Главная – Журналы – Геология и геофизика 2018 номер 4

Структурно-геологические исследования в Кочкорской впадине проводились на базе детального картирования ее южного борта, изучения строения кайнозойского осадочного чехла, структурных несогласий, контактов фундамент/чехол и проявления новейших деформаций (систем трещиноватости, микроструктур) в породах фундамента. Работы дополнялись геофизическими исследованиями методом магнитотеллурического зондирования (МТЗ). На разрезах, построенных по геолого-геофизическим данным, продемонстрированы деформации ложа впадины, имеющие преимущественно складчатый характер, и сложный парагенез разрывных и складчатых структур в вышележащем осадочном чехле. Последние включают складки осадочных толщ, конформные поверхности пенепленизированного фундамента, разломы, проникающие в чехол из фундамента, а также пологие межпластовые детачменты и связанные с ними складчато-надвиговые структуры. Установлено, что образование приповерхностных надвиговых структур в осадочном чехле обусловлено, в частности, катакластическим течением и перераспределением объемов дезинтегрированного гранитного фундамента. При подобном механизме деформаций суммарные амплитуды надвиговых смещений в центральных частях впадины превышают величину поперечного сближения ее бортов.

В результате проведенных палеосейсмологических исследований подтверждено надвигание северного борта Уймонской впадины на ее осадочное выполнение по зоне активного Южно-Теректинского разлома. Наиболее молодая подвижка по разлому в 7-8 вв. н. э. спровоцировала землетрясение с M_w = 7.4-7.7 и I = 9-11 баллов. Еще одно землетрясение ( M ≥ 7, I = 9-10 баллов), связанное с этим разломом, могло произойти около 16 тыс. лет назад. Оно послужило триггером для формирования сейсмогравитационных структур, образовавших плотину подпрудного озера, возраст базальной части отложений которого составляет 14 ± 1 тыс. лет. Разрушение обвальной плотины и спуск озера связан с землетрясением ( M ≥ 7, I = 9-10 баллов) на рубеже около 6000 лет назад. Следы существенно более древних землетрясений, случавшихся в пределах Уймонской впадины, фиксируются по вторичным сейсмогенным деформациям в отложениях этапа спуска позднеплейстоценового ледниково-подпрудного озера (100-90 тыс. лет) и в аллювии с возрастом около 77 тыс. лет. Магнитуды этих землетрясений достигали не менее 5.0-5.5, а интенсивность - не менее 6-7 баллов по шкале MSK-64.

Впервые на новом фактографическом и аналитическом материале (свыше 1000 ан.) изучена геохимия хлора и фтора в апатитах, слюдах и амфиболах в породах из восьми интрузивных комплексов региона. Основное внимание уделяется минералам из расслоенных интрузий. В подавляющей массе апатитов F > Cl максимальные содержания галогенов имеют хлорапатит - Cl = 6.97 мас.% и фторапатит - F = 6.04 мас.%. Общая железистость ( f = Fe/(Fe + Mg), ат.%) фемических минералов варьирует: в слюдах от 2 до 98 ат.%, в амфиболах от 22 до 95 ат.%. На графиках зависимости Cl- f и F- f в минералах при повышении f отмечается увеличение содержания Cl, а при понижении f - увеличение F. Хлор проявляет ярко выраженную феррофильность, а фтор - магнезиофильность. Наиболее богатыми галогенами являются: фторфлогопит - F = 7.06 мас.% ( f = 7 ат.%), хлораннит - Cl = 6.30 мас.% ( f = 89 ат.%), хлорферригастингсит - Cl = 5.22 мас.% ( f = 90 ат.%). Сосуществующие в породах слюды и амфиболы имеют близкую по величине f, а содержание Cl в слюдах выше, чем в амфиболах. Предполагается, что кристаллизация галогенсодержащих минералов происходила в условиях повышенного флюидного давления галоидоуглеводородных флюидов на уровнях МW-, IW- и QIF - буферов. Показателем восстановительных условий магматогенного процесса являются находки в породах графита и самородных металлов. Сходство геохимических трендов Cl- f и F- f в слюдах и амфиболах из различных интрузивных комплексов свидетельствует об идентичности в них механизма дифференциации расплава и кристаллизации минералов.

Тажеранские озера расположены компактно на небольшой территории одноименной степи, с преобладанием в донных отложениях всего спектра карбонатов кальцит-доломитового ряда и повышенными концентрациями урана в водах. Установлено, что в данных озерах преобладают хемогенные процессы осаждения карбонатов при участии углекислого газа, который формируется за счет бактериальной деструкции органического вещества. Для выполнения термодинамического моделирования состава донных осадков выбраны два озера, отличающиеся по ряду основных параметров. Расчеты проводились в 15-компонентной гетерогенной системе H₂O-Na-Ca-Mg-K-Sr-Ba-Si-Al-Cl-C-S-Fe-U-Mn, включающей частицы в растворе, минералы и газы при 25°С и 1 бар общего давления. Исходной информацией служили полученные аналитические данные по природному составу вод и донных отложений. Показано, что в донных осадках преобладают карбонаты кальцит-доломитового ряда, и за счет деструкции органического вещества создаются восстановительные условия, что свидетельствует в пользу справедливости гипотезы об образовании собственных минеральных фаз U(IV) в ходе диагенетических процессов в донных илах изученных озер.

Детальный анализ органического вещества оксфорд-нижневаланжинской части разреза Нордвик (Анабарский залив) позволил выделить три геохимических горизонта (терпановый, диастереновый, гопановый), которые характеризуются определенными признаками, четко выраженными как в составе геохимических показателей, так и в их количественных параметрах. Горизонты сопоставлены с особенностями развития микрофоссилий на фоне эволюции экологических и геохимических обстановок морского бассейна. Показано, что наблюдаются определенные корреляции между изменением многих геохимических параметров, составом ассоциаций микрофоссилий и трансгрессивно-регрессивной динамикой палеобассейна. Умеренно мелководные фации реконструированы по микропалеонтологическим, палинологическим и литологическим данным в нижней и верхней частях разреза, где выделены терпановый и гопановый горизонты. В целом для них характерно преобладание гопанов среди полициклических биометок, присутствие в их составе соединений с «биологической» конфигурацией, а также смешанный континентально-морской тип органического вещества (ОВ), наличие бензогопанов и ретена - «индикатора» смол хвойных растений. Это находит отражение в составе палинологических ассоциаций, в которых доминируют наземные палиноморфы с небольшим количеством пыльцы хвойных. Относительно более глубоководные фации характерны для средней части разреза (диастереновый горизонт). Отличительным геохимическим признаком здесь является высокое содержание диастеренов и 4-метилдиастеренов. Это особенно показательно для нижнего подгоризонта, где наблюдаются максимальные значения соотношений пристан/ н -С₁₇ и относительно легкий изотопный состав некарбонатного углерода пород. В ароматических фракциях отмечаются необычайно высокие концентрации метилтриметилтридецилхроманов (МТТХ), в образовании которых предполагается значительное участие хлорофилла празинофитов. Среди терпеноидов определены неогоп-13(18)-ены, возможные продукты жизнедеятельности метанотрофных бактерий. Перечисленные геохимические признаки показывают высокую продуктивность фотической зоны (подтверждается составом палинологических ассоциаций с обильными диноцистами и празинофитами), что способствовало накоплению ОВ в периодически формирующихся дизаэробных придонных обстановках. Чередование дизаэробных и слабоаэрируемых придонных обстановок хорошо реконструируется на основе анализа сообществ микробентоса. Результаты комплексных исследований по биогеохимии, микропалеонтологии и палинологии высокоуглеродистых глин верхневолжского подъяруса и нижней части бореального берриаса свидетельствуют, что эта часть разреза имеет высокие потенциальные нефтематеринские свойства, в том числе относительно высокие концентрации органического вещества, его бактериально-водорослевый генезис, стагнационные условия седиментогенеза и диагенеза. Лишь чрезвычайно «мягкие» условия термобарических преобразований в области развития мезозойских отложений современной Анабарской губы не позволили реализовать этот потенциал. Вместе с тем полученные результаты совместно с анализом имеющихся данных по геологическому строению изучаемого региона позволяют достаточно оптимистично рассматривать перспективы нефтегазоносности юрских и нижнемеловых отложений, погруженных на шельфе моря Лаптевых.

На исследуемой территории трещины и полости в исходном доломитовом коллекторе способствовали улучшению его физических свойств и влияли на распределение нефти и воды в верхнетенгерской свите (нижний мел) Байинчаганского прогиба в бассейне Эрлиан. Исходя из данных исследования керна, анализа тонких срезов и фотокаротажа, трещинно-полостной коллектор был изначально развит в литоральной области вблизи крыла конседиментационного разлома. Трещины имели тектоническую и диагенетическую природу. Крутопадающие закрытые и открытые тектонические трещины были широко развиты в доломитовых аргиллитах, а пологие и сетчатые трещины формировались в ходе тектоногидротермального процесса и заполнялись гидротермальными минералами. Коллектор находился в низменности, поэтому при захоронении растворяющихся под давлением обломков пород в процессе диагенеза образовывались трещины. Межзерновые и внутризерновые поры, образующиеся в результате гидротермальной деятельности, развивались в основном в отложениях с высоким содержанием доломита. Исходя из температуры диагенеза доломита, определённой при углерод-кислородном изотопном анализе, первоначальные отложения претерпели многочисленные внедрения гидротермальных растворов, что привело к их доломитизации перед массовой миграцией углеводородов. Растворение органических кислот, образованных углеводородами после доломитизации, и неорганических кислот, образованных в процессе диагенеза растворимых минералов, способствовало развитию коллекторских свойств отложений. Высокая гетерогенность отложений, обусловленная их литологическим составом и системами трещин, привела к сложным взаимоотношениям между нефтью и водой. В результате возникло несколько состояний этих фаз: трещинно-полостная нефть, изолированная нефть, аккумулированная нефть, изолированная вода и аккумулированная вода. Исследования керна позволили определить распределение нефти и воды в отложениях.

Представлены результаты магнитотеллурических зондирований (МТЗ), выполненных на Зейском блоке Станового мегаблока в области его сочленения с Алданским щитом, граница между которыми проходит по Становому разлому. В результате интерпретации кривых МТЗ с привлечением гравиметрических, магнитных и геологических данных построены геолого-геофизические разрезы до глубины 7 км по двум профилям протяженностью около 20 км, проходящих вкрест простирания Станового разлома. Под Окононским плато четвертичных базальтов на глубине 2 км выделена проводящая зона мощностью около 1 км и длиной примерно 2 км с удельным электрическим сопротивлением менее 100 Ом·м. Природа данной аномалии связывается с рудной минерализацией, образование которой приурочено к раннепротерозойской интрузии габброидов. Выполнено трехмерное плотностное моделирование и определено, что в районе Окононского плато базальтов наблюдается северо-восточное падение тел повышенной плотности до глубины 25 км при северо-западном простирании.

Методы сопротивлений и вызванной поляризации нашли широкое применение при геологическом картировании, поисках и разведке месторождений полезных ископаемых (МПИ), решении задач инженерной геологии, гидрогеологии, геотехнических задач, археологии, окружающей среды. Они составляют историческую основу современной электроразведки. В этих методах с помощью заземленной линии в землю вводится постоянный либо переменный низкочастотный электрический ток. Измеряемой величиной обычно является электрическое поле. Однако, если электрические параметры среды изменяются по горизонтали, появляется аномальное магнитное поле, на изучении которого основаны магнитные методы сопротивлений и вызванной поляризации. Эти методы применяются преимущественно за рубежом, где они известны соответственно как «Magnetometric Resistivity (MMR) method» и «Magnetic Induced Polarization (MIP) method». При использовании этих методов возникают проблемы, которые редко в полной мере освещают их приверженцы и пользователи. По-видимому, основная проблема, ограничивающая чувствительность этих методов, связана с тем, что на дневной поверхности, наряду с аномальным, присутствует нормальное магнитное поле источника (линии). Нормальное поле не содержит информации об изучаемой среде и на порядки превышает аномальное поле. Это делает актуальным разработку эффективных приемно-питающих установок. В статье в качестве таковой рассматривается схема с источником в виде кругового электрического диполя.

На основе численного моделирования задачи георадиолокации рассматриваются требования к техническим характеристикам георадара для обнаружения полостей в подповерхностной среде. Использованный алгоритм решения прямой задачи георадиолокации приближен к реальному эксперименту за счет учета конструкции георадара, параметров источника и приемника, их положения относительно среды исследования и находящейся в ней неоднородности. Приведены расчеты пространственно-временного распределения поля регистрируемого сигнала от импульсного источника, лежащего на поверхности раздела сред с пустотной аномалией заданной геометрии, и на их основе произведена оценка динамического диапазона георадара, необходимого для ее определения. Приведены результаты георадарных исследований малоконтрастных неоднородностей в виде полостей в шахтах с использованием георадарных комплексов серии ГРОТ 12 и их анализ на основе данных численного моделирования. Показано, что уже на фазе планирования эксперимента можно оценить требуемые параметры георадара, с помощью которых можно обнаружить и локализовать интересующие неоднородности на определенной глубине зондирования.

Согласно представительной выборки дисперсионных кривых групповых скоростей основной моды волн Рэлея и Лява для более чем 3200 сейсмических трасс исследовано строение земной коры и верхней мантии азиатского континента. Методом двумерной томографии для случая сферической поверхности построены карты распределений вариаций групповых скоростей в диапазоне периодов от 10 до 250 с. Полученные карты отражают особенности глубинного строения коры и верхней мантии рассматриваемой территории и дают предварительные представления о распределении анизотропных свойств вещества мантии в горизонтальном направлении, что подтверждается результатами расчетов скоростных разрезов волн SV и SH для всего азиатского континента в целом и для отдельных его регионов. По вертикали анизотропия наблюдается до глубин ~250 км, с максимумом в интервале глубин от подошвы коры до 150 км.