Главная – Журналы – Геология и геофизика 2023 номер 12

Результаты исследований циркона из ксенолитов коровых пород в кимберлитовых трубках Якутской алмазоносной провинции свидетельствуют, что основная часть коры Далдынского и Мархинского террейнов была образована в палеоархее. В то же время сохранились фрагменты эоархейской и, возможно, гадейской коры. Эта кора была переработана в ходе ряда тектонотермальных этапов. Наиболее ранний этап кристаллизации циркона из ксенолитов коровых пород отвечает возрасту 3.2 млрд лет. При процессах перекристаллизации циркона, во время тектонотермальных этапов 2.9, 2.8-2.7, 1.9 млрд лет, в них добавлялся радиогенный гафний, образовывавшийся при распаде ¹⁷⁶Lu в породе. Степень переработки коры и тектонотермальные этапы в неодинаковой степени проявлены в разных участках Анабарской тектонической провинции. Наиболее ранние этапы 3.2, 2.9 млрд лет фиксируются в цирконе из ксенолитов Накынского кимберлитового поля. Этап 2.7 млрд лет наиболее сильно проявлен у циркона из кимберлитовых трубок Верхнемунского и Накынского полей. Однако свидетельства этих ранних этапов отсутствуют в цирконе из ксенолитов нижнекоровых мафических гранулитов Далдынского и Алакит-Мархинского кимберлитовых полей, у которых фиксируется последний термальный этап 1.9 млрд лет, отсутствующий у циркона из ксенолитов в трубках Верхнемунского поля. У циркона из ксенолитов фельзических гранулитов и метадиоритов из кимберлитовой тр. Удачная, являющихся представителями средней и верхней коры, наряду с главным максимумом 1.9 млрд лет, присутствует максимум 2.6 млрд лет. Обобщение имеющихся данных подтверждает сделанные ранее выводы о вертикальной и латеральной неоднородности коры Якутской алмазоносной провинции, об отсутствии зависимости между степенью переработки коры и главными коллизионными зонами Сибирского кратона, а также об отсутствии необходимости выделения Мархинского террейна. Корреляция максимумов возрастов термальных этапов эволюции коры Анабарской тектонической провинции с максимумами возрастов больших изверженных провинций дает основание высказать предположение о связи тектонотермальных этапов с подъемом суперплюмов.

Раннедевонская Алтае-Саянская рифтовая система (АСРС) распространилась на структуры Восточного и Западного Саян, Кузнецкого Алатау, Монгольского Алтая. Наиболее крупными ее фрагментами являются Тувинский, Делюно-Юстыдский, Канский, Агульский и Минусинский прогибы, а также впадины Северо-Западной Монголии. В статье обобщены геологические, геохимические и Sr-Nd изотопные характеристики базитов, представленных в АСРС покровами умеренно-щелочных и щелочных базальтов, а также их субвулканическими и интрузивными аналогами. Они участвуют во всех магматических ассоциациях и разделяются на низкотитанистую (TiO₂ от 0.2 до 2.2 мас. %) и высокотитанистую (TiO₂ от 2.2 до 4.3 мас. %) подгруппы. Эти породы характеризуются широкими вариациями изотопных характеристик стронция (ε_Sr( T ) от -16 до +30). Высокотитанистые базиты распространены в южном сегменте АСРС, выделяются слабой положительной Ta-Nb аномалией (La/Nb от 0.8 до 1.1), относительно обогащены легкими REE ((La/Yb) _N от 6 до 14) и радиогенным неодимом (ε_Nd( T ) от 3.8 до 8.7). Низкотитанистые разновидности приурочены к северо-западному сегменту АСРС, обогащены Ba, но обеднены Th, U, Nb, Ta (La/Nb от 1.2 до 2.2), Zr и Hf, легкими REE ((La/Yb) _N от 3 до 7) и радиогенным неодимом (ε_Nd( T ) от 2.0 до 6.0). Учитывая существование разных террейнов, совмещенных в структуре Алтае-Саянской складчатой области при аккреции (около 500-480 млн л. н.), предложена модель, предусматривающая разную среду магмообразования южного и северо-западного сегментов АСРС и связь магматизма в ее пределах с мантийным плюмом, вещественные характеристики которого соответствуют источникам высокотитанистых магм. Влияние подплавленной части литосферной мантии разного состава под разными группами террейнов привело к наблюдаемой изотопно-геохимической гетерогенности пород основного состава по площади АСРС, в частности отсутствию высокотитанистых базитов в Минусинском прогибе.

Представлены данные по геохимии, минералогии, процессам и условиям образования пород пирометаморфического комплекса Хамарин-Хурал-Хид. Изучены минерально-фазовые особенности новых для этого комплекса разновидностей пород (кристобалитового клинкера, обогащенных железом тридимит-секанинаитовой и кристобалит-фаялитовой паралав), а также ксенолитов клинкера в мелилит-нефелиновой паралаве. Определены вариации составов породообразующих, второстепенных, акцессорных и некоторых редких минералов - полиморфов кремнезема, группы кордиерита, муллита, фаялита, оксидов Fe и Ti, ферросилита и др. Установлены особенности КР-спектров секанинаита, индиалита, ферроиндиалита, муллита и безводного фосфата Fe-Ca-Mn, предположительно из группы графтонита. Большое разнообразие минеральных ассоциаций пирогенных пород связано с литологией (составом) осадочного протолита и локальными условиями полистадийных процессов образования комплекса. Анализ геохимических особенностей пирогенных пород показал, что все они формировались при разной степени плавления раннемеловой осадочной толщи дзунбаинской свиты, в которой минералы-концентраторы и носители примесных элементов имели близкие составы. Кристобалитовый клинкер, тридимит-секанинаитовая и криcтобалит-фаялитовая паралавы образовались в процессе частичного плавления пелитовых пород, обогащенных в разной степени железом, в большом температурном интервале. Муллит кристаллизовался в процессе дегидратации - дегидроксилации и инконгруэнтного плавления тонкодисперсного аморфизованного вещества пелитовой породы. В клинкере при T > 850 °С происходила массовая кристаллизация муллита из алюмосиликатного расплава. В результате подземного горения пластов угля нагревание пород вышележащей осадочной толщи превышало 1050 °С, а в локальных участках достигало температуры плавления зёрен детритового кварца (> 1300-1400 °C) и, возможно, поля устойчивости стабильной фазы β-кристобалита (> 1470 °С). Мелилит-нефелиновая паралава образовалась в результате инконгруэнтного плавления силикатной (пелитовой) и карбонатной (кальцитовой) составляющих мергелистого известняка в условиях повышенного парциального давления CO₂. Фугитивность кислорода в ходе пирогенных трансформаций пород осадочной толщи изменялась значительно: от сильно восстановительных условий, при которых кристаллизовались фосфиды Fe (баррингерит, штрейберзит) и самородное железо в недосыщенных по кремнезему расплавах, исходных для мелилит-нефелиновых паралав, до окислительных, когда в железистых породах образуется гематит.

Проанализированы геохимические и минералогические аспекты распределения редкоземельных элементов (РЗЭ) в железистых образованиях (ЖО) и донных осадках юго-восточной части моря Лаптевых. Среди ЖО преобладают биоморфозы по трубкам полихет. Общее содержание и распределение РЗЭ в ЖО складывается из соотношения рудного и нерудного вещества. Рудное вещество представлено в основном гидроксидами железа (лимонит). Оно сформировалось в ходе субокислительного диагенеза, усиленного процессами биотурбации, и определяет в ЖО некоторый избыток средних РЗЭ и дефицит церия (Ce_ан - 0.94). Нерудное вещество поступает в ЖО из терригенных осадков и имеет (алюмо)силикатный состав. Оно определяет в ЖО содержание скандия и является источником зерен минералов РЗЭ, среди которых преобладает монацит-(Ce). Для осадков характерно общее подобие составу РЗЭ в сланцах и во взвеси р. Лена, впадающей в море Лаптевых, при небольшом избытке легких и средних РЗЭ и величине цериевой аномалии, практически равной единице (Ce_ан - 1.06). В осадках минералы РЗЭ тяготеют к фракциям мельче 63 мкм. Высокое содержание в осадках органического вещества (С_орг - до 2.15 %), имеющего преимущественно терригенный генезис (ОВ_тер - до 85 %), объясняет дефицит кислорода и общее вялое протекание процессов диагенетического минералообразования со слабым накоплением в ЖО микроэлементов, включая РЗЭ. Суммарное содержание РЗЭ в ЖО ниже, чем в осадках, и составляет в среднем 173 против 206 г/т.

Баженовская свита Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции в настоящее время выступает в качестве одного из ключевых объектов потенциального прироста запасов и добычи нефти. В статье представлены результаты исследования геохимии органического вещества баженовской свиты по методике, разработанной в ИНГГ СО РАН для высокообогащенных органическим веществом пород. Рассмотрены особенности группового и углеводородного состава битумоидов открытых и закрытых пор баженовской свиты Северо-Сургутского района. Установлено, что основная часть новообразованных нафтидов находится в свободном (фазово-обособленном) и сорбированном состояниях в закрытом поровом пространстве пород. В открытых порах находятся наиболее подвижные компоненты битумоидов, перераспределенные из закрытых пор в ходе первичной миграции и оставшиеся после эмиграции нафтидов из баженовской свиты в берриас-нижнеаптские (пласты групп А и Б) резервуары. Используемая в работе методика позволила по объему порового пространства, занимаемому битумоидами открытых пор, выделить интервалы с повышенной открытой пористостью и нефтенасыщенностью в разрезе баженовской свиты (силициты и карбонаты).

Бачатское землетрясение 18.06.2013 г. с магнитудой M_L = 6.1, с координатами эпицентра 54.29° с.ш., 86.17° в.д. произошло около одноименного угольного разреза. Оно является крупнейшим в мире техногенным землетрясением при добыче твердых полезных ископаемых. Зарегистрировано около 5000 афтершоков, рассмотрена структура афтершоковой области. Бачатское угольное месторождение находится в Присалаирской зоне Кузнецкой впадины и структурно является брахисинклиналью очень сложного строения с высокой степенью нарушенности и трещиноватости пород. Главное событие приурочено к борту разреза, а наибольшая плотность афтершоков наблюдается в его центральной части. В поперечном разрезе афтершоки образуют широкую область со смещением ее заглубленной части в сторону Кузнецкой впадины, в то время как ограничивающие впадину крупные разломы имеют наклон под Салаирский кряж. В срезе вдоль угольной выработки активизированная область похожа на ромб с горизонтальной диагональю на глубине 4 км на всю длину разреза и с уменьшением активизированной области в верхнем и нижнем направлениях. Активизирована область на глубину до 6 км, наблюдается локальная по размерам усиленная активизация недр на глубинах 1-3 км. На основе изучения очагов афтершоков обнаружено, что напряженное состояние недр Бачатского разреза, восстановленное по афтершокам, не соответствует механизму главного события.

Приведены данные по концентрациям главных и редких элементов в ксенокристах гранатов, извлеченных из кимберлитов высокоалмазоносной трубки им. В. Гриба (1100 зерен) и слабоалмазоносной трубки ЦНИГРИ-Архангельская (446 зерен). Установлено, что высокая алмазоносность кимберлитовой тр. им. В. Гриба обусловлена сочетанием нескольких факторов, касающихся состава и строения опробованного кимберлитом участка литосферной мантии: 1) «холодный» режим при мощности теплового потока 36-38 мВ/м²; 2) значительная мощность «алмазного окна» (70-102 км) при предполагаемой глубине нахождения нижней границы литосферной мантии > 200 км; 3) высокий процент сохранности потенциально алмазоносных перидотитов при Р-Т параметрах стабильности алмаза, несмотря на высокую степень проработки пород литосферной мантии высокотемпературными силикатными расплавами. Низкая алмазоносность кимберлитовой тр. ЦНИГРИ-Архангельская по сравнению с тр. им. В. Гриба обусловливается сочетанием следующих факторов: 1) более высокая мощность теплового потока литосферной мантии от 38 до 42 мВ/м²; 2) меньшая мощность «алмазного окна» от 10 до 60 км при предполагаемой глубине нахождения нижней границы литосферной мантии < 200 км; 3) слабая проработка пород центральной и нижней частей литосферной мантии CHO флюидом/расплавом, воздействие которых могло способствовать процессам алмазообразования; 4) минимальное сохранение потенциально алмазоносных перидотитов в нижней части литосферной мантии, в том числе из-за возможной проработки этого участка высокотемпературными силикатными расплавами.

Для центральной части Нижнеамурской провинции выполнен анализ цифровой модели рельефа (SRTM03). По комплексу признаков выделена Лимури-Амгуньская кольцевая структура, где расположены золоторудные Пильда-Лимурийский и Херпучи-Вьюнский районы и Албазинский узел, в пределах которых известны как крупные промышленные месторождения золота, так и большое количество мелких месторождений и рудопроявлений. Проанализированы особенности распределения линейных и кольцевых элементов рельефа, дана их геологическая интерпретация и показано пространственное соотношение с ними месторождений и рудопроявлений золота. Показана связь морфологической выраженности кольцевой структуры с глубинным строением региона; структура имеет магматогенную природу, характеризуется высокой концентрацией интрузивных тел. Согласно литературным данным по возрасту и составу магматических комплексов региона, образование кольцевой структуры связано с процессами новообразования и преобразования земной коры и верхней мантии в конце позднего мела-начале палеоцена в надсубдукционной геодинамической обстановке.