Главная – Журналы – Геология и геофизика 2022 номер 4

Настоящий специальный выпуск посвящен проблемам тектоники, палеогеографии, геодинамической эволюции и минеральных ресурсов континентальных окраин Российской Арктики. Эта тематика является актуальной, так как знания о геологическом строении Северного Ледовитого океана, его образовании и эволюции могут позволить решить многие глобальные проблемы геологии, а также важные региональные проблемы, включая формирование нефтегазоносных осадочных бассейнов, поиска и освоения алмазов, цветных, благородных, редкоземельных и других месторождений полезных ископаемых. В предыдущих выпусках журнала «Геология и геофизика» значительное внимание уделялось проблемам геологии и нефтегазоносности Арктики. В настоящем специальном выпуске особое внимание уделено проблемам тектоники, стратиграфии, палеогеографии, петрологии арктических континентальных окраин России, разработке тектонических и геодинамических моделей для ключевых структур, алмазоносности и металлогении арктических зон Сибирской платформы, Чукотки и Кольского полуострова.

Обсуждаются тектонические и геодинамические модели формирования Амеразийского бассейна. Представлены модели тектонической эволюции арктических окраин Чукотки и Северной Аляски в позднеюрско-раннемеловое время. Отмечаются общие особенности их формирования, начиная от образования океанических бассейнов Южно-Анюйского и Ангаючам в позднем палеозое, и до их закрытия в процессе субдукции южной вергентности и последующей коллизии в конце раннего мела. В результате коллизии были сформированы покровно-складчатые структуры северной вергентности в Чукотской складчатой области и в орогене хр. Брукса. Предлагается субдукционно-конвективная геодинамическая модель формирования Амеразийского бассейна, которая основана на данных сейсмической томографии о существовании в верхней мантии под Арктикой и Восточной Азией циркуляции вещества в горизонтально вытянутой конвективной ячейке протяженностью в несколько тысяч километров. В эту циркуляцию вовлечена субдуцирующая Тихоокеанская литосфера, вещество которой движется вдоль подошвы верхней мантии в сторону континента от зоны субдукции, формируя нижнюю ветвь ячейки. Замыкающая верхняя ветвь ячейки образует обратное течение вещества под литосферой в сторону зоны субдукции, что является движущей силой, определяющей поверхностную кинематику и деформации блоков литосферы. В результате вязкого волочения Амеразийской литосферы горизонтальным потоком вещества верхней мантии в сторону Пацифика происходит отрыв системы блоков Аляски и Чукотки от Канадской арктической окраины. Возникающие при этом рассеянные деформации могут вызывать разномасштабное утонение континентальной коры до ее разрушения с последующим спредингом в Канадской котловине.

Представлены новые палеомагнитные и геохронологические данные для пород архипелага Земля Франца-Иосифа. Проведено обобщение имеющихся сведений о палеомагнетизме Баренцевоморской континентальной окраины в приложении к вопросам мезозойской тектоники Арктики. В частности, полученные оценки возраста свидетельствуют о кратком эпизоде плюмового магматизма в раннем мелу, на рубеже баррема-апта. Палеомагнитные данные свидетельствуют, что проявления внутриплитной магматической активности в Высокоширотной Арктике, одним из ареалов которой являются траппы архипелага Земля Франца-Иосифа, не что иное, как след миграции литосферных плит этого региона над Исландским плюмом, сохранившим свое стационарное географическое положение минимум последние 125 млн лет. Выполненные палеотектонические построения предполагают прямую связь внутриплитных сдвиговых систем Евразийского континента с конфигурацией и режимом эволюции мезозойских окраинных бассейнов и спрединговых зон инициального этапа раскрытия океана в Арктике.

Статья посвящена разработке тектонотермальной модели для позднепалеозойского синколлизионного этапа формирования Карского орогена на Северном Таймыре в Центральной Арктике. Модель базируется на новых и опубликованных структурных, петрологических, геохимических и геохронологических данных, а также термофизических параметрах, полученных для Карского орогена, вмещающего огромный объем гранитов, образованных в результате коллизии Карского микроконтинента и Сибирского кратона. На основе геологических, геохимических и U-Th-Pb изотопных данных среди гранитов были выделены синколлизионные и постколлизионные, образованные соответственно 315-282 и 264-248 млн л. н. В настоящей статье тектонотермальная модель разработана только для синколлизионного этапа формирования Карского орогена, в течение которого произошло образование анатектических гранитов. Выполненное 2D моделирование позволило реконструировать основные тектонотермальные процессы синколлизионного этапа формирования этой структуры, учитывая локальные особенности теплового состояния земной коры региона. Смоделированы механизмы повышения температуры в нижней коре, необходимой для формирования синколлизионных анатектических гранитов. Полученные модельные оценки позволяют определить возрастной промежуток между коллизией/тектоническим скучиванием и образованием гранитов. Моделирование также позволило определить общие закономерности, характерные для орогенов на синколлизионных стадиях.

Геологическое изучение разрезов мезозоя архипелага Новосибирские острова, наряду с разрезами азиатского побережья Северного Ледовитого океана, играет ключевую роль для увязки полученных результатов комплексных исследований с данными сейсмических методов изучения шельфа моря Лаптевых и запада Восточно-Сибирского моря. Поэтому крайне актуально совершенствование расчленения триасовой системы Новосибирского архипелага и определение места системы в структуре осадочного бассейна лаптевоморского шельфа. Проведенные исследования позволили усовершенствовать и детализировать литостратиграфическое расчленение триаса этого региона и проследить в этом регионе яркий межрегиональный маркирующий стратиграфический репер - чекановскую свиту (нижний оленек). Генетические, структурные и седиментологические особенности строения триасовых толщ позволяют объединить их в две серии: решетниковскую (инд-верхний ладин) и светлую (ладин-рэт), отражающие крупные этапы седиментогенеза. Для триаса восточных районов лаптевоморского шельфа и прилегающей суши на единой основе разработано и уточнено фациальное районирование. Анализ строения фанерозойских разрезов территории позволяет рассматривать их в составе промежуточного структурного этажа Лаптевоморской плиты на периферии Сибирского кратона.

Изучение палеонтологии и стратиграфии триаса различных регионов Северо-Востока России и прилегающего арктического шельфа необходимо не только для совершенствования зональных биостратиграфических шкал, межрегиональной и глобальной корреляции, решения проблем стратиграфических границ, но и для разработки и обоснования стратиграфических схем триасовых отложений нового поколения, представляющих собой стратиграфическую основу для проведения различного рода региональных и тематических геологических исследований в Арктике. Проведенные исследования позволили усовершенствовать зональные шкалы по разным группам фауны и палиноморфам, детализировать биостратиграфическое расчленение триаса, охарактеризовать отдельные горизонты как наземными, так и морскими палиноморфами. Зональные шкалы увязаны между собой и с региональной зональной шкалой триаса Сибири и Северо-Востока России, а через нее - с Международной хроностратиграфической шкалой системы. Разработанный на разрезах о. Котельный пакет параллельных зональных шкал триаса по аммоноидеям, наутилоидеям, колеоидеям, двустворкам, брахиоподам, фораминиферам, анализ ассоциаций микрофитопланктона и наземных палиноморф являются инструментом дробного расчленения и корреляции триасовых толщ восточной части шельфа моря Лаптевых и смежных регионов Северо-Востока России.

Многочисленные эпитермальные Au-Ag месторождения и рудопроявления на территории Чукотского полуострова принадлежат меловому окраинно-континентальному Охотско-Чукотскому (ОЧВП) и позднеюрско-раннемеловому, островодужному Олойскому (ОВП) вулканическим поясам, а также раннемеловым постколлизионным вулканическим впадинам. Вулканотектонические депрессии, кальдеры и вулканические купола контролируют размещение месторождений. Рудные тела месторождений представлены кварц-адуляровыми жилами, иногда собранными кулисообразно в протяженные жильные зоны, а также изометричными и линейными штокверковыми залежами. Для рудоносных жил большинства месторождений характерны сложные, комбинационные брекчиево-крустификационные текстуры. В жильных рудах широко развиты ритмично- и колломорфно-полосчатая текстуры, обладающие преимущественно тонким характером распределения рудных вкрапленников, нередко с полосчатыми скоплениями рудных минералов (гингуро). Самородное золото имеет относительно низкую пробность и дисперсию этого показателя от низкой до высокой. Акантит - широко распространенный минерал в рудах. Наиболее высокие его концентрации характерны для месторождений с многократным перераспределением вещества (Купол, Коррида, Валунистое). В результате минералогических исследований большинство эпитермальных Au-Ag месторождений Чукотки можно отнести к Se-типу. На ряде месторождений (Валунистое, Двойное и др.) в рудах присутствуют как селен-, так и теллурсодержащие минералы. Наиболее обогащенные теллуридами участки месторождений Сентябрьское и Телевеем находятся на удалении от основных рудных тел. Большинство эпитермальных Au-Ag месторождений Чукотки имеют много общих черт (низкие и средние температуры, низкая соленость флюида, преобладание углекислоты над метаном и др.), типичных для низкосульфидизированного класса. Максимальные величины температур и соленостей характерны для флюидов из Центрально-Чукотского сектора ОЧВП и Баимской зоны ОВП, а минимальные - для флюидов Восточно-Чукотской фланговой зоны и внутренней зоны ОЧВП. Соленость минералообразующих флюидов внутренней зоны ОЧВП в среднем вдвое меньше, чем флюидов Восточно-Чукотской фланговой зоны ОЧВП, а содержания сульфатов выше. В то же время флюиды внутренней зоны ОЧВП богаче углекислотой и бикарбонат-ионом относительно флюидов Восточно-Чукотской фланговой зоны ОЧВП. Термобарогеохимические данные позволяют месторождение Весеннее (Баимская зона) отнести к среднесульфидизированному классу и прогнозировать во внутренней зоне ОЧВП открытие высокосульфидизированных эпитермальных месторождений.

В арктической зоне Сибири открыты крупные проявления алмазов, которые сформированы в вулканокластических, осадочно-вулканокластических, вулканогенно-осадочных и осадочных породах верхов ладинского и основания карнийского ярусов триаса. Они приурочены к Приморской минерагенической зоне, которая вдоль акватории моря Лаптевых трассируется от Западного Верхоянья до Восточного Таймыра. В этих отложениях впервые установлен своеобразный спектр алмазов, где среди округлых кристаллов I, II, V и VII разновидностей присутствуют индивиды с облегченным изотопным составом углерода и высокими концентрациями азота. Они по своим типоморфным особенностям не имеют аналогов в известных коренных источниках Якутии, но имеют полное сходство с таковыми в рэтских, раннеюрских, позднеюрских, раннемеловых, неогеновых и четвертичных промышленных россыпях и россыпных проявлениях, что предполагает формирование их за счет размыва триасовых источников.

Представлены результаты геологических, минералого-петрографических, геохимических, изотопно-геохимических (Sm-Nd, Rb-Sr) и геохронологических (U-Pb, ⁴⁰Ar/³⁹Ar) исследований кислых и средних интрузивных пород (гранодиориты, лейкократовые граниты, субщелочные граниты и субщелочные лейкократовые граниты, диориты и кварцевые диориты) Букесченского и Самырского малых массивов, локализованных в западной части Яно-Колымского золотоносного пояса (северо-восток Азии). Эти породы, как и позднеюрские (151-145 млн лет) дайки основного, среднего и кислого состава, выделенные в единый комплекс малых интрузий, прорывают верхнетриасово-среднеюрские терригенные отложения окраинно-континентальных блоков северо-восточной части Верхояно-Колымской складчатой области. Формирование гранитоидов Букесченского и Самырского массивов, согласно впервые полученным U-Pb данным по цирконам (SHRIMP-II), происходило в берриасе соответственно 144.5 и 143.0 млн л. н. Наблюдается подобие геохимических и изотопных (Sm-Nd и Rb-Sr) характеристик для гранитоидов малых массивов и позднеюрских даек разнообразного состава, свидетельствуя о возможности их объединения в единый комплекс малых интрузий. Образование этих пород происходило из смешанного источника с участием мантийной (OIB- и E-MORB типа), нижнекоровой и субдукционной компонент, с мезопротерозой-палеопротерозойскими Sm-Nd модельными оценками возраста их магматических источников. Позднеюрско-раннемеловые магматические и постмагматические события и остывание интрузий играли важную роль в процессах локализации золота западной части Яно-Колымского золотоносного пояса, отраженных двумя тектонотермальными этапами (с учетом температур закрытия U-Pb, ⁴⁰Ar/³⁹Ar и Re-Os изотопных систем для различных минералов), 141-151 и 137-138 млн лет. Полученные результаты для комплекса малых интрузий согласуются с тектонической моделью эволюции активной окраины (северо-восток Сибири) в мезозое, на заключительной стадии развития которой в берриасе формировались преимущественно гранитоиды малых массивов.

Определены РТ -условия и возраст метаморфической эволюции пород, составляющих Корватундровскую структуру северо-восточой части Фенноскандинавского щита. Установлено, что породы претерпели прогрессивный метаморфизм амфиболитовой фации 1945 ± 34 млн л. н. (Sm-Nd данные) при температуре 625-660 °С и давлении 8.7-8.8 кбар. Пегматит, секущий метаморфический парагенезис этого этапа, имеет возраст 1917 ± 6 млн лет (U-Pb данные по циркону). Метаморфические преобразования после 1917 млн лет проявлены локально, в виде дискретных зон бластомилонитов в породах северной части и отдельных внутренних участков Корватундровской структуры. В этих зонах возможны локальные как повышения температуры и давления, так и их понижения. Образование светлого титанита возраста 1863 ± 44 млн лет фиксирует следующий этап сдвиговых деформаций. Низкотемпературные изменения (хлоритизация и окварцевание) происходили 1722 ± 5 млн л. н. (Rb-Sr данные) в зонах заключительных деформаций. Общая деформационная и метаморфическая история Корватундровской структуры, Лапландского гранулитового пояса и пояса Тана начиная с 1.94 млрд л. н. подтверждает предположение о формировании в палеопротерозое единой инвертированной метаморфической зональности в пределах Корватундровской структуры и залегающего на ней Лапландско-Колвицкого коллизионного пояса. Полученные данные дополняют представления о характере геодинамической эволюции Лапландско-Кольского орогена в палеопротерозое.

За последнее время в пределах Мончегорского рудного района (МРР) западного сектора Арктики была выполнена оценка платиноносности известных Cu-Ni месторождений ((Ниттис-Кумужья-Травяная (НКТ), Нюд, рудный пласт 330 (РП330) и Терраса)) и выявлены новые месторождения (Западный Ниттис) и проявления (Морошковое озеро, Поаз и Арваренч) сульфидных ЭПГ-Cu-Ni руд, а также месторождения малосульфидных Pt-Pd руд (Лойпишнюн, Южная Сопча и Вуручуайвенч). Все они приурочены к палеопротерозойским (около 2.5 млрд лет) расслоенным интрузиям: Мончегорскому плутону (Мончеплутону) и Мончетундровскому массиву и по структурному положению делятся на два типа: базальные, локализованные в пределах краевых частей интрузий, и рифовые (стратиформные). Для всех типов руд характерна ярко выраженная палладиевая специализация. В сульфидных ЭПГ-Cu-Ni рудах минералы платиновой группы (МПГ) имеют ограниченный состав и представлены преимущественно соединениями Pt и Pd c Bi и Te, а также подчиненными арсенидами и сульфидами ЭПГ. Для малосульфидных Pt-Pd руд характерно значительное разнообразие МПГ с преобладанием сульфидов, висмутотеллуридов и арсенидов ЭПГ. Сульфидные ЭПГ-Cu-Ni месторождения и проявления базального типа (Западный Ниттис, НКТ, Нюд, Морошковое озеро, Поаз, Арваренч) образовались в результате аккумуляции сульфидов основных металлов и ЭПГ в несмешивающихся сульфидах и последующей сегрегации их в экономических концентрациях. Месторождение (РП330) и проявление (Терраса) рифового типа образовались в результате инъекции дополнительных порций серонасыщенной магмы. Рудные концентрации в малосульфидных Pt-Pd месторождениях базального типа (Лойпишнюн и Южная Сопча) сформировались за счет обогащенных рудными компонентами и флюидами остаточных расплавов, отделение и кристаллизация которых возникли в результате длительных рудоообразующих процессов. Месторождение рифового типа Вуручуайвенч является следствием глубокого фракционирования родоначальной магмы с образованием сульфидной жидкости, обогащенной Cu и ЭПГ. Значительные запасы и крупные прогнозные ресурсы сульфидных ЭПГ-Cu-Ni и малосульфидных Pt-Pd руд служат надежной минерально-сырьевой базой для развития добывающей промышленности в Кольском регионе западного сектора Арктики.

25 марта 2022 г. ушел из жизни академик Николай Владимирович Соболев - выдающийся ученый мирового уровня, специалист в области минералогии, петрологии и геохимии.