Главная – Журналы – Геология и геофизика 2016 номер 2

Приведены результаты исследования геологического строения, возрастной последовательности становления поздненеопротерозойских-раннепалеозойских плагиогранитоидных и габброидных ассоциаций Бумбатхаирханского интрузивного ареала Озерной зоны Западной Монголии. Рассмотрены петрогеохимические характеристики плагиогранитоидов, позволившие оценить условия формирования исходных для них расплавов на островодужном и аккреционно-коллизионном этапах развития региона, а также выявить основные магмогенерирующие источники и ведущие механизмы, приведшие к формированию крупных объемов гранитоидных расплавов и их взаимосвязь с процессами рудообразования. По содержанию и характеру распределения редких и редкоземельных элементов и их индикаторным отношениям они подразделяются на плагиогранитоиды высоко- и низкоглиноземистого типа. Среди плагиогранитоидов островодужного этапа (551-524 млн лет) в Бумбатхаирханском ареале наиболее широкое развитие имеют высокоглиноземистые плагиограниты, формирование которых связано с частичным плавлением метабазитов при погружении их в зону субдукции при P ≥ 15 кбар в равновесии с гранатсодержащим реститом. По геохимическим характеристикам они имеют сходство с высококремнистыми адакитами различных регионов мира. Низкоглиноземистые плагиогранитоиды островодужного этапа имеют меньшее развитие. Геохимические характеристики указывают, что формирование исходных для них расплавов связано с частичным плавлением метабазитов, расположенных в основании островодужной системы при P ≤ 8 кбар в равновесии с амфиболсодержащим реститом. Плагиогранитоидные ассоциации аккреционно-коллизионного этапа (511-468 млн лет) в Бумбатхаирханском ареале характеризуются наиболее широким развитием плагиогранитоидов. Среди них выделяются плагиогранитоиды высоко- и низкоглиноземистого типа. По содержанию микроэлементов и их индикаторным отношениям, низкоглиноземистые плагиогранитоиды формировались за счет частичного плавления метабазитов в верхних частях коллизионного сооружения при P ≤ 8 кбар в равновесии с плагиоклазсодержащим реститом, а высокоглиноземистые плагиогранитоиды при плавлении метабазитов в основании утолщенной коры при P ≥ 15 кбар в равновесии с гранатсодержащим реститом. По данным геохронологических исследований, в Бумбатхаирханском очаговом ареале выделяются два этапа рудообразующих процессов, которые в пространстве и во времени связаны с формированием плагиогранитоидов низкоглиноземистого типа. Ранний этап формирования оруденения (518 ± 5 млн лет), фиксируемый по Cu(Au)-оруденению жильного типа, по времени соотносится со становлением островодужных низкоглиноземистых плагиогранитоидов массива Дарби (~524 млн лет). Второй этап формирования Cu-Mo(Au) порфирового оруденения (456 ± 4 млн лет) связан с низкоглиноземистыми плагиогранитами аккреционно-коллизионного этапа (~468 млн лет).

По данным U-Pb изотопного анализа в гранитоидных интрузиях восточного склона Кузнецкого Алатау (Батеневский кряж) выявлены цирконы с возрастом ~ 510−490 и ~ 430−400 млн лет. На этом основании предполагаются два этапа развития регионального гранитоидного магматизма: в среднем-верхнем кембрии и в силуре-раннем девоне. Для двух зерен циркона из пород Тигертышского плутона получены даты ~ 1.9 и ~ 2.6 млрд лет, свидетельствующие о возможном вовлечении в процессы магмогенерации фрагментов палеопротерозойской континентальной коры. Независимо от возраста среди гранитоидов преобладают производные известково-щелочной калиевой (K₂O/Na₂O ≈ 0.5−1.7) серии. По соотношению глинозема, кальция и щелочей большинство их составов соответствует разновидностям I -типа (А/CNK ≤ 1.1) с пониженными железистостью и концентрациями HFSE, в том числе REE (ΣREE ≈ 100−300 г/т). Уровень и характер накопления редких элементов в породах указывают на возможное совместное участие в магмогенезисе вещества типа IAB и OIB. Предположительно влияние внутриплитной составляющей усиливалось в результате суперпозиции плюма на аккреционно-коллизионные образования, а их подплавление могло обусловить сохранение в гранитоидах геохимических признаков субдукционного магматизма. Изотопная неоднородность (ε_Nd(T) = 2.3−4.8, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) _Т ≈ 0.7036−0.7051) гранитоидных комплексов свидетельствует о вероятной гетерогенности источников вещества при различной степени смешения материала умеренно деплетированной (PREMA) и обогащенной литосферной (EM) мантии, а также корового субстрата. С кембрийскими гранитоидами Кузнецкого Алатау синхронны и изотопно-родственны отдельные проявления регионального щелочно-базитового магматизма, развитие которого подтверждает реальность взаимодействия плюма с активной континентальной окраиной еще на каледонском этапе эволюции Центрально-Азиатского складчатого пояса.

Приводятся данные по геологической позиции, вещественному составу и условиям метаморфизма метавулканитов андезит-дацит-трахириодацитовой, лейкобазальт-базальтовой, базальт-андезибазальт-трахиандезитовой и базальтовой ассоциаций, выделенных в составе енисейского амфиболит-гнейсового комплекса Ангаро-Канского блока. Впервые определен возраст цирконов (U-Pb датирование на ионном микрозонде SHRIMP-II) из двух проб метавулканитов андезит-дацит-трахириодацитовой ассоциации. Метавулканиты образовались в позднепалеопротерозойское (~1.74 млрд лет) время и испытали метаморфизм на рубеже 750 млн лет. Наличие унаследованных цирконов и величины модельного Sm-Nd возраста (2.4-2.5 млрд лет) среднекислых метавулканитов указывают на формирование преимущественно из древнего корового источника. Показано, что позднепалеопротерозойское осадконакопление и вулканизм в интервале времени 1.78-1.74 млрд лет в Ангаро-Канском блоке происходили после основных коллизионных событий: высокотемпературного метаморфизма (1.89-1.87 млрд лет) и становления первой фазы гранитоидов Таракского массива (1.84 млрд лет). Существенно бимодальный характер вулканитов и их принадлежность к толеитовой и субщелочной сериям свидетельствуют в пользу формирования в условиях растяжения. По времени образования вулканиты енисейского комплекса коррелируют с внедрением внутриплитных гранитов Таракского массива, а терригенные осадки с отложениями средней части разреза сублукской серии в Урикско-Ийском грабене. Породы енисейского комплекса характеризуются неоднородным метаморфизмом, который соответствует условиям перехода от эпидот-амфиболитовой к амфиболитовой фации и всему P - T интервалу амфиболитовой фации.

Биостратиграфическое расчленение и корреляция ордовикских разнофациальных разрезов, развитых на западном склоне Южного Урала, выполнены с использованием фауны конодонтов и хитинозой. В Западно-Зилаирской зоне в карбонатно-терригенном разрезе у дер. Набиуллино выявлены верхнеордовикские конодонты, представленные важными космополитными таксонами, позволяющими выделить биостратиграфические подразделения, сопоставимые со стандартной конодонтовой шкалой Северо-Атлантической провинции. В терригенно-кремнистых разрезах Восточно-Зилаирской зоны установлены последовательности конодонтовых и хитинозоевых комплексов среднего и верхнего ордовика. В Уралтауской зоне в метаморфических породах белекейской свиты суванякского комплекса, относимой ранее к докембрию, обнаружены хитинозои среднего ордовика. Большинство таксонов, составляющие конодонтовые и хитинозоевые комплексы, имеют хороший корреляционный потенциал вследствие их широкого географического распространения. В разрезе у дер. Набиуллино Западно-Зилаирской зоны впервые зафиксирована положительная аномалия по δ¹³С интенсивностью 3.3 ‰, что может свидетельствовать о проявлении начального этапа изотопного события HICE на Южном Урале. В верхней части разреза отмечается развитие конодонтовой мелководной биофации. Это дает возможность предположить падение уровня моря в конце ордовикского периода.

Приведены новые данные о строении и возрасте верхней части пермских отложений бассейна р. Сеторым (приток р. Восточная Хандыга) Южного Верхоянья, представленной имтачанской и низами некучанской свит. На основании новых находок остатков двустворчатых моллюсков бивальвиевой зоны Intomodesma costatum, изотопных определений углерода из их раковинного вещества и углерода органического вещества вмещающих аргиллитов впервые обоснована полнота пермского разреза. Приведено детальное описание контакта имтачанской и некучанской свит и установлена определенная преемственность литологических характеристик песчаников. Достаточно резкий литологический контакт между свитами отражает не региональный перерыв в седиментации, а смену обстановок осадконакопления - от верхних частей дельты к глубокому шельфу в условиях развивавшейся быстрой трансгрессии моря. Сделан вывод об отсутствии сколько-нибудь длительного перерыва между накоплением имтачанской и некучанской свит. Приведены изображения наиболее характерных форм двустворчатых моллюсков и криноидей из имтачанской свиты бассейна р. Сеторым.

Изучен таксономический состав комплексов фораминифер из керна скважин, пробуренных в южной и юго-западной частях Западно-Сибирского осадочного бассейна - Сильгинском и Ямало-Тюменском фациальных районах. Установлена полная последовательность фораминиферовых биостратонов для келловей-кимериджских отложений юго-западной части низменности, увязанная с подразделениями Общей стратиграфической шкалы. Выявлен ряд биостратонов в южной части Западной Сибири. На основании биофациального анализа фораминиферовых комплексов сделан вывод о принадлежности Ямало-Тюменского фациального района в келловей-кимериджское время к относительно глубоководной части бассейна, достаточно удаленной от береговой линии юрского моря, а Сильгинский фациальный район на протяжении оксфорд-средневолжского времени представлял собой зону относительного мелководья.

Приведены палинологическая и палеомагнитная характеристики трех горизонтов Западной Сибири: журавского (верхний олигоцен, хаттский ярус), абросимовского и бещеульского (нижний-средний миоцен, аквитанский, бурдигальский, лангийский, серравалийский ярусы). Рассмотрен характер распространения диноцист Pseudokomewuia в стратотипическом разрезе журавского горизонта (с. Защитино) и в разрезе скв. 13 (пос. Челюскинцев), где вскрыты туртасская, абросимовская и бещеульская свиты. Сходство состава и структуры комплекса диноцист, близость палинофлор туртасского и абросимовского горизонтов, условия залегания и цикличное строение озерных отложений позволили сделать вывод о границе палеогена и неогена, которую рекомендовано проводить по основанию бещеульского горизонта. Абросимовский горизонт предлагается включить в состав верхнего олигоцена (верхи хаттского яруса). Данные скоррелированы с региональной палеомагнитной шкалой. Эти представления должны быть отражены в новой региональной стратиграфической схеме палеоген-неогеновых отложений Западно-Сибирской равнины.

Проведен региональный анализ влияния антропогенного (кислотные выпадения) и природного (климатические изменения, эндогенный метан) факторов на гидрохимический состав и фитопланктон горных озер Восточной Сибири за последние 210 лет. Откликом диатомового сообщества озер на интенсивное выпадение кислотных дождей, приведшее в 1950-1985 гг. к закислению озер Европы и Северной Америки, было частичное замещение Cyclotella -complex более рН толерантными видами диатомовых водорослей: Aulacoseira lirata, A. italica, Tabellaria flocculosa . Однако эта антропогенная нагрузка была недраматична для экосистемы горного озера Орон. Диатомовые летописи показывают отчетливую тенденцию к снижению численности водорослей в озере с конца Малого ледникового периода. Мы предполагаем, что главной причиной снижения биопродуктивности Орона была нехватка питательных веществ, вызванная поставкой ультрапресных вод за счет таяния ледников, снежников и сезонного снежного покрова Кодарского хребта, в результате глобального увеличения температур в Северном полушарии. Изменения в экосистеме озера могли быть ускорены выбросами эндогенного метана.

Предложен способ трехмерного моделирования импульсных зондирований с помощью быстрого преобразования Фурье: вместо решения задачи во временной области решается серия задач в частотной области, полученных в результате преобразования исходного генерирующего импульса методом быстрого преобразования Фурье. Приводятся численные оценки погрешности предложенного метода по сравнению с методом решения задачи во временной области на модельной задаче с синусоидальным сигналом.

Проведенные исследования сейсмодислокаций, связанных с активизацией Аксуйского разлома при катастрофическом Кеминском землетрясении 1911 г., показали наличие в пределах Чон-Аксуйского и Кичи-Аксуйского рамповых грабенов большого количества первичных и вторичных палеосейсмодислокаций. В траншее, пройденной нами вкрест сейсмоуступа Кеминского землетрясения ( М ≈ 8, I ₀ = X-XI баллов) 1911 г., помимо взбросовой подвижки названного сейсмического события и соответствующего ему коллювиального клина, выявлено отчетливое взбросовое смещение - результат палеоземлетрясения, произошедшего около 3000 лет назад. Нами также зафиксированы отложения, сформированные в озере, подпруженном сейсмоуступом, которое образовалось в результате сильного землетрясении около 12700 лет назад. Полученные нами палеосейсмологические результаты, а также данные радиоуглеродного датирования и опубликованные по району исследований литературные материалы позволяют утверждать, что вдоль Аксуйского разлома в позднем плейстоцене-голоцене фиксируются периоды длительного сейсмического затишья, разделенные сильными сейсмическими событиями или их кластерами на рубежах 19500-20000, 12700, 4000-3000 лет назад, моложе 850 лет (включая Кеминское землетрясение 1911 г.).

Джерки привлекаются для выявления анизотропии электропроводности в нижней мантии, обусловленной фазовым переходом магнезиовюстита из полупроводникового состояния в металлическое на глубинах 1500-2000 км. Теоретически изучаются возможные особенности проявлений джерков на поверхности Земли, возбуждаемых токами во внешнем жидком ядре при наличии анизотропии электропроводности в нижней мантии. С применением разложений по сферическим гармоникам получены уравнения для потенциала геомагнитного поля при слабой анизотропии среды. Рассматриваются варианты решений этих уравнений как в частотном, так и во временном представлениях. Обсуждаются пути решения обратной задачи получения оценок анизотропии по данным о распределении характеристик джерков на поверхности.