Mineralogy and Geochemistry of Mud Volcanic Ejecta: A New Look at Old Issues (A Case Study from the Bulganak Field, Northern Black Sea)

Abstract

We characterise the mineralogy and geochemistry of Oligo-Miocene Maykopian shales that are currently extruded by onshore mud volcanoes of the Kerch-Taman Province (the Northern Black Sea) from the depths of ~2.5–3 km. The ejected muds are remarkable by highly diverse authigenic mineralogy that comprises glauconite, apatite, siderite, mixed Fe–Mg–Mn–(Ca) and Mn–Ca–Fe-carbonates, pyrite, marcasite, sphalerite, cinnabar, chalcopyrite, nukundamite, akantite, native Cu, Au and Au–Ag alloys. Precise geochemical techniques and high-resolution methods are applied to study the composition of bulk rocks, sulphide and carbonate fractions, as well as individual mineral species, including trace element and isotopic compositions of carbonates (C, O) and pyrite (S). Mineralogy of clastic and heavy fractions is used as a provenance tracer. Oxygen-deficient to weakly sulphuric deposition conditions are inferred for the parent sediments proceeding from trace element partitioning between carbonate, sulphide, and metallic phases. The main conclusion of the study is that onshore mud volcanoes of the region only transport buried sedimentary material and authigenic minerals they store to the ground surface.

C- and N-Bearing Species in Reduced Fluids in the Simplified C–O–H–N System and in Natural Pelite at Upper Mantle P–T Conditions

“…The starting materials used to study C-and N-bearing species in the fluids equilibrated with muscovite (Table 2), natural Maykop Fm. shale (Taman Peninsula, Russia; hereafter referred to as pelite) [39], and N-rich quartz-muscovite-chlorite schist (hereafter referred to as mica schist) (Polar Ural, Russia), as well as melamine or distilled water. The mica schist, with up to 266 ppm NH 4 [40], was metamorphosed at 0.2 GPa and 570 to 580 • C. As shown by the thermogravimetric (TG) analysis, it contained up to 0.91 wt.…”

“…% calcite and 1.7 wt. % siderite, according to the quantitative X-ray diffraction (QXRD) data [39] and 1.87 wt. % CO 2 , 2.05 wt.…”

Trace element and isotopic features of carbonates from the mud volcanic ejecta from the Kura depression (Azerbaijan)

“…Карбонаты признаны чувствительными индикаторами изотопно-химических особенностей ростовой среды, способными сохранять ее геохимические характеристики даже в процессах рекристаллизации [Liu et al, 1988;Bau, Dulski, 1996;Bolhar et al, 2004;Zhao et al, 2009;Лавру шин, 2012;Sokol et al, 2017Sokol et al, , 2018. На этом основании они представляются важными носителями информации об особенностях состава и природы флюидов осадочного чехла Куринской депрессии.…”

“…Концентрация цинка в части образцов также возрастает пропорционально содержаниям Mg, Sr и Ва. Следовательно, в изученных образцах из грязевых вулканов Азербайджана цинк частично аккумулируется в жильных карбонатах, подобно тому, как это было установлено ранее для синтетического CaCO 3 и морских карбонатных и глинистых осадков [Zachara et al, 1991;Sokol et al, 2017Sokol et al, , 2018.…”

“…Эти же геохимические Таблица 3. Химический состав жильных и крупнокристаллических выделений кальцитов (концентрации химических элементов даны в мкг/г) Элементы ПО, мкг/г 3/10* 5/10 8/10 10-1/10 14/10 14-1/10 15-1/10 15-2/10 35-4/10 особенности затем наследуют растущие в осадке аутигенные карбонатные минералы [Chow et al, 2000;Sokol et al, 2018].…”