Главная – Журналы – Геология и геофизика 2011 номер 5

Проведен анализ экспериментальных данных по фазовым превращениям и плавлению в перидотитовых и эклогитовых системах в присутствии С-О-Н флюида при давлениях от 6 до 30 ГПа. Особое внимание уделено анализу влияния окислительно-восстановительных условий на данные процессы. Установлено, что в присутствии H₂O плавление контролируется ее общей концентрацией в системе и в значительной степени зависит от ее растворимости в структурах породообразующих номинально безводных минералов. Частичное плавление происходит в условиях, когда общее содержание Н₂О в системе превышает "уровень насыщения" Н₂О в породе при данных физико-химических условиях. Плавление в системах с СО₂ определяется стабильностью карбонатов и контролируется химическим составом системы, главным образом количеством Na₂O и K₂O, и в меньшей степени зависит от количества самого СО₂. Изучение перидотитовых и эклогитовых систем в присутствии Н₂О, СО₂, Н₂О + СО₂ и восстановленного С-О-Н флюида показывает, что большинство кривых солидусов выполаживается при давлениях выше 6-8 ГПа, пересекаясь с PT -профилями зон субдукции и средней мантии. Наряду с температурой при постоянном давлении плавление мантийного вещества в присутствии С-О-Н флюида контролируется окислительно-восстановительными условиями. Окисление системы вызывает "редокс"-плавление. Подчеркивается роль границы стабильности Fe-Ni сплава (которая, возможно, совпадает с границей литосферы и астеносферы под кратонами 200-250 км), а также границы 410 км в качестве важнейших при редокс-плавлении и плавлении, вызванном декарбонатизацией и дегидратацией. В модели "большого" мантийного клина для стагнирующих слэбов аргументирована ведущая роль субдуцируемых карбонатов. Эклогитовые системы с летучими компонентами плавятся при более низкой температуре по сравнению с перидотитовыми системами (разница составляет до 100-200 °С). Это позволяет сделать вывод о глобальной роли эклогитов при плавлении мантии, что согласуется с современными геохимическими моделями.

Изучен изотопный состав свинца в полевых шпатах интрузивных пород вмещающего, рудоносного порфирового, пострудного комплексов и сульфидах Сорского магматического центра с одноименным Cu-Mo-порфировым месторождением. Положение изотопных составов на ураногенной диаграмме свинца ниже кривой эволюции орогена свидетельствует о доминировании в магматических породах свинца мантийной природы и несущественной роли корового свинца.
На ураногенной диаграмме свинец магматитов образует линейную последовательность (тренд), что интерпретируется как смешение свинца из разных источников. Согласно геохимическим параметрам, глубинным источником магматизма была слабодеплетированная мантия, метасоматизированная субдукционными флюидами. Линейная корреляция изотопных отношений свинца в магматитах Сорского магматического центра объясняется как смешение свинца мантии и субдукционных флюидов. Мантийный свинец преобладает в базитах вмещающего, порфирового, пострудного комплексов и лейкогранитах вмещающего комплекса. В дифференцированных магматитах (вмещающих монцонитоидах, рудоносных порфирах и пострудных сиенит-порфирах), по данным изотопии свинца, фиксируется субдукционная составляющая, роль которой возрастает от раннего комплекса к позднему.
На основании изотопных составов свинца сульфидов предполагается мантийный источник свинца (молибдена) брекчиевых руд и гетерогенный источник (мантия и субдукционные флюиды) свинца (меди) прожилковых руд.

В Таннуольской зоне представлены островодужный (поздний венд) и субдукционно-аккреционный (первая половина раннего кембрия) комплексы, мантийные источники которых сформированы из расплавов, возникших в надсубдукционной обстановке при плавлении перидотитов мантийного клина. Островная дуга, фрагмент которой представлен в Таннуольской зоне, была сформирована предположительно 570 млн лет назад и прекратила свое существование как самостоятельная структура на рубеже венда и кембрия, хотя процесс субдукции продолжался до середины раннего кембрия. С рубежа венда и кембрия и до середины раннего кембрия произошла аккреция островодужных, задуговых, океанических и метаморфических структурно-вещественных комплексов данного сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса. С середины и до конца раннего кембрия Таннуольская зона представляла собой активную континентальную окраину, на которой шло формирование базальтов с островодужными характеристиками, кварцевых микродиоритов адакитоподобного состава, базальтов, долеритов и кварцевых микродиоритов внутриплитного геохимического типа, а также диорит-тоналит-плагиогранитной ассоциации островодужного геохимического типа. Для объяснения пространственно-временной сопряженности разнотипных проявлений магматизма в обстановке активной окраины привлечена модель "slab-window".

Представлены результаты геохронологического изучения силикатных и эндогенных карбонатных пород, распространенных на площади Ошурковского апатитоносного массива. Они включают данные по изохронному Rb-Sr и U-Pb возрасту габброидов и карбонатитов.
Полученная U-Pb датировка карбонатитов (126.55 ± 0.85 млн лет) аналогична возрасту других проявлений карбонатитов Юго-Западного Забайкалья, а близость его к возрасту габброидов (125.4 ± 2 млн лет), слагающих бóльшую часть плутона, является предпосылкой для обоснования комагматичности этих пород.

Приводятся петрохимическая и расширенная редкоэлементная характеристики массивов шахтаминского комплекса Агинской тектонической зоны Забайкалья, сложенных разновидностями роговообманково-биотитовых габбро-диоритов, монцонитов, диоритов и гранодиоритов. Впервые установлена их изначальная обогащенность гранитофильными, включая рудогенные, редкими элементами и тем самым показаны непосредственные генетические связи интрузий шахтаминского (J₂-J₃) и рудоносного редкометалльного гранит-лейкогранитного кукульбейского (J₃) комплексов Агинской зоны Забайкалья. Благодаря свойству "несовместимости" гранитофильных элементов, их избыточное концентрирование по отношению к кларковому уровню в гранитоидах повышенной основности шахтаминского комплекса существенно ниже по сравнению с редкометалльными гранитами и лейкогранитами кукульбейского комплекса, завершавшего постколлизионный магматизм Агинской зоны. На основе анализа нормированных редкоземельных спектров гранитоидов шахтаминского и кукульбейского комплексов установлена их магматическая гетерогенность. Показано, что граниты и лейкограниты интрузий кукульбейского комплекса западной половины Агинской зоны являются гранитными дифференциатами единых с шахтаминским комплексом магматических гранитоидных очагов, изначально обогащенных гранитофильными редкими элементами. Граниты редкометалльных интрузий кукульбейского комплекса восточной окраины Агинской зоны с магматическими очагами шахтаминского непосредственно не связаны и представляют магматические расплавы - вероятные продукты глубинного селективного плавления метаморфизованных пород, обогащенные летучими редкими элементами. Подтвержден вывод об отсутствии прямых генетических связей между петрохимическим составом гранитоидов и их металлогенической специализацией и рудоносностью.
Установление однотипной редкометалльной гранитофильной специализации интрузий мезозойских комплексов Забайкалья габбро-диорит-монцонит-гранодиоритового и лейкогранитного составов является главным аргументом в обосновании концепции формирования связанных с зонами глубинных разломов позднепостколлизионных магматических очагов, изначально обогащенных летучими и некогерентными редкими элементами.

Экспериментально исследована герметичность водосодержащих расплавных включений при высокотемпературной выдержке под давлением D₂O в автоклаве. Включения силикатных расплавов в кварце из риолитовых туфов вулканической зоны Таупо (Новая Зеландия) и из жилы турмалинового пегматита Юго-Западного Памира были прогреты при Т = 650 °С, Р = 3 кбар. Проникновение тяжелой воды во включение контролировалось методом ИК-спектроскопии. Проведенное изучение показало, что в выбранных условиях включения могут сохранять герметичность и не обмениваться водой с внешней средой, даже если давление в 1.5-3 раза превышает давление внутри включений. Влиянием диффузии воды через решетку кварца и по дислокационным дефектам на герметичность включений при термометрическом изучении расплавных водосодержащих включений можно пренебречь. Наиболее важным фактором, определяющим обмен водой между включениями и внешней средой в условиях проведенных экспериментов, являются механические дефекты - трещины как открытые, так и залеченные. Использование D₂O в качестве среды, создающей давление, дает возможность контролировать герметичность включений после прогрева в автоклаве. Для этой цели рекомендуется гомогенизировать расплавные включения под противодавлением D₂O, превосходящим ожидаемое давление захвата, и после прогрева исследовать включение методом ИК-спектроскопии.

На основании данных по химическому составу вод озер Приольхонья выполнен расчет недо/пересыщенности современных хлоридных растворов оз. Цаган-Тырм. Эти данные являются основой, на которой определяется состав взвеси и донных осадков. Термодинамический расчет растворимости карбонатов (обратная задача), обнаруженных в эвапоритовых осадках озера, позволил выявить основные закономерности эволюции состава древних рассолов и условия образования широкого ряда магнезиальных кальцитов. Подтверждено, что увеличение минерализации растворов приводит к осаждению высоко-Mg кальцитов, что наблюдается в донных осадках других озер в условиях аридизации климата и при снижении температуры.

По записям поперечных кода-волн региональных землетрясений получены значения сейсмической добротности ( Q_с), частотного параметра ( n ) и коэффициента затухания (δ) сейсмических волн в литосфере юго-западного фланга Байкальской рифтовой системы. Наблюдается сильная зависимость добротности от частоты и длины окна: Q_с меняется от 47 ± 51 до 1036 ± 190 для центральных частот 0.3 и 12.0 Гц при длине окна обработки коды W = 20 с и от 83 ± 46 до 1596 ± 573 на тех же частотах при W = 60 с. Значения добротности и коэффициента затухания рассчитаны для всей территории юго-западного фланга Байкальской рифтовой системы и для отдельных тектонических блоков: стабильной Сибирской платформы, горных поднятий Хамар-Дабана и Восточного Саяна, Южно-Байкальской и Тункинской впадин. Сопоставление результатов определений Q_с с данными о возрасте, тектонике и уровне сейсмической активности рассматриваемых структур показало, что добротность зависит от современной тектонической активности структур и в меньшей степени от возраста коры.

Представлены результаты экспериментов по изучению влияния переменных амплитуды и давления на скорость и затухание продольной стержневой волны в образце сцементированного песчаника. Измерения выполнены на проходящих волнах на преобладающей частоте импульса 6.8 кГц в диапазоне амплитуд деформации A ^ε ≈ (0.2-2.4) ·10^-6 и статическом аксиальном давлении от 0.25 до 1.0 МПа. Скорость волны слабо зависит от амплитуды и при ее увеличении незначительно уменьшается. С увеличением давления скорость нелинейно возрастает (до 6 %) на всех величинах амплитуд. Затухание линейно увеличивается (до 2.5 %) с увеличением амплитуды и нелинейно уменьшается с ростом давления. Имеется аномальное изменение затухания в диапазоне давления 0.5-0.75 МПа, где уменьшается до 30 % на всех амплитудах. Эти результаты могут быть полезны для совершенствования акустических и сейсмических методов диагностики.