Соболев А.В.1, Соболев С.В.2,3 1 Университет Гренобль Альпы, Университет Савойя Монблан, Национальный Центр Научных Исследований (CNRS), Университет Густава Эйфеля, Институт Наук о Земле (ISTerre), Гренобль, Франция.
2 Центр Наук о Земле им. Гельмгольца (GFZ), Потсдам, Германия.
3 Потсдамский университет, Институт Наук о Земле, Потсдам, Германия.
Ключевые слова: хадей, архей, субдукция, тектоника плит, мантийные плюмы, примесные элементы, изотопы, численные модели.
Главным процессом преобразования состава силикатной части Земли после отделения ядра является образование и рециклирование континентальной коры. Эти процессы тесно связаны с тектоническими режимами, действовавшими на разных этапах эволюции Земли. Настоящий обзор посвящен рассмотрению новейших геохимических данных и геодинамических моделей образования континентальной коры в истории Земли с особым вниманием к хадейскому и архейскому эонам. Отмечено, что кислая континентальная кора не может быть сформирована за счет прямого плавления безводной ультраосновной мантии. Необходимыми условиями ее образования является присутствие воды, протолита основного состава и минералов, концентрирующих высокозарядные элементы (Ti, Nb, Ta, Zr, Hf)- амфибола, рутила, ильменита и богатого жадеитом клинопироксена. Для ранней Земли, наиболее вероятной является двухстадийная модель, в которой сначала из мантии выплавляется базальтовая или пикритовая (океаническая) кора, оставляя тугоплавкий гарцбургитовый остаток. Затем, после гидратации, океаническая кора субдуцируется, плавится сама или высвобождает воду для плавления в мантии, образуя магмы континентальной коры, а оставшийся тугоплавкий остаток смешивается с тугоплавким мантийным веществом, создавая обедненный мантийный резервуар. Канонические отношения Nb/U и Ce/Pb не чувствительны к плавлению мантии в «сухих» условиях, но фракционируют при образовании расплава в присутствии амфибола и низкотемпературных высокотитанистых фаз. Поэтому эти отношения являются чувствительными маркерами процесса образования континентальной коры. Геохимические индикаторы, такие как (1) изотопный состав стронция в коматиитовых расплавах и плагиоклазе в анортозитах, (2) соотношение элементов в расплавах коматиитов, (3) изотопный состав гафния и содержания микроэлементов в цирконе и (4) продукты распада короткоживущих изотопов самария и гафния в горных породах, либо подтверждают, либо не противоречат активному формированию континентальной коры и обедненной мантии уже в хадейском эоне. Образование и переработка континентальной коры в этот период, вероятно, связаны с эпизодическими кратковременными событиями субдукции, вызванными плюмами.
В целом эти данные и модели, показывают, что тектонические режимы хадея (4,4-4,0 млрд. л. после затвердевания магматического океана) и эоархея (4,0-3,6 млрд. л.) на Земле были гораздо более динамичными и изменчивыми во времени и пространстве, чем ранее предполагалось. Однако глобальная тектоника плит, необходимым условием существования которой является связанная сеть зон субдукции, срединно-океанических хребтов и трансформных разломов, могла начать развиваться лишь позже, в архее. Вопрос о причинах возникновения тектоники плит в истории Земли остается предметом обсуждения, и выдвигаются новые гипотезы о роли поверхностных процессов, таких как эрозия континентов, требующие дальнейшего изучения.
Электротомографические (ЭТ) методики изучения геологических сред имеют большое количество практических приложений, что стимулирует активное развитие: аппаратурной и методической базы, методов анализа, обработки и инверсии данных. Осознавая ограничения и недостатки 2D систем наблюдения при работах в сложнопостроенных средах все чаще применяются площадные или 3D системы наблюдений, что позволяет повышать пространственное разрешение и достоверность построения геоэлектрических моделей. Преимущества 3D над 2D системами наблюдения часто неочевидны. Последнее ставит под сомнение целесообразность применения сложных и трудозатратных 3D систем наблюдений, особенно, — у «геофизиков-практиков». В работе рассматриваются технологии глубинной ЭТ с 3D системами наблюдений, методы построения геоэлектрических моделей, их преимущества и недостатки. На основе математического моделирования/инверсии данных ЭТ: демонстрируются преимущества 3D и недостатки 2D систем наблюдения, систематизируются типовые искажения геоэлектрических моделей. Предлагается оптимизированная по трудозатратам/стоимости работ 3D система наблюдений, в которой источники поля и приемные диполи, располагаются на и вне профилей наблюдения. Приводится сравнение моделей, построенных по данным ЭТ с 2D и 3D системами наблюдений, демонстрируются и типовые искажения. По результатам математического моделирования показывается, что 3D инверсия данных ЭТ с оптимизированными разреженными системами наблюдений позволяет подавить большую часть искажений, типичных для 2D систем наблюдения. Это открывает путь к снижению трудозатрат/стоимости полевых работ — более активному применению ЭТ с 3D системами наблюдений при поисках рудных месторождений.
С.С. Старжинский1, С.Ю. Хомутов2 1Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичёва ДВО РАН, Владивосток, Россия 2Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН,
Паратунка, Россия
Ключевые слова: магнитовариационное зондирование, типпер, ModEM, 3D- инверсия, геоэлектрический разрез.
Приводятся результаты выполнения магнитовариационного зондирования в сложно построенном в геологическом отношении Восточно-Камчатском вулканическом поясе с активными в настоящее время вулканами. Используются записи вариаций геомагнитного поля на обсерватории «Паратунка» и её стационаре «Карымшина», удалённом от неё на 18 км к юго-западу. Рассчитанные в обеих пунктах типперы подвергались 3D-инверсии, выполняемой с помощью программы ModEM. Используемые различные стартовые модели инверсии с учётом батиметрии близлежащих водных толщ Тихого океана позволили выделять проводящие блоки под вулканическим поясом на глубинах 10-50 км. Для подтверждения результатов выполнялась инверсия типперов, полученных при решении прямой задачи для модели геоэлектрического разреза, содержащего проводящие блоки в этом же интервале глубин. Представлены наиболее характерные горизонтальные срезы и вертикальные разрезы, полученной оценочной геоэлектрической модели района исследований, включающем Паратунский геотермальный район и кальдеру Карымшина. Полученные результаты сравниваются с результатами сейсмической томографии на S-волнах, выполненной в этом районе.
А.Г. Константинов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: аммоноидеи, карнийский век, палеобиогеография, Бореальная область
Уточнены таксономический состав и распространение бореальных карнийских аммоноидей северо-востока Азии и Арктической Канады, пересмотрена родовая принадлежность некоторых видов и унифицированы их определения. Проведен качественный сравнительный анализ комплексов аммоноидей северо-востока Азии и Канадского Арктического архипелага для фаз omkutchanicum, armiger, pentastichus, объединенных фаз yakutensis и bytschkovi. Обосновано наличие аммоноидей рода Boreotrachyceras в раннем карнии Арктической Канады. Это позволило впервые сравнить одновозрастные комплексы аммоноидей фазы omkutchanicum северо-востока Азии и Арктической Канады и показать общность родового состава аммоноидей этого времени во всей Бореальной области. Установлено, что раннекарнийская фауна аммоноидей северо-востока Азии отличается от таковой Арктической Канады наличием тетических родов (Trachyceras, Striatosirenites) и семейств (Arpaditidae). В позднем карнии впервые проведен сравнительный анализ фауны аммоноидей отдельно для времени образования слоев с Arctosirenites canadensis, эквивалентное фазе pentastichus, и для времени образования слоев с Jovites borealis, эквивалентное фазам yakutensis и bytschkovi. В результате этого, впервые с точностью до фазы определено время проникновения тетических родов в палеобассейны Юкона и Арктической Канады (время образования слоев с Jovites borealis), обоснована принадлежность Арктической Канады к Тетической области.
К. Г. Пархачева, С. К. Кузнецов, М. Ю. Сокерин, Н. В. Сокерина
Институт геологии ФИЦ Коми научный центр УрO РАН, Сыктывкар, Россия
Ключевые слова: Сульфидная минерализация, золотоносность, Средний Тиман, изотопия, условия минералообразования
Зоны развития в рифейских породах Кыввожского района гидротермальной прожилково-вкрапленной, вкрапленной сульфидной, преимущественно, пиритовой минерализации характеризуются повышенным содержанием Au, Cu, Se, Mo, Ag, Pb, Bi, Sb, Zn. Согласно результатам корреляционного анализа выделены следующие группы рудных элементов, в пределах которых установлены наиболее сильные положительные связи: Ag-Bi-As-Со; Pb-Cu-Zn-Se; Co-Ni-As. В ассоциации с пиритом в сульфидных прожилках находятся пирротин, арсенопирит, халькопирит, галенит, сфалерит, кобальтин, монацит, ксенотим, борнит, ковеллин. Самородное золото встречается редко, имеются частицы с периферийными низкопробными зонами, сменяющимися нарастаниями высокопробного золота. Отмечаются включения пирита, пентландита, монацита, альбита. В качестве примесных элементов в золоте присутствует Ag, иногда – Cu и Pd. Судя по взаимоотношениям минералов, наиболее ранним является пирит, затем отлагались пирротин, халькопирит, кобальтин, далее – сфалерит, галенит, золото. Формирование сульфидной минерализации связано с гидротермальными процессами, проявившимися в досреднедевонское время в связи с активизацией тектоно-магматических процессов. Геологические данные, утяжеленный изотопный состав серы пирита с вариацией значений δ34S от +15.8 до +23.6 ‰, позволяют полагать, что важнейшую роль играли процессы регионального метаморфизма, способствовавшие мобилизации и миграции гидротермальных растворов вдоль разрывных нарушений с заимствованием различных компонентов из вмещающих пород и последующей кристаллизацией сульфидов и золота. Присутствие в отдельных случаях в составе золота примесей Cu и Pd свидетельствует о возможном влиянии на минералообразующие растворы пород основного состава либо их, отчасти, глубинной природе как производных базит-гипербазитового магматизма. Кыввожский район представляет интерес в отношении коренных золоторудных месторождений и заслуживает продолжения поисковых работ.
О.А. Гулевич, Л.Б. Волкомирская
Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, Москва, Россия
Ключевые слова: георадар, спектральный анализ, глубинная георадиолокация, МОЭМВ-ОГТ, АЧХ
Произведен анализ амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) данных глубинного георадарного исследования с изменяемым расстоянием разноса приемника и передатчика, проведенного в зоне распространения многолетнемерзлых пород на территории Надымского района, ЯНАО. Представлены оригинальные АЧХ исходных данных, прошедших лишь базовую предобработку с исследованием влияния расстояния удалений приемника и передатчика от 100 до 750 м, размеров и положения области анализа по расстоянию удалений и глубине. Данный подход позволяет наблюдать закономерности эволюции электромагнитного импульса в геологической среде на поздних стадиях процесса в спектральной области. Показано, что при увеличении расстояния от источника, помимо общего затухания полезного сигнала, наблюдаются следующие основные эффекты: амплитуда полезного сигнала смещается в область низких частот; ширина спектра сужается; происходит экстремальный рост спектральных компонент в низкочастотной области, в основном обусловленный эффектом дрейфа нулевой линии. Применение методик спектрального анализа к данным глубинной георадиолокации по аналогии с данными сейсморазведки перспективно для повышения качества обработки и интерпретации полевых данных.
С.В. Кривовичев1,2,@, А.С. Осипов1, М.С. Авдонцева2, Ц.Х. Чен3, Г.О. Самбуров1, О.Ф. Гойчук1, И.В. Пеков4, Т.Л. Паникоровский1,2, И.К. Ли3 1 Центр наноматериаловедения, Кольский научный центр РАН, Апатиты, Россия; 2 Кафедра кристаллографии, Институт наук о Земле, Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия 3 Школа ресурсов, окружающей среды и материалов, Университет Гуанси, Нанньин, Китай;
4 Геологический факультет, Московский государственный университет, Москва, Россия
Ключевые слова: соболевит, гибридная кристаллическая структура, антиперовскит, титаносиликаты, теория функционала электронной плотности, ультраагпаитовые породы, Ловозерский щелочной массив, Кольский полуостров, Арктика.
Низкомарганцевый соболевит из месторождения Карнасурт (Ловозеро, Кольский полуостров) изучен методами электронно-зондового микроанализа, монокристальной и высокотемпературной порошковой дифрактометрии, теории функционала электронной плотности (DFT). Эмпирическая формула минерала может быть записана как Na7.04(Ca0.87Mg0.16)S1.03(Ti1.48Zr0.20Mn2+0.18Nb0.10 Fe2+0.06)S2.02Si2.05P2.02O17.12F0.88. Кристаллическая структура уточнена до R1 = 0.037 в группе P21/c [a = 7.0908(3), b = 5.4108(2), c = 40.6179(19) Å, b = 93.095(4)o, V = 1556.11(11) Å3]. Основу структуры составляют титаносиликат-фосфатные HOH слои [Ti2O2[Si2O7](PO4)]5‒ (TS-блоки), в пространстве между которыми расположен AC-комплекс, образованный катионами Na+, Ca2+ и Mg2+, группами (P1O4)3‒ и анионами F‒. Анионы F‒ октаэдрически координированы атомами Na и Ca с образованием антиперовскитовых цепочек [FA3] (A = Ca, Na), вытянутых параллельно оси b. Кристаллохимическая формула имеет вид (Na6.92Ca0.92Mg0.16)S2.00(Ti1.46Zr0.18Mn2+0.15Nb0.15Fe2+0.06)S2.00(Si2O7)(PO4)2 (F0.81O0.19)S1.00, что соответствует идеализированной формуле Na7CaTi2O2[Si2O7](PO4)2F и позволяет рассматривать соболевит как диморф квадруфита. Соотношения между соболевитом и квадруфитом могут быть описаны как псевдо-политипные. Термическое расширение соболевита является типичным для слоистых структур с небольшой коррекцией на сдвиговые деформации. Согласно теоретическим расчетам, соболевит является полупроводником p-типа с шириной запретной зоны около 2.75 эВ. Изменение отношения Ti/Nb в сторону увеличения количества Nb влияет на зонную структуру, превращая соболевит из полупроводника в полуметалл или даже металл. Материал демонстрирует сильное поглощение в ультрафиолетовой области с коэффициентом поглощения до 2×105 см‒1. Общая структурная архитектура соболевита сочетает черты как титаносиликатов, так и антиперовскитных структур, что делает его ярким примером гибридных структур с потенциально перспективными функциональными свойствами.
Н.Н. Неведрова1, З.Я. Кузина1, А.М. Санчаа1, Е.В. Балков1 1Институт нефтегазовой геологии и геофизики им А.А.Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Электротомография, численное моделирование, трехмерная инверсия, верификация данных, количественный анализ
В статье представлена методика количественной верификации трехмерных геоэлектрических моделей, построенных по данным электротомографии (ЭТ) в сложных геологических условиях. В качестве примера реальных данных рассмотрен набор измерений в зоне разломов юго-восточного ограничения Горловской впадины (Новосибирская область), где наблюдается повышение сейсмической активности за последние годы. Она, вероятно, вызвана разработкой крупных угледобывающих карьеров. Актуальность работы обусловлена интерпретационной неоднозначностью данных ЭТ в неоднородных геологических средах, появлением артефактов в инверсионных моделях, что впоследствии может приводить к ложной трактовке результатов. Предлагается перейти от традиционного визуального сравнения результатов инверсии полевых и синтетических данных к количественному анализу. Для этого разработано программное средство ERT_Comp, в котором вычисляется относительная разность между модельными и полевыми значениями кажущегося удельного сопротивления на конкретных разносах. Применение методики для полевых данных с трёх параллельных профилей позволило количественно обосновать выбор оптимальной 3D геоэлектрической модели, отражающей наличие субвертикальной разломной зоны. Предложенный подход не снимает неоднозначность полностью, но существенно повышает достоверность интерпретации. Перспективы работы связаны с использованием градиентных моделей и установлением стандартизированных пороговых значений относительных отклонений для выбора наилучшей интерпретационной модели.
Попов М.С.1, Борисов Д.Г.1, Левченко О.В.1, Фрей Д.И.1,2, Иванова Е.В.1 1Институт Океанологии им. П.П. Ширшова, Российская Академия Наук, Москва, Россия
2Морской гидрофизический институт, Российская Академия Наук, Севастополь, Россия
Ключевые слова: сейсмоакустическое профилирование, донные осадки, сейсмофации, акустические образы
Зона трансформного разлома Романш является одним из основных глубоководных проходов, по которым Антарктическая донная вода (важнейший компонент Атлантической меридиональной циркуляции) распространяется из западной в восточную часть Атлантического океана. Влияние интенсивного потока Антарктической донной воды и других процессов осадконакопления на формирование осадочного чехла в долине разлома Романш остается слабо изученным. Для исследования процессов осадочного заполнения долины разлома в данной работе был проанализирован большой набор данных сейсмоакустического профилирования с высоким разрешением. Полученные результаты были сопоставлены с результатами численного моделирования скоростей и направлений придонных течений. В статье представлена первая комплексная карта распределения акустических образов донных отложений вдоль всей трансформной долины. На основе данных о распределении акустических образов отложений сделаны выводы о закономерностях распространения основных генетических типов донных осадков. Представленные результаты позволяют рассматривать трансформную долину разлома Романш как перспективный объект для изучения истории водообмена между западной и восточной Атлантикой.
А. С. Сальников1, В. С. Селезнев2, П. В. Громыко2, В.М. Соловьев3, Ю.И. Колесников1 1 Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2 Сейсмологический филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН», Новосибирск, Россия
3Алтае‐Саянский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН», Новосибирск, Россия
Ключевые слова: угольные пласты, разрывные нарушения, сейсморазведка, преломленные и отраженные волны.
Рентабельность, эффективность и безопасность труда в угледобывающей промышленности зависят от горно-геологических условий. Довольно часто геологический прогноз не подтверждается, особенно при наличии мелкоамплитудных тектонических нарушений и локальных геологических неоднородностей, поэтому большое значение имеет развитие и применение геофизических методов, в том числе сейсморазведки в различных модификациях. В статье представлены результаты наземных сейсмических работ на Чульмаканском угольном месторождении Республики Саха (Якутия) для уточнения общего геологического строения участка исследований, выделения маломощных угольных пластов, изучения особенностей их строения, выявления тектонических нарушений. Показано, что в условиях изучения тонкоструктурных объектов метод отраженных волн в силу фундаментальных физических и технологических ограничений не может являться единственным источником достоверной информации. По данным совместной интерпретации отраженных и впервые преломленных волн с опорой на материалы скважин уверенно прослежены и уточнены параметры простирания маломощных угольных пластов, а также выявлен ряд тектонических нарушений, не обнаруживаемых с помощью бурения. Также показано, что целенаправленное развитие методологии, технических средств и технологий интерпретации преломленных волн является не просто академическим интересом, а насущной производственной необходимостью.
Э.С. Персиков1, П.Г. Бухтияров1, А.Г. Сокол2, А.Н. Крук2, Д.М. Султанов1. 1Институт экспериментальной минералогии им. Д.С. Коржинского РАН, Черноголовка, Россия
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: вязкость, структура, базальт, модельные кимберлит и ультраосновные расплавы, температура, давление, верхняя мантия, модель
Получены экспериментальные данные по температурной и барической зависимостям вязкости модельных ультраосновных и базальтовых расплавов при мантийных термодинамических параметрах. А на основе систематических экспериментально – теоретических исследований установлены обобщенные закономерности температурной, и барической зависимостей вязкости деполимеризованных магматических расплавов (базальтовые, ультраосновные, кимберлитовые) в условиях верхней мантии. Установлена аномальная и экстремальная зависимость вязкости базальтовых расплавов от давления — с ростом давления вязкость таких расплавов уменьшается, проходит через минимум и далее растет. Тогда как для деполимеризованных ультраосновных расплавов зависимость их вязкости от давления соответствует теоретической зависимости, т.е. с ростом давления вязкость таких расплавов экспоненциально растёт. Разработана структурно-химическая модель достоверных прогнозов и расчетов вязкости магматических расплавов в полном диапазоне их основности от кислых до ультраосновных при Т,Р- параметрах земной коры и верхней мантии с погрешностью, соизмеримой с экспериментальной. С использованием компьютерной версии этой модели установлены характерные особенности изменения вязкости ультраосновных и базальтовых расплавов при их подъёме из мантии в земную кору.
А.В. Яблоков1, А.В. Мамаева2, А.Т. Семашев2, В.Д. Гришко2, А.А. Козяев2, В.В. Лукьянов3, Е.А. Буряк4 1 Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Новосибирск, Россия
2 ООО «РН-Геология Исследования Разработка», 660098, г. Красноярск, ул. 9 мая, д. 65Д, Россия
3 ООО «РН-Проектирование Добыча», 660020, г. Красноярск, ул. Петра Подзолкова, 3К, Россия
4 ООО «Харампурнефтегаз», 629830, г. Губкинский, территория Панель 1, ст. 3, Россия
Ключевые слова: сейсморазведка, метод преломленных волн, многоканальный анализ поверхностных волн, кластерный анализ, верхняя часть геологического разреза, общераспространенные полезные ископаемые.
Предложен подход к оценке распределения общераспространенных полезных ископаемых в верхней части геологического разреза на основе переобработки и интерпретации архивных данных 3D-сейсморазведки. Подход включает восстановление скоростных моделей продольных и поперечных волн с использованием модифицированных методов преломлённых и поверхностных волн, автоматизированное извлечение дисперсионных кривых с применением нейросетевого алгоритма, а также расчёт и интеграцию набора сейсмических и морфометрических атрибутов. На основе совокупности признаков выполняется кластеризация, позволяющая выделять фации, ассоциированные с отложениями различного генезиса. Подход апробирован на территории Харампурского лицензионного участка, расположенного в арктической зоне Западной Сибири и характеризующегося распространением многолетнемерзлых пород. На примере этого участка (площадью ~60 км²) показано, что предложенный подход обеспечивает построение детализированных прогнозных карт, согласующихся с данными бурения и действующими карьерами. Кластеризация по совокупности сейсмических и ландшафтных признаков позволила выделить фации и сформировать физико-геологические модели песков и торфа с промышленно значимыми мощностями. Такой подход обеспечивает получение детализированных прогнозных карт без дополнительных полевых работ с разрешением, сопоставимым с инженерным бурением.
В работе приводятся результаты исследований циркона из кимберлитовых и карбонатитовых тел, древних и современных россыпей алмазов Лено-Анабарской субпровинции Сибирской алмазоносной провинции: U-Pb датирование и определение содержаний редких и редкоземельных элементов на вторично-ионном масс-спектрометре SHRIMP-IIе. Исследования охватывали разновозрастные коренные тела кимберлитов и позднеюрские карбонатитовые брекчии, россыпи алмазов Анабарского, Куонамского, Приленского районов и россыпные проявления Приморского, Нижне и Средне- Оленекского, Муно-Тюнгского и Далдыно-Алакитского алмазоносных районов. В шлиховой ассоциации с алмазами получены юрские, триасовые, пермские, позднедевонско-раннекаменноугольные и силурийско-раннедевонские возрасты кимберлитовых зерен циркона, что хорошо корреспондируется с возрастом известных коренных источников. Получены новые данные о более широком возрастном диапазоне триасового продуктивного вулканизма. Анализ россыпей алмазов показал, что они на 79% были сформированы за счет триасовых коренных источников.
Е.Ф. Синякова 1, Д.А. Улыбин 1, 2, 3, К.А. Кох 1 1 Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск,Россия 2Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Новосибирск,Россия 3 ЦКП Сибирский кольцевой источник фотонов, Новосибирск, Россия Дополнительные материалы Дополнительные материалы Дополнительные материалы
В статье приведены результаты, полученные при кристаллизации расплава состава (в ат. %): 14.0 Cu, 30.0 Fe, 4.0 Ni, 51.1 S, по 0.1 Pt, Pd, Ag, Au, As, Bi, Pb, Se и Sn, в мас. %: 19.5 Cu, 36.7 Fe, 5.1 Ni, 35.8 S, 0.4 Pt, 0.2 Pd, 0.2 Ag, 0.4 Au, 0.2 As,0.5 Bi, 0.5 Pb, 0.2 Se и 0.3 Sn в условиях объемной и направленной кристаллизации. В безградиентных условиях из расплава кристаллизуется однородный кристаллический массив, состоящий из смеси моносульфидного и промежуточного твердых растворов. При охлаждении до комнатной температуры моносульфидный твердый раствор образует структуру пирротинов 1C, 3C, а промежуточный твердый раствор распадается на мелкозернистую смесь изокубанита и халькопирита. Методом Бриджмена-Стокбаргера получен трехзонный слиток с последовательностью кристаллизации фаз из расплава: Mss / Iss1 / Iss2 и вторичной зональностью: халькопирит + пирротин 1C, 3C + изокубанит (зона I) / халькопирит + низкотемпературный промежуточный твердый раствор + богатый железом пентландит, сугакиит (зона II) / халькопирит + богатый никелем пентландит + миллерит + борнит (зона III). Выявлено специфическое влияние примесей As, Bi, Pb, Se и Sn на поведение Pt, Pd, Ag, Au в разных условиях кристаллизации. В обоих экспериментах, твердые растворы не играют большую роль в концентрировании примесей. Основное количество этих примесей выделяется в виде самостоятельных фаз. Главную роль в их образовании играет расслаивание материнского сульфидного расплава с образованием металлоидных и сульфидно-металлоидных расплавов, концентрирующих примеси Pt, Pd, Ag, Au и халькофильных элементов. Данные по направленно закристаллизованному образцу свидетельствуют о более сложном характере расслаивания исходного расплава по сравнению с его расслаиванием при объемной кристаллизации, а именно 1) одновременном выделении двух типов жидкостей при охлаждении исходного сульфидного расплава в зоне II: одна из них образуется в подсистеме (Pd, Au)-(As, Bi), а вторая – в подсистеме (Pt, Pd) – Pb-(S, Bi, As); 2) протекании процессов вторичного расслаивания при охлаждении сульфидно-металлоидных расплавов в зоне III; 3) концентрацией примесных микрофаз в конце слитка в зоне III.
Н.С. Тычков1, А.М. Дымшиц2,3, Е.А. Муравьева1, А.М. Логвинова1, Н.П. Похиленко1,4 1 Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия (tych@igm.nsc.ru)
2 Институт земной коры СО РАН, Иркутск, Россия
3 Геологический институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия
4 Геолого-геофизический факультет, Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия Дополнительные материалы
В результате обработки данных для более чем 3000 ксенокристов клинопироксена из разновозрастных кимберлитов Сибирской платформы получена обобщающая схема эволюции мощности литосферной мантии в пределах Якутской алмазоносной провинции. Были получены новые данные по плотности теплового потока (ПТП) и мощности термической литосферы (МТЛ) по семи объектам на Сибирской платформе, среди которых палеозойские и мезозойские кимберлиты различных районов и степени алмазоносности, а также позднетриасовые осадочные породы северо-восточного обрамления платформы. Состав клинопироксенов в позднетриасовых осадочных породах СВ края платформы соответствует девон-карбоновому типу ЛМ Сибирской платформы. Новые данные по кимберлитам северо-востока платформы (трубки Ивушка и Заоблачная) дают результаты, противоречащие прежним представлениям. Трубка Ивушка (Толуопское поле) по данным клинопироксеновой геотермы по МТЛ ближе к юрским кимберлитам, но глубина опробования клинопироксен содержащих пород типична для девон-карбоновых. Геотерма трубки Заоблачная (Хорбусонское поле) соответствует девон-карбоновым и триасовым кимберлитам, что противоречит отсутствию в трубке Заоблачная алмазов и ее тектоническому положению. Значения ПТП и МТЛ отделяющие юрскую литосферу СВ части платформы от более древней составляют 36.9 мВт/м2 и 230 км, соответственно. На основе МТЛ и глубины опробования ее разреза кимберлитовыми магмами различного возраста показано, что, более низкая алмазоносность триасовых кимберлитов может быть связана не с утонением литосферы, а с меньшей глубиной начала захвата мантийного вещества, обусловленного повышенной проницаемостью ЛМ в результате предшествующего воздействия пермо-триасового плюма.
О.М. Туркина
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: Долериты, протерозой, геохимические индикаторы, южный фланг Сибирского кратона, источники магм
Сибирского кратона, сформированных во внутриконтинентальной обстановке во временном интервале от 1.91 до 0.72 млрд лет. Установлены индикаторные геохимические параметры четырех возрастных групп долеритов, отражающие различие в характере мантийных источников и условиях генерации исходных расплавов. Неопротерозойские долериты нерсинского комплекса характеризуются минимальными величинами (Sm/Yb)n и (Nb/Y)pm и образовались при участии обогащенной субдукционно-модифицированной литосферной мантии (SZLM) и деплетированного (астеносферного) источника. Максимальным накоплением некогерентных редких элементов и высокими (Sm/Yb)n и (Nb/Y)pm выделяются долериты с возрастом 1.35 млрд лет, формирование которых связано с обогащенным плюмовым мантийным источником. Мезопротерозойские (~1.6 млрд лет) долериты Присаянского прогиба характеризуются повышенным содержанием TiO2 и высокозарядных (Nb, Ta) элементов в сравнении с долеритами нерсинского комплекса. Для них преобладающим является обогащенный плюмовый источник с высокими (Nb/Y)pmи TiO2/Yb при ограниченном участии SZLM. Палеопротерозойские (1.91 млрд лет) долериты при сходстве по величине (Sm/Yb)nс неопротерозойскими отличаются наиболее низкими (Nb/Y)pm и (Nb/La)pm, что свидетельствует о более деплетированном характере их мантийного источника. Предложенные диаграммы (Sm/Yb)n – (Nb/Y)pm и (Nb/La)pm – (Nb/Y)pm позволяют систематизироватьдолериты из дайковых ареалов южного фланга Сибирского кратона на основании сходства по составу с долеритами четырех этапов протерозойского базитов
На территории Оймяконского нагорья, в бассейне верховьев р. Индигирки, по космическим снимкам обнаружено несколько термоцирков. Два из них изучались в долине р. Сунтар. Термоцирки образовались в 2014-2016 гг. после выпадения повышенного количества атмосферных осадков и со скоростью 5-35 м/год увеличивались в размерах до 2023-2024 гг. В настоящее время их длина составляет 130-220 м. Термоцирки образовались на склоне конечно-моренной возвышенности на абсолютной высоте около 900 м. Моренные отложения, вскрытые в задней стенке более крупного термоцирка, представлены обломочным материалом от дресвы до крупных валунов и глыб с песчано-суглинистым заполнителем. По криогенному строению в верхних 5 м разреза выделены две криофации: нижняя представляет собой изначально-мерзлую морену с первичным криогенным строением, а верхняя – таберированные отложения нижней криофации, вторично промерзшие. От контакта между криофациями в нижнюю из них пробивают эпигенетические ледяные жилы шириной до 2,5-3 м, образующие полигоны с поперечником около 30 м. Предполагается, что конечная морена образовалась в течение первого криохрона позднего неоплейстоцена и стратиграфически связана с юглерским горизонтом (III2), а частичное протаивание произошло в первой половине голоцена.
Д.А. Бушнев1, Н.В. Носова2, Н.С. Бурдельная1, С.А. Ондар3 1Институт геологии имени академика Н.П. Юшкина Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, Первомайская, Россия
2Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
3Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов Сибирского отделения Российской академии наук, Кызыл, Россия
Исследован углеводородный состав экстракта пород юрского возраста из Улуг-Хемского (Республика Тыва, Россия) и Ангренского (Узбекистан) угольных месторождений. Породы содержат многочисленные фитолеймы листьев лептостробовых. Из Ангрена исследованы образцы с монодоминантным захоронением листьев Phoenicopsis taschkessiensis и Czekanowskia eugeniae (Leptostrobales). Был изучен углеводородный состав битумоидов, выделенных из пород. Во всех образцах наблюдаются высокие концентрации н‑алканов состава С33 и С35. Битумоид содержит большие концентрации производных абиетиновой кислоты – дегидроабиетанов, симмонелита, ретена, а также норизопимарана, что указывает на биохимическую связь лептостробовых с хвойными. В более зрелом образце из Тывы, содержащем обильные остатки Czekanowskia tuvensis, обнаружен ретен. Экстракт образца из Тывы содержит ароматические секобикадинаны, которые являются основными компонентами ароматической фракции. Их связь с лептостробовыми исключена данными по Ангрену, а ботаническая принадлежность неочевидна. Обнаружение производных поликадиненовой смолы в среднеюрских породах из Тывы указывает на возможность её продуцирования некоторыми группами юрских растений.
Г.П. Широносова1, В.О. Горюнова1,2, И.Р. Прокопьев1,2,3 1Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
3Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, Кызыл, Россия
Ключевые слова: РЗЭ, монацит, ксенотим, бастнезит, паризит, РЗЭ-флюорит, РЗЭ-фторапатит, термодинамическое моделирование.
Термодинамические расчеты проведены для моделирования процесса взаимодействия флюида (с различными концентрациями фтора) и минеральной ассоциации кальцит + монацит (в присутствии барита и целестина), с целью установить, как концентрации фтора во флюиде изменяют исходную минеральную ассоциацию и формы концентрирования РЗЭ при формировании карбонатитовых комплексов. Расчеты проведены при температурах 500, 400, 300, 200 и 100°С и давлениях 2000, 1000, 500, 250 и 125 бар в интервале концентраций фтора в системе 10-4 – 1 моль/кг H2O. Установлено, что при воздействии на ассоциацию монацит+кальцит кислого (pH=3) фторидно-карбонатно-хлоридного раствора с ростом концентрации фтора образуются РЗЭ-содержащие фторапатит, флюорит, фторокарбонаты – бастнезит и паризит. Появление фторокарбонатов в равновесной ассоциации с понижением температуры начинается со все меньших концентраций фтора в исходном растворе. Для образования паризита согласно обобщенной формуле CaLn2(CO3)3F2 требуется в 2 раза больше фтора, чем для бастнезита LnCO3F, и в кислых условиях он появляется только при 200 и 100°C в интервале 0.01 – 0.1 m HF (m означает моль/кг H2O). При самой высокой рассмотренной концентрации 1 m HF вместе с паризитом из равновесной ассоциации исчезает и РЗЭ-фторапатит, благодаря максимально возможному количеству здесь третьему потребителю кальция – РЗЭ-содержащему флюориту. Понижение температуры повышает устойчивость РЗЭ-флюорита снижая требуемую для его образования концентрацию фтора во флюиде. С повышением рН рудообразующей среды образование паризита при 200°C наблюдается уже при низких концентрациях HF (0.0001 m) замещая бастнезит в этих условиях. Подщелачивание также сопровождается повышением устойчивости РЗЭ-флюорита и появлением стронций содержащего кальцита и гидроксилапатита в бедных фтором флюидах. В кислом фторидно-карбонатно-хлоридном растворе после его взаимодействия с ассоциацией монацит+кальцит суммарная концентрация лантаноидов (Lntot) понижается с падением температуры. Начиная с 400°C кривая Lntot имеет сложный характер зависимости от исходной концентрации HF и при ее максимуме достигает минимальных значений. Основной вклад в Lntot дают хлоро- (при низких m HF) и фторокомплексы (начиная с 0.01 m HF при понижении температуры) легких РЗЭ. Вклад тяжелых РЗЭ по сравнению с легкими примерно на три порядка величины ниже.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
