Углеводороды во флюидных включениях самородного железа сибирских траппов (интрузия Хунгтукун, Россия) по данным беспиролизной газовой хромато-масс-спектрометрии

Abstract

Актуальность исследования определяется необходимостью получения фактических данных по составу летучих в процессах формирования самородного железа на крупнейшем в мире уникальном Хунгтукунском рудопроявлении. Полученные новые данные могут быть использованы для корректировки целостной модели рудообразования региона. Цель: определить состав флюида, законсервированного в виде флюидных включений в самородном железе и сосуществующей силикатной части. Объект: интрузия Хунгтукун в траппах Сибирской платформы. Методы: состав железа и силикатной части изучен методом микрорентгеноспектрального анализа, валовый состав флюида проанализирован методом беспиролизной газовой хромато-масс-спектрометрии (GC-MS) с ударным разрушением образца. Результаты и выводы. Впервые приведены оригинальные результаты GC-MS анализа по составу флюидов, извлеченных при одноактном ударном разрушении из самородного железа и ассоциирующего с ним силикатного стекла. Установлено резкое различие между ними. Летучие в самородном железе преимущественно углеводородные, причем именно алканового типа, их содержание составляет 90,5 отн. %. Газовая составляющая флюида, извлеченная из силикатной части, имеет водно-углекислотный состав c примесью углеводородов, S- и N-содержащих соединений. В ней преобладает вода с концентрацией более 94,6 отн. %. В газовых экстрактах самородного железа обнаружены 172, а в силикатной части 155 индивидуальных компонентов. На основании этих данных впервые показано, что флюиды в самородном железе, силикатной части представляют сложную многокомпонентную минералообразующую систему. Кроме аргона, воды, углекислоты, S- и N-содержащих соединений обнаружены представители 12 классов соединений для силикатной части и 9 для самородного железа. В их число вошли бескислородные алифатические и циклические углеводороды (парафины, олефины, циклические алканы (нафтены) и алкены, арены, полициклические ароматические углеводороды), кислородсодержащие углеводороды (спирты, эфиры, фураны, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты). Обилие алканов, изоалканов и разветвленных алканов, их ограниченный додеканом ряд в полученных результатах GC-MS анализов летучих из самородного железа интерпретированы протеканием реакции типа Фишера-Тропша при кристаллизации железа и захвате во включения сосуществующей газовой фазы

Relevance. Need to obtain factual data on the composition of volatiles in native iron formation at the world largest unique Khungtukun ore occurrence. The new data obtained can be used to adjust the integral model of ore formation in the region. Aim. To determine the composition of the fluid preserved in the form of fluid inclusions in native iron and the coexisting silicate part. Object. Khungtukun intrusion in the traps of the Siberian platform. Methods. The composition of iron and the silicate part was studied by the method of micro-X-ray spectral analysis, the bulk composition of the fluid was analyzed by the method of pyrolysis-free gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) with impact destruction of the sample. Results and conclusions. Original results of GC-MS analysis are presented on the composition of fluids extracted during a single-act impact destruction from native iron and associated silicate glass. A sharp difference between them was established. Volatiles in native iron are predominantly hydrocarbon, specifically of the alkane type, their content is 90.5 rel. %. The gas component of the fluid extracted from the silicate part has a water-carbon dioxide composition with an admixture of hydrocarbons, S- and N-containing compounds. Water predominates in it with a concentration of more than 94.6 rel. %. In gas extracts of native iron, 172 individual components were found, and in the silicate part, 155. Based on these data, it was shown that fluids in native iron and the silicate part represent a complex multicomponent mineral-forming system. In addition to argon, water, carbon dioxide, S- and Ncontaining compounds, representatives of 12 classes of compounds for the silicate part and 9 for native iron were found. These included oxygen-free aliphatic and cyclic hydrocarbons (paraffins, olefins, cyclic alkanes (naphthenes) and alkenes, arenes, polycyclic aromatic hydrocarbons), oxygenated hydrocarbons (alcohols, ethers, furans, aldehydes, ketones, carboxylic acids). The abundance of alkanes, isoalkanes and branched alkanes, their dodecane-limited series in the obtained results of GC-MS analyses of volatiles from native iron are interpreted by the occurrence of a Fischer-Tropsch type reaction during iron crystallization and capture of the coexisting gas phase into inclusions