемогенні утворення розташовані біля кратерів сопок, сальз, грифонів, водних джерел та вздовж потоків розвантаження сопкових вод. Це білі, світло-сірі та світло-коричневі різної консолідації малопотужні виділення у вигляді кірок, квіткоподібних та гроноподібних агрегатів, дендритів, землистих мас.

Найбільш поширені щільні, крихкі та пористі кірки, їх потужність від 1- 2 мм до 1,2 см. Щільні складені в більшості сульфатами і кальцитом, крихкі - боратами та сульфатами, а пористі - сумішшю сульфатів, боратів і карбонатів. Квіткоподібні, гроноподібні агрегати та дендрити складені в основному сульфатами та галітом. Землисті агрегати характерні для боратів.

Мінеральний склад. Сучасні водно-хемогенні утворення грязьових вулканів є полімінеральними. В їх складі комплексом методів встановлено борати, карбонати, сульфати, нітрати, хлориди. За розміром це мікро- та криптокристалічні мінерали. Найпоширенішими з них є хлориди та сульфати, а найменш - нітрати.

Борати. Бура - Na₂B₄O₇·10H₂O. Встановлена під бінокуляром, електронним мікроскопом та на рентгенограмах у відкладах сопкових вод Булганацького, Тарханського, Джау-Тепенського, Бураського, Новоселівського та Єнікальського вулканів. Розмір кристалів 0,01-1 мм. Кристали мають призматичний, призматично-діпірамідальний габітус, стовбчастий та ізометричний обрис. Часто поширені футляроподібні кристали. Головні лінії на рентгенограмах 5,719(19), 5,205(6), 4,865(19), 3,948(11), 3,009(32), 2,825(80), 2,597(30), 2,564(30), 2,333(17). У свіжому стані кристали безбарвні, прозорі, зі скляним блиском, добре ограновані. Оптично двовісні (-), Ng'-1,470. На деяких індивідах добре помітні сліди розчинення. На повітрі бура поступово втрачає воду, кристали стають каламутно-білими, пухкими та тьмяніють. При подальшому зневодненні бура переходить в тинкалконіт, який утворює псевдоморфози по бурі.

Тинкалконіт - Na₂B₄O₇·5H₂O. Встановлений рентгенометрично разом з бурою на Булганацькому, Тарханському, Джау-Тепенському, Бураському, Новоселівському та Єнікальському грязьових вулканах, де утворює псевдоморфози по бурі. Головні лінії на рентгенограмах 8,820(33), 5,590(23), 4,716(34), 4,397(93), 3,453(57), 3,009(32), 2,930(100), 2,768(28), 2,597(30), 2,264(34), 2,190(42), 1,997(42).

Пробертит - NaCa(B₅O₇(OH)₄)·5H₂O. Встановлено на рентгенограмах та під електронним мікроскопом на сопці Трубецького в асоціації з бурою, тинкалконітом, нортупітом і галітом. Утворює поодинокі добре ограновані кристали призматичноподібного габітусу і видовженого обрису розміром до 0,015 мм. Головні лінії на рентгенограмах 9,15(4), 6,63(2), 5,78(2), 4,98(7), 4,50(2), 4,0(6), 3,52(4), 3,26(13), 3,08(38), 2,93(26), 2,88(2), 2,59(15), 2,38(7), 2,17(2), 2,14(8), 2,06(7).

Карбонати. Кальцит - CaCO₃. Встановлений рентгенометрично на Тарханському, Джау-Тепенському, Єнікальському, Чонгелецькому, Булганацькому (сопка Обручева) грязьових вулканах та Сієт-Елінському мінеральному джерелі. Форма виділення - криптокристалічний агрегат. Активне відкладення кальциту відбувається на вуглекислому травертиновому джерелі В. Тарханського вулкану, де він формує травертинові поклади. Травертин на 96-98% складений з дисперсного кальциту. Головні лінії на рентгенограмах 3,85(20), 3,04(37), 2,49(14), 2,28(11), 1,91(10), 1,87(41), 1,63(7), 1,61(10).

Доломіт - CaMg(CO₃)₂. Встановлений на рентгенограмах разом з кальцитом у складі травертинів грязьового вулкану В. Тархан. Виділяється в криптокристалічних масах. Візуально діагностується за більш темним забарвленням ніж кальцит. Вміст доломіту в травертинах становить 1-1,5 %. Головні лінії на рентгенограмі 3,71(5), 2,89(45), 2,41(8), 2,19(10), 2,02(9), 1,81(11), 1,79(12), 1,54(3).

Нортупіт - Na₃Mg(CO₃)₂Cl. Встановлено на рентгенограмах та під електронним мікроскопом на Булганацькому (сопка Обручева), Бураському, М. Тарханському (сопка Трубецького), Джау-Тепенському, Новоселівському, Єнікальському та В. Тарханському грязьових вулканах, де він знаходиться в різних мінеральних асоціаціях. Найбільш поширений на сопці Обручева, де разом з бурою утворюють матрицю полімінеральних агрегатів. Разом з ними в невеликій кількості наявні тинкалконіт, галіт, тенардит, трона, гейлюсит та пірсоніт. На Новоселівському вулкані в асоціації з нортупітом встановлено несквегоніт, а на сопці Трубецького - пробертит. Нортупіт утворює добре ограновані індивіди та паралельні зростки кристалів октаедричного габітусу та ізометричного обрису розміром від 0,001 до 0,007мм. На деяких кристалах помітні сліди розчинення, що проявляється в заокругленості їх граней. Головні лінії на рентгенограмах 8,07(33), 4,98(19), 4,04(6), 3,54(24), 3,24(19), 2,871(16), 2,7(42), 2,48(53), 2,14(26), 2,112(17), 1,961(9), 1,754(13), 1,617(2).

Гейлюсит - Na₂Ca(CO₃)₂·5H₂O. Встановлено на рентгенограмах та під електронним мікроскопом на Булганацькому (сопка Обручева) та В. Тарханському грязьових вулканах у вигляді поодиноких, добре огранованих індивідів призматично-біпірамідального габітусу в матриці агрегатів бури та нортупіту. Зустрічається в асоціації з галітом, тенардитом, троною та пірсонітом. Розмір кристалів в перетині до 0,005 мм. Головні лінії на рентгенограмах 6,417(10), 6,325(11), 5,68(27), 5,483(3), 4,484(3), 3,948(13), 3,29(3), 3,215(20), 3,18(24), 2,863(14), 2,502(7), 2,413(2), 2,273(5).

Пірсоніт - Na₂Ca(CO₃)₂·2H₂O. Встановлений лише на сопці Обручева за результатами рентгеноструктурного аналізу в асоціації з бурою, тинкалконітом, тенардитом, галітом, нотрупітом, гейлюситом та троною. Його вміст незначний. В загальній масі утворює дисперсні включення. Зафіксувати кристали навіть під електронним мікроскопом не вдалось. Головні лінії на рентгенограмі 5,137(2), 5,067(3), 4,98(19), 4,152(4), 2,88(24), 2,58(55), 2,56(34), 2,16(20), 2,054(2), 1,794(59).

Несквегоніт - Mg(CO₃)·3H₂O. Встановлено рентгенометрично серед полімінеральних новоутворень Новоселівського вулкану в асоціації з тинкалконітом, галітом, нортупітом та тенардитом, де він має домінуюче положення. Виділяється у вигляді криптокристалічної пухкої маси. Кристали відсутні. Головні лінії на рентгенограмі 6,54(100), 4,88(6), 4,37(14), 3,85(80), 3,56(13), 3,22(13), 3,02(30), 2,62(16), 2,50(17).

Трона - Na₃H(CO₃)₂·2H₂O. Встановлено на рентгенограмах та під електронним мікроскопом у складі полімінеральних новоутворень Булганацького, Бураського, Єнікальського, В. Тарханського та М. Тарханського грязьових вулканів. Добре ограновані кристали мають призматично-пінакоїдальний габітус та сплощено-видовжений обрис. Їх розмір - 0,02-0,08 мм. Поширені також футляроподібні кристали. Головні лінії на рентгенограмах 9,93(10), 3,9(4), 3,18(13), 3,06(26), 2,76(9), 2,64(41), 2,44(11), 2,25(14), 2,03(7), 2,02(9), 1,77(6).

Сульфати - представлені найбільшою кількістю мінеральних видів.

Гіпс - CaSO₄·2H₂O. Встановлено ренгенометрично, під бінокуляром та електронним мікроскопом на Чонгелекському, Бурулькайському, Кончекському, Ак-Тубенському, Королівському та Сююртаському грязьових вулканах. Утворює індивідуальні кристали та їх закономірні зростки. Габітус кристалів призматичний, пінакоїдальний, біпірамідальноподібний. Обрис - голчастий, стовпчастий, таблитчастий, ізометричний та скіпетроподібний. Розмір кристалів - 0,1-2 мм. Серед закономірних зростків поширені паралельні та двійники. Кристали таблитчастого та ізометричного обрису в основному представлені комбінацією форм [110], [111], [11о], практично без слідів пінакоїду [010]. Рідше вони зустрічаються в комбінації [010], [111] і [110]. Витягнуті по осі y, інколи по осі z. В першому випадку краще розвинуті площини призми, а пінакоїд [010] слабко проявлений або відсутній.

Всі кристали гіпсу безколірні, водянопрозорі, зі скляним блиском. Показник заломлення коливається в межах 1,526-1,528. Більші значення відповідають кристалам голчастого обрису. Головні лінії на рентгенограмах 7,622(100), 4,283(100), 3,799(15), 3,065(70), 2,873(40), 2,789(9), 2,685(33), 2,219(14), 2,086(20).

Астраханіт (Bloedite) - Na₂Mg(SO₄)·4H₂O. Встановлено ренгенометрично, під бінокуляром та електронним мікроскопом разом з гіпсом та іншими водними сульфатами магнію на Кончекському, Чонгелекському, Бурулькайському, Ак-Тубенському, Королівському, Сююртаському грязьових вулканах. Мінерал поширений в індивідуальних кристалах серед пухкої маси, футляроподібних кристалах, що поширені в кірках та тонкодисперсних виділеннях в жовнах.

Габітус кристалів: ромбоедроподібний, призматично-діпірамідальний. Обрис сплощений, ізометричний. Розмір індивідів по осі L₂ - 0,002-1,4 мм. Оптично негативний, двовісний. Ng=1,490; Nm=1,488; Np=1,486; Ng-Np=0,004.

Сплощені кристали безбарвні, водянопрозорі, зі скляним блиском. Ізометричні - каламутно-білі, з тьмяним блиском. Останні часто мають сліди розчинення. Для призматично-діпірамідальних кристалів характерні закономірні зростки. Головні лінії на рентгенограмах 4,562(26), 4,41(7), 3,99(4), 3,802(15), 3,351(19), 3,292(22), 3,255(21), 2,978(22), 2,682(26), 2,662(28), 2,589(9), 2,317(4), 2,3(5), 2,278(6).

Епсоміт - MgSO₄·7H₂O. Встановлений ренгенометрично та під електронним мікроскопом разом з галітом, гіпсом, тенардитом, астраханітом, гексагідритом на Чонгелекському, Бурулькайському, Кончекському, Владіславівському, Ак-Тубенському і Сююртаському грязьових вулканах. Поширений у вигляді добре огранованих короткопризматичних кристалів розміром 0,005 - 0,1 мм у тонкодисперсній масі. Епсоміт разом з астраханітом на Чонгелекському та Ак-Тубенському вулканах складає матрицю полімінеральних новоутворень.

В лабораторних умовах кристали епсоміту отримані при кристалізації розчиненої в дистильованій воді агрегатної суміші з Кончекського грязьового вулкану. Епсоміт з цього розчину виділено першим. Його прозорі кристали мали віялоподібний, голчастий, списподібний обрис з показниками заломлення: Ng= 1,460; Nm=1,454; Np=1,432; Ng-Np=0,028. Головні лінії на рентгенограмах 5,997(17), 5,368(22), 4,498(16), 4,223(100), 3,802(15), 3,463(12), 3,432(10), 2,978(22), 2,886(24), 2,751(19), 2,682(26), 2,662(28), 2,385(7), 2,259(7), 2,208(12), 2,139(7), 2,104(11).

Гексагідрит - MgSO₄·6H₂O. Встановлений на рентгенограмах разом з астраханітом, епсомітом, пентагідритом, гіпсом та галітом на Кончекському, Чонгелекському, Ак-Тубенському і Сююртаському грязьових вулканах, де вони утворюють тонкодисперсні виділення.

В лабораторних умовах отримані гілкоподібні і дендритові форми гексагідриту з показниками заломлення: Ng=1,455; Nm=1,452; Np=1,425; Ng-Np=0,030. Головні лінії на рентгенограмах 5,467(10), 5,121(9), 4,562(100), 4,41(24), 4,133(11), 3,616(6), 3,466(5), 3,396(5), 3,202(5), 3,037(5), 2,974(31), 2,906(10), 2,688(15), 2,587(21).

Пентагідрит - MgSO₄·5H₂O. Встановлено ренгенометрично на Кончекському грязьовому вулкані в тонкодисперсних агрегатах разом з астраханітом, епсомітом, гексагідритом, гіпсом та галітом. Головні лінії на рентгенограмі 5,809(4), 5,121(9), 4,897(8), 4,429(28), 4,048(12), 3,987(9), 3,616(6), 3,466(5), 3,396(5), 3,292(93), 3,202(5), 3,037(5), 2,974(31), 2,825(27), 2,774(7), 2,688(15), 2,651(28).

Сандерит - MgSO₄·2H₂O. Встановлено рентгенометрично у складі полімінеральних новоутворень сопки Трубецького (М. Тарханський вулкан) в асоціації з галітом, троною, тинкалконітом і нортупітом. Форма виділення -тонкодисперсний агрегат. Головні лінії на рентгенограмах 7,087(7), 5,590(8), 4,392(24), 4,267(11), 3,887(5), 3,740(40), 3,450(16), 3,264(13), 3,081(38), 2,824(100), 2,970(10), 2,712(10), 2,650(52), 2,490(12).

Тенардит - Na₂SO₄. Встановлено рентгенометрично та під електронним мікроскопом на Бурулькайському, Сююртаському, Джау-Тепенському, Новоселівському, Булганацькому (сопка Обручева) грязьових вулканах разом з сульфатами магнію, борними та карбонатними мінералами. Найбільша кількість його спостерігається серед полімінеральних новоутворень Бурулькайського грязьового вулкану, де він формує майже мономінеральні агрегати у вигляді щільних кірок з гладкою поверхнею. Після розчинення цих кірок в дистильованій воді нами отримано друзові та жеодоподібні форми тенардиту. В окремих індивідах під мікроскопом встановлюється їх двовісність та позитивний характер. Показники заломлення становлять Ng' - 1,476, Np' - 1,470.

Під електронним мікроскопом спостерігаються кристали тенардиту діпірамідального, призматичного габітусу з ізометричним, видовженим та пластинчастим обрисом. Розмір індивідів становить 0,002-0,01 мм. Головні лінії на рентгенограмах 4,677(65), 3,85(14), 3,188(46), 3,085(38), 2,789(100), 2,651(57), 2,333(27), 1,867(34), 1,683(15), 1,665 (10), 1,555(13).

Мірабіліт - Na₂SO₄·10H₂O. В природному середовищі кристалізується з сопкових вод при температурі нижче 18 єС. Встановити мірабіліт серед хемогенних новоутворень, що виникли в більш високому температурному інтервалі, неможливо. За таких умов з сульфату натрію кристалізується тенардит, який ми постійно і фіксуємо на багатьох грязьових вулканах.

В лабораторних умовах мірабіліт нами отримано при кристалізації розчинених в дистильованій воді агрегатів з Бурулькайського вулкану при температурі 15-17 єС. Це безколірні, прозорі коротко-призматичні кристали з показниками заломлення Ngґ - 1,398, Npґ - 1,394. Після кристалізації, в умовах кімнатної температури, вони швидко втрачають воду, тьмяніють і перетворюються в білу непрозору пухку масу.

Нітрати. Нітратин (натрова селітра) - NaNO₃. Діагностований на рентгенограмах в полімінеральних новоутвореннях сопки Центральне Озеро разом з боратами, карбонатами, сульфатами та галітом. Форма виділення - тонкодисперсні агрегати.

В лабораторних умовах отримано кристали нітратину, які утворились з розчину після кристалізації бури і галіту. Це безбарвні, водяно-прозорі, чітко ограновані індивіди у вигляді сплощених правильних шестигранників розміром до 0,1 мм. Кристали дають чітку коноскопічну фігуру, характерну для одновісного негативного мінералу. Показники заломлення Ne' - 1,461, No' - 1,470. Головні лінії на рентгенограмі 3,89(12), 3,08(26), 2,82(80), 2,56(30), 2,33(17), 2,14(14), 1,94(19), 1,90(15), 1,86(17), 1,66(12), 1,63(14).

Хлориди. Галіт - NaCl. Найбільш поширений мінерал водно-хемогенних утворень грязьових вулканів Керченського півострова. Встановлений у складі всіх полімінеральних агрегатів, що досліджувались. Представлений мікроскопічними добре огранованими кристалами кубічного габітусу, часто зі слідами розчинення, дендритами, кульками, плівками та волокнистими агрегатами. Кристали галіту кубічного габітусу встановлені на Королівському, Сююртаському, Чонгелекському та Владіславівському грязьових вулканах. Розмір кристалів 0,003-0,02 мм. Зустрічаються також комбінації гексаедра, октаедра та ромбододекаедра. Головні лінії на рентгенограмах 3,26(13), 2,82(100), 1,99(45), 1,629(15), 1,41(8).

При експериментах з розчинення та кристалізації водно-хемогенних новоутворень нами були отримані прозорі, добре ограновані кристали кубічного габітусу та таблитчастого обрису. Більшість кристалів виявляють чітку зональну будову. Зони паралельні граням гексаедра. Розмір новоутворених індивідів при одноразовій кристалізації становить 0,2-0,3 мм.

Сумнівні або неточно діагностовані мінерали. До цієї групи віднесені мінерали, що не мають точної діагностики, опису та констант, за якими вони були встановлені. Наявність більшості таких мінералів на грязьових вулканах припущено П.П. Авдусіним та В.Е. Грушвицьким ще у 30-х роках 20 сторіччя, але пізніше їх наявність лабораторними методами не підтверджувалась. Це такі мінерали, як леконтит, амонієві галуни (сульфати), термонатрит (карбонати), ашарит, ініоїт (борати). В 70-х роках через технічну помилку до списку водно-хемогенних мінералів грязьових вулканів Керченського півострова потрапив рідкісний мінерал - піноїт. Немає також підтвердження керніту, встановлення якого в попередніх публікаціях ґрунтувалось лише на двох рефлексах середньої інтенсивності, а також галотрихіт, що був діагностований тільки на електронно-мікроскопічному знімку. Присутність всіх вищезгаданих мінералів комплексом наших досліджень серед сучасних водно-хемогенних утворень грязьових вулканів Керченського півострова не доведено.

Генетична модель водно-хемогенного мінералоутворення в грязьових вулканах Керченського півострова

Сопкові води грязьових вулканів Керченського півострова є слабо мінералізованими. Їх загальна мінералізація коливається в межах від 2,4 (Бурулькайське сірководневе джерело №1) до 47 г/дм³ (сопка Центральне Озеро). Водневий показник (pН) змінюється від 6,9 (Чонгелек) до 8,5 (Сююртаський).

Дослідження сопкових вод 2007-2008 рр. показали, що основні тенденції катіонно-аніонного складу в цілому збігаються з даними за 30-і, 60-і та 70-і роки, що вказує на певну статичність їх хімізму.

За катіонно-аніонним складом в сопкових водах грязьових вулканів Керченського півострова виділено такі типи:

1 тип - хлоридно-гідрокарбонатно-натрієвий. Характерний для В. Тарханського (травертинове джерело), Булганацького (сопка Центральне Озеро), Бураського грязьових вулканів. Для цього типу характерно суттєве переважання Cl^- над HCO₃^-. Вміст Cl^- коливається - від 4,3 (травертинове джерело) до 29,6 г/дм³ (сопка Центральне Озеро), HCO₃^- - від 1,3 г/дм³ (Бураський) до 5,1 г/дм³ (сопка Центральне Озеро), B - від 0,24 г/дм³ (Бураський) до 3,05 г/дм³ (сопка Центральне Озеро), NO₃^- - від 0,4 г/дм³ (травертинове джерело) до 4,7 г/дм³ (сопка Центральне Озеро). Серед катіонів переважає Na⁺, вміст якого коливається від 2,1 г/дм³ (Бураський) до 30 г/дм³ (сопка Центральне Озеро). Всі інші катіони знаходяться в невеликій кількості і не перевищують концентрацію 0,2 г/дм³.

2 тип - гідрокарбонатно-хлоридно-натрієвий. Включає вулкани: Джау-Тепенський, Велико-Тарханський (сірководневе джерело), більшість сопок Булганацького вулкану (Обручева, Ольденбурзького, Павлова, Вернадського), Єнікальський. В аніонній частині характерне переважання HCO₃^- над Cl^-. Вміст HCO₃^- коливається в межах від 2,6 г/дм³ (Єнікале) до 7,1 г/дм³ (Ольденбурзького), Cl^- - від 1,3 г/дм³ (Єнікале) до 6 г/дм³ (Ольденбурзького), B - від 0,2 г/дм³ (Джау-Тепе) до 1,7 г/дм³ (Ольденбурзького), NO₃^- - від 0,3 г/дм³ (Джау-Тепе) до 2,1 г/дм³ (Ольденбурзького). В катіонній частині переважає Na⁺. Вміст Na⁺ - 1,7 - 12 г/дм³.

3 тип - хлоридно-сульфатно-натрієвий. Характерний для Чокрацького сірководневого джерела. В аніонній частині відмічається незначне переважання Cl^- над SO₄^2-. Вміст Cl^- - 2,5 г/дм³, а SO₄^2- 1,7 г/дм³. Вміст Na⁺ - 1,5 г/дм³.

4 тип - сульфатно-хлоридно-магнієвий. Характерний для Чонгелекського сірководневого джерела. В ньому відмічається суттєве переважання SO₄^2- над Cl^-. Вміст SO₄^2- - 15,5 г/дм³, Cl^- - 3,8 г/дм³. Вміст Mg²⁺ - 4,2 г/дм³.

5 тип - хлоридно-сульфатно-гідрокарбонатно-натрієвий. Характерний для Королівського сірководневого джерела. Іон Cl^- переважає над SO₄^2- і HCO₃^-, а різниця між останніми незначна. Вміст Cl^- - 2,1 г/дм³, SO₄^2- - 0,99 г/дм³, HCO₃^- - 0,86 г/дм³. Серед катіонів переважає Na⁺ - 1,6 г/дм³.

6 тип - гідрокарбонатно-нітратно-натрієвий. Характерний для Бурулькайського (джерело №2) та Сююртаського сірководневих джерел. В аніонній частині останнього відмічається переважання HCO₃^- над NO₃^- майже в два рази і становить 1,3 г/дм³ (HCO₃^-) та 0,62 г/дм³ (NO₃^-). На Бурулькайському сірководневому джерелі такого переважання немає і вміст HCO₃^- (1,88г/л) і NO₃^- (1,71 г/дм³) майже однаковий. Вміст Na+ - 1,16 г/дм³-2,3 г/дм³.

7 тип - сульфатно-гідрокарбонатно-натрій-магнієвий. Встановлений на Бурулькайському (джерело №1) та Ак-Тубенському сірководневому джерелі. На Бурулькайському джерелі відмічається незначне переважання SO₄^2- над HCO₃^-. Вміст SO₄^2- становить 0,98 г/дм³, HCO₃^- - 0,44 г/дм³. На Ак-Тубенському джерелі вміст SO₄^2- (9,9 г/дм³) майже в п'ять разів перевищує вміст HCO₃^- (1,7 г/дм³). В катіонній частині співвідношення Na⁺ і Mg²⁺ майже однакове. Вміст Na⁺ - 0,24-1,83 г/дм³, а Mg²⁺ - 0,23-1,8 г/дм³.

За набором і співвідношенням хімічних компонентів сопкові води є складною системою, яка немає аналогів серед інших природних об'єктів. Навіть в межах одного грязьового вулкану, але на різних його сопках чи грифонах їх склад може кардинально змінюватись, обумовлюючи різний склад і послідовність кристалізації.

Для виділених основних типів сопкових вод встановлено такі мінеральні асоціації сучасних новоутворень:

1) хлоридно-гідрокарбонатно-натрієвий - кальцит, доломіт, бура, тенардит, галіт, трона, нортупіт, пірсоніт, гейлюсит, нітратин;

2) гідрокарбонатно-хлоридно-натрієвий - кальцит, бура, тенардит, галіт, трона, нортупіт, пірсоніт, гейлюсит;

3) сульфатно-хлоридно-магнієвий - епсоміт, гексагідрит, галіт, гіпс;

4) хлоридно-сульфатно-гідрокарбонатно-натрієвий - епсоміт, гексагідрит, галіт, гіпс;

5) гідрокарбонатно-нітратно-натрієвий - епсоміт, гексагідрит, галіт, тенардит, гіпс;

6) сульфатно-гідрокарбонатно-натрій-магнієвий - епсоміт, гексагідрит, галіт, гіпс.

Найбільш різноманітними за видовим та кількісним складом мінералів є хлоридно-гідрокарбонатно-натрієвий та гідрокарбонатно-хлоридно-натрієвий типи сопкових вод. Вони характерні для більшості діючих сучасних вулканів півострова.

Послідовність кристалізації полімінеральних новоутворень. Теоретичною базою побудови моделі кристалізації слугувала концепція “хімічного розділення” Л. Харді і Г. Євгстера (1984), розроблена для закритих евапоритових басейнів, та термохімічна модель К. Харві (1971) - для багатокомпонентних природних розчинів.

Мінералоутворення відбувається у відкритій системі, де одним з найважливіших факторів є температура. Остання призводить до перенасиченості розчинів і початку кристалізації. Середня температура сопкових вод на виході з вулканів становить +21єC, а температура повітря влітку біля місць їх розвантаження сягає 45 - 50 єC. Для різних типів сопкових вод в однакових температурних умовах схема кристалізації буде різною.

Як приклад розглянемо послідовність кристалізації з сопкових вод на сопці Обручева з гідрокарбонатно-хлоридно-натрієвим типом води, де встановлено найбільшу кількість мінералів - кальцит, бура, нортупіт, трона, гейлюсит, тенардит, галіт.

Першим з розчину виділяється кальцит, оскільки вода цієї сопки є найбільш насиченою карбонат-іонами, а розчинність СаCO₃ в даній системі є найнижчою (0,07 г/дм³). Він осаджується поблизу джерела у вигляді криптокристалічних кристалів та тонкодисперсних мас, складаючи нижню частину кірок.

Після кальциту, але вже в більш в'язкому середовищі виділяються кристали бури, оскільки для кристалізації інших карбонатів ще не вистачає насиченості за карбонат-іоном. Її розчинність становить 27 г/ дм³. Кристали бури завжди добре ограновані і порівняно з іншими мінералами мають досить великі розміри.

Після бури починають кристалізуватись водні Na (трона) та Na-Ca (гейлюсит, пірсоніт) карбонати, завершуючи стадію кристалізації кальційвмісних карбонатів. Це в більшості поодинокі мікро- та криптокристали, що займають простір між кристалами бури.

Кристалізація карбонатів закінчується виділенням безводного хлорвмісного карбонату Na і Mg - нортупіту.

Після того, як водний розчин повністю вичерпав свій гідрокарбонат-іонний ресурс, а сульфат-іон сягнув порогу перенасичення, з нього починає виділятись безводний сульфат натрію - тенардит. Останнім кристалізується галіт.

За подібною схемою будуть кристалізуватись і мінерали з сопкових вод хлоридно-гідрокарбонатно-натрієвого типу.

Послідовність кристалізації сопкових вод з сульфатно-хлоридно-магнієвим типом розглянемо на прикладі Чонгелекського сірководневого джерела, де встановлено: кальцит, гіпс, епсоміт, гексагідрит, астраханіт, тенардит, галіт.

Першим з системи кристалізується кальцит як мінерал, що має найнижчий показник розчинення. В результаті його кристалізації система повністю вичерпує гідрокарбонат-іони, а залишок кальцію разом із сульфат-іоном витрачається на утворення гіпсу. Після гіпсу кристалізуються магнезіальні сульфати - епсоміт та гексагідрит. Сульфатний ряд закінчується утворенням Na-Mg - кристалів астраханіту та Na - тенардиту. Кристалізація завершується утворенням галіту.

Післяседиментаційні перетворення водно-хемогенних утворень грязьових вулканів Керченського півострова

Дегідратація. Спостерігається на водних сульфатах Mg та Na і бури. Так, семиводний сульфат Mg (епсоміт) при температурі поверхні землі близько 40 єС поступово втрачає молекулу води і переходить в шестиводний сульфат Mg - гексагідрит. Останній при подальшому рості температури (до 45-50 єС) переходить в п'ятиводний сульфат Mg - пентагідрит.

Десятиводний сульфат Na - мірабіліт при збільшенні температури до 30 єС майже повністю зневоднюється і переходить у тенардит.

Бура, яка при кристалізації має в своєму складі десять молекул води, на сухому гарячому повітрі (понад 30 єС) поступово зневоджується і переходить у семиводний - тинкалконіт.

Розчинення. При випадінні дощових осадків полімінеральні новоутворення зазнають розчинення. Воно протікає досить швидко і навіть після кількох годин дощу більшість з утворень переходить в розчин. Першими розчиняються нітратин, астраханіт, тенардит, гексагідрит, пентагідрит і галіт. Після них - трона, нортупіт, пірсоніт, гейлюсит, несквегоніт, бура. Більш стійкими до розчинення є гіпс і кальцит. Найменшого впливу зазнають кальцитові травертини.

Збагачені солями розчини потрапляють до ґрунтів, що викликає їх засолонення. У межах площ впливу грязьових вулканів поширені такі види засолонення як боратизація, карбонатизація та сульфатизація.

Процеси боратизації активно відбуваються навколо Єнікальського, Булганацького та Тарханського грязьових вулканів. Підвищений вміст боратів прослідковується в грунтах та сопкових відкладах на шляхах розвантаження сопкових та стікання збагачених солями дощових вод від джерел до знижених ділянок рельєфу.

За участю борних вод в грунтах і сопкових брекчіях відбувається утворення нових борних мінералів - боронатрокальциту і люнебургіту.

Процеси карбонатизації грунтів та сопкових відкладів з утворенням борошнистого кальциту встановлені навколо Булганацького, Новоселівського, Каяли-Сартського, Бурулькайського, Солдатсько-Слобідського та Ачинського грязьових вулканів.

Сульфатизація грунтів та сопкових брекчій проявляється в утворенні гіпсу та ярозиту. Процеси гіпсування найбільш поширені. Вони фіксуються як серед викопних, так і сучасних сопкових відкладів. Сучасні процеси гіпсування активно протікають навколо Сююртаського, Ак-Тубенського, Бурулькайського, Чонгелекського та Королівського грязьових вулканів, води яких мають підвищений вміст сульфат-іонів.

ВИСНОВКИ

1. Сучасні водно-хемогенні утворення формуються в умовах сухого жаркого клімату з сопкових вод грязьових вулканів після виверження їх на поверхню землі і носять сезонний характер.

2. Основними місцями локалізації новоутворень є шляхи розвантаження сопкових вод у напрямку від джерел до знижених ділянок рельєфу. Формами їх виділення є агрегати: кірки, квітко- та гроноподібні утворення, дендрити, землисті маси. Основну масу виділень складають кірки потужністю від 1-2 мм до 1,2 см.

3. Водно-хемогенні утворення грязьових вулканів Керченського півострова є полімінеральними. Комплексом методів серед них встановлено мінерали чотирьох класів: борати (бура, тинкалконіт, пробертит), карбонати (кальцит, трона, нортупіт, гейлюсит, пірсоніт, несквегоніт), сульфати (гіпс, епсоміт, гексагідрит, пентагідрит, тенардит, мірабіліт, астраханіт, сандерит), нітрати (нітратин), хлориди (галіт).

Вперше для території України встановлено 5 нових мінеральних видів: нортупіт, гейлюсит, пірсоніт, несквегоніт, сандерит.

4. Досліджено хімічний склад сопкових вод грязьових вулканів Керченського півострова. Виділено 7 типів: хлоридно-гідрокарбонатно-натрієвий; гідрокарбонатно-хлоридно-натрієвий; хлоридно-сульфатно-натрієвий; сульфатно-хлоридно-магнієвий; хлоридно-сульфатно-гідрокарбонатно-натрієвий; гідрокарбонатно-нітратно-натрієвий; сульфатно-гідрокарбонатно-натрій-магнієвий.

5. Мінеральні асоціації сучасних водно-хемогенних утворень для різних груп вулканів є різними, але в цілому корелюються з хімізмом сопкових вод. Постійною складовою полімінеральних новоутворень для всіх грязьових вулканів є галіт.

6. На основі теоретичних та експериментальних даних розроблено модель водно-хемогенного мінералоутворення з сопкових вод грязьових вулканів Керченського півострова. Порядок кристалізації мінералів залежить від температури, хімічного складу сопкових вод, відносної концентрації катіонів та аніонів, розчинності солей.

7. Новоутворені мінерали залежно від кліматичних умов піддаються дегідратації та розчиненню. Дегідратація супроводжується частковою або повною втратою води і переходом кристалогідратів у сполуки з меншим її вмістом або безводні сполуки. Водно-хемогенні утворення, що зазнали розчинення, в іоній формі потрапляють в грунти, спричиняючи їх карбонатизацію, боратизацію та сульфатизацію.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті:

Деяк М.А. Карбонати водної фази грязьових вулканів Керченського півострова / Деяк М.А., Нестеровський В.А. // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2009. № 3. С. 78-84. (Проведення аналітичних досліджень, участь в інтерпретації результатів та написанні статті.)

Нестеровський В.А. Сезонні мінерали грязьових вулканів Чокраксько-Булганакської антиклінальної зони Керченського півострова / Нестеровський В.А., Деяк М.А. // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2008. № 3. С. 76-83. (Проведення мінералогічних досліджень, участь в обговоренні результатів та написанні статті.)

Нестеровський В.А. Новоутворені водні сульфати Кончекського грязьового вулкану (Керченський півострів) / Нестеровський В.А., Деяк М.А. // Вісник Київського національного університету ім. Т. Шевченка. Геологія. 2008. № 43. С. 26-29. (Проведення аналітичних досліджень, участь в інтерпретації отриманих результатів та написанні статті.)

Гудзенко В.В. Радиоактивность продуктов грязевого вулканизма / Гудзенко В.В., Деяк М.А., Кутний В.А., Науменко С.П. // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2007. № 4. С. 72-82. (Збір даних, участь в інтерпретації результатів досліджень.)

Деяк М.А. Новоутворені сезонні мінерали Бурулькайського грязьового вулкану (Керченський півострів) / Деяк М.А. // Сучасні проблеми літології та мінерагенії осадових басейнів України та суміжних територій: міжнар. конф., 4-6 листопада, 2008р.: зб. наукових праць Ін-ту геол. наук НАН України. К., 2008. С. 77-81. (Проведення аналітичних досліджень, участь в інтерпретації отриманих результатів та написанні статті.)

Нестеровський В.А. Дослідження сезонних мінералів грязьових вулканів Керченського півострова / Нестеровський В.А., Деяк М.А. // Сучасні проблеми літології та мінерагенії осадових басейнів України та суміжних територій: міжнар. конф., 4-6 листопада, 2008р.: зб. наукових праць Ін-ту геол. наук НАН України. К., 2008. С. 121-126. (Проведення аналітичних досліджень, участь в інтерпретації отриманих результатів та написанні статті.)

Тези та матеріали конференцій:

Деяк М.А. Нові мінерали України / Деяк М.А. // Сучасні проблеми геологічних наук: конф. молодих вчених, 6-8 квітня 2009 р.: тези доп. Київ, 2009р. Електронний збірник матеріалів конференції. (Проведення аналітичних досліджень, участь в обговоренні результатів та написанні тез, доповідь на конференції.)

АНОТАЦІЯ

Деяк М.А. Сучасні водно-хемогенні утворення грязьових вулканів Керченського півострова. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.21 - літологія. - Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України. - Київ, 2010.

В дисертації викладено результати детальних досліджень сучасних водно-хемогенних утворень грязьових вулканів Керченського півострова. На основі польових, лабораторних та експериментальних досліджень виявлено особливості поширення, форми виділення та основні закономірності седиментаційного мінералоутворення в субаеральних умовах. Основними формами новоутворень є: кірки, гроноподібні та квіткоподібні агрегати, дендрити, землисті маси, що формуються вздовж шляхів розвантаження сопкових вод.

Сучасні водно-хемогенні утворення грязьових вулканів є полімінеральними. В їх складі встановлено численні мінерали класу боратів (бура, тинкалконіт, пробертит), карбонатів (кальцит, доломіт, трона, нортупіт, гейлюсит, пірсоніт, несквегоніт), сульфатів (гіпс, епсоміт, гексагідрит, пентагідрит, тенардит, мірабіліт, астраханіт, сандерит), нітратів (нітратин), хлоридів (галіт). Такі мінеральні види, як нортупіт, гейлюсит, пірсоніт, несквегоніт, сандерит для території України встановлено вперше.

Водно-хемогенні мінерали формуються за рахунок солей сопкових вод в процесі їх інтенсивного випаровування в літній період і мають сезонний характер. Послідовність кристалізації мінералів контролюється ступенем мінералізації сопкових вод, температурою і вологістю повітря, розчинністю солей. При випадінні осадків полімінеральні агрегати переходять в розчин, який проникає в грунти і спричиняє їх засолонення та утворення в них нових мінералів - боронатрокальциту, люнебургіту, кальциту, гіпсу і ярозиту.

Ключові слова: грязьові вулкани, водно-хемогенні утворення, полімінеральні агрегати, борати, карбонати, сульфати, нітрати, хлориди.

АННОТАЦИЯ

Деяк М.А. Современные водно-хемогенные образования грязевых вулканов Керченского полуострова. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.21 - литология. - Отделение морской геологии и осадочного рудообразования НАН Украины. - Киев, 2010.

В диссертации приведены результаты детальных исследований современных водно-хемогенных образований грязевых вулканов Керченского полуострова. На основе полевых, лабораторных и экспериментальных исследований установлены особенности распространения, формы выделения и основные закономерности седиментационного минералообразования в субаэральных условиях. Главными морфологическими формами новообразований являются корки, гроздье- и цветочноподобные агрегаты, дендриты, землистые массы. Они формируют вдоль направлений разгрузки сопочных вод узкие (шириной до 1,5 м и длинной до 30 м) маломощные (до 1,2 см) покровы.

Современные водно-хемогенные образования грязевых вулканов имеют полиминеральный состав и микрокристаллическую размерность (0,001-1мм) минеральных индивидов. В них комплексом методов установлены бораты (бура, тинкалконит, пробертит), карбонаты (кальцит, доломит, трона, нортупит, гейлюссит, пирссонит, несквегонит), сульфаты (гипс, эпсомит, гексагидрит, пентагидрит, тенардит, мирабилит, астраханит, сандерит), нитраты (нитратин), хлориды (галит). Наиболее распространенными являются хлориды и сульфаты, наименее - нитраты.

Такие минеральные виды, как нортупит, гейлюссит, пирссонит, несквегонит, сандерит для территории Украины установлены впервые. Водно-хемогенные минералы образуются за счет солей сопочных вод при их интенсивном испарении в условиях сухого жаркого климата и имеют сезонный характер. Набор новообразованных минеральных ассоциаций в пределах полуострова и последовательность кристаллизации в них конкретных минералов контролируется степенью минерализации сопочных вод, температурой и влажностью воздуха, растворимостью солей. При выпадении осадков полиминеральные агрегаты растворяются, переходят в раствор, который проникает в почвы и приводит к их засолонению и образованию в них новых минералов - боронатрокальцита, люнебургита, кальцита, гипса, ярозита.