Главная – Журналы – Геология и геофизика 2012 номер 11

Содержание углерода в силикатных оболочках Земли не превышает 1 % от его концентрации в примитивных метеоритах группы С 1, из вещества которых с большой вероятностью была сформирована Земля. Данный факт может объясняться преимущественным перераспределением углерода в жидкую металлическую фазу на ранней стадии дифференциации вещества в виде магматического океана и как следствие перераспределением углерода в металлическое ядро.
Основные черты тепломассопереноса в Земле определяются многослойной конвекцией, наиболее интенсивной во внешнем ядре и астеносфере, и периодическими усилениями плюмовой активности в виде разрастающейся системы быстрых мантийных струй, поднимающихся от ядра к поверхности Земли. Плюмы переносят значительные объемы CО₂, H₂О и K₂О (предположительно в виде карбонатитового или водно-карбонатитового расплава), выделяющихся в результате дегазации ядра при его взаимодействии с окисленным силикатным веществом.
Высокие скорости подъема плюмов объясняются двумя механизмами: (1) плавлением на фронте плюма за счет выделения летучих (Н₂О, СО₂) по принципу "газовой горелки" (скорость подъема 60-110 см/год) или (2) течением, контролируемым диффузионным транспортом силикатных компонентов через карбонатитовый расплав (скорость подъема 50-100 см/год).

Предпринято изучение гаревского метаморфического комплекса (ГМК), расположенного в зоне сочленения Центрально-Ангарского и Исаковского террейнов (западная часть Заангарья Енисейского кряжа), для выяснения особенностей его тектонометаморфической эволюции и геодинамических процессов в неопротерозойской истории региона. На основании геолого-структурных, геохронологических и петрологических данных были выделены два этапа в развитии ГМК, различающиеся термодинамическими режимами и величинами метаморфических градиентов. Эти этапы контролировались растяжением и сжатием континентальной коры в пределах Приенисейской региональной сдвиговой зоны - крупной линеаментной структуры региона. На первом этапе сформировались метаморфические комплексы в условиях средней-верхней части амфиболитовой фации регионального метаморфизма умеренных давлений с возрастом ~ 960 млн лет в интервале Р = 7.7-8.6 кбар и Т = 582-631 °С, что соответствует погружению блока пород в средние части континентальной коры при метаморфическом градиенте с dT / dH около 20-25 °С/км. На втором этапе породы испытали позднерифейский (~ 880 млн лет, U-Pb SHRIMP-II и ⁴⁰Ar-³⁹Ar датировки) динамометаморфизм в условиях эпидот-амфиболитовой фации ( Р = 3.9-4.9 кбар, Т = 461-547 °С) при низком метаморфическом градиенте с dT / dH не более 10 °С/км с формированием бластомилонитов в узких зонах хрупкопластических деформаций. В этих зонах осуществлялся вывод (эксгумация) высокометаморфизованных блоков ГМК в верхние структурные этажи континентальной коры с последующим низкотемпературным метаморфизмом. Сравнительный анализ структурно-геологических признаков и другие особенности эволюции (синхронность возрастных датировок с учетом скорости эксгумации пород, сходный характер Р-Т трендов, приуроченность разных типов метаморфизма к определенным геодинамическим обстановкам и пр.) гаревского и тейского комплексов позволяет рассматривать их как, по всей вероятности, единый полиметаморфический комплекс.

На основании интерпретации сейсмических материалов по южному (прилаптевоморскому) окончанию хр. Ломоносова разработана новая модель строения осадочного чехла, позволившая скоррелировать сейсмические разрезы гребневой части хребта и глубоководных впадин Подводников и Амундсена. Впервые в сейсмической модели учтены как региональные профили МОВ, полученные с дрейфующих станций "Северный полюс", так и высокоразрешающие сейсмические данные МОВ ОГТ, опубликованные в последние годы. Предлагаемая сейсмическая модель логически увязана как с геологическими данными по Лаптевоморской континентальной окраине, так и с результатами глубоководного бурения на хр. Ломоносова по проекту IODP-302. Установлено, что осадочный чехол южной части хр. Ломоносова и сопряженных частей котловин Амундсена и Подводников имеет апт-кайнозойский возраст. Разрез осадочного чехла разделен двумя основными несогласиями кампан-палеоценового и олигоцен-раннемиоценового возраста. В осадочном чехле установлена сложнопостроенная система грабенов, которая является структурным продолжением Новосибирской системы горстов и грабенов, выделяемой на шельфе. Заполнение грабенов осадками началось в апт-альбское время и закончилось полной компенсацией последних уже в палеоценовое время.

Приведены новые данные по вещественному составу терригенных отложений доюрского фундамента Западно-Сибирской плиты, формировавшихся на окраине Казахстанского палеоконтинента. В результате изучения разрезов нескольких скважин, пробуренных на востоке Курганской области, установлено, что континентальные и прибрежно-морские образования среднего-верхнего девона и нижней части нижнего карбона представлены граувакками с высоким содержанием обломков пород и плагиоклазов. Количество зерен кварца не превышает 3-5 %. Обломки пород состоят главным образом из вулканитов основного и среднего составов. Источником обломочного материала рассматриваемых пород, скорее всего, были действующие вулканы краевого пояса. Генетически это преимущественно тефроиды. Наряду с аллотигенными компонентами песчаников рассматриваются аутигенные минералы, позволяющие оценить уровень постседиментационного преобразования среднедевонских и раннекаменноугольных пород как ранний катагенез. В то же время по замерам отражательной способности витринита нижневизейские песчаники отвечают градациям МК₂ и МК₃ (средний катагенез).

На примере щелочных и субщелочных массивов Енисейского кряжа показаны условия образования и эволюции щелочного и ассоциирующего с ним магматизма в западном обрамлении Сибирского кратона. Приведены петрографические, минералогические, геохимические и геохронологические данные для пород Среднетатарского и Ягодкинского массивов, локализующихся в пределах Татарско-Ишимбинской сутурной зоны. Железистые, метаалюминиевые разности, обогащенные редкими элементами (Nb, Ta, Zr, Hf, РЗЭ), составляющие большинство исследуемых пород, образовывались на этапах фракционной кристаллизации щелочной магмы в обстановке активной континентальной окраины на западе Сибирского кратона в поздненеопротерозойское время - 690-710 млн лет назад. Эти породы ассоциируют с обогащенными Nb породами - лейкогранитами А-типа и карбонатитами. Sm/Nd и Rb/Sr изотопные данные позволяют предполагать доминирование мантийной компоненты в магматических источниках основных и средних пород, и процессы контаминирования этой магмой разных объемов континентального корового материала.

Представлены первые результаты исследования содержания главных и редких элементов микровключений в оболочках алмазов IV разновидности из тр. Сытыканская. Микровключения в оболочках алмазов имеют силикатно-карбонатный состав. Наиболее близки к ним по составу микровключения в алмазах из россыпей северо-востока Сибирской платформы и алмазах кубического габитуса из тр. Интернациональная. По содержанию редких и рассеянных элементов изученные микровключения близки к кимберлитам и карбонатитам, однако обеднены относительно них высокозарядными элементами, магнием и переходными металлами, обогащены калием и крупноионными элементами. Установлено сходство микровключений в оболочках с ранее описанным в литературе типом распределения несовместимых элементов, характерным для водно-силикатных высокоплотных флюидов.

Впервые обнаружен высокобариевый флогопит (около 11 мас. % ВаО) в оливините из Гулинской интрузии, входящей в Маймеча-Котуйскую провинцию ультраосновных щелочных пород и карбонатитов. Бариевая слюда ассоциируется с поздней ассоциацией минералов оливинита - клинопироксеном, титаномагнетитом, апатитом и ильменитом.
Высокобариевая разновидность является ранней генерацией флогопита. В ходе магматической кристаллизации слюды происходит падение концентрации бария. Поздняя генерация флогопита прeдставлена низкобариевой разновидностью.
Высокие отношения Ва/К на ранних стадиях эволюции мантийной магматической системы, являющиеся необходимой предпосылкой появления высокобариевых минералов, являются отражением протекания процессов магмообразования на больших глубинах и участия процессов мантийного метасоматизма в формировании геохимических характеристик родоначальных магм.

Описаны полный углеводородный состав и средние структурно-групповые характеристики типичных палеозойских нефтей Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна. Сравниваются углеводородные типы нефтей, определенные традиционно по составу их бензиновых фракций, а также способами, основанными на результатах масс-спектрометрического определения углеводородного состава нефтей в целом и структурно-группового анализа нефтяных масел на основе радиоспектрометрических данных. Показано присутствие в нефтях углеводородов тридцати структурных типов, содержащих в молекулах до 43 атомов углерода. Полный охват всех членов по С₄₃ характерен только для углеводородов, содержащих не более трех колец в молекулах.
Установлено, что в карбонатных толщах на месторождениях бассейна практически независимо от глубины залегания и возраста вмещающих отложений генерируются и аккумулируются тяжелые, высокосмолистые, высокосернистые нефти, богатые алициклическими структурами и по углеводородному составу относящиеся к нафтеново-метановому или даже нафтеновому типу.
В терригенных коллекторах распространены нефти метаново-нафтенового углеводородного типа. Содержание серы, смолистых веществ и доли углерода в алициклических структурах углеводородных молекул этих нефтей снижаются с ростом глубины залегания, отражая протекание процессов "метанизации" состава нефти с глубиной.

Приводятся новые палеомагнитные данные для трапповой формации Сибирской платформы, полученные по керну двух скважин, расположенных в северо-западной части Норильского района: Хараелахской и Вологочанской мульдах. По результатам палеомагнитных исследований скважин ХС-59 и ССВ-19 построены магнитостратиграфические разрезы и проведена их корреляция. Выявлены многочисленные палеомагнитные аномалии (ПМА) - кратковременные смены полярности (на фоне преобладающей) в узких интервалах разреза выше основной инверсии на границе ивакинской и сыверминской свит. Наиболее заметные ПМА наблюдаются в нижних интервалах моронговской и мокулаевской свит. При этом образцы из интервалов ПМА не отличаются от остальных ни по интегральным магнитным параметрам, ни по минеральному составу и размерам зерен ферромагнетиков. Это свидетельствует о геофизической природе ПМА и позволяет рассматривать их как записи экскурсов геомагнитного поля. При сопоставлении полученных результатов с колонкой магнитостратиграфического Мейшаньского глобального стратотипического разреза (GSSP) границы перми и триасса, предложен новый вариант ее положения в разрезе трапповой толщи Норильского района. На основании особенностей поведения магнитного поля сделана приблизительная оценка минимально возможной продолжительности формирования траппов в исследуемом районе в эпоху устойчивого магнитного поля прямой полярности около 500 тыс. лет.

Оценка возможностей системы для зондирований методом переходных процессов должна включать измерения в поле с использованием моделей, по размерам сопоставимым с генераторно-приемной установкой и изучаемыми геологическими объектами. В качестве такой модели удобно использовать горизонтальную петлю, нагруженную на известное сопротивление. Ее достоинствами являются простота раскладки на местности, возможность контролировать параметры и рассчитать собственную переходную характеристику. Средствами полевого эксперимента и компьютерного моделирования изучено влияние вихревых токов, устанавливающихся в однородном проводящем полупространстве, на переходный процесс тока в нагруженном на резистор проволочном контуре. Это влияние проявляется как на ранних, так и на поздних временах регистрации переходного процесса. Чем выше удельное сопротивление земли, тем при прочих равных условиях шире временной диапазон, в пределах которого измеренная переходная характеристика совпадает с рассчитанной для непроводящей земли. В результате выполненных исследований показано, что использование нагруженной на резистор петли-модели, расположенной вблизи генераторно-приемной установки, позволяет оценивать реальные возможности системы для проведения электроразведочных работ методом переходных процессов или его аналогов; измерение тока в контуре-модели может быть использовано для оценки удельного сопротивления земли; замкнутая петля-модель снижает скорость нарастания и амплитуду начального воздействия на измерительную петлю или индукционный датчик.