Практикум содержит объяснения решения и задания к задачам по основным разделам теоретической и прикладной гидрогеохимни: химическому анализу подземных водг составлению гидрогеохимических карт, определению миграционных параметров, статистическому анализу гидрогеохимпческнх данных, классифицированию подземных вод по химическому составу. Включены сведения о компонентном составе подземных вод, методике и принципах гидрогеохимнчсскога районированиия.

В сборнике опубликованы материалы, представленные для международного совещания «Взаимосвязь между тектоникой, сейсмичностью, магмообразованием и извержениями вулканов в вулканических дугах». Это совещание является логическим продолжением сложившейся в последние годы традиции организации научных встреч по проблемам, связанным с изучением процессов субдукции в Японской, Курило-Камчатской и Алеутской островных дугах. География представительства участников значительно расширилась по сравнению с предыдущими совещаниями: опубликованы работы ученых из России, США, Японии, Германии, Чехии, Италии, Мексики, Канады, Великобритании и Кореи. Публикуемые материалы представлены на три научных сессии: «Активный вулканизм», «Геодинамика, тектоника, петрология, геохимия, процессы магмообразования» и «Проблемы сейсмичности Дальнего Востока и Восточной Сибири». In this book we publish proceedings of the IV international workshop Linkages among tectonics, seismicity, magma genesis, and eruption in volcanic arcs. This workshop is a sequential biennial meeting focused on subduction processes emphasizing the Japan-Kurile-Kamchatka-Aleutian Arcs. Geography of the foreign participants has grown considerably from previous workshops: registered participants include scientists from Russia, the USA, Japan, Germany, Czech Republic, Italy, Mexico, Canada, Great Britain and Korea. This volume contains the abstracts covering three scientific sessions on Active volcanism; Geodynamics, tectonics; geochemistry, petrology and magma generation; and Problems of seismicity of the Far East and East Siberia. Четвертое Международное совещание по Курило-Камчатской-Алеутской вулканическим дугам, являющимися одними из наиболее активных вулканических областей в Северотихоокеанском регионе в зоне перехода океан-континент, будет проходить 21-27 августа в Петропавловске-Камчатском, Россия. Основные темы для рассмотрения: геодинамика Японской, Курило-Камчатской и Алеутской вулканических дуг; магмообразование и тектоника; сейсмичность зон субдукции; механизм вулканических извержений; сейсмичность вулканов и вулканоопасность; проблемы сейсмичности Дальнего Востока и Восточной Сибири. Дополнительно будут рассмотрены вопросы по конкретным направлениям международного сотрудничества: извержения вулканов и недавние сильные землетрясения; мониторинг по дистанционным данным (спутники); вулканическая и тектоническая деформации. Первое совещание по этим проблемам было проведено в 1998 году в Петропавловске-Камчатском, которое определило направление международного сотрудничества между учеными России, США и Японии по изучению особенностей зон субдукции, их влияния на вулканизм, тектонику и сейсмичность. Понимание этих особенностей и взаимосвязей позволит в дальнейшем развивать модели процессов, происходящих в зонах субдукции. Междисциплинарный и международный характер совещания собирает вместе ученых из различных областей науки и из разных стран. Объединение многочисленных геофизических методов в этой уникальной природной лаборатории позволит более эффективно контролировать и снижать вулканическую и тектоническую опасность. По инициативе ведущих ученых Камчатки (Россия), Аляски (США) и Хоккайдо (Япония) подобные совещания проводятся каждые два года по принципу очередности (Петропавловск-Камчатский, Камчатка,1998; Саппоро, Хоккайдо, 2000; Фэрбенкс, Аляска, 2002). Настоящее Совещание будет проходить в Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, который был создан 20 апреля 2004 г. путем объединения Института вулканологии ДВО РАН и Института вулканической геологии и геохимии ДВО РАН. На три сессии (активный вулканизм; геодинамика, тектоника, геохимия, петрология и магмообразование; проблемы сейсмичности Дальнего Востока и Восточной Сибири) представлено более 130 докладов, в том числе 33 от иностранных и 84 от отечественных участников. Кроме этого, 15 докладов представлены в соавторстве между российскими и зарубежными учеными, что указывает на возросший уровень сотрудничества. География представительства зарубежных участников значительно расширилась по сравнению с предыдущими совещаниями. Это Россия, США, Япония, Германия, Чехия, Италия, Мексика, Канада, Великобритания, Корея. В подготовке Совещания активное участие приняла Камчатская опытно-методическая сейсмологическая партия Геофизической службы РАН, которая провела основную работу по организации сессии «Проблемы сейсмичности Дальнего Востока и Восточной Сибири», которая представляет традиционное региональное Совещание сейсмологов.

В монографии рассмотрены проблемы интерпретации вторичных литохимических аномалий скрытого и слабоэродированного оруденения, разработаны критерии оценки аномалий и намечены перспективы дальнейшего совершенствования методов поисков по вторичным ореолам, имеющие важное теоретическое и практическое значение.

На современном уровне дано краткое изложение теоретических основ общей и прикладной геохимии. Последовательно рассмотрены злектронное строение атомов, химические элементы, стабильные и радиоактивные изотопы, методы определения абсолютного возраста минералов и пород. Отдельные главы посвящены термодинамике, гидрогеохимии, кристаллохимии, органическом геохимии, геохимии осадочных, интрузивных и метаморфических горных пород.

Для геохимиков, минералогов, петрографов и других специалистов, занимающихся изучением природных геологических объектов. Можетг быть полезна преподавателям п студентам вузов геологического профиля.

Изложены основные разделы классической геохимии: строение и химический состав Земли, учение о кларках, природа и энергетика геохимических процессов магматизма, литогенеза и метаморфизма, а также общая характеристика геохимии литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы. Дана характеристика важнейших астрофизических открытий последних десятилетий. Показаны  последствия  антропогенных  изменений  в геосферах Земли.

Для студентов геологических специальностей вузов.

На основании анализа геохимических данных, полученных для высокоуглеродистых сланцев тимской свиты Тим-Ястребовской структуры, проведена реконструкция состава и природы их протолита. Установлено, что сланцы представляют собой переотложенные и метаморфизованные продукты докембрийских кор выветривания, образование которых происходило за счет размыва постархейских пород преимущественно гранитоидного состава на небольших глубинах морского бассейна без доступа кислорода в условиях гумидного климата. В процессе пристального изучения высокоуглеродистых сланцев Тим-Ястребовской структуры ВКМ авторами данной статьи был получен ряд важнейших петрохимических данных, анализ которых позволяет провести реконструкции условий осадконакопления и восстановления природы протолита. Особое внимание нами было уделено анализу содержаний редкоземельных элементов и некоторых связанных с ними индикаторных отношений, рассчитанных по другим микроэлементам. Это обусловлено тем, что редкоземельные элементы являются относительно инертными и их распределение не претерпевает существенных изменений в процессах седиментации, литогенеза и метаморфизма, и осадочные толщи даже в условиях высоких давлений и температур наследуют геохимические особенности, свойственные исходным породам в области эрозии [1] Цель настоящей статьи – на основе изучения новой геохимической информации по высокоуглеродистым сланцам Тим-Ястребовской структуры Воронежского кристаллического массива восстановить состав и основные черты формирования их протолита, реконструировать геодинамические особенности обстановок накопления осадка. рц-слюдистые сланцы – самый распространенный тип пород на территории Тим-Ястребовской структуры. Тим-Ястребовская структура является одной из наиболее крупных палеопротерозойских синформ в пределах ВКМ. Ее протяженность с северо-запада на юго-восток составляет 130 км при ширине 10–30 км, глубина заложения по геофизическим данным оценивается в 5–8 км. В геодинамическом отношении структура представляет собой внутриконтинентальный рифт, заложившийся в палеопротерозое на неоархейской протоплатформе. В геологическом строении Тим-Ястребовской структуры и ее обрамления принимают участие образования архея и палеопротерозоя. Архейские породы слагают обрамление Тим-Ястребовской структуры и представлены мощными толщами высокометаморфизованных осадочных и вулканогенно-осадочных образований обоянского комплекса и михайловской серии. Сама Тим-Яс-Геохимия высокоуглеродистых сланцев Тим-Ястребовской структуры (Воронежский кристаллический массив) требовская структура выполнена палеопротерозойскими породами курской и перекрывающей ее оскольской серии.

Химические элементы и их соединения являются структурной основой мироздания. В живых организмах некоторые из них выполняют физиологическую функцию. Избыток или недостаток их приводит к формированию биогеохимических эндемий, нарушению обменных процессов, формированию различных заболеваний у растений, животных и человека. Решение экологических проблем невозможно без получения полной информации о каждом химическом элементе, что восполняется в справочном пособии. В нем в определенной последовательности рассматривается информация о тех свойствах химических элементов, которые связаны с миграцией, концентрацией или рассеиванием их, закономерностях формирования месторождений, приводятся научно обоснованные сведения о влиянии их на возникновение заболеваний, вызванных геохимическим фактором, токсичные дозы, растения концентраторы элементов. Практические аспекты справочного пособия знакомят читателя с аналитической химией элементов, геохимическим картографированием территории, методами поисков полезных ископаемых, особенностями геохимии Беларуси. Кларки (среднее содержание химических элементов) в приложении дают представление об оптимальном содержании химических элементов. Они используются для объективной оценки содержания элементов в природных средах путем сравнения полученных данных с ними. Специалисты и читатели, которых интересует проблемы геохимической экологии, связанной с разработкой мероприятий по созданию оптимальных условий жизни человека и поисками месторождений полезных ископаемых, получат в справочном пособии полезную для себя в практическом отношении информацию. Автор благодарен официальным и неофициальным рецензентам за ценные замечания и предложения: академику А.А. Махначу, доктору геолого-минералогических наук М.Г. Ясовееву, кандидатам геолого-минералогических наук О.В. Лукашеву, Л.И. Мурашко, В.В. Коцур, профессору Е.Н. Мешечко, старшему преподавателю Н.Ф. Гречаник. Посвящается памяти друзей по учебе и работе: доктору филологических наук В.У. Протченко, кандидату химических наук З. Мачионису, кандидату экономических наук В.С. Емелину.

В работе излагается теория геохимической миграции, обусловленной фильтрацией и диффузией с учетом взаямодействия мигрирующих веществ с породами и друг с другом. Даются аналитические решения задачи геохимической миграции в следующих случаях: 1) диффузия вещества без учета взаимодействия с вмещающими породами, 2) диффузия с учетом сорбции и ионного обмена, 3) диффузия с учетом химических реакций, 4) фильтрация без учета взаимодействия с вмещающими породами, 5) фильтрация с учетом сорбции и ионного обмена, 6) фильтрация с учетов химических реакций мигрирующего вещества с породами. Пользуясь полученными уравнениями, можно рассчитать дальность миграции веществ залежи, количество мигрировавших за определенное время веществ и закон распределения веществ в пространстве над залежью, если известны конетанты равновесия и скоростей процессов взаимодействия веществ о породили, коэффициенты диффузии и скорости фильтрации. На основе полученных результатов теоретически обосновывается эмпирический принцип дифференциальной подвижности веществ в земной коре, сформулированный Д. С. Коржинским, Развитая теория применяется для описания формирования геохимических: ореолов, гидротермальных: руд и нефтяных залежей.

Диффузия сопровождается сорбцией или ионным обменом веществ со средой. Получено распредечение аномальных концентраций над бесконечной и конечной залежами, над линейными и точечным источниками диффундирующего вещества. Приведены экспериментальные результаты по изучению кинетики ионного обмена на породах, фильтрации, полученные   авторами.   Обсуждается   концепция   «фильтрационного   эффекта».

В книге сведены основные результаты исследований по диффузии веществ в породах, равновесию, кинетике и динамике процессов взаимодействия веществ с породами, выполненных в GGGP и за границей.

В данном лекционном курсе рассмотрены основные промышленные типы месторождений металлических полезных ископаемых. Для каждого вида даны общие сведения, области применения и требования промышленности к качеству, охарактеризованы основные геолого-промышленные типы месторождений металлических полезных ископаемых. Для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых» и "Прикладная геохимия, петрография и минералогия". Промышленное месторождение – это участок земной коры, в котором в результате геологических процессов произошло накопление минерального вещества, отвечающего современным требованиям промышленности по качеству и количеству запасов, технологическим свойствам, горно-техническим условиям, и экономически выгодного для эксплуатации. Промышленные типы это основные "поставщики" данного вида минерального сырья в мировом балансе или в масштабе страны. Рудопроявление - недостаточное по запасам или качеству скопление полезного ископаемого в земной коре, технологически, горно-технически или экономически невыгодное для разработки. Месторождения рудных (металлических) полезных ископаемых это: виды минерального сырья, которые перерабатываются плавкой, гидрометаллургическим или иным способом с целью извлечения металлов. Они являются объектами переработки черной и цветной металлургии. В учебном курсе дан обзор месторождений по металлам. Разделы курса освещают промышленные типы черных, цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов, в которых описаны месторождения 56 металлов и их сообществ. В недрах 130 стран общие запасы железных руд оцениваются в 340 млрд т. Наибольшими запасами обладают Россия, Бразилия, Австралия, Украина, Канада и США (50-25 млрд т). Железные руды добывают 55 стран, наибольшую добычу осуществляют Бразилия, Китай, Австралия, Россия, Украина, Индия, США, Канада и ЮАР (от 160 до 28 млн т в год). К уникальным относятся месторождения железных руд с запасами в миллиарды тонн, к крупным и средним - в сотни миллионов тонн, к мелким - в десятки миллионов тонн. Уникальные месторождения насчитываются десятками, крупные - сотнями, мелкие - тысячами. Цена товарной крупнокусковой железной руды (65 % Fe) в марте 2008 г составляла около 50-55 дол/т с доставкой в порт назначения.

В познании законов образования и эволюции Земли геохимические исследования, согласно определению основоположников геохимии в России В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана, призваны реконструировать геологическую историю химических элементов и их ассоциаций в минералах, горных породах и земных оболочках. Достижение этой цели в теоретическом плане обеспечивает понимание поведения (рассеивания, концентрирования) химических элементов в различных геологических, по существу химических и/или физико-химических процессах минерало-, породо- и рудообразования, в прикладном плане – получение данных для разработки прогнозно-поисковых критериев оруденения разного происхождения, в частности, гидротермального. Создание достоверного знания условий концентрирования рудогенных элементов в рудных районах и рудных полях составляет приоритетную сферу интересов геохимии, получившей статус поисковой. Исторически сложилось так, что применяемые формализованные методы поисковой геохимии, ориентированные на расчеты и использование различных параметров распределения химических элементов в земной коре для поисков и оценки промышленного оруденения, обладают ограниченными возможностями в том, что касается генетической интерпретации структуры наблюдаемых крупнообъемных геохимических полей и аномалий в их составе. Методами поисковой геохимии оценивается, например, современный (итоговый) геохимический облик горных пород без учета вклада сменявших один другой во времени геологических процессов на предшествующих этапах их геологической истории. О том, какие это создает трудности в решении ключевой проблемы гидротермального рудообразования – проблемы источников рудного вещества, можно судить на примере крупных и уникальных хорошо изученных золотых месторождений, локализованных в толщах углеродистых терригенных сланцев осадочных бассейнов. О существовании этих трудностей свидетельствует многообразие представлений о происхождении месторождений «сланцевого типа» в рамках гранитогенной, базальтогенной, метаморфогенной и полигенной гипотез, конкурирующих между собой в приложении к одному и тому же месторождению, например, Сухому Логу в Ленском районе. Гипотезы магматогенного гидротермального рудообразования предполагают генерацию металлоносных флюидов в коровых очагах кислой магмы [2, 7, 20 и др.] или в мантийных очагах умеренно щелочных базальтовых расплавов [13, 17, 18 и др.]. Со времени возрождения в шестидесятых годах идей старой, начала XX века, литораль-секреционной гипотезы рудообразования месторождения в сланцах сторонниками метаморфогенной гипотезы противопоставляются магматогенным, – их формирование связывают с извлечением металлов, прежде всего золота, из горных пород в областях выноса растворами разного происхождения, транспортировку и отложение их в дренирующих структурах в областях привноса [3, 6, 14, 16 и др.]. В последнее время обсуждается вероятность многоэтапного концентрирования металлов при их преобладающе породных источниках в рамках полигенной гипотезы [12 и др.] и допускается множественность источников золота, сосредоточенного в рудах одного месторождения, включая мантийный субстрат, коровые расплавы и горные породы [11, 15, 18]. Идея, которая вызвала к жизни сначала литораль-секреционную, а после полувекового перерыва, заполненного господством магматогенных гидротермальных гипотез, – метаморфогенную и полигенную гипотезы, заключается в представлении о повышенных или высоких дорудных содержаниях золота в сланцах как обязательной предпосылке рудообразования. На эту идею опирается вывод, согласно которому промышленные месторождения золота образуются в сланцевых толщах, обогащенных против кларка металлом на этапе седиментации или предшествующего рудообразованию регионального зонального метаморфизма. Один из ранних вариантов метаморфогенной гипотезы, в частности, предполагал вынос золота из зон высокотемпературного регионального ультраметаморфизма в низкотемпературные зоны зеленосланцевой фации, где и происходило концентрирование металла [3]. Сторонники идеи сопряженного формирования областей выноса-привноса металлов в гидротермальных процессах ограничиваются и субкларковыми их содержаниями в породах-донорах [14, 16, 22].