Главная – Журналы – Геология и геофизика 2018 номер Неопубликованное

Получены первые экспериментальные данные по связи содержания диоксида углерода в минералах типа лазурита (МТЛ) с его парциальным давлением в газовой фазе и температурой в интервале, отвечающем процессу лазуритообразования на месторождениях Южного Прибайкалья. Содержание структурной примеси СО₂ определялось методом ИК-Фурье спектроскопии. Оно в большей мере зависит от температуры, чем от парциального давления CO₂ и для кубических лазуритов максимально при 500 ^оС (0.05-0.07 формульной единицы), снижаясь до 0.01-0.03 ф.е. как при понижении (460 ^оС), так и при повышении температуры (560 ^оС). Намечена положительная зависимость содержания СО₂ от фугитивности О₂ в системе. МТЛ с орторомбической структурой (владимиривановит) хуже удерживает СО₂, содержание которого понижается от исходного (природного) 0.08 до 0.01-0.02 ф.е. в заданном интервале температур 460-560 ^оС. Опыты с выдержкой при 560 ^оС и последующем охлаждении до 460 или 360 ^оС показывают отсутствие эффекта ретроградной растворимости СО₂ в МТЛ при насыщении из газовой фазы. Согласно данным по содержанию СО₂, кубические лазуриты с несоразмерной 3D модуляцией структуры могли образоваться при температуре около 500 ^оС, парциальном давлении СО₂ ~1.4-2.2 бар и fO₂ на уровне магнетит-гематитового буфера. Зафиксированные в некоторых МТЛ высокие содержания СО₂ (0.15-0.3 ф.е.), возможно, не связаны с прямым поглощением СО₂ из газовой (флюидной) фазы, а являются продуктом относительно низкотемпературных (<400 ^oC) превращений форм углерода, приводящих к ассоциации СО₂ и молекулярных форм серы. Эту область температур и соответствующие таким формам серы фугитивности летучих следует расценивать как возможные условия для синтеза или модифицирования материалов на основе содалита, нозеана и МТЛ, перспективных в качестве поглотителей или индикаторов диоксида углерода.

Срединно-Атлантический хребет в пределах Исландии значительно отличается по своему строению от других хребтов. Он представлен несколькими современными рифтовыми зонами с различными кинематикой и внутренним строением. В то же время, имеется и несколько неактивных рифтовых зон, разделённых блоковыми поднятиями. Такое структурное разнообразие обусловлено термическим влиянием Исландского плюма, которое проявляется в условиях асимметричного спрединга. Для выявления условий развития рифтовых зон Исландии и особенностей их строения в связи с цикличностью плюмовой активности был использован метод физического моделирования. Полученная модель отражает строение и развитие рифтовых зон Исландии за последние 21.5 млн лет. Было показано, что кинематика и внутреннее строение рифтовых зон являются следствием развития разномасштабных перекрытий центров растяжения. Между ними возникают блоковые поднятия, которые в современном рельефе выражены в виде приподнятых полуостровов, преимущественно, в северной части острова. Размеры блоковых поднятий зависят от расстояния между перекрывающимися спрединговыми осями. При уменьшении расстояния крупные поднятия сменяются серией мелких эшелонированных блоков. Формирование подобного структурного ансамбля обусловлено периодическим увеличением плюмовой активности и её смещением в восточном направлении относительно границы литосферных плит, что обусловлено асимметрией растяжения. Выделяется два цикла плюмовой активности с различной продолжительностью. Период 7–8 млн лет отражает полный цикл формирования и развития перекрытий, а период 2–3 млн лет обуславливает развитие структуры рифтовых зон в пределах всего структурного ансамбля.

Согласно гипсометрическому положению разновозрастных лавовых потоков Ия-Удинского вулканического поля (~8 и ~4 млн лет) установлено, что основной этап интенсивного расчленения рельефа и активизации блоковых движений по Главному Саянскому разлому в пределах Бирюсинского блока произошел в позднем миоцене. Геохимические характеристики лав, такие как высокие значения параметра FCKANTMS (0.46–0.77) [Yang et al., 2019] и положение фигуративных точек на диаграммах CaO–MgO и TiO₂/Al₂O₃–SiO₂, указывают на плавление гранат-пироксенитового мантийного источника, а не типичной перидотитовой мантии. Микроэлементный состав пород соответствует внутриплитным базальтам типа OIB. Вариации соотношений Th/Nb и TiO₂/Yb позволяют предположить, что для лав возрастом 4 млн лет в области плавления возрастает роль граната, тогда как для магм возрастом 8 млн лет более значим вклад литосферной мантии. Формирование обогащенного пироксенитового компонента в литосфере Бирюсинского блока, вероятнее всего, связано с процессами тектонической конвергенции и рифтогенеза в кайнозое, которые привели к изменению объема коры и вовлечению материала нижней коры в мантию Сибирского кратона. Таким образом, вулканизм Ия-Удинского междуречья является результатом плавления гетерогенной и обогащенной литосферной мантии

На территории Монголии до сих пор не учитывается в должной мере влияние эоловых процессов на образование золотоносных эоловых россыпей, хотя существуют аргументированные доказательства в пользу их формирования. На основе выявления по морфологическим особенностям эолового золота обоснован вывод об образовании золотоносных россыпей при участии не только гидродинамических, но и эоловых процессов, широко проявленных в четвертичное время. Присутствие в желобах и котловинах выдувания эолового золота дает основание сделать вывод о формировании золотоносных эоловых россыпей. Анализ закономерности распределения эолового золота показал, что на территории Монголии вполне возможно образование эоловых россыпей золота – собственно эоловых россыпей и россыпей гетерогенного происхождения. Собственно эоловые россыпи (автохтонные и аллохтонные) формируются за счет дефляции рудных источников либо золотоносных коллекторов, а россыпи гетерогенного происхождения – при дефляции ранее образованных прибрежно-озерных россыпей либо как результат чередования деятельности временных водотоков и эоловых процессов. Наличие золота псевдорудного облика в озерно-аллювиальных отложениях позволило предположить о поступлении золота из золотоносных конгломератов мезозойского возраста. Итак, на основании результатов минералогических исследований россыпного золота и полевых наблюдений доказано, что впервые выделенные эоловое золото и золотины псевдорудного облика на территории Монголии, на качественно новом уровне знаний, позволяют установить генезис формирования золотоносных россыпей, а также более корректно прогнозировать местонахождение золоторудных источников и подбирать методы их поиска.

Микроскопически в проходящем свете определен мацеральный состав углей тюменской и васюганской свит из керна скважин на юго-востоке Западно-Сибирского мегабассейна. Проведено их описание, выделены группы, классы, подклассы, типы и подтипы, показаны фотографии наиболее типичных мацералов и процентные содержания их в некоторых образцах. В изученных углях тюменской и васюганской свит установлен близкий мацеральный состав. Так, в первой отмечаются следующие вариации групп мацералов (%): - витринита – 27-100 (среднее 77); инертинита – 0-73 (18); липтинита – 0-33 (8), а в васюганской (%): витринита – 52-100 (среднее 82); инертинита – 0-44 (14); липтинита – 0-48 (12). Следовательно, угли формировались примерно в одинаковых фациальных условиях. Исходным материалом для них были остатки высших растений - лигниноцеллюлозные ткани, в меньшей мере липоидные компоненты. В рассматриваемом районе угли верхней и средней юры в этом отношении практически не изучены. Мацеральный состав углей способствует уточнению фациальных условий формирования углесодержащих толщ. Эти данные могут быть также полезны в будущем нефтяникам-разработчикам месторождений углеводородного сырья для эффективной подземной газификации углей с целью дополнительного наполнения существующих газопроводов.

Впервые детально исследованы морфология, видовой и химический состав цеолитов в агатах Тевинского и Кинкильского месторождений (Западная Камчатка, Россия). Использованы оптическая и сканирующая электронная микроскопия, РСМА, рентгенофазовый анализ, КР спектроскопия и рентгеновская компьютерная микротомография. Установлены высококремнистые цеолиты – клиноптилолит-Ca, клиноптилолит-Na, гейландит-Na, гейландит-K и морденит. В агатах Тевинского месторождения идентифицированы сростки оранжевых и бесцветных призматических кристаллов клиноптилолита-Na, образующих сплошной ритм толщиной до 0.5 мм в приконтактовой с вмещающей породой зоне. В кинкильских агатах диагностированы многочисленные сферолиты морденита, образованные радиально лучистыми тонкоигольчатыми кристаллами длиной около 1 мм, и редкие сростки призматических кристаллов клиноптилолита-Ca, клиноптилолита-Na, гейландита-Na и гейландита-K. Цеолиты присутствуют, как и на Тевинском месторождении, преимущественно на контакте агата с породой. Типоморфной особенностью клиноптилолита и гейландита в агатах обоих месторождений является примесь ВаО, содержание которой варьирует от 0.2 до 0.7 мас.%. Минералы кремнезема в агатах представлены низкотемпературным кристобалитом, халцедоном, кварцином, моганитом, микрозернистым и крупнокристаллическим кварцем, в т.ч. аметистом. Присутствие «незрелых» форм кремнезема – моганита и низкотемпературного кристобалита в изученных агатах связано с молодым (эоценовым) геологическим возрастом вулканических образований. Образование цеолитов в тевинских и кинкильских агатах могло происходить при участии термальных нейтральных или щелочных вод. Кристаллизация цеолитов на стенках газовых полостей, по-видимому, происходила из перенасыщенных (Al, Na, K, Ca, Ba) водных растворов и предшествовала осаждению кремнезема.

В статье приведён обзор современного состояния и перспектив развития недорогих сейсмических приборов. Эти приборы позволяют решать широкий круг научных и прикладных задач, при том, что их стоимость на один или два порядка ниже профессиональных аналогов. Рассмотрены основные типы датчиков: низкочастотные геофоны и МЭМС-акселерометры, — их конструктивные особенности, диапазон чувствительности и уровни собственного шума. Описана типовая архитектура регистрационного оборудования. Приведены примеры наиболее распространённых недорогих сейсмических приборов, включая серию Raspberry Shake и систему P-Alert, их технические характеристики и области применения. Проанализированы ключевые направления использования: системы раннего предупреждения о землетрясениях, мониторинг вулканов, пассивная сейсмотомография по шумовым записям, эксперименты по измерению полного волнового поля при слабых землетрясениях, образовательные и гражданские проекты. Выявлены сильные и слабые стороны недорогих сейсмических приборов, в том числе ограничения по регистрации слабых сигналов и преимущества в плотности сетей. В качестве перспективных направлений обозначены повышение точности измерений, а также применение методов машинного обучения для обработки больших объёмов данных. Сделан вывод, что при грамотном сочетании с современными алгоритмами обработки и плотной сетевой инфраструктурой недорогие сейсмические приборы способны вносить значительный вклад в сейсмологию землетрясений, вулканологию и образовательные программы.

Диагностика ледниковых отложений (тиллитов) в докембрийских разрезах является довольно сложной задачей из-за частого сходства их состава и строения с другими осадочными породами. Это связано с тем, что докембрийские отложения на протяжении своей долгой истории теряют присущие им диагностические признаки. Тиллиты являются важным маркером климатических изменений и широко используется при стратиграфических корреляциях и геодинамических реконструкциях. Исследования в данной статье направлены на изучение позднедокембрийских тиллитов в пределах хребта Большой Каратау с целью обоснования состава и возраста пород на эродируемой поверхности при движении палеоледника. Значения возрастов детритовых цирконов из матрикса тиллитов образуют основные интервалы в 740-856 млн лет (32 зерна), 1950-2040 млн лет (14 зерен) и 2200-2630 млн лет (26 зерен) с возрастными пиками 765, 835, 924, 2030 и 2435 млн лет. Для циркона магматических пород из валунов тиллитового горизонта получены следующие возрасты: гранит - 746±4 млн лет (9 зерен); риолит - 778±4 млн лет (9 зерен); гранит - 746±3 млн лет (13 зерен); лейкогранит - 788±3 млн лет (16 зерен). Полученные данные о возрасте из валунов древних ледниковых отложений имеют близкие возрастные аналоги магматических пород в пределах Срединного Тянь-Шаня, Каратау-Таласского, Жельтавского, Чуйско-Кендыктасского и Улутауского блоков.

Настоящий специальный выпуск журнала Геология и Геофизика содержит статьи, подготовленные по следам научной конференции «Процессы минералообразования при высоких давлениях, происхождение алмаза и мантийных магм», посвящённой 90-летию со дня рождения выдающегося исследователя процессов алмазообразования академика Николая Владимировича Соболева и прошедшей с 17 по 19 июня 2025 года в Новосибирском Академгородке в Институте геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН. Диапазон рассмотренных тематик от детальных исследований дефектов кристаллической структуры отдельных кристаллов алмаза и включений в них до режимов и времени возникновения тектоники плит на ранней Земле в полной мере отражают вклад Н.В. Соболева в формирование современного представления об эволюции состава мантии Земли и обстановках образования кимберлитов и алмаза.

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.

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.

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.

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.