Главная – Журналы – Геология и геофизика 2017 номер 6

Сравнительный анализ ультраосновных меймечитов маймечинской свиты и щелочных вулканитов арыджангской свиты (фоидитов: нефелинитов, анальцимитов, лимбургитов и др., а также мелилититов) показал их генетическую близость, свидетельствующую о связи с единой магматической системой, пульсационно продуцирующей крупные объемы щелочно-ультраосновных расплавов. Изучались петрогеохимические и минералогические составы пород, а также расплавные включения в оливинах из этих пород. Существенное различие между составами пород арыджангской и маймечинской свит установлено по содержанию MgO, что хорошо объяснимо аккумуляцией оливина. Составы включений из оливинов меймечитов и пород арыджангской свиты соответствуют фоидитам. Характер распределения редких и редкоземельных элементов в фоидитах и в меймечитах однотипен как в породах, так и в расплавных включениях - наблюдаются минимумы для Rb и K и максимумы для Nb и Ta. Отношения индикаторных элементов (Nb/Ta, Ba/La, Ta/La и др.) для пород маймечинской и арыджангской свит имеют постоянные значения и практически не зависят от изменения их магнезиальности. Отношение La/Yb в фоидитах значительно выше, чем в меймечитах и расплавных включениях из оливинов меймечитов, что также свидетельствует о том, что породы арыджангской свиты являются результатом фракционирования исходного высокомагнезиального щелочного пикритоидного расплава.

Представлены результаты изучения гранатсодержащих парагнейсов, мигматитов и жильных гранитов из мигматит-гнейсового комплекса Иркутного блока (Шарыжалгайский выступ, юго-запад Сибирского кратона), характера зональности граната по главным и редким элементам, а также определения возраста и редкоэлементного состава циркона. Формирование мигматит-гнейсового комплекса Иркутного блока произошло в палеопротерозое ~1.85-1.86 млрд лет. Максимальные температуры метаморфизма и частичного плавления, оцененные с помощью термометров Ti-in-циркон и Zr-in-рутил, составляют 790-830 и 830-860 °С соответственно. По текстурным признакам и характеру зональности выделены три генерации граната: метаморфическая, перитектическая и магматическая. Первая образует ядра граната в парагнейсах и мигматитах, содержит многочисленные мелкие включения, характеризуется наиболее высоким содержанием гроссулярового (Grs) компонента, тяжелых РЗЭ, Y и их снижением от центра к краю, что согласуется с рэлеевским фракционированием совместимых компонентов. Вторая генерация с крупными включениями кварца и полевых шпатов представлена преобладающими зернами в диатекситах и гнейсах на контакте с лейкосомой из гнейсов. Для перитектического граната типично практически постоянное и низкое содержание Grs компонента, тяжелых РЗЭ и Y со слабым их ростом в краевой зоне. В жильных меланократовых гранитах гранат аналогичен по составу гранату из диатекситов. Магматические гранаты из лейкократовых гранитов принадлежат к третьему типу, характеризуются снижением Grs компонента, тяжелых РЗЭ и Y от центра к краю и резким Eu минимумом. Предполагается его образование путем растворения/переотложения перитектического граната в расплаве. По минеральному и химическому составу среди гнейсов и мигматитов выделены высоко- и умеренно глиноземистая серии пород, которые являются продуктами метаморфизма плавления двух субстратов: пелитового и грауваккового, что подчеркивается различным характером распределения РЗЭ. Обогащение гранитов FeO и MgO в сравнении с расплавами из пелитов и граувакк, унаследование уровня содержания тяжелых РЗЭ в диатекситах и гранитах от парагнейсов, а также наличие в меланократовых гранитах перитектического граната свидетельствуют о том, что формирование гранитов не сопровождалось эффективной сегрегацией граната и расплава.

Осадки озер, расположенных в замкнутых бессточных котловинах внутриконтинентальных районов, служат прекрасным архивом изменений природной среды и климата. Одним из таких архивов является Чановская озерная система, расположенная в Барабинской степи юга Западной Сибири, и состоящая из трех озер: Большие Чаны, Малые Чаны и Яркуль, соединенных протоками. В статье впервые приводятся результаты изучения минерального состава голоценовых отложений Ярковского плеса оз. Большие Чаны, отличающегося преимущественно карбонатной седиментацией. Методы исследования: рентгеновская дифрактометрия (XRD), ИК-спектроскопия, электронная микроскопия, анализ стабильных изотопов ¹⁸О и ¹³С, лазерная гранулометрия, элементный анализ, радиоизотопное датирование. Математическим моделированием сложных XRD профилей карбонатных минералов в осадках установлены Mg-кальциты разной степени магнезиальности, Сa-избыточные доломиты и арагонит. Получена карбонатная запись, содержащая сведения о стратиграфическом распределении хемогенных карбонатов, в которых количество и соотношение фаз определяются величиной Mg/Ca-отношения, соленостью и общей щелочностью озерных вод. Соотношения меняются в соответствии с климатическими циклами и колебаниями уровня озера. Сопоставление карбонатной записи с литологическими данными, содержанием стабильных изотопов d¹⁸O и d¹³С и распределением ряда геохимических индикаторов обстановок осадконакопления позволило выделить несколько стадий эволюции Ярковского плеса, определяемых изменениями климата региона в голоцене.

Приводятся новые результаты исследований катагенетических изменений рассеянного органического вещества (РОВ) и индивидуального углеводородного состава битумоидов нижней зоны мезокатагенеза и апокатагенеза по материалам бурения сверхглубокой скв. СВ-27 (Вилюйская синеклиза), вскрывшей угленосную толщу перми и верхнего карбона. По данным отражательной способности витринита, динамика катагенетических изменений РОВ начинает существенно меняться на глубинах порядка 4 км. Ниже этих глубин биомаркерные показатели катагнеза теряют свою роль, давая числовые характеристики, типичные для стадии мезокатагенеза. Примерно с этими же глубинами связано начало инверсии показателя пристан/фитан и появление в составе битумоидов серии новых углеводородов, сначала в следовых количествах и дальнейшим ростом их относительных концентраций с увеличением глубины. Среди новообразованных углеводородов присутствуют гомологические ряды алкенов, 2,4- и 2,7-диметилалканов, алкилциклогексанов с преобладанием соединений с нечетными атомами углерода. Вообще следует отметить необычно широкую дифференциацию алифатических и циклических углеводородных соединений с четными и нечетными атомами углерода на максимальной глубине (6458 м). Среди ароматических углеводородов идентифицированы четыре новых диастереомера - 17-десметил - 23-метилмоноароматических стероидов С₂₇. Авторы полагают, что все наблюдаемые изменения в составе битумоидов зоны апокатагенеза связаны с завершением процессов генерации углеводородов за счет керогена и отражают дальнейший термолиз остаточных битумоидов, включая их асфальтеновую составляющую. В этом случае становятся понятными те низкие биомаркерные показатели преобразованности РОВ, поскольку в данном случае они отражают состав окклюдированных и адсорбированных асфальтенами углеводородов начальных стадий их генерации. Высоко преобразованное органическое вещество и «микронефть» глубоко погруженных горизонтов пермских и каменноугольных отложений зоны апокатогенеза не участвовали в формировании нефтяных оторочек и основных газоконденсатных залежей Вилюйской нефтегазоносной области.

Проведен биостратиграфический анализ среднеордовикских отложений в опорных разрезах северо-восточной части Горного Алтая. Изучены комплексы пелагических граптолитов и бентосных трилобитов в тулойской и карасинской свитах дапинско-дарривильского стратиграфического интервала. Впервые для сибирских палеозойских седиментационных бассейнов проведено лито- и биофациальное изучение осадочных последовательностей и палеобиот для оценки глубин шельфового бассейна и удаленности отдельных частей его палеоакватории от берега, основанное на анализе литологии, мощностей образований и составе комплексов пелагических организмов - граптолитов, плотностях их палеопопуляций и таксонах-доминантах. Оценены возможности биоиндикаторных свойств бентосных трилобитовых палеосообществ.

Сконструирована и изготовлена аппаратура, позволяющая в лабораторных условиях моделировать гидратосодержащие песчаные образцы и измерять их акустические свойства при разных температурах и давлениях. Установка включает камеру высокого давления, блоки термостатирования, создания внешнего давления и доставки газа/жидкости в образец, акустическую измерительную систему. Измерения проводятся на цилиндрических образцах диаметром 30 мм и высотой 10-50 мм. Автоматизация контроля над установкой и получения акустических данных сделала возможным проведение долгосрочных экспериментов (до нескольких дней) по формированию гидратов метана в песчаных образцах и выполнению акустических измерений. Процедура формирования гидратосодержщих образцов включает наполнение пор влажного песка метаном под давлением и применение нескольких циклов охлаждения/нагревания образца для ускорения гидратообразования. Проведено несколько десятков успешных экспериментов по формированию гидратосодержащих образцов и измерению скоростей упругих волн. Акустические данные подтвердили формирование гидратов и показали вызванное этим процессом увеличение скорости до значений, сравнимых с теми, которые наблюдаются для замерзших образцов. Это означает, что сформировавшиеся газовые гидраты относятся к «цементирующему» типу, т. е. они образуются на контакте зерен, эффективно связывая при этом минеральные зерна друг с другом. Установлена положительная линейная корреляционная связь между скоростями акустических волн и гидратосодержанием для песчаных образцов.

В данной работе проведено экспериментальное и теоретическое изучение интервалов времени Δ t между двумя последовательными актами трещинообразования в гетерогенных материалах. Метод акустической эмиссии (АЭ) позволил проводить дифференцированное изучение кинетики трещинообразования в нагруженных гетерогенных материалах. При этом генерация микротрещин предстает как статистический процесс. Изучение интервалов времени Δ t между последовательными актами микроразрушения выявило два его типа: одиночный и коллективный разрывы. Гетерогенность материала определила некоторые общие характеристики в зоне разрушения процесса, а именно закономерности зарождения и развития процесса трещинообразования, и выявила в этом явлении два весьма важных аспекта: первый - структурная гетерогенность материалов приводит к неравномерности в распределении механических напряжений в нагруженном теле, создавая при этом достаточно высокие локальные напряжения на микроуровне (это способствует появлению микротрещин в перенапряженных местах); второй - показана принципиальная возможность применения этого метода для прогнозирования акта очага разрушения, а также возможности микросейсмического мониторинга, прогнозирование катастроф в объектах удара - опасных рудниках, тоннелях, мостах, атомных электростанциях и других важных стратегических объектах.

Статья посвящена разработке устойчивых процедур преобразования данных нестационарных электромагнитных зондирований в волновую область. Рассмотрены два способа их трансформации: на основе методов сингулярного разложения и регуляризации по А.Н. Тихонову. Выполнены трансформации электромагнитных откликов от проводящего полупространства, проводящей S -плоскости, а также серии горизонтально-слоистых моделей. Рассмотрены примеры построения годографов полученных волновых трансформант и определения скоростей их распространения.

Разработан вычислительный алгоритм совместной инверсии данных индукционных и гальванических каротажных зондирований в двумерных моделях геологических сред. Он основан на сеточном методе конечных разностей и нелинейной минимизации и предназначен для создания реалистичных геоэлектрических моделей сложнопостроенных флюидонасыщенных геологических сред. Алгоритм протестирован и верифицирован на зашумленных синтетических диаграммах электрокаротажных зондирований. Проведено сопоставление результатов двумерной инверсии и традиционного подхода в рамках слоисто-однородных моделей сред. С использованием разработанного алгоритма выполнена совместная двумерная инверсия практических данных с Федоровского и Восточно-Сургутского месторождений Широтного Приобья.

Компенсация неоднородности верхней части разреза является важной составляющей обработки данных метода отраженных волн. Проблема решается пересчетом наблюденного волнового поля на горизонтальную линию приведения. Традиционно две системы годографов отраженных волн, определенных от линий наблюдения и приведения, связаны статическими поправками. В работе решается задача пересчета, в которой зависимость кинематических параметров наблюденного и пересчитанного волнового поля определена уравнением среднеквадратичной скорости для двухслойной модели среды. Выполнен сравнительный анализ двух способов компенсации поверхностной неоднородности, представленной переменной альтитудой дневной поверхности.