Главная – Журналы – Геология и геофизика 2022 номер 12

Тувинский прогиб представляет собой один из крупных грабенов рифтовой системы, сформированной в девон-карбоновое время в восточной части Алтае-Саянской складчатой области. По результатам комплексных исследований уточнен возраст и изучены геохимические особенности магматических образований, сформированных в ходе двух этапов тектономагматической активизации в пределах Тувинского прогиба. В раннем девоне (397 млн лет, эмс) на стадии заложения Тувинского прогиба в обстановке растяжения формируются вулканические и субвулканические породы кендейской свиты, представляющие собой бимодальную серию. Раннедевонские магматические породы основного состава обладают геохимическими признаками как внутриплитных (низкие значения Mg#, высокие концентрации K₂O до 2.9 мас. % и TiO₂ до 2.2 мас. %, обогащение легкими РЗЭ на фоне тяжелых), так и надсубдукционных (обогащение Pb и Sr, обеднение Ta и Nb) образований, характеризуются высокими значениями ε_Nd ( T ) (от +5.9 до +8.0). Для них предполагается смешанный источник, включающий деплетированную мантию и компоненты, модифицированные субдукцией. Раннедевонские вулканогенные образования кислого состава, представляющие крайний член бимодальной последовательности, также сочетают в себе геохимические особенности пород внутриплитного (высокая железистость, низкие концентрации Sr, P и Ti, обогащение Zr и Hf) и островодужного (обеднение Ta и Nb) происхождения. Эти породы, имеющие значения ε_Nd( T ) от +4.0 до +7.0, были сформированы в результате плавления неоднородного источника, соответствующего по составу нижней континентальной коре. В среднем девоне-раннем карбоне (390-350 млн лет) Тувинский рифтогенный прогиб эволюционировал в зрелую стадию, на которой внедрялись базитовые интрузии торгалыкского комплекса. Среднедевонско-раннекарбоновые базиты имеют схожие изотопно-геохимические характеристики с раннедевонскими образованиями, включая изотопный состав Nd (ε_Nd ( T ) = +6.7). В отличие от раннего девона, магмы для среднедевонско-раннекарбоновых базитов имеют сравнительно однородный мантийный источник без существенных метасоматических преобразований, признаки которых лучше проявлены в кендейских образованиях.

Экспериментальные исследования и анализ силикатных включений свидетельствуют о магматогенном происхождении части хромшпинелидов из триасовых отложений северо-востока Сибирской платформы. Составы расплавных включений в хромшпинелиде показывают участие щелочных (калиевых) магм при их кристаллизации. При этом преобладают данные о развитии магматических систем, близких к расплавам Гулинского ультраосновного массива на севере Сибирской платформы. Исследования особенностей распределения редких и редкоземельных элементов в расплавных включениях в хромшпинелиде говорят о существовании нескольких магматических систем. Прежде всего, это магмы, формировавшие ультраосновные массивы типа Гулинского и имеющие тесную связь с развитием меймечитов и пикритов Маймеча-Котуйской провинции. Также это плюмовые магматические системы, связанные с развитием кимберлитов, лампрофиров и(или) других континентальных «горячих точек». В целом результаты анализа состава расплавных включений свидетельствуют о возможности существования нескольких типов первичных источников хромшпинелидов северо-востока Сибирской платформы, что подтверждает полученные ранее данные о гетерогенном характере отложений алмазоносного карнийского яруса верхнего триаса. Расчетное моделирование с помощью известных программ COMAGMAT, PETROLOG, WinPLtb, а также Ol-Sp геотермометров на основе данных по расплавным включениям в хромшпинелидах из триасовых отложений северо-востока Сибирской платформы позволило выяснить РТ -параметры кристаллизации минералов магматических пород, являющихся источниками рассмотренных хромитов. Определена температура ликвидусной кристаллизации хромшпинелидов - 1324-1275 °С. Установлены параметры образования оливина (около 4.5-4.1 кбар, 1510-1150 °С) и клинопироксена (3.2-1.0 кбар, 1285-1200 °С) во включениях в хромшпинелиде.

Куваевит ((Ir,Rh)₅(Ni,Fe,Cu)₁₀S₁₆) формирует небольшие зерна (до 20 мкм по ширине) во включениях глобулярной формы, находящихся в зернах Os-Ir-(Ru) сплавов (до 0.5 мм) в рудопроявлениях р. Ко Cисимской россыпной зоны, Восточный Саян. Основными ассоциирующими с ним минералами являются Rh-содержащий пентландит и/или обертюрит, минералы серии лаурит-эрликманит и Pt-(Pd)-Fe сплавы. В отраженном свете он имеет серый до коричневато-серого цвет. Двуотражение слабое или отсутствует. Плеохроизм не отмечается или весьма незначителен в серых до светло-коричневого оттенках. Оптическая анизотропия слабая, от серого до светло-желтого тонов. Значение вычисленной плотности 6.37 г/см³. Состав куваевита по результатам микрозондовых анализов ( n = 3), выполненных методом волновой дисперсионной спектрометрии (ВДС): Cu 5.94 (4.39-6.89), Ni 13.95 (13.80-14.24), Fe 10.95 (10.18-11.97), Co 0.07 (0.06-0.10), Ir 32.38 (32.19-32.73), Rh 7.27 (7.22-7.31), Pt 1.91 (1.67-2.06), Os 0.05 (0-0.09), Ru 0.05 (0.04-0.05), S 27.06 (26.77-27.41), сумма 99.63 мас.%. Эмпирические формулы, рассчитанные по средним результатам: (Ir_3.22Rh_1.35Pt_0.19Ru_0.01Os_0.01)Σ4.78(Ni_4.54Fe_3.75Cu_1.79Co_0.02)_Σ10.10S_16.13 (ВДС) и (Ir_3.23Rh_1.43Pt_0.25)_Σ4.91(Ni_4.49Fe_3.57Cu_1.86Co_0.06)_Σ9.98S_16.11 (СЭМ/ЭДС; n = 56) основаны на значении суммы 31 атомов в соответствии с данными структурного изучения торривейзерита (родиевого аналога). Куваевит формирует значительные серии твердых растворов с торривейзеритом, тамураитом и ферроторривейзеритом, которым он изоструктурен. Определение симметрии куваевита выполнено методом микродифракции Лауэ с использованием синхротронного излучения, результаты которого хорошо согласуются с тригональной сингонией и приводят к следующим параметрам ячейки: a = 7.079(5) Å, c = 34.344(12) Å, V = 1490(2) ų; Z = 3. Значение c/a составляет 4.852. Вероятная пространственная группа, R3m (#166), принята по данным структурного исследования торривейзерита. Восемь наиболее характерных отражений рентгенограммы куваевита, рассчитанных по результатам его микродифракционного изучения [d в Å(hkl)(I)], следующие: 3.0530(20 1)(43), 3.0103(2 1 6)(100), 2.9962(1 0 10)(53), 2.7991(205)(50), 2.4946(208)(31), 1.9208(3 1 10)(41), 1.7697(4 2 0)(73), 1.7582(2 0 16)(66). Результаты изучения двух кристаллов куваевита методом монокристальной дифракции электронов обратного рассеяния (EBSD) хорошо индексируются на основе группы R3m. Наблюдаются значительные вариации составов куваевита и родственных ему сульфидов в россыпях р. Ко, в целом в Cисимской зоне и в других рудопроявлениях мира. Ассоциации минералов ЭПГ в рудопроявлениях р. Ко и Cисимской зоны генетически связываются с коренными зонами хромитоносных ультрамафитов (серпентинитов) лысанского комплекса. Куваевит и другие минералы в полиминеральных включениях, вмещаемые сплавами Os-Ir-(Ru), формировались из капель остаточного расплава. В нем аккумулировались избыточные и «несовместимые» компоненты, которые не могли войти в кристаллическую структуру сплава, включая литофильные элементы, халькогены (S, Te), полуметаллы (As, Sb, Bi), основные металлы (Fe, Ni, Cu), а также сравнительно низкотемпературные ЭПГ (Pt, Pd) и Rh. Локально установлены свидетельства метастабильной кристаллизации и переохлаждения силикатного расплава, а также эффективной дифференциации и фракционирования S и рудных компонентов при формировании включений. Куваевит назван в честь известного геолога, геофизика и писателя О.М. Куваева (1934-1975).

Приведены результаты минералого-геохимических исследований (оптическая и электронная микроскопия, микрозондовый анализ, ЛА-ИСП-МС) акцессорного апатита из пород четырех рудоносных массивов худолазовского комплекса: Восточный Бускун, Северный Бускун, Малютка и Ташлы-Тау. По особенностям морфологии и химического состава выделены две группы апатитов: 1) «магматогенный» неизмененный апатит (Ap-1), развитый в неизмененных и слабоизмененных породах; 2) «метасоматизированный» апатит (Ap-2), окруженный вторичными силикатами, заместившими первичные минералы. Ap-1 представлен идиоморфными и субидиморфными гексагональными кристаллами с относительно высоким содержанием хлора (0.7-1.2 мас. % Cl) и очень низким содержанием серы (<0.05 мас. % SO₃). Он обогащен редкоземельными элементами (ΣREE = 2.2-3.0 мас. %) и обладает ярко выраженной отрицательной Eu-аномалией (Eu/Eu* = 0.36-0.58), обеднен Co, Ni и халькофильными микроэлементами (Zn, Pb, Bi). Особенности распределения главных и второстепенных элементов в Ap-1 позволили выявить две его генерации в худолазовском комплексе - раннюю и позднюю. Ранняя генерация, отличающаяся относительно пониженным содержанием Ca ( Т ≥ 1000 °С, CaO < 54 мас. %), кристаллизовалась близодновременно с Ca-плагиоклазом (An_81-61). Поздняя генерация, характеризующаяся повышенным содержанием Ca ( Т ≥ 700 °С, CaO > 55 мас. %), ассоциирует с Na-плагиоклазом (An_28-8), амфиболом и флогопитом. Ap-2 представлен сильно трещиноватыми зернами и отличается низкой концентрацией хлора (0.0 n -0.5 мас. % Cl) и повышенной концентрацией серы (0.06-0.93 мас. % SO₃). Содержание фтора в обеих группах апатитов колеблется в одинаковых диапазонах (0.6-1.7 мас. % F), что определяет его относительную инертность при метасоматических процессах. Ap-2 менее обогащен редкоземельными элементами (ΣREE = 1.1-2.1 мас. %) при менее выраженной Eu-аномалии (Eu/Eu* = 0.61-0.77), но имеет повышенные концентрации Co, Ni и халькофильных микроэлементов. Особенности вариаций петрогенных элементов (Fe, Mg, Na и др.) в Ap-1 и Ap-2 различаются, что связано с воздействием на минерал гидротермального флюида на постмагматической стадии. Показано, что низкое содержание серы в апатите из неизмененных пород не является признаком низкого потенциала худолазовского комплекса в отношении сульфидного оруденения. На сульфидную Cu-Ni специализацию комплекса более явно указывает состав метасоматизированного апатита, обогащенного S, Co, Ni и халькофильными элементами в результате их гидротермального выноса из первичных сульфидных минералов. Увеличение значения Eu/Eu* свидетельствует о росте фугитивности кислорода на постмагматической стадии.

Представлены результаты исследований надсеноманского комплекса отложений Восточно-Мессояхского месторождения (юг Гыданского полуострова). Выделено 12 литологических пачек, сопоставленных с региональными стратиграфическими горизонтами и свитами верхнего мела, палеогена и четвертичной системы. Фациальная принадлежность стратонов обоснована результатами анализа их литологических характеристик (литофациального) и комплексов микрофауны (биофациального). Выполнены комплексные стратиграфические исследования: биостратиграфические (микрофаунистические и палинологические), магнитостратиграфические и датировки методом оптически стимулированной люминесценции зерен кварца и полевого шпата (ОСЛ). Установлено шесть крупных стратиграфических несогласий, дана оценка их длительности. Уточнены представления о палеогеографии севера Западной Сибири в позднемеловое, палеогеновое и четвертичное время.

В августе 2019 г. во время полевых работ, связанных с изучением радоновых вод Новосибирской городской агломерации, вдали от известных гранитных массивов были опробованы четыре нисходящих источника в долине р. Иня. В результате лабораторных исследований была установлена повышенная активность радона от 5 до 149 Бк/дм³. Определено, что воды - собственно пресные, HCO₃ Mg-Ca состава с величиной общей минерализации от 413 до 548 мг/дм³ и содержанием кремния 4.1-8.6 мг/дм³. Они характеризуются рН от нейтральных до слабощелочных (7.1-8.4), окислительной геохимической обстановкой с Eh +205.3…+231.8 мВ и содержанием О_{2 раств.} 6.24-12.26 мг/дм³. Выявлено преобладание в водах изучаемого района концентраций SO₄^2- над Cl^-, видимо, за счет наличия сульфидов в составе водовмещающих отложений, в частности пирита, в покровных отложениях. Более чем 10-кратное пропорциональное превышение концентраций Ca над Si в водах Инских источников свидетельствует о преимущественно карбонатном составе водовмещающих отложений. Суммарная ά-активность вод составляет 3-4 мБк/дм³, а β-активность 11-15 мБк/дм³. Установлено, что природные радионуклиды содержатся в водах источников в следующих пределах (мг/дм³): ²³⁸U от 2.83·10^-3 до 4.13·10^-3; ²³²Th от 2.39·10^-6 до 1.16·10^-5 и ²²⁶Ra от 3.83·10^-10 до 4.93·10^-10. ²³²Th/²³⁸U отношение в водах варьирует в интервале от 5.79·10^-4 до 3.61·10^-3, что является следствием окислительной геохимической обстановки, в которой торий не мигрирует. Уранизотопное отношение (γ) ²³⁴U/²³⁸U в водах изменяется от 2.6 до 3.2 при активности изотопов урана (мБк/дм³): ²³⁴U (117-124), ²³⁸U (38-48). Это указывает на более глубокую циркуляцию изученных вод по сравнению с водами Святого источника в с. Верх-Тула, в которых γ = 1.3, а активность ²³⁴U составляет 147, а ²³⁸U - 115 мБк/дм³. По изотопному составу вóды источников имеют инфильтрационное происхождение и характеризуются довольно узким распределением значений δ¹⁸O (от -17.5 до -16.7 ‰) и δD (от -128.4 до -126.2 ‰). Значения δ¹³C_DIC варьируют от -10.3 и -10.9 ‰ в источниках 3 и 2 до более легких -11.2 и -12.1 ‰ в источниках 1 и 4 соответственно. Это обусловлено большим участием поверхностных вод в питании источников 1 и 4, что также согласуется с материалами по δ¹⁸O и δD, данными по радиоуглеродному датированию. Для вод источника 3 оцененный возраст водорастворенного углерода 1478 ± 81 лет - самый большой, в то время как для источника 4 только 651 ± 53 год, для источника 1 возраст оценен как современный. Уменьшение возраста водорастворенного углерода вплоть до современного указывает на увеличение вклада поверхностных вод в питание источников. Изотопный состав С и О кальцита водовмещающих пород характеризуется близкими значениями для большей части образцов: δ¹³С варьирует в узких пределах - от -3.1 до -2.7 ‰, δ¹⁸О - от 17.2 до 18.4 ‰. Для сланца выветрелого облика отмечено облегчение изотопного состава по углероду (до -11.0 ‰) и по кислороду (до 13.9 ‰). Результаты изотопных исследований углерода в образцах пород, их органической составляющей и водах указывают на активный изотопный обмен в системе вода-порода-органическое вещество.

Алгоритмами метода катакластического анализа разрывных смещений (МКА) с использованием сборного каталога механизмов очагов землетрясений исследовано современное напряженное состояние земной коры территории Узбекистана. Для большей части исследуемой территории ось максимального сжатия близгоризонтальна и ортогональна простиранию тектонических структур, угол погружения оси минимального сжатия сильно варьирует для различных участков территории. Площадное распределение коэффициента Лоде-Надаи свидетельствует о преобладании для исследуемой территории напряженного состояния, близкого к чистому сдвигу. Без дифференциации сейсмоактивного слоя по глубинам практически вся территория Узбекистана характеризуется геодинамическим типом напряженного состояния, отвечающего горизонтальному сжатию. Установлены значимые различия в параметрах напряженного состояния для различных глубинных слоев земной коры. С учетом представительных сроков регистрации сейсмических событий различного энергетического уровня определены параметры повторяемости землетрясений для всей территории в целом и крупных сейсмоактивных зон. Установлено, что эпицентры сильных землетрясений, зарегистрированные начиная с исторического периода времени, группируются в компактных областях с линейными размерами 50-80 км. Тектонофизическая интерпретация выделенных областей дается в рамках МКА, где отмечается, что сильные землетрясения реализуются в основном в областях пониженных значений эффективного всестороннего давления и максимальных касательных напряжений. Это связано с тем, что в таких областях понижены значения сил трения на разрывах, что создает наиболее благоприятные условия для крупномасштабного разрушения. По результатам реконструкции природных напряжений МКА такие области на территории Узбекистана выделены в пределах Южно-Ферганского и Северо-Ферганского разломов и одноименных флексурно-разрывных зон, а также в районе Газли. Проведена оценка текущей сейсмологической обстановки в выделенных областях долгосрочного прогноза комплексом прогностических параметров сейсмического режима, и составлена карта областей ожидаемой сейсмической активизации. Анализ предшествующих прогнозных карт, разработанных в рамках излагаемого подхода, показал их высокую информативность.

Приводятся результаты 3D инверсии магнитовариационных типперов, полученных в обсерватории «Мыс Шмидта» в результате цифровой обработки записей геомагнитных вариаций, выполненных магнитометром MAGDAS-I. 3D инверсия частотных зависимостей типперов была выполнена с использованием программы ModEM. В результате получены горизонтальные и вертикальные разрезы в прибрежной полосе Чукотского моря в пространственной области 300 × 300 × 200 км по осям X, Y, Z соответственно. Геоэлектрический разрез исследуемой области содержит как поверхностные, так и глубинные проводящие блоки, располагающиеся в разных азимутах относительно пункта измерений. Поверхностная проводящая аномалия вблизи обсерватории с удельным электрическим сопротивлением (УЭС), равным ≈ 3 Ом‧м, располагается в юго-восточном направлении на глубинах в первые сотни метров. В этом же направлении, но на удалении около 25-30 км, находится вторая более объемная проводящая неоднородность на глубинах 4-16 км с УЭС центральной области на глубине 8 км, равным 1 Ом‧м. В Чукотском море со стороны Южно-Чукотской впадины, погружаясь к побережью к низам земной коры, располагается наклонный проводящий блок, имеющий в центральной части на глубине 20 км максимальное УЭС, равное ≈ 7 Ом‧м. Самой заметной особенностью разреза является массивный верхнемантийный проводящий блок под континентом в области глубин 50-120 км с УЭС 3-4 Ом‧м в центральной части на глубинах 70-85 км. При углублении в континент блок несколько наклоняется в юго-восточном направлении. Просматриваются проводящие области, связывающие этот блок с вышерасположенными проводящими образованиями. Эпицентры зарегистрированных в районе слабых коровых землетрясений находятся над северо-западной краевой частью верхнемантийного блока, захватывая и его центральную область. Обсуждаются возможные механизмы высокой электрической проводимости аномальных блоков.