Главная – Журналы – Геология и геофизика 2017 номер 11

С использованием базы гравитационных данных охарактеризованы среднепозднепалеозойские геодинамические комплексы и структура Горного Алтая. В северной и центральной частях она представлена Горно-Алтайским террейном, который выполнен различными по геодинамической природе позднедокембрийско-палеозойскими образованиями окраины Сибирского континента, в том числе девонскими вулканоплутоническими комплексами активной окраины. К югу и востоку Горно-Алтайский террейн через Чарышско-Теректинско-Улаганскую сутурно-сдвиговую зону граничит с Алтае-Монгольским террейном, сложенным раннепалеозойскими турбидитами составного Казахстанско-Байкальского континента. В пограничной зоне Алтае-Монгольского террейна широко представлены коллизионные среднепалеозойские гранат-кианит-андалузитовые метаморфические серии и позднепалеозойские зональные андалузит-кордиеритовые сланцы в ассоциации с гранитными массивами. Проведена аналогия их локализации с кайнозойскими вулканоплутоническими и метаморфическими куполами Камчатки и Чукотки. В гравитационном поле наиболее отчетливо выражены девонские вулканоплутонические комплексы Горно-Алтайского террейна и среднепозднепалеозойские метаморфические серии Алтае-Монгольского террейна. В целом гравитационные аномалии в Горно-Алтайском террейне имеют северо-западное простирание, тогда как в Алтае-Монгольском террейне - субширотное, что подчеркивает структурную неоднородность Горного Алтая. Приводятся новые результаты по датированию магматических детритовых цирконов из палеозойских осадочных пород Ануйско-Чуйской зоны Горно-Алтайского террейна, источником сноса которых являлись магматические породы докембрийского фундамента Сибирской платформы и венд-раннеордовикской Кузнецко-Алтайской островной дуги. Характерно отсутствие детритовых цирконов ранненеопротерозойского возраста (1.00-0.75 млн лет), которые широко развиты в раннепалеозойских турбидитах Алтае-Монгольского террейна. Для Горно-Алтайского террейна показана существенная смена возрастных источников детритовых цирконов начиная с позднего карбона, представленная появлением девонских и ранненеопротерозойских популяций. Приведенные данные подтверждают идею, что в среднем-позднем палеозое произошла амальгамация Казахстанско-Байкальского и Сибирского континентов и была создана основная структурная канва Горного Алтая, отраженная в гравитационном поле и источниках сноса детритовых цирконов.

Толеитовые расплавы района тройного сочленения рифтовых зон Буве (ТСБ) в Южной Атлантике представляют собой умеренно обогащенные толеиты со специфическим характером распределения литофильных элементов. Установленные повышенные значения (Gd/Yb) _N отношения (до 2.5) в некоторых составах толеитов указывают на вероятное присутствие граната в мантийном источнике первичных расплавов ТСБ. Повышенные содержания Ni и пониженные концентрации Mn в наиболее магнезиальных оливинах, установленные с помощью методики высокоточного определения примесных элементов, отражают возможное присутствие в плавящемся источнике пироксенитового компонента наряду с типичным перидотитовым. Выявленный уникальный широкий диапазон вариаций оцененного количества пироксенитового компонента в плавящемся источнике ( X _Px Mn/Fe = 0-90 %) в рамках одной пробы свидетельствует о разномасштабной неоднородности мантии под спрединговой зоной. По геохимическим характеристикам этот компонент является пересыщенным кремнеземом эклогитом, взаимодействие которого с перидотитом приводит к образованию безоливинового пироксенита в плавящемся источнике. Такой компонент предположительно мог быть представлен субдуцированной и рециклированной океанической корой или фрагментами древней континентальной литосферы, захороненными в мантии с момента раскола Гондваны. Наблюдаемые глобальные и локальные неоднородности мантийного состава могли возникнуть в процессе сложной геодинамической эволюции Южного океана, раскрытие которого сопровождалось воздействием мезозойского плюма Кару-Мод-Феррар и многочисленными перескоками осей спрединга, приведшими к участию в плавлении фрагментов ранее образованной океанической литосферы.

Изучен изотопный состав Sm-Nd, Rb-Sr и Re-Os систем в мантийных ксенолитах из алмазоносных кимберлитов Катокского кластера кратона Кассаи, представленных эклогитами и перидотитами. Для эклогитов первичный изотопный состав стронция варьирует в интервале ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr от 0.7056 до 0.7071, изотопный состав неодима (ε_Nd) от 1.8 до 2.6. Значения отношений ¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os и ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os изменяются от 135 до 80 и от 1.311 до 1.9709 соответственно, что свидетельствует о значительной доле радиогенного ¹⁸⁷Os: γ_Os 129-147. Эти изотопные метки превышают величины, предполагаемые для модельных резервуаров - примитивной верхней мантии (PUM) и силикатной Земли в целом (BSE), а также известные для хондритов. Изотопный состав изученных систем свидетельствует об образовании эклогитов из обогащенного рением источника - субдуцированной океанической коры, преобразованной в результате метасоматоза и/или плавления в условиях верхней мантии.

Приводится описание термомеханической математической модели и представлены первые результаты численного моделирования процессов магматического минглинга и миксинга при формировании сложных интрузий. Разработанная модель рассматривает одноактное внедрение расплавов базитового или среднего состава в интрузивную камеру, изначально заполненную гранитоидной магмой. Модель разработана на основе литературных данных о составе и строении двух полихронных интрузивов: Бургасского кварцево-сиенитового массива и Магаданского гранитоидного батолита. Выполненное моделирование показывает, что основным параметром, контролирующим режим конвекции, является разность плотностей. Сделаны оценки контраста плотности и вязкости взаимодействующих магм в процессе минглинга и миксинга. В зависимости от разности плотностей преобладает один из возможных процессов: при малых величинах разности (не более 30-40 кг/м³) происходит смешение магм и гибридизация в небольшой зоне контакта, при больших величинах разности (100 кг/м³ и более) преобладает минглинг. В свою очередь, контрастность вязкости определяет, происходит ли взаимопроникновение расплавов или фрагментация расплавов в виде капель, шаров и т. п. Существует предельное значение вязкости салической магмы (10⁸ Па·с), когда течения в камере «замораживаются» и дальнейшее охлаждение происходит при малоподвижной жидкости. В зависимости от параметров вязкости исходного расплава оценена длительность развития минглинг-структур, которая составляет от нескольких дней до сотен лет.

Изучены глиноземистые гранатсодержащие гнейсы Васильковского участка Орехово-Павлоградской зоны Украинского щита методами THERIAK-DOMINO, THERMOCALC, WINTWQ и минеральной геотермобарометрии. Выделены поля устойчивости минеральных парагенезисов начальной, пиковой и постпиковой стадий метаморфизма гнейсов, отвечающие РТ -параметрам: Т = 500-650 °С, Р > 7 кбар, Т = 800-850 °C, Р = ~8 кбар, Т = 600-670 °С, Р = 4-5.5 кбар соответственно. Установлен РТ -тренд метаморфизма с развитием «по часовой стрелке». Время метаморфизма определено как палеопротерозойское - 2014±11 млн лет согласно Sm-Nd изотопному составу граната глиноземистого гнейса. Описаны уникальные закономерно-ориентированные игольчатые микровключения гётита в гранате. В отличие от известных в литературе титансодержащих ориентированных минеральных включений в гранате, гётитовый состав включений предполагает высокую фугитивность кислорода в среде минералообразования, а не только экстремально высокие РТ -параметры, как это обычно предполагается для возникновения титансодержащих ориентированных включений. Полученные данные расширяют представления о способах и условиях образования закономерно ориентированных минеральных фаз в гранате.

Месторождения барита, проявленные в виде вен и жил внутри или вдоль контактных зон перекристаллизованных известняковых и доломитовых толщ кембрийской свиты Деджирментас, имеют эпигенетическую природу. Тип отложения баритов, их минеральные ассоциации, высокое содержание SrO и вид изменения вмещающей породы свидетельствуют об их гидротермальном происхождении. Однако на диаграммах Ce _N /Yb _N -Yb _N и Ce _N /Sm _N -Ce _N /Yb _N образцы барита располагаются вокруг поля морской воды. Данные о флюидных включениях в баритах свидетельствуют об их образовании из раствора с низкой солёностью (0.9-1.6 мас. % NaCl-экв.) при температурах гомогенизации от 78 до 190 ºС. Изотопные составы серы баритов изменяются от 32.2 до 36.3‰, а значения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr варьируют от 0.709885 до 0.749652. Тип осаждения баритов, их минеральные ассоциации, составы микроэлементов, данные о флюидных включениях и изотопные параметры δ³⁴S и ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr указывают на возможное образование гидротермальных растворов из погребённой интрузии, смешении их с метеорными и морскими водами и взаимодействии с докембрийско-фанерозойскими метакластическими и кембрийскими карбонатными породами с образованием отложений барита.

Золоторудное месторождение Панимба залегает в породах эпидот-амфиболитовой фации метаморфизма и приурочено к экзоконтактовой зоне Чиримбинского гранитоидного массива. Методами термобарогеохимии, газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии исследованы флюидные включения в кварце и сульфидах двух участков месторождения - Михайловском и руч. Золотого. Установлено, что золото-кварцевые жилы месторождения сформированы металлоносными Mg-Na-Cl-содержащими водно-углекисло-углеводородными флюидами соленостью 8-23 мас. % NaCl-экв. в интервале температур от 180 до 410 °С и давлений от 0.2 до 3.3 кбар. Углеводороды, азот- и серосодержащие соединения, входящие в состав флюидов, потенциально способны транспортировать золото и могут быть положительными индикаторами золотоносности кварцевых жил. Флюиды с соленостью более 30-40 мас. % NaCl-экв. и значения изотопа серы (δ³⁴S) сульфидов в интервале от 0.9 до 6.7 ‰ являются результатом влияния постмагматических растворов близлежащего Чиримбинского гранитоидного массива. Возраст гидротермальной золото-сульфидной минерализации месторождения Панимба составляет 817.2 ± 5.3 - 744 ± 17 млн лет и вписывается по времени в интервал кристаллизации Чиримбинского интрузива от 868.9 ± 6.5 до 721.4 ± 1.6 млн лет, но значительно моложе времени регионального метаморфизма (996 ± 32 - 889 ± 26 млн лет).

Данная статья обобщает многолетние исследования авторов по составу алкилпроизводных моно-, би- и трициклических ароматических углеводородов 113 нефтей кайнозойских (Сахалин, Паннонский бассейн (Сербия), Китай, Вьетнам), меловых (Западная Сибирь, Монголия, Китай, Саксония), юрских (Западная Сибирь, Саксония) и палеозойских (Западная Сибирь, Восточная Сибирь, Тимано-Печерская и Волго-Уральская НГП) отложений, залегающих на глубинах от 200 до 4500 м. Для выявления сходств и различий в составе нефтей различных возрастных отложений полученные данные по индивидуальному составу алканов, алкилбензолов, алкилнафталинов и алкилфенантренов обработаны методом главных компонент факторного анализа. Установлены закономерности изменения содержания и состава алкилароматических углеводородов в нефтях с возрастом вмещающих отложений.

Осадки озер, расположенных в замкнутых бессточных котловинах внутриконтинентальных районов, представляют собой архив изменений природной среды и климата. В статье рассматриваются результаты изучения позднеголоценовых осадков оз. Долгое - одного из малых минеральных озер с карбонатной седиментацией, расположенных в Еравнинской котловине на территории Витимского плоскогорья (Западное Забайкалье). Методы исследования - рентгеновская дифрактометрия (XRD), ИК-спектроскопия, анализ стабильных изотопов ¹⁸О и ¹³С, лазерная гранулометрия, элементный анализ и др. В минеральном составе донных осадков помимо терригенной составляющей присутствуют аутигенные карбонаты, принадлежащие в основном к кальцит-доломитовому ряду, в кровле разреза преобладает гидромагнезит. Математическим моделированием сложных XRD-профилей в ансамбле карбонатных минералов установлены Mg-кальциты разной степени магнезиальности и Сa-избыточные доломиты, представляющие собой смешанные кристаллы с составом, близким стехиометрическому доломиту. Изучены структурно-кристаллохимические особенности карбонатов в датированном осадочном разрезе и определены их количественные соотношения, меняющиеся в соответствии с климатическими циклами и колебаниями уровня озера. Полученные результаты позволили воссоздать историю эволюции водного бассейна оз. Долгое, определяемую климатом региона на протяжении позднего голоцена.

В марте 2014 г. со льда оз. Баунт было осуществлено бурение донных отложений в наиболее глубокой точке котловины озера (33 м). Мощность опробованного разреза составила 13.7 м. Возраст основания разреза оценивается в 28-30 тыс. лет. Литологическое изучение осадков показало, что в верхней части осадочного разреза преобладают диатомовые илы, доля которых по направлению к основанию разреза снижается, а алевритистых глин - возрастает. Полученные результаты изменения петромагнитных параметров, содержания биогенного кремнезема, плотности осадка свидетельствуют о значительных изменениях условий осадконакопления в позднем плейстоцене и голоцене. Проведено сопоставление указанных параметров с реконструированной динамикой ландшафтов и климата за этот период времени, полученной из осадочного разреза оз. Котокель. Показано, что донные отложения оз. Баунт надежно фиксируют региональный палеоклиматический сигнал. В палеомагнитной записи обнаружены экскурсы Гетеборг и Моно Лейк - впервые для озер Байкальского региона.

На основании имеющихся данных о возможном землетрясении в зоне Главного Саянского разлома построены прогнозные модели локализации процесса разжижения грунта для сейсмических событий с магнитудами M_S = 7.5 и 8.0. Установлено, что для магнитуды 7.5 расстояние, на котором относительно вскрывшегося сейсмогенного разрыва проявится разжижение, равно 40 км. Для M_S = 8.0 предельное расстояние от активизированного сегмента Главного Саянского разлома будет 112 км. В расчетных моделях учтено влияние разломов на проявление прогнозируемого процесса, что дало возможность более точно выделить области с разной вероятностью проявления события. В зоны возможного распространения разжижения при магнитуде 7.5 попадают населенные пункты Култук, Слюдянка, Байкальск, Аршан, Подкаменная. При M_S = 8.0 процесс распространится на большие территории, захватив города Усолье-Сибирское, Ангарск, Иркутск, особенно те районы, которые расположены вблизи р. Ангара и ее крупных притоков. Подобная оценка может быть проведена для других природных ситуаций, когда известны сейсмогенерирующий разлом, разломно-блоковая делимость земной коры для плиоцен-четвертичного этапа активизации, магнитуда землетрясения и потенциально разжижаемые грунты в пределах моделируемой площади.

Изложены результаты палеосейсмологических исследований в эпицентральной зоне двух Тувинских землетрясений 2011 г. ( М = 6.7) и 2012 г. ( М = 6.8) Получены представления об их сейсмотектонической позиции и сейсмической истории на протяжении последних тысячелетий. Важность полученных результатов обусловлена тем, что эти землетрясения являются сильнейшими за всю историю сейсмологических наблюдений в Туве и, таким образом, являются первыми хорошо изученными сильными землетрясениями этого региона. Полученные данные свидетельствуют о том, что относительно слабые события, подобные Тувинским 2011-2012 гг., за последнее тысячелетие повторялись раз в 300-500 лет, тогда как катастрофические землетрясения с M = 7.0-7.2 и более, происходят примерно раз в тысячу лет.

Приводятся данные проведенных исследований методом вызванной поляризации (ВП) на ряде золоторудных месторождений и рудопроявлений Магаданской области. Результаты геофизических работ позволяют с достаточной эффективностью изучать золоторудные месторождения золото-кварцевой формации, имеющие различный морфологический (жильный, прожилково-жильный, прожилково-вкрапленный) тип. Установлено, что метод ВП в многочастотном варианте уверенно выделяет области и зоны углеродистого метасоматоза, являющегося надежным индикатором золоторудной перспективности исследуемых территорий северо-востока России. Признаком углеродистого метасоматоза является типичная форма фазочастотной характеристики, свойственная графиту и графитизированным породам.

Рассматривается нейтронная томография как альтернатива рентгеновской томографии при исследовании палеонтологических и геологических объектов. На экспериментальном материале построена шкала контрастности минералов и горных пород, в том числе встречающихся в палеонтологических объектах, для нейтронной томографии. Приводятся примеры применения нейтронной томографии геологических объектов, обсуждаются сравнительные возможности методов.

Представлен алгоритм быстрого расчета магнитотеллурических кривых для горизонтально-слоистой среды с латеральными возмущениями электропроводности. Преимущества алгоритма: 1) учет гальванических и индукционных искажений кривых при магнитотеллурическом зондировании (МТЗ) трехмерно неоднородной среды, 2) быстрота вычислений на обычных компьютерах. Малое время (~1 мин) вычислений связано с применением метода возмущений. Приводятся результаты сравнения с более затратным алгоритмом на основе метода Треффца.