Главная – Журналы – Геология и геофизика 2024 номер 11

Проведено детальное геологическое, геохронологическое, геохимическое и изотопное изучение диоритов дайки, расположенной в центральной части Байкальского выступа фундамента Сибирского кратона, а также выполнено сопоставление геохимических и изотопных данных, полученных для диоритов изученной интрузии, с близковозрастными магматическими породами основного и среднего состава южной части Сибирского кратона. Определение возраста U-Pb методом (ID-TIMS) по бадделеиту из диорита дайки, расположенной в районе пос. Онгурен, показало значение 1862 ± 7 млн лет. Полученная оценка является первым надежным определением возраста для раннепротерозойских магматических пород основного-среднего состава Байкальского выступа фундамента, входящих в структуру Южно-Сибирского постколлизионного магматического пояса. Дайка имеет северо-восточное простирание. Породы дайки по химическому составу соответствуют диоритам и представляют собой сильно дифференцированные разности (mg# = 36.5-37.4). Значительных вариаций составов диоритов в краевых и центральных частях дайки отмечено не было. Породы характеризуются низкими содержаниями TiO₂, P₂O₅, Nb, высокими концентрациями Th, Zr, Ba, легких редкоземельных элементов и обнаруживают низкие отрицательные значения ε_Nd( T ) = -5.9…-6.2. Предполагается, что источником диоритов была обогащенная субконтинентальная литосферная мантия. Анализ геохимических и изотопных данных, полученных для раннепротерозойских магматических пород основного-среднего состава Южно-Сибирского постколлизионного магматического пояса в пределах Алданского щита, Байкальского выступа фундамента и Иркутного блока Шарыжалгайского выступа, показал, что большинство пород обнаружили сходные отрицательные значения ε_Nd( T ) в диапазоне от -4.3 до -11.6 и геохимические характеристики, соответствующие породам, формирование которых связано с плавлением субдукционно-модифицированных литосферных мантийных источников в обстановке постколлизионного растяжения на завершающей стадии становления структуры Сибирского кратона в раннем протерозое.

Представлены данные о составе и возрасте флогопита из даек ультраосновных лампрофиров (айликитов) зиминского комплекса, расположенных в пределах Урикско-Ийского грабена, Восточное Присаянье, южная окраина Сибирского кратона. Образцы для изучения были отобраны из даек Большетагнинского массива, Бушканайской дайки и тр. Южная. Изученные образцы пород состоят из макрокристов оливина и полностью раскристаллизованной основной массы, преимущественно сложенной флогопитом, перовскитом, минералами группы шпинели и апатита, карбонатами и другими минералами. Флогопит является типичным минералом основной массы ультраосновных лампрофиров зиминского щелочно-ультраосновного карбонатитового комплекса. Также флогопит был обнаружен в поликристаллических включениях из оливинов и в полифазных включениях из хромитов. В изученных образцах флогопит основной массы имеет таблитчатые зональные чешуйки, размер и состав зерен флогопита сильно варьирует. Флогопиты в основном представлены зернами с обратной зональностью, где ядра сложены высокоглиноземистыми флогопитами. Мы предполагаем, что сложная зональность в изученных флогопитах возникла в результате смешения двух магм. Ядра флогопитов из айликитов зиминского комплекса с содержанием Al₂O₃ (14-18 мас. %), FeO (7-18 мас. %), TiO₂ (3-6 мас. %) были образованы из ранней порции более эволюционировавшей магмы айликитов. Флогопит с содержанием Al₂O₃ (10-14 мас. %), FeO (4-10 мас. %), TiO₂ (1-2 мас. %) был закристаллизован из исходной айликитовой магмы. Возраст формирования айликитов Большетагнинского массива, полученный по флогопиту, равен 635 ± 7 млн лет (TGK 3). Возраст флогопита из айликитов тр. Южная - 647 ± 7 млн лет (BZT 4/21). Полученные возрасты хорошо согласуются с возрастом формирования неопротерозойских щелочно-ультраосновных карбонатитовых комплексов Сибирского кратона и других проявлений айликитов, образовавшихся в результате растяжения литосферы Родинии.

Проявления Au-Ag минерализации в сфалеритовых рудах гидротермального генезиса парадоксальны ввиду несовместимости этих элементов в сфалерите. Экспериментально изучено образование сфалерита с примесями Au и Ag в процессе гидротермальной кристаллизации ZnS при 450 °С и давлении 1 кбар. Примесь Sn использовалась в качестве источника дефектов в кристаллах, моделирующих взаимодействие Au и Ag с вакансиями. Растворимость Ag в маложелезистом сфалерите оценена как 3.8 ± 0.7 мкг/г, Au - ≤ 0.6 мкг/г. Основными формами нахождения Au и Ag являются включения фаз (Ag, Au) _x S, в которых x варьирует в основном от 1.8 до 2.0, а содержание Au - от 0.01 до 0.75 ф. ед. Первичными формами этих элементов в сфалерите могли быть микровключения (Ag, Au)_1.8-2.1S, а при высоких f _S2 - близкие к (Ag, Au)S. В присутствии Sn растворимости Au и Ag в сфалерите возрастают. Поведение Au соответствует реакции замещения Sn⁴⁺ + Au⁺ + v^- ↔ 2 Zn²⁺ при наличии двух типов вакансионных дефектов (v^-) - «собственных» вакансий, зависящих от условий кристаллизации, и вакансий, сопровождающих вхождение Sn⁴⁺. Вхождение Ag, по-видимому, больше зависит от условий по f _S2 и не коррелирует с Sn. Избыточные вакансии возникают вследствие метастабильной кристаллизации в условиях пересыщения ростовой среды, что подтверждается сферолитовой морфологией продуктов синтеза и примесью вюртцитовой формы ZnS. Для обоих благородных металлов (БМ) наблюдается рост коэффициентов распределения и сокристаллизации, при этом Au переходит из несовместимых в категорию высококогерентных элементов в сфалерите. Рассмотрены геохимические обстановки, в которых следует ожидать образования высокодефектных кристаллов минералов, способных поглощать БМ и другие несовместимые в «идеальном» кристалле элементы за счет их взаимодействия с вакансиями (как конституционными, присущими самому веществу, так и неравновесными) и поверхностными наноразмерными образованиями (неавтономными фазами). Эволюция этих первоначально «невидимых» форм БМ при метаморфизме и ремобилизации рудного вещества может приводить к выделению Ag и Au, агрегирующихся в микрочастицы.

Проведено детальное минералого-геохимическое исследование (методами EPMA и SIMS) циркона из редкометалльных пегматитов Полмостундровского и Колмозерского литиевых месторождений мирового уровня (Кольский п-ов, Арктическая зона, Россия). Отличительными особенностями изученных цирконов являются: 1) аномально высокое содержание лития (до 327 г/т Li по данным SIMS); 2) высокое содержание гафния (до 39.21 мас. % HfO₂ по данным EPMA); 3) низкая величина Zr/Hf отношений (от 0.74 до 4.70); 4) высокое содержание летучих компонентов (до 5.98 мас. % - H₂O, до 0.65 мас. % - F, до 0.12 мас. % - Cl по данным SIMS); 5) повышенное содержание примесных элементов, главными из которых являются Th, Ta, U, Nb, Ca, P. Полученные результаты указывают на редкометалльную специфику состава высокофракционированных пегматитовых расплавов Полмостундровского и Колмозерского месторождений, из которых кристаллизовались цирконы, и свидетельствуют о высокой степени их флюидонасыщенности. Крайне низкие значения Zr/Hf отношения для цирконов можно объяснить совокупным влиянием фракционирования исходного гранитного расплава с накоплением Li в остаточном расплаве на завершающей стадии эволюции пегматитов и роли флюидов, насыщенных летучими элементами. Кристаллизация цирконов происходила на магматической стадии формирования пегматитов, а их изменения - на гидротермальной стадии. Характер распределения REE в цирконах из Полмостундровского и Колмозерского месторождений свидетельствуют об образовании центральных зон зерен в магматическую стадию, а краевых зон - в гидротермальную стадию.

Выявление закономерностей географической дифференциации отдельных групп фауны морских беспозвоночных в геологическом прошлом имеет важное значение для познания их эволюционной истории, решения вопросов и проблем биостратиграфического расчленения и корреляции отложений. Данные палеобиогеографии необходимы также для выявления этапности развития биоты и геологической истории морских палеобассейнов, проверки палеогеодинамических реконструкций. В работе, с учетом новейших данных по палеонтологии и биостратиграфии бореального триаса, ревизован таксономический состав и распространение верхнеанизийских аммоноидей различных регионов Бореальной области. Проведена на зональном уровне корреляция верхнеанизийских отложений северо-востока Азии, Британской Колумбии, Арктической Канады, Свальбарда, Земли Франца-Иосифа, Хабаровского края и получена основа для сравнительного анализа одновозрастных фаун аммоноидей. В результате качественного и количественного сравнительного анализа комплексов аммоноидей для различных фаз позднего анизия установлено, что в позднем анизии Британская Колумбия постоянно входила в состав Канадской провинции Бореальной области, а северо-восток Азии - в состав Сибирской. В конце позднего анизия (бóльшая поздняя часть фазы Frechites nevadanus или фаза Frechites chischa) провинциальные различия сгладились и впервые к Сибирской провинции отнесены все бореальные регионы, за исключением территории Британской Колумбии. Анализ географического распространения некоторых групп аммоноидей в позднем анизии и изменения ареалов таксонов во времени позволил выявить вероятные пути миграции лонгобардитид (род Longobardites ), внести существенные изменения в представления о центрах зарождения и миграции некоторых бейрихитид.

Показано решение задачи поиска кавернозно-трещиноватых зон, а также зон, определяющих неоднородность резервуара в фаменских отложениях одного из лицензионных участков Республики Башкортостан . В статье описывается применение комплексного подхода при исследовании азимутальной горизонтально-поперечной изотропии горных пород с помощью скважинных данных и современных методов обработки данных площадной сейсморазведки для карбонатных отложений, связанных с развитием органогенных построек. Описаны результаты применения технологии полноазимутальной угловой миграции. Внедрение на участке исследований высокотехнологичных подходов с помощью полноазимутальной обработки данных сейсморазведки, спектральной декомпозиции, AVA/AVAZ инверсии и комплексного анализа динамических свойств волнового поля в совокупности с данными ГИС и керна позволило выделить искаженные зоны карбонатного коллектора, связанные с изменением характеристик скелета горной породы, наличием пустотного пространства пористо-кавернозно-трещинного типа и зон литологического замещения, а также вторичных процессов, тем самым снизив риски, связанные c последующим эксплуатационным бурением.

По отражательной способности мацералов (в основном витринита) установлен уровень зрелости органического вещества (ОВ) протерозойских, палеозойских и мезозойских отложений Анабаро-Хатангской седловины. В протерозое встречены только графитизированные частицы неясной генетической природы. В кембрийских, девонских и каменноугольных толщах ОВ преобразовано преимущественно до апокатагенеза (градации АК_2-3). Примерно с той же интенсивностью изменено ОВ (АК_1-3) в тустахской и нижнекожевниковской свитах нижней перми, хотя в отдельных скважинах и районах не превышает градаций МК₁²-МК₂ (обозначения по А.Э. Конторовичу). В верхнекожевниковской свите верхней перми катагенез изменяется в пределах МК₁¹-АК₁, а в триасе МК₁¹-МК₃². В юрских отложениях ОВ достигло в основном начала мезокатагенеза (МК₁¹-МК₁²), а в наиболее погруженных участках градации МК₂. В меловых толщах ОВ менее преобразовано (ПК₃-МК₁¹), реже выше. Перспективы нефтегазоносности могут быть связаны с отдельными комплексами в пермских, триасовых и юрско-меловых отложениях с умеренным уровнем зрелости ОВ.

Метод геотермии применялся при изучении иллитизации смектита для оценки термической зрелости и углеводородного потенциала позднепалеоценовой-раннеэоценовой формации Патала в верхнем бассейне Инда. Рентгеноструктурный анализ выявил в ее отложениях иллит, мусковит, кварц, каолинит, хлорит и кальцит. Сравнение дифракционных рентгенограмм воздушно-сухих и этиленгликоль-сольватированных образцов отложений показало отсутствие дискретного смектита и переслаивающегося иллит-смектита. Кроме того, присутствие аутигенного иллита 2M₁ указывает на то, что формация Патала является частью зоны поздней стадии диагенеза (нижней анхизоны), которая расположена в зоне иллитизации R3. Высокое содержание SiO₂ и Al₂O₃ в глинистой фракции формации Патала указывает на замещение тетраэдрического Si⁴⁺ на Al³⁺ в прослоях смектита. Аналогично высокое содержание K₂O относительно CaO и MgO свидетельствует о замещении K⁺ на Ca²⁺ и Mg²⁺ в процессе иллитизации смектита. Сканирующая электронная микроскопия показала локальный рост пластинчатых кристаллов иллита, образующихся в зоне R3. Помимо этого, общее содержание органического углерода в сланцах формации Патала, обнажающихся в районе Тираха, позволяет судить о низком или высоком генерационном потенциале нефтегазоматеринских пород. Отсутствие дискретного смектита и иллит-смектита, а также выявление дискретного иллита в сланцах формации Патала, вероятно, указывают на то, что углеводороды могли мигрировать из нефтегазоматеринских пород в породы-коллекторы в процессе иллитизации смектита.

Представлены результаты экспериментальных исследований теплового поля в стволе простаивающей (без движения жидкости в колонне) скважины применительно к определению заколонного перетока вверх методом активной термометрии. Исследования проведены на физической модели скважины, представляющей собой вертикально расположенную стальную трубу, к которой снаружи прикреплена система медных трубок, моделирующих канал заколонного перетока. Труба содержит участок локального нагрева, выше которого расположен температурный зонд для регистрации теплового возмущения от участка нагрева. Изучено влияние естественной тепловой конвекции в жидкости на температурное поле в трубе в процессе и после прекращения нагрева. Установлен факт наличия высокочастотных температурных колебаний на датчиках, регистрирующих температуру внутренней поверхности (стенки) трубы и жидкости выше участка нагрева, величина которых достигает более 2 °С и снижается с увеличением расстояния до участка нагрева. Получена эмпирическая зависимость, объединяющая время прихода фронта температурного возмущения, связанного с естественной тепловой конвекцией, и расстояние до участка нагрева трубы. Построены кривые азимутального распределения температуры на внутренней стенке трубы выше участка нагрева при отсутствии и наличии заколонного перетока жидкости. Получены качественные критерии, указывающие на наличие локализованного по азимуту заколонного перетока (секторного перетока) жидкости на основе анализа азимутального температурного распределения.

Спустя несколько лет после Чуйского землетрясения 2003 г. сейсмически активизируются смежные с очаговой областью Чуйского землетрясения геологические структуры. Айгулакская очаговая область одна из них, но энергетически наиболее выраженная. Проведены детальные исследования с сетью станций Алтайского сейсмологического полигона, дополненной временными станциями. Активизирована область в виде локальной и компактной структуры размером 10 × 10 км с глубинами очагов от первых сотен метров до 20 км. Очаговая область не является дальнейшей активизацией вдоль одного и того же разлома с Чуйским землетрясением, а разместилась на субпараллельном разломе в узловой области с его разветвлением на три разлома. Сейсмическая активизация Айгулакской очаговой области - это не афтершоковый процесс после крупного землетрясения, а активизированная структура с динамично изменяющимся сейсмическим процессом. Интенсивный процесс сформировался с момента землетрясения в 2012 г. с M_L = 6.1 с постепенным уменьшением числа землетрясений, и в 2019 г. произошло Айгулакское землетрясение с M_L = 5.5 с очень сильным афтершоковым процессом после него. Результаты площадного изучения плотности землетрясений в очаговой зоне свидетельствуют об изменении режима во времени: от хаотичного до самоорганизующегося вдоль коротких разломов. Высказано предположение, что очаговая область не достигла максимального уровня выделения сейсмической энергии.