Главная – Журналы – Геология и геофизика 2019 номер 10

В результате термобарогеохимических исследований расплавных включений, а также изучения клинопироксенов и амфиболов из эффузивых пород вулканов Уксичан и Ичинский установлены параметры расплавов на глубине и выяснены особенности эволюции магматических систем в ходе образования минералов в промежуточных камерах. В случае влк. Уксичан исследования расплавных включений позволили оценить давления при ликвидусной кристаллизации клинопироксенов и плагиоклазов из базальтовых магм и в результате установить четыре интервала глубин формирования этих минералов: около 60, 45-30, 27-18 и от 12 км до близповерхностных условий. Сравнение расчетов на основе информации по расплавным включениям и данных по клинопироксенам и амфиболам дало возможность определить пути эволюции РТ- характеристик расплавов влк. Уксичан при их подъеме. Для наиболее высокотемпературных магм, образующихся на глубине около 60 км, типично в целом последовательное понижение температуры с продвижением магмы вверх (1320-1240-1200 °С). На основе представительных данных по составам амфиболов для вулканов Уксичан и Ичинский выяснены общие закономерности эволюции магматических систем среднего и кислого составов с формированием для обоих вулканов трех уровней кристаллизации в промежуточных камерах. На глубинах 22.0-18.5 км (18-16 км) и при температурах 980-930 °С (1010-985 °С) кристаллизовались амфиболы соответственно андезитов Ичинского и латитов Уксичанского вулканов. При подъеме на более высокий уровень (15.5-11.0 км) и при снижении температуры от 945 до 880 °С совместно образуются амфиболы из андезитов и дацитов обоих вулканов. На заключительной стадии (при снижении температур в диапазоне 900-810 °С и в ходе подъема расплавов с 10 до 3 км) кристаллизовались исключительно амфиболы из дацитов обоих вулканов.

Установлена гетерогенность енисейского метаморфического комплекса, слагающего серию блоков в зоне Приенисейского глубинного разлома на юге Енисейского кряжа (Ангаро-Канский блок). Енисейский комплекс включает четыре метаморфические толщи: амфиболит-мрамор-парагнейсовую (вулканогенно-карбонатно-терригенную), амфиболит-ортогнейсовую (вулканогенную), мрамор-парагнейсовую (карбонатно-терригенную) и парагнейсовую (терригенную). Реконструкция протолитов метаморфических пород показала, что гнейсы и сланцы первой и четвертой толщ соответствуют полимиктовым или аркозовым песчаникам и алевролитам-аргиллитам и относятся к осадочным породам первого цикла. Гранат-двуслюдяные сланцы третьей толщи по составу отвечают аргиллитам и обнаруживают признаки рециклинга. Вторая метавулканогенная толща представлена метавулканитами андезит-дацит-трахириодацитовой, лейкобазальт-базальтовой и базальт-андезибазальт-трахиандезитовой ассоциациями. Метаосадочные породы в сравнении с PAAS обогащены (в 1.2-1.4 раза) РЗЭ, Th, а наиболее глиноземистые разности, кроме того, имеют повышенные концентрации K, Rb, высокозарядных элементов, Fe, Cr, Ni, Co. Показано унаследование редкоэлементного состава латерально сближенных канских гранулитов метаосадочными породами енисейского комплекса. Результаты определения U-Pb возраста из жильных гранитов, секущих амфиболит-мрамор-парагнейсовую толщу, позволили ограничить время осадконакопления рубежом 1.84-1.85 млрд лет до становления постколлизионных гранитов таракского типа и основных орогенических событий в Ангаро-Канском блоке, что дает возможность коррелировать их с отложениями нижней части разреза Урикско-Ийского грабена. Метаморфические породы нижних частей разрезов енисейского комплекса и сублукской серии принадлежат к единому рифтогенному этапу седиментации. Во второй этап (около 1.74 млрд лет) в Ангаро-Канском блоке Енисейского кряжа формируется амфиболит-ортогнейсовая (вулканогенная) толща. Образование вулканитов происходило в условиях растяжения, а по времени становления они коррелируют с внедрением внутриплитных гранитов Таракского массива. В Присаянье во второй этап (1.75-1.7 млрд лет) в обстановке внутриконтинентального растяжения шло накопление терригенных пород и вулканитов различного состава. Следовательно, позднепалеопротерозойские метавулканогенные и метаосадочные комплексы Енисейского кряжа и Присаянья коррелируются по времени и геодинамическим условиям формирования.

Изучена минералогия руд Кедровско-Ирокиндинского рудного поля (Северное Забайкалье). Рудное поле включает около 200 кварцевых жил, из которых охарактеризованы Жила № 3, Кварцевая и Серебряковская (месторождение Ирокинда), Шамановская, Пинегинская, Осиновая и Баргузинская (месторождение Кедровское). Выделены кварц-пиритовая (кварц-2, пирит, пирротин, марказит) и кварц-золото-полисульфидная (кварц-2, галенит, халькопирит, сфалерит, самородное золото, блеклая руда, теллуриды Ag и сульфосоли Ag, Cu, Sb, Pb, Sn) ассоциации. Состав основных рудных минералов изучен при помощи РСМА и LA-ICP-MS. Установлено увеличение содержаний Ag в самородном золоте (от 5.5 до 72.4 мас. %) и блеклых рудах (от 5 до 35 мас. %) на фоне увеличения роли минералов Ag в процессе рудообразования. В галените выявлены примеси Sb и Ag (тысячи ppm), Se, Cd, Te, Bi (сотни ppm), Cu, Zn, As и Sn (десятки ppm). Показано, что Кедровско-Ирокиндинское рудное поле представляет собой редкий пример орогенных месторождений, на которых наблюдается широкий диапазон вариаций состава основных рудных минералов (самородного золота, сфалерита, блеклых руд), что определяется, в первую очередь, разнообразным составом вмещающих пород.

Медно-молибден-порфировое месторождение Кигал с координатами 46°42′36″ с.ш. и 38°37′06″ в.д. расположено в 120 км к северу от г. Тебриз и в 12 км к северу от г. Варзеган в магматическом поясе Арасбаран в Северо-Западном Иране. Геологическими единицами в Кигальском районе являются эоценовые и олигоценовые вулканические породы в ассоциации с миоценовыми интрузивными и субвулканическими породами. Кварц-монцонитовые порфиры в Кигальском районе вмещают медно-молибден-порфировую минерализацию, включающую четыре зоны изменения: калиевую, гидротермальную, аргиллитовую и пропилитовую, а также многочисленные кварцевые прожилки. По минералогическим и геохимическим данным интрузивные и субвулканические породы относятся к кварц-диоритовым, диоритовым и гранитным образованиям с составом, варьирующим от высококалиевого кальциево-щелочного до кальциево-щелочного. Все образцы обогащены крупноионными литофильными эелементами и обеднены высокозарядными элементами, что указывает на загрязнение мантийно-магматического источника материалом субдуцированной океанической коры. Три типа флюидных включений выявлены в кварце из разных кварц-сульфидных прожилок: многофазные (LVS) и преимущественно жидкие (LV) включения в калиевой зоне, преимущественно жидкие (LV) и преимущественно паровые (VL) включения в гидротермальной зоне и преимущественно жидкие (LV) включения в кремнезёмистой зоне. Микротермометрические исследования показали, что температура гомогенизации (Tгом.) многофазных флюидных включений в калиевой зоне изменяется от 265 до 450 °C, а соленость - от 38 до 59 мас.% NaCl-экв. Эти значения выше, чем соответствующие значения для двухфазных флюидных включений в гидротермальной зоне (Tгом. от 163 до 466 °C, соленость от 0.3 до 11 мас.% NaCl-экв.). Рассчитанные значения δ¹⁸O_H2O и δD_H2O для биотита, серицита и кварца из калиевой, гидротермальной и кремнеземистой зон показали, что минерализация в калиевой зоне обусловлена главным образом магматической водой и в меньшей степени метеорной. Пониженные значения δD_H2O для биотита калиевой зоны могут быть связаны с дегазацией магмы и/или изменением состава флюида с притоком магматической воды в гидротермальную систему.

Представлены результаты изучения минерального состава голоценовых осадков оз. Малые Чаны, принадлежащего Чановской озерной системе, расположенной в Барабинской степи и состоящей из трех озер: Большие Чаны, Малые Чаны и Яркуль, соединенных протоками. Методы исследования - рентгеновская дифрактометрия (XRD), ИК- и КР-спектроскопия, лазерная гранулометрия, определение стабильных изотопов ¹⁸О и ¹³С, элементный анализ и др. Установлено, что доминирующими минералами в озерных осадках являются кварц, полевые шпаты и карбонаты, в подчиненных количествах присутствуют гипс, бассанит, пирит, слюда, хлорит, каолинит. Моделированием XRD-профилей карбонатов функцией Пирсона VII в образцах идентифицированы присутствующие карбонатные фазы и определены их количественные соотношения. Сопоставлением высокоразрешающей карбонатной записи, содержащей сведения о стратиграфическом распределении карбонатов в датированном разрезе, с литологическими, геохимическими и изотопными данными реконструирована эволюция бассейна оз. Малые Чаны, выделены пять стадий его развития на протяжении голоцена. Показано, что соотношения минералов в разрезе меняются в соответствии с колебаниями уровня озера, отражающими характерное чередование периодов иссушения/увлажнения голоценового климата Сибирского региона. Выполнено сравнение минерального состава донных осадков оз. Малые Чаны и Ярковского плеса оз. Большие Чаны. Выявленные ассоциации отражают локальные особенности озерной системы и влияние природно-климатических факторов на процессы континентального осадконакопления.

Суханский бассейн является одним из наименее изученных в геолого-геофизическом отношении регионов Сибирской платформы, несмотря на то, что по периферии бассейна известны прямые признаки нефтегазоносности в виде крупных скоплений природных битумов и нефтепроявлений в ряде кимберлитовых трубок. Платформенный чехол бассейна сложен терригенными и карбонатными отложениями рифея, венда и кембрия, мощность которого в центральной части бассейна достигает 5.5-6.0 км. Гидрогеологические особенности бассейна определяются его положением в северной геокриологической зоне (Оленекский криоартезианский бассейн) и характеризуются сплошным распространением многолетнемерзлых пород и уникальной по мощности криолитозоной. Прямые признаки нефтегазоносности в бассейне представлены серией месторождений (скоплений) природных битумов и нефтепроявлений. Среди них следует отметить Восточно-Анабарское, Центрально-Оленекское и Силигир-Мархинское месторождения природных битумов, а также нефтепроявления в кимберлитовых трубках Далдыно-Алакитского района (тр. Удачная и др.). Нефтематеринские комплексы Суханского осадочного бассейна представлены битуминозно-карбонатной хатыспытской свитой венда (эдиакарий) и высокоуглеродистой карбонатно-кремнисто-сланцевой куонамской свитой нижнего и среднего кембрия. Геохимически обоснованная генетическая связь Восточно-Анабарского месторождения природных битумов с органическим веществом хатыспытской свиты венда позволяет оценивать область ее распространения далеко на запад за осевую часть бассейна. Наиболее характерный для перечисленных битумов биомаркер - гаммацеран, унаследованный от органического вещества хатыспытской свиты, бесспорно, является свидетелем их генетическокого родства. На юге бассейна в области рифогенных построек Силигир-Мархинского вала битумы и нефти кимберлитовых трубок по всем геохимическим критериям близки нефтям Непско-Ботуобинской антеклизы. В частности, по гомологическому ряду 12- и 13-монометилалканов, уникальных секостеранов и идентичному изотопному составу углерода нефти тр. Удачная не отличаются от нефтей Иреляхского месторождения Мирненского свода. Самостоятельных скоплений нефти или природных битумов, генетически связанных с куонамским высокоуглеродистым комплексом (свитой), в пределах бассейна не обнаружено. Вместе с тем зафиксированы «внутриформационные» проявления вязкой нефти, твердых битумов и аллохтонных битумоидов непосредственно в породах самого комплекса, что делает его весьма привлекательным объектом для поисков «сланцевой» нефти на территории Суханского осадочного бассейна. Что касается региональной оценки перспектив нефтегазоносности всего бассейна в целом, то наибольший интерес представляет его приосевая часть (Суханская впадина) и осложняющие ее локальные поднятия. Здесь развиты обе нефтематеринские свиты (хатыспытская и куонамская), уровень зрелости органического вещества которых вполне соответствует «главной зоне нефтеобразования», а региональные резервуары на границе венда и кембрия обладают хорошими качествами как на западном, так и на восточном склонах бассейна.

Изучен компонентный и изотопный составы углеводородных газов (УВГ) подводного нефтегазового проявления Горевой Утес (оз. Байкал), где происходит одновременная разгрузка газа и нефти со дна озера. Установлено, что УВГ представлены в основном метаном термогенного происхождения (δ¹³С-С₁ = -53.9 ‰ … -38.8 ‰; δ¹³С-С₂ = -23.4 ¸ -33.3 ‰). Вместе с тем он характеризуется невысокой примесью С₂₊, лишь в единичных случаях достигающих 10 %. В целом С₁/С₂₊ лежит в пределах от 9 до 2700, со средним значением 807, что не характерно для чисто нефтяных газов. Сделано предположение, что на компонентный состав углеводородных газов в осадках нефтегазового проявления влияет дегазация нефти в процессе ее высачивания на поверхность дна. Снижению концентрации С₂₊ также способствуют вторичные процессы, в первую очередь молекулярное фракционирование газа при его перемещении в верхние горизонты осадка и анаэробная биодеградация гомологов метана.

На примере терригенных коллекторов визейского возраста Соликамской депрессии изучены возможности изучения смачиваемости пород методом рентгеновской томографии керна. Исследования заключались в сопоставлении томограмм образцов керна в сухом состоянии и при насыщении раствором йодида натрия, выступающим рентгеноконтрастным аналогом пластовой воды. Установлены различия в пропитке образцов керна, характеризующие их смачиваемость. Для гидрофильных образцов, согласно данным томографии, раствор заполнил все поры за исключением незначительной доли самых крупных. Для гидрофобных образцов в центральной части установлено отсутствие пропитки порового пространства как мелких, так и крупных пор. При этом породы на основе вида томограмм по типу смачиваемости группированы: на абсолютно гидрофобные, с сильными признаками гидрофобности, с признаками гидрофобности и гидрофильные. Сравнение результатов томографии со стандартным подходом показало, что применяемый обычно для территории исследования метод Тульбовича не в полной мере отражает смачиваемость горных пород. Сопоставление исследований на керне по данным томографии и шлифов с результатами электрометрического каротажа позволяет утверждать, что они удовлетворительно согласуются друг с другом. Породы с установленной по томографии абсолютной гидрофобностью имеют аномально высокие УЭС - более 1000 Ом·м, а с признаками гидрофобности - более 120 Ом·м. Для гидрофильных интервалов типичны значительно более низкие УЭС в диапазоне от 17 до 100 Ом·м. На образцах керна проведены исследования на шлифах. При анализе микроскопического анализа шлифов установлено, что для более гидрофобных пород характерно повышенное содержание ОВ в сравнении с гидрофильными. Установленные в ряде случаев исключения могут быть объяснены неохваченностью исследованиями шлифов всего объема образцов. Таким образом, появилась возможность контроля смачиваемости электрическими методами, прежде всего боковым каротажем. Комплексирование результатов оценки смачиваемости пород по данным исследований керна и электрометрии скважин может использоваться при проектировании разработки визейских залежей Соликамской депрессии. Геологические модели, построенные с учетом выделения зон гидрофильных и гидрофобных коллекторов, могут применяться при оптимизации разработки залежей, особенно в части организации эффективного заводнения пластов.