Позначка: температура гомогенізації

Головна > Архів > № 1–2 (189–190) 2023 > 54–65

---

Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 1–2 (189–190) 2023, 54–65

https://doi.org/10.15407/ggcm2023.189-190.054

Анатолій ГАЛАМАЙ, Ігор ЗІНЧУК, Дарія СИДОР

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів, Україна, e-mail: galamaytolik@ukr.net

---

Анотація

Вивчення басейнів седиментації з дискусійними палеотектонічними характеристиками, до яких належить, зокрема, баденський Карпатського регіону, показало, що задля уникнення протиріч в інтерпретації умов формування солей за флюїдними включеннями в галіті на першому етапі дослідження має бути генетична ідентифікація седиментаційних структур галіту та флюїдних включень у цьому мінералі. Термометричні дослідження включень, які є наступним етапом під час такого вивчення, доцільно провадити термометричними установками з високою точністю заміру температур гомогенізації, у яких передбачена можливість синхронного спостереження груп включень у різних зонах седиментаційного галіту.

Реконструкцію глибини (потужності водної товщі) баденського басейну Карпатського регіону здійснено завдяки модернізації апаратурного устаткування термометричного методу, яку проведено з урахуванням досвіду використання мікротермокамер конструкції В. А. Калюжного, О. Й. Петриченка і В. М. Ковалевича. Зокрема, здійснено заміну матеріалу термокамери (жаростійка сталь) на мідь, що дозволило уникнути зайвих теплових градієнтів у камері та збільшити допустиму швидкість нагрівання без спотворення теплового поля завдяки більшій теплопровідності міді. З аналогічною метою скляні оптичні вікна камери замінені на лейкосапфірові, як матеріал зі значно вищою теплопровідністю і більшим полем зору. Вимірювальну систему установки виконано на мініатюрному платиновому термометрі опору з електронним блоком вимірювання. Ці вдосконалення дали змогу досягти високої стабільності системи та хорошої відтворюваності результатів вимірювань.

Встановлено, що температура мінералотворення на дні баденського солеродного басейну Карпатського регіону становила 19,5–26,0 °C, а на поверхні розсолу – 34,0–36,0 °C. На цій підставі вперше для цього солеродного басейну побудовано модель із вираженим термоклином із загальною потужністю водної товщі близько 30 м, яка є найбільш імовірною для встановлення особливостей седиментації. Очевидно, що виявлення в низці давніх соленосних відкладів т. зв. «низькотемпературного» та «високотемпературного» придонного галіту пояснюється не різкими змінами клімату, а його кристалізацією на різних глибинах у солеродних басейнах.

Ключові слова

галіт, флюїдні включення, термометричний метод, термокамера, температура гомогенізації

Використані літературні джерела

Валяшко, М. Г. (1952). Галит, основные его разности, встречаемые в соляных озерах, и их структура. Труды ВНИИГалургии, 23, 25–32.

Воробьев, Ю. К. (1988). К проблеме термометрии по первичным включениям в минералах. Записки Всесоюзного минералогического общества, 117(1), 125–132.

Галамай, А. Р. (2001). Фізико-хімічні умови формування баденських евапоритових відкладів Карпатського регіону [Дис. канд. геол. наук]. Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України. Львів.

Галамай, А., Сидор, Д., & Любчак, О. (2014). Особливості появи газової фази в однофазових рідких включеннях у галіті (для визначення температури його кристалізації). У Мінералогія: сьогодення і майбуття: матеріали VІІІ наукових читань імені академіка Євгена Лазаренка (присвячено 150-річчю заснування кафедри мінералогії у Львівському університеті) (с. 34–36). Львів; Чинадієве.

Зінчук, І. М. (2003). Геохімія мінералоутворюючих розчинів золото-поліметалевих рудопроявів Центрального Донбасу (за включеннями у мінералах) [Дис. канд. геол. наук]. Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України. Львів.

Калюжний, В. А. (1960). Методи вивчення багатофазових включень у мінералах. Київ: Видавництво АН УРСР.

Ковалевич, В. М. (1978). Физико-химические условия формирования солей Стебникского калийного месторождения. Киев: Наукова думка.

Кореневский, С. М., Захарова, В. М., & Шамахов, В. А. (1977). Миоценовые галогенные формации предгорий Карпат. Ленинград: Недра.

Петриченко, О. Й. (1973). Методи дослідження включень у мінералах галогенних порід. Kиїв: Наукова думка.

Петриченко, О. Й. (1988). Физико-химические условия осадкообразования в древних солеродных бассейнах. Киев: Наукова думка.

Сидор, Д. В., Галамай, А. Р., & Мeng, F. (2018). Піротинова мінералізація у галогенних відкладах Верхньокамського родовища калійно-магнієвих солей (термобарогеохімічні дослідження). Мінералогічний збірник, 68(2), 52–61.

Хрущов, Д. П. (1980). Литология и геохимия галогенных формаций Предкарпатского прогиба. Киев: Наукова думка.

Шанина, С. Н., Сокерина, Н. В., Галамай, А. Р., Леденцов, В. Н., & Оносов, Д. В. (2014). Определение температур гомогенизации включений в галите Якшинского месторождения. Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН, 8, 3–6.

Acros, D., & Ayora, C. (1997). The use of fluіd іnclusіons іn halіte as envіronmental thermometer: an experіmental study. In XІV ECROFІ: proceedings of the XIVth European Current Research on Fluid Inclusions (Nancy, France, July 1–4, 1997) (pp. 10–11). CNRS-CREGU.

Benison, K. C., & Goldstein, R. H. (1999). Permian paleoclimate data from fluid inclusions in halite. Chemical Geology, 154(1–4), 113–132. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(98)00127-2

Galamay, A. R., Bukowski, K., Sydor, D. V., & Meng, F. (2020). The ultramicrochemical analyses (UMCA) of fluid inclusions in halite and experimental research to improve the accuracy of measurement. Minerals, 10(9), 823. https://doi.org/10.3390/min10090823

Galamay, A. R., Meng, F., Bukowski, K., Lyubchak, A., Zhang, Y., & Ni, P. (2019). Calculation of salt basin depth using fluid inclusions in halite from the Ordovician Ordos Basin in China. Geological Quarterly, 63(3), 619–628. https://doi.org/10.7306/gq.1490

Kovalevych, V., Paul, J., & Peryt, T. M. (2009). Fluid inclusions in the halite from the Röt (Lower Triassic) salt deposit in Central Germany: evidence for seawater chemistry and conditions of salt deposition and recrystallization. Carbonates and Evaporates, 24(1), 45–57. https://doi.org/10.1007/BF03228056

Lowenstein, T. K., Li, J., & Brown, C. B. (1998). Paleotemperatures from fluid inclusions in halite: method verification and a 100,000 year paleotemperature record, Death Valley, CA. Chemical Geology, 150(3–4), 223–245. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(98)00061-8

Meng, F., Ni, P., Schiffbauer, J. D., Yuan, X., Zhou, C., Wang, Y., & Xia, M. (2011). Ediacaran seawater temperature: Evidence from inclusions of Sinian halite. Precambrian Research, 184(1–4), 63–69. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2010.10.004

Meng, F., Zhang, Y., Galamay, A. R., Bukowski, K., Ni, P., Xing, E., & Ji, L. (2018). Ordovician seawater composition: evidence from fluid inclusions in halite. Geological Quarterly, 62(2), 344–352. https://doi.org/10.7306/gq.1409

Roberts, S. M., & Spencer, R. J. (1995). Paleotemperatures preserved in fluid inclusions in halite. Geochimica et Cosmochimica Acta, 59(19), 3929–3942. https://doi.org/ 10.1016/0016-7037(95)00253-V

Sirota, I., Enzel, Y., & Lensky, N. G. (2017). Temperature seasonality control on modern halite layers in the Dead Sea: In situ observations. GSA Bulletin, 129(9–10), 1181–1194. https://doi.org/10.1130/B31661.1

Warren, J. K. (2006). Evaporites: Sediments, Resources and Hydrocarbons. Springer Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/3-540-32344-9

Xu, Y., Liu, C., Cao, Y., & Zhang, H. (2018). Quantitative temperature recovery from middle Eocene halite fluid inclusions in the easternmost Tethys realm. International Journal of Earth Sciences, 108, 173–182. https://doi.org/10.1007/s00531-018-1648-0

Zambito, J. J., & Benison, K. C. (2013). Extremely high temperatures and paleoclimate trends recorded in Permian ephemeral lake halite. Geology, 41(5), 587–590. https://doi.org/10.1130/G34078.1

Zhang, H., Lü, F., Mischke, S., Fan, M., Zhang, F., & Liu, C. (2017). Halite fluid inclusions and the late Aptian sea surface temperatures of the Congo Basin, northern South Atlantic Ocean. Cretaceous Research, 71, 85–95. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2016.11.008

Zhao, Х., Zhao, Y., Wang, M., Hu, Y., Liu, C., & Zhang, H. (2022). Estimation of the ambient temperatures during the crystallization of halite in the Oligocene salt deposit in the Shulu Sag, Bohaiwan Basin, China. Minerals, 12(4), 410. https://doi.org/10.3390/min12040410

---

Головна > Архів > №4 181 (2019) > 78-95

---

Geology & Geochemistry of Combustible Minerals No. 4 (181) 2019, 78-95.

https://doi.org/10.15407/ggcm2019.04.078

Анатолій Галамай, Дарія Сидор

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів,
е-mail: galamaytolik@ukr.net

Fanwei Meng

State Key Laboratory of Paleobiology and Stratigraphy, Nanjing Institute of Geology and Paleontology, CAS, Nanjing 210008, China,
e-mail: mengfanwei2004@hotmail.com

Yongsheng Zhang

Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China

---

Анотація

Досліджено флюїдні включення галіту морських середньоордовицьких відкладів формації Mейагоу басейну Ордос (Китай). Хімічний склад розчинів флюїдних включень вивчено з допомогою ультрамікрохімічного методу, температура гомогенізації газово-рідких включень визначена в спеціальній термокамері, розробленій В. А. Калюжним. Встановлено, що температури гомогенізації первинних і ранньодіагенетичних флюїдних включень подібні та становлять 58–72 °С. Про збереження цілісності первинних флюїдних включень галіту свідчить однаковий хімічний склад їхніх розсолів, який відрізняється від хімічного складу розсолів вторинних включень. Седиментаційні розсоли басейну були сконцентровані до середніх етапів галітової стадії і характеризують морську воду Na-K-Mg-Ca-Cl типу. Хімічний склад згущеної морської води, з якої відбувалася кристалізація галіту в ордовицькому басейні Ордос, за винятком вмісту йона кальцію, близький за складом до морської води басейнів кембрійського і силурійського періодів. Проведені дослідження та аналіз раніше опублікованого фактичного матеріалу щодо евапоритів нижнього палеозою дозволяють дійти висновку про дещо знижений у розсолах нижньопалеозойських басейнів вміст магнію, ніж у сучасній морській воді відповідної концентрації, та вищий у них вміст іона калію, ніж у розсолах басейнів більш пізніх періодів.

Ключові слова

галіт, первинні включення, температура гомогенізації, морська вода.

Використані літературні джерела

Валяшко, М. Г. (1962). Закономерности формирования месторождений солей. Москва: Издательство Московского университета.

Виноградов, А. П., Ронов, А. Б. (1956). Эволюция химического состава глин Русской платформы. Геохимия, 2, 3–18.

Гаррелс, Р., Маккензи, Ф. (1974). Эволюция осадочных пород. Москва: Мир.

Гончаренко, Г. А., Московский, О. П. (2004). Особенности эволюции состава морских растворов в фанерозое. Вестник Воронежского университета. Геология, 2, 48–62.

Жарков, М. А., Жаркова, Т. М., Мерзляков, Г. А. (1978). К проблеме эволюции солевого состава вод Мирового океана. Геология и геофизика, 3, 3–18.

Калюжный, В. А. (1982). Основы учения о минералообразующих флюидах. Киев: Наукова думка.

Koвалевич, В. М. (1978). Физико-химические условия формирования солей Стебникского калийного месторождения. Киев: Наукова думка.

Ковалевич, В. М. (1990). Галогенез и химическая эволюция океана в фанерозое. Киев: Наукова думка.

Ковалевич, В. М., Вовнюк, С. В. (2010). Вековые вариации химического состава рассолов морских эвапоритовых бассейнов и вод мирового океана. Литология, 4, 95–109.

Матухин, Р. Г., Петриченко, О. Й., Соколов, П. Н. (1985). Газово-жидкие включения в галите как показатель условий формирования девонских соленосных отложений Сибири. В Литолого-фациальные и геохимические проблемы соленакопления (с. 194–203). Москва: Наука.

Петриченко, О. Й. (1973). Методи дослідження включень у мінералах галогенних порід. Київ: Наукова думка.

Петриченко, О. Й. (1989). Эпигенез эвапоритов. Киев: Наукова думка.

Страхов, Н. М. (1962). Основы теории литогенеза (Т. 3). Москва: АН СССР.

Acros, D., & Ayora, C. (1997). The use of fluid inclusions in halite as environmental thermometer: an experimental study. In XIV ECROFI (pp. 10–11). Nancy.

Bao, H. P., Yang, C. Y., & Huang, J. S. (2004). “Evaporation drying” and “reinfluxing and redissolving”– a new hypothesis concerning formation of the Ordovician evaporites in eastern Ordos Basin. Journal of Palaeogeography, 6, 279–288. [in Chinese with English abstract].

Berner, R. A., Vandenbrooks, J. M., & Ward, P. D. (2007). Oxygen and evolution. Science, 316, 557–558.

Brennan, S. T., & Lowenstein, T. K. (2002). The major-ion composition of Silurian seawater composition. Geochimica et Cosmochimica Acta, 6, 2683–2700.

Claypool, G. E., Holser, W. T., Kaplan, І. R., Sakaі, H., & Zak, І. (1980). The age curves of sulfur and oxygen іsotopes іn marіne sulfate and theіr mutual іnterpretatіon. Chem. Geol., 28, 199–260.

Das, N., Horita, J., & Holland, H. D. (1990). Chemistry of fluid inclusions in halite from the Salina Group of the Michigan Basin: Implications of Late Silurian seawater and the origin of Sedimentary brines. Geochimica et Cosmochimica Acta, 54, 319–327.

Demicco, R. V., Lowenstein, T. K., Hardie, L. A., & Spencer, R. J. (2005). Model of seawater composition for the Phanerozoic. Geology, 33 (11), 877–880.

Eugster, H. P., Harvie, C. E., & Weare J. H. (1980). Mineral equilibria in a sixcomponent seawater system, Na-K-Mg-Ca-SO₄-Cl-H₂O, at 25 ºС. Geochimica et Cosmochimica Acta, 44, 1335–1347.

Feng, Z. Z., Zhang, Y. S., & Jin, Z. K. (1998). Type, origin, and reservoir characteristics of dolostones of the Ordovician Majiagou Group, Ordos, North China platform. Sedimentary Geology, 118, 127–140.

Fox, J. S., & Videtich, P. E. (1997). Revised estimate of δ³⁴S for marine sulfates from the Upper Ordovician: data from the Williston Basin, North Dakota, USA. Applied Geochemistry, 12, 97–103.

Galamаy, A. R., & Bukowski, K. (2011). Skład chemiczny badeńskich solanek z pierwotnych ciekłych inkluzji w halicie, basen Zakarpacki (Ukraina). Geologia (kwart. AGH), 37 (2), 245–267.

Geological Survey of Western Australia. Petroleum Operations Division. & Western Australia. Department of Industry and Resources. (2004). Summary of petroleum prospectivity onshore Western Australia and State waters 2004: Bonaparte, Canning, Officer, Perth, Southern Carnarvon and Northern Carnarvon Basins : 2003. Geological Survey of Western Australia.

Hardie, L. A. (1996). Secular variation in seawater chemistry: An explanation for the coupled secular variation in the mineralogies of marine limestones and potash evaporites over the past 600 m. y. Geology, 24, 279–283.

Holdoway, K. A. (1974). Behavior of fluid inclusions in salt during heating and irradiation. In Fourth International Symposium on salt (Vol. 1, pp. 303–312). Cleveland Ohio: Northern Ohio Geological Society.

Holland, H. D. (2003). The geologic history of seawater. Treatise on Geochemistry, 6, 583–625.

Horita, J., Zimmermann, H., & Holland, H. D. (2002). Chemical evolution of seawater during the Phanerozoic: Implications from the record of marine evaporites. Geochimica et Cosmochimica Acta, 66, 3733–3756.

Kovalevich, V. M., Peryt, T. M., & Petrichenko, O. I. (1998). Secular variation in seawater chemistry during the Phanerozoic as indicated by brine inclusions in halite. Geology, 106, 695–712.

Kovalevych, V. M., Peryt, T. M., & Dzhinoridze, N. M. (2003). Chemical characteristics of seawater in the Early Cambrian: results of a fluid-inclusion study of halite from the Tyret’ Deposit (East Siberia). In D. G. Eliopoulos et al. (Eds). Mineral Exploration and Sustainable Development (pp. 693–695). Rotterdam: Millpress.

Kovalevych, V. M., Peryt, T. M., Zang, W., & Vovnyuk, S. V. (2006). Composition of brines in halite-hosted fluid inclusions in the Upper Ordovician, Canning Basin, Western Australia: new data on seawater chemistry. Terra Nowa, 18 (2), 95–103.

Кovalevych, V. M., & Vovnyuk, S. V. (2010). Fluid inclusions in halite from marine salt deposits: are they real micro-droplets of ancient sea water? Geological Quarterly, 54 (4), 401–410.

Kovalevych, V. M., Zang, W-L., Peryt, T. M., Khmelevska, O. V., Halas, S., Iwasinska-Budzyk, I. … Heithersay, P. S. (2006). Deposition and chemical composition of Early Cambrian salt in the eastern Officer Basin, South Australia. Australian Journal of Earth Sciences, 53, 577–593.

Large, R. R., Mukherjee, I., Gregory, D., Steadman, J., Corkrey, R., & Danyushevsky, L. V. (2019). Atmosphere oxygen cycling through the Proterozoic and Phanerozoic. Mineralium Deposita, 54, 485–506. https://doi.org/10.1007/s00126-019-00873-9

Lenton, T. M., Daines, S. J., & Mills, B. J. W. (2018). COPSE reloaded: an improved model of biogeochemical cycling over Phanerozoic time. Earth-Science Reviews, 178, 1–28.

Li, R. X., Guzmics, T., Liu, X. J., & Xie, G. C. (2011). Migration of immiscible hydrocarbons recorded in calcite-hostedfluid inclusions, Ordos Basin: a case study from Northern China. Russian Geology and Geophysics, 52, 1491–1503.

Lowenstein, T. K., & Timofeeff, M. N. (2008). Secular variations in seawater chemistry as a control on the chemistry of basinal brines: test of the hypothesis. Geofluids, 8, 77–92.

Lowenstein, T. K., Timofeeff, M. N., Kovalevych, V. M., & Horita, J. (2005). The major-ion composition of Permian seawater. Geochimica et Cosmochimica Acta, 69 (7), 1701–1719.

McCaffrey, M. A., Lazar, B., & Holland, H. D. (1987). The evaporation path of seawater and the coprecipitation of Br and K with halite. Journal of Sedimentary Petrology, 57, 928–937.

Ogg, J. G., Scotese, C. R., Hou, M., Chen, A., Ogg, G. M., & Zhong, H. (2019). Global Paleogeography through the Proterozoic and Phanerozoic: Goals and Challenges.Acta Geologica Sinica (English Edition), 93 (1), 59–60.

Petrychenko, O. Y., Peryt, T. M., & Chechel, E. I. (2005). Early Cambrian seawater chemistry from fluid inclusions in halite from Siberian evaporates. Chem. Geol., 219, 149–161.

Roedder, E. (1984). The fluids in salt. Am. Mineralogist, 69, 413–439.

Scotese, C. R. (2014). Atlas of Silurian and Middle-Late Ordovician Paleogeographic Maps (Mollweide Projection). (Maps 73–80, Vol. 5). The Early Paleozoic, PALEOMAP Atlas for ArcGIS, PALEOMAP Project, Evanston, IL.

Wang, B. Q., & Al-Aasm, I. S. (2002). Karst-controlled diagenesis and reservoir development; example from the Ordovician mainreservoir carbonate rocks on the eastern margin of the Ordos basin, China. AAPG Bulletin, 86, 1639–1658.

Yang, Y., Li, W., & Ma, L. (2005). Tectonic and stratigraphic controls of hydrocarbon systems in the Ordos basin: a multicycle cratonic basin in central China. AAPG Bulletin, 89, 255–269.