Газонасыщенность пород щелочных комплексов подставляет не только теоретический интерес как показатель окислительно-восстановительных условий их образования, но практический, как фактор, оказывающий влияние на безопасность горных работ. В связи с этим, В.А. Нивиным и С.В. Икорским детально изучались газы апатитовых месторождений Хибин, лопаритовых месторождений Ловозера и вмещающих их пород [1].
Нами было предпринято изучение газовой составляющей эвдиалититов √ эвдиалитовых руд Ловозерского массива. Внимание было сосредоточено на той части газовой фазы, которая заключена в эвдиалите в виде флюидных включений.
Для изучения газовой фазы был выбран метод Рамановской спектроскопии (спектроскопии комбинационного рассеяния, КР). Были получены КР-спектры чистого эвдиалита и включений в нем.
Сопоставление этих спектров позволило вывести из рассмотрения пики, связанные с эвдиалитовой матрицей, оставив в рассмотрении только пики газовой фазы. Обнаружено, что газовая фазва включений характеризуется присутствием пиков 586 и 4156 см-1, принадлежащих молекулярному водороду, и пиков 2913-2917, 2954, 2899 и 2880 см √1 принадлежащих метану, этану, пропану и бутану, соответственно.
Относительные концентрации газов были
определены путем деления площадей соответствующих им пиков на сечения
рассеяния компонентов. Полученные результаты приведены на рис. 1.
Рис. 1. Состав газа во флюидных
включениях в эвдиалитите. Результаты рамановской спектороскопии.
Рассмотрение рис. 1 показывает, что основную часть газа составляют примерно в равных долях метан и водород. Концентрации этана, пропана и бутана заметно ниже и закономерно понижаются по мере увеличения номера гомолога. Среднее соотношение газов: 43.78% H2, 51.95 % CH4 3.28% C2H6 0.71% C3H9 0.12 % С4H8
Ведущим процессом, ответственным за генерацию углеводородных газов щелочных массивов в настоящее время считают реакцию Фишера-Тропша, по которой углеводороды генерируются из ювенильного CO2, растворенного в магме и водорода, генерирующегося за счет реакций окисления железа при образовании эгирина и магнетита [1]. Наблюдаемый характер распределения компонентов газа вполне может свидетельствовать в пользу его генерации по этой реакции.
Известно, что при постоянном режиме реакции в получаемых смесях обычно соблюдается распределение Шульца-Флори, т.е. С1/С2╩С2/С3╩С3/С4. Наблюдаемое соотношение газов заметно отличается: 19:4:26.
В изученных В.С. Нивиным углеводородах дифференцированной серии Ловозерского массива также наблюдалось отклонение от этого правила: 21.3:18.2:4.9 [1]. Это рассматривается им как указание на то, что в процессе синтеза газа условия менялись, либо процесс этого синтеза не был одноактным. Можно отметить значительную разницу в распределении компонентов в двух этих случаях.
Представляется, что наблюдаемый во включениях в эвдиалититах дефицит этана было бы правильно интерпретировать как результат специфического действия такого сложного катализатора, каким является эвдиалит. Однако окончательное решение этого вопроса нуждается в дальнейших исследованиях.
Первое исследование газовых включений в эвдиалитите было предпринято Л.Н. Когарко с соавторами [1]. Ими было обнаружено, что основными составляющими газа являются CH4, H2 и N2. Нами наличие азота не зафиксировано. Не зафиксировано присутствие азота в газах закрытых пор и пород Ловозерского и Хибинского массивов и другими исследователями. При этом азот является постоянной составляющей газов свободной фазы. [1, 3].
1. Нивин В.А. Газонасыщенность минералов в связи с проблемой происхождения углеводородных газов в породах Хибинского и Ловозерского массивов // Геохимия, 2002, ╧ 9, с. 976-992.
2. Когарко Л.Н., Костольяни Ч., Рябчиков И.Д. Геохимия восстановленного флюида Щелочных магм // Геохимия, 1986, ╧ 12, с. 1688-1695.
3. Перерсилье И.А. Геология и геохимия природных газов и дисперсных битумов некоторых геологических формаций Кольского полуострова. // М-Л:Наука, 1964, 172 с.
Работа выполнена при
финансовой поддержке РФФИ (грант ╧ 05-05-64144-а) и ведущей научной школы
(грант ╧ НШ-00-15-98497).