Главная – Журналы – Геология и геофизика 2020 номер 10

Предприняты исследования вулканогенных алмазов в связи с обсуждением в литературе их происхождения, в том числе c высказанными предположениями об их неприродном генезисе. Изотопный состав углерода алмазов, отобранных из продуктов извержения влк. Толбачик (δ¹³C_VPDB от -22 до -29 ‰), находится в пределах диапазона величин δ¹³C_VPDB, известных для природных алмазов, включая алмазы из кимберлитов. Впервые измеренные нами величины δ¹⁵N_Air толбачинских алмазов (-2.58 и -2.32 ‰) согласуются с данными по изотопному составу азота в вулканических газах и отличаются от изотопного состава воздушного азота (δ¹⁵N_Air = 0 ‰), примесь которого наиболее вероятна в синтезированных алмазах. В исследованных вулканогенных алмазах примесный азот находится в неагрегированном состоянии. В такой форме он присутствует в синтетических алмазах. Но эта форма азота характерна и для многих природных алмазов (например II разновидность, по Ю.Л. Орлову). Элементы-примеси в алмазах (Cl, F, O, S, Si, Al, Ca, K) образуют локальные концентрации, они входят в состав микро- и нановключений. Повышенные концентрации F и Cl в исследованных алмазах коррелируют с составом вулканических газов. Нет оснований ожидать подобную связь в синтетических алмазах. Исследованные алмазы имеют кубооктаэдрический габитус с рядом акцессорных форм, в том числе не встречающихся в синтетических алмазах. Они часто покрыты пленками, сложенными Mg-Fe и Ca-Mg силикатами, алюмосиликатами, сульфатами, частицами металлических сплавов и самородного Al. Минеральные включения в исследованных алмазах представлены Mn-Ni-Si сплавами и силицидами с широкими вариациями состава для каждой группы. Силициды, обычно ассоциирующие со сплавами, варьируют по составу от (Mn, Ni)₄Si до (Mn, Ni)₅Si₂ и Mn₅Si₂, и далее до MnSi, образуя чистый Mn-силицид. Суммируя проведенные данные, можно заключить, что вулканогенные алмазы образуются в глубоко восстановительной обстановке: в среде, в которой возможно присутствие силицидов, нахождение металлов в нативной форме и их сплавов. Преимущественно кубоктаэдрический габитус этих алмазов, присутствие примесного азота в неагрегированной форме указывают на то, что их пребывание в области высоких температур было недолговременным. В некоторых отношениях это делает их сходными с синтетическими алмазами. Но обнаруживаются и заметные различия. Вулканогенные алмазы по своим свойствам, в том числе по изотопному составу, близки к тем кимберлитовым алмазам, которые формируются в наименее благоприятной обстановке: кубоидам, балласам, карбонадо, некоторым алмазам эклогитового парагенезиса. Вулканогенные алмазы имеют существенное сходство с алмазами, обнаруженными в хромититах и гарцбургитах офиолитовых комплексов. В офиолитах алмазы нередко находят in situ внедренными в породу. Есть основания рассматривать вулканогенные алмазы и алмазы в породах офиолитового комплекса как проявления некоего общего своеобразного механизма образования алмазов в океанической литосфере.

Рассмотрены механизмы формирования высокочистых кварцитов Бурал-Сардыкского месторождения. На основе стадиального анализа осадочно-метаморфической толщи установлена последовательность постседиментационных преобразований высококремнеземных пород. Комплексные исследования с использованием геологических, геохимических методов и данных изотопных исследований позволили показать роль тектоники, магматизма и метаморфизма - регионального и контактового, а также динамометаморфизма при формировании высокочистых кварцитов. Выявлены и описаны две основные разновидности тектонитов: стресс-метаморфические тектониты и катаклазиты. Представлена новая геологическая карта Бурал-Сардыкского месторождения м-ба 1:10 000.

Приведены результаты геохимического и Sr-Nd изотопного исследований пород, а также локального датирования и определения Lu-Hf изотопного состава циркона из поздневендско-раннекембрийских и кембро-ордовикских интрузивных ассоциаций (гранитоиды и габброиды) Каахемского и Восточно-Таннуольского батолитов Восточной Тувы. Широкий диапазон ε_Nd (6.9-0.5) пород и ε_Hf магматических и унаследованных цирконов отражает разнообразие магмообразующих источников для поздневендско-раннепалеозойских интрузивных ассоциаций островодужного и аккреционно-коллизионного этапов. Формирование островодужных поздневендских (572-562 млн лет, Коптинский и Буренский массивы) и раннекембрийских (522-518 млн лет, Восточно-Таннуольский батолит) толеитовых и известково-щелочных плагиогранитоидов происходило за счет плавления венд-раннекембрийской островодужной коры без влияния более древнего корового материала. Образование пород субщелочной габбро-монцодиорит-граносиенитовой ассоциации Зубовского массива (510 млн лет), отвечающих ранней стадии плюмовой активности на аккреционно-коллизионном этапе развития региона, происходило из деплетированного мантийного источника, обогащенного некогерентными элементами, при участии материала островодужной коры. Доминирующим источником кембро-ордовикских известково-щелочных плагиогранитоидов аккреционно-коллизионного этапа (500-450 млн лет, Теректыг-Чедерский, Караосский, Тапсинский, Байсютский и др.) служили островодужные комплексы, а вариации их состава связаны с плавлением на различных уровнях утолщенной коры, изотопная гетерогенность которой была следствием различного вклада более древнего корового источника. Вклад коры Тувино-Монгольского террейна является преобладающим для калиевых известково-щелочных гранитоидов Бреньского массива (450 млн лет), фиксирующих завершение аккреционно-коллизионных событий в этом регионе. Изотопные характеристики венд-раннепалеозойских гранитоидов являются индикаторами формирования и эволюции коры в результате субдукционных и аккреционно-коллизионных процессов.

Эволюция восточного звена Монголо-Охотского орогенного пояса отражает позднемезозойские аккреционно-коллизионные процессы, происходящие между Сибирской и Сино-Корейской плитами. Тектонические перестройки в регионе сопровождались формированием магматических комплексов, которые сменяли друг друга почти без временного перерыва. В южном обрамлении восточного звена пояса широко проявился андезитовый магматизм, изучение которого осложняется разобщенностью вулканических полей и их приуроченностью к структуре Амуро-Зейской впадины. Изучение геохимических и геохронологических характеристик этих образований позволили систематизировать, выделить временные этапы и дать геодинамическое обоснование формирования этих пород. Но остаются спорные геологические объекты, такие как Исиканское вулканическое поле. В статье впервые представлены данные об изотопном возрасте, химическом и изотопно-химическом составе пород Исиканского вулканического поля. Установлено (⁴⁰Ar/³⁹Ar метод), что интегральный возраст матрицы дацитов составляет 113.0 ± 2.6 млн лет, возраст по плато - 121.0 ± 1.6 млн лет. Вещественный состав вулканитов сопоставим с образованиями поярковского вулканического комплекса, развитого в пределах Бурея-Цзямусинского супертеррейна, формирование которого происходило в условиях субдукции в интервале 120-105 млн лет. По своим геохимическим и изотопно-геохимическим характеристикам они обнаруживают сходство с породами магматических поясов активных континентальных окраин андийского типа.

В горизонтах карбонатных пород чистяковской свиты тасеевской серии в типовых разрезах юга Енисейского кряжа обнаружена высокоамплитудная отрицательная аномалия δ¹³С до -11 ‰ V-PDB. Значения δ¹⁸О (-2.7…-5.4 ‰ V-PDB) и литологические особенности карбонатов позволяют считать их первично-осадочными, а их изотопные характеристики - отражающими исходный изотопный состав вод палеобассейна. Негативный экскурс δ¹³С в чистяковской свите по стратиграфическому положению и амплитуде близок к аналогичным изотопным событиям в венде юга Сибирской платформы и сопоставляется с глобальной среднеэдиакарской аномалией Шурам-Вонока. Максимальный возраст осадконакопления чистяковской свиты, исходя из данных по обломочным цирконам, составляет не более 580 млн лет, что полностью согласуется с прежними оценками возраста события Шурам-Вонока. Возраст основания тасеевской серии, по полученным данным, не древнее 600 млн лет, что позволяет существенно уточнить корреляцию вендского комплекса вдоль юго-западной окраины Сибирской платформы. Различный стратиграфический объем отложений свидетельствует, что развитый здесь краевой прогиб начал формироваться в разное время (от терминального рифея до позднего венда), что обусловило его сегментированное строение.

Нефть и газ больших и очень больших глубин были ведущим направлением развития международной разведки месторождений за последние годы, а глубинные нефтегазовые ресурсы распространены преимущественно в трех видах пород: карбонатных, обломочных и магматических, при этом залежи в карбонатных породах составляют около 40 % мировых запасов нефти и газа благодаря своим более высоким коллекторским свойствам. В последние годы ряд крупных нефтегазовых месторождений был открыт в глубокозалегающих морских карбонатных породах в Китае, в основном, в бассейнах Сычуань и Тарим, что создает большой потенциал для нефтегазовой разведки в глубинных морских карбонатных породах. В настоящей статье проведено систематическое исследование образования и источников глубинного природного газа в бассейнах Сычуань и Тарим. Результаты показывают, что источником природного газа в глубинных морских карбонатных коллекторах служат не только поздние глубоководные материнские породы. Крекинг сырой нефти и пиробитума в глубинных коллекторах при высоких температурах также может способствовать образованию в них крупных источников природного газа. Соответственно, при оценке ресурсов природного газа следует учитывать газ, образующийся при крекинге нефти.

Донные осадки озер различной минерализации, расположенных в котловинах внутриконтинентальных районов, представляют собой высокоразрешающие архивы изменений климата и природной среды. В статье рассматриваются результаты изучения позднеплейстоцен-голоценовых отложений пресноводного оз. Баунт - одного из озер Баунтовской (Ципинской) котловины на территории Северной Бурятии в зоне многолетней мерзлоты. Методы исследования - рентгеновская дифрактометрия (XRD), ИК-спектроскопия, лазерная гранулометрия, элементный анализ, AMS-датирование и другие. В минеральном составе донных осадков озера, возраст которых составляет ~18 тыс. лет, преобладают слоистые силикаты, кварц и полевые шпаты. Математическим моделированием сложных XRD профилей в ансамбле слоистых силикатов установлены хлорит, мусковит, иллит, смешанослойные иллит-смектит и хлорит-смектит, каолинит. Определены их структурно-кристаллохимические особенности и количественные соотношения в разрезе (керн 800 см), меняющиеся в соответствии с климатическими циклами и колебаниями уровня озера. Полученные результаты позволили воссоздать историю эволюции водного бассейна оз. Баунт, определяемую климатом региона на протяжении позднего плейстоцена-голоцена. Статья является продолжением серии наших публикаций, посвященных реконструкциям климата голоцена-позднего плейстоцена в Восточной Сибири на основе детальных исследований минерального состава осадочных разрезов небольших озер.

Разными структурно-геологическими методами установлено для Русской плиты происходящее при растяжении неотектоническое перемещение деформируемого материала от антеклиз (Воронежской и Волжско-Камской) к соседним синеклизам, особенно наиболее глубокой Прикаспийской. Возникающие при этом геологические структуры и формы рельефа морфологически напоминают оползни, однако огромные (до многих сотен километров) латеральные размеры этих структур исключают влияние экзогенных процессов и заставляют квалифицировать данное событие как гравитационный коллапс, захватывающий значительные объемы коры. Это явление прежде рассматривалось только применительно к орогенам, но условия для его возникновения имелись и здесь: в конце кайнозоя Восточно-Европейская платформа испытала коллизионное давление от южной границы Евразийской плиты, создавшее приподнятый, гравитационно-неустойчивый рельеф. Проявления коллапса особо локализуются в зонах сочленения антеклиз и синеклиз, где происходит утонение линз утолщенной континентальной коры под антеклизами. Данный факт, а также использование литературных материалов моделирования позволяют обосновать положение, что коллапсу на платформе способствовала линзовидная текстура коры: легкие коровые линзы, образующие антеклизы, при сжатии всплывали, но при его последующем ослаблении гравитационно растекались вширь. Гравитационное растяжение и проседание в сводах антеклиз компенсировалось сжатием около синеклиз, где формировались складчатые дислокации и неотектонические валы. Установлено, что гравитационный коллапс создает на платформе свой специфический парагенез структур и морфоструктур, что позволит диагностировать его проявления и в других местах, а также объективнее оценивать соотношения рельефообразования с тектоникой. В более широком плане полученные данные обращают внимание на возможную связь новейшей активизации пассивных континентальных окраин с гравитационным коллапсом самых крупных - материкового масштаба - линз континентальной коры.

Рассмотрены основные закономерности проявления индукционно-вызванной поляризации (ВПИ) в методе переходных процессов. При расчете индукционных переходных характеристик поляризующихся сред было принято, что удельная электропроводность среды описывается моделью Коул-Коул. Для представления и анализа результатов математического моделирования индукционных переходных характеристик мы использовали нормированную переходную характеристику. Она определяется как отношение ЭДС переходного процесса для поляризующейся среды к ЭДС для среды, которая во всем идентична поляризующейся, за исключением того, что поляризуемость равна нулю. Особенно полезными для интегральной оценки проявления ВПИ оказались координаты минимума нормированной переходной характеристики. На примере однородного поляризующегося полупространства показано, как параметры модели Коул-Коул и размеры установки влияют на индукционные переходные характеристики. Для двухслойных сред проявление ВПИ зависит не только от параметров среды и установки, но и от того, является ли поляризующимся основание или верхний слой, а также от мощности слоя. Сильнее всего ВПИ проявляется, когда проводящий и поляризующийся слой залегает на слабопроводящем основании. В этом случае при некоторой мощности слоя эффект ВПИ намного превосходит наблюдаемый в присутствии слоя большей мощности и однородного поляризующегося полупространства.

Морские геоэлектромагнитные зондирования с искусственными источниками сильно затруднены влиянием проводящего слоя морской воды. Известно лишь одно широкое успешное применение электроразведки в этой области - в виде CSEM. Однако метод имеет досадные ограничения: необходимость погружения установки на дно глубокого (более 1000 м) моря и огромные разносы (~ 15 км). В море, покрытом льдами, и этот метод не применим. Возможность глубинных зондирований с поверхности моря, а значит и с ледовой поверхности, возникает, если использовать поле ТМ-поляризации. Такое поле в чистом виде генерируется вертикальной электрической линией (ВЭЛ) или круговым электрическим диполем (КЭД). ВЭЛ имеет известные недостатки даже при применении в море. В то же время эффективность КЭД сохраняется в одномерной и трехмерной ситуациях, в частотном и временном режимах. Развивается трехмерный математический аппарат для устанавливающегося поля КЭД в борновском приближении, который в условиях проводящего разреза при наличии глубинных локальных неоднородностей вполне адекватен. Исследования проводятся в интересах геофизического проекта с использованием дрейфующих льдов в Арктике.

В 1962 г. В.С. Старосельцев и его семья переехали в Новосибирск, и с этого времени практически на протяжении всей жизни он работал в СНИИГГиМС, где занимался проблемами тектоники и нефтегазоносности платформенных областей Сибири. Здесь он прошел путь от инженера до старшего научного сотрудника и замдиректора. В 1965 г. Валерий Степанович защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата, в 1982 г. - доктора геолого-минералогических наук, в 1987 г. получил звание профессора.