Главная – Журналы – Геология и геофизика 2025 номер 10

Аламбайская меланжевая зона (АМЗ) расположена в осевой части раннепалеозойского Салаирского орогена, который представляет собой часть Кузнецко-Алтайской палеоостроводужной системы. В структуре АМЗ выделяется два типа меланжей - серпентинитовые и терригенные. Меланжи содержат блоки микрокварцитов, базальтов, известняков, в терригенном меланже встречен блок гранатовых амфиболитов, а в серпентинитовых присутствуют блоки габброидов. Габброиды и гранатовые амфиболиты из меланжей АМЗ могут быть отнесены к островодужным образованиям. Базальты из меланжа относятся к OIB-типу. Выделяется две разновидности терригенных меланжей: первая характеризуется преобладанием включений над матриксом и доминированием OIB базальтов и известняков в составе включений, для второй типично преобладание матрикса над включениями, а главным типом включений являются апокремниевые микрокварциты. Для объяснения происхождения меланжей может быть применена модель OPS-меланжей (oceanic plate stratigraphy, стратиграфия океанической плиты), которая описывает зависимость состава субдукционных меланжей от положения разделительного срыва между субдуцирующей плитой и аккреционной призмой. Первая разновидность терригенного субдукционного меланжа представляет собой меланж известняково-базальтового типа (ls-bs), образовавшийся при субдукции симаунта, а меланж второго типа соответствует песчаниково-кремнистому типу (ss-ch), формирование которого отвечает положению деколемента вдоль основания осадочного слоя субдуцирующей плиты. Формирование меланжевого комплекса произошло позднее 500 млн лет и раньше накопления флишевой позднекембрийско-раннеордовикской зелено-фиолетовой серии и ее аналогов, что позволяет датировать возраст меланжевого комплекса АМЗ поздним кембрием. Разделительные срывы в зоне субдукции, вдоль которых происходила эксгумация материала в аккреционный клин, располагались вдоль подошвы слоя океанических осадков, в основании симаунтов, а также внутри висячего крыла зоны субдукции.

Представлены новые данные о высокобариевых флогопитах, впервые обнаруженных в кимберлите тр. Малокуонапская. Изученные флогопиты можно разделить на две группы: первая - мегакристы размером до 2 мм с содержанием ВаО до 0.58 мас. %, характеризующиеся увеличением содержаний этого компонента от центра к краю (имеющие прямую зональность по ВаО); вторая - зональные кристаллы размером до 200 мкм, содержащие в виде включений минералы основной массы кимберлита, с концентрацией ВаО до 14.6 мас. % в центральных частях, закономерно снижающейся до 1 мас. % к краям кристаллов. Образование этих двух генераций слюд соответствует различным, не связанным друг с другом процессам. Кристаллизация мегакристов проходила на самых ранних стадиях эволюции кимберлитового расплава. Небольшое увеличение концентрации Ва от центров к краям вкрапленников может являться следствием эволюции кимберлитового расплава с обогащением его несовместимыми элементами. Флогопиты второй группы образовывались на более поздней стадии совместно с минералами основной массы. Высокие содержания бария в этих флогопитах возможны при резком обогащении кимберлитового расплава легкими элементами, источником которых могла служить рефертилизированная под воздействием сибирских траппов литосфера. Проведено ⁴⁰Ar/³⁹Ar датирование флогопитов, которое показало возраст 232.1 ± 2.6 млн лет.

С помощью комплекса лазерная абляция-индуктивно-связанная плазма-масс-спектрометрия (ЛА-ИСП-МС) с привлечением рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) получены новые данные по особенностям распределения и уровням концентрирования «невидимого» золота на природной поверхности кристаллов арсенопирита золоторудного месторождения Наталкинское (Северо-Восток России). Установлено, что распределение содержаний Au на поверхности изученного сульфида и уровни его концентрирования тесно связаны с условиями формирования месторождения. Наиболее высокие концентрации Au приурочены к поверхности кристаллов арсенопирита гидротермального этапа рудообразования, а минимальные - раннего метаморфогенного этапа. Крайняя неустойчивость профиля распределения золота и его содержаний даже в пределах поверхности одного кристалла особенно ярко проявлена в арсенопирите жильных и прожилково-жильных руд, что обусловлено нестабильностью физико-химических параметров процессов гидротермального рудообразования на более поздних стадиях формирования месторождения. В основном это процессы окисления, приводящие к изменению состава первичных (ростовых) неавтономных фаз и перераспределению Au в поверхностном слое кристалла, содержащем высокозарядные формы мышьяка - As⁵⁺ и As³⁺. Подтверждается сложный и длительный метаморфогенно-магматогенный генезис золоторудного месторождения-гиганта Наталкинское. Высокие концентрации «невидимого» золота в легко разрушаемом при обогащении поверхностном слое сульфидов представляют значительный практический интерес при извлечении золота из «упорных» руд, повышая качество и ценность добываемого сырья.

Метод квазиравновесной направленной кристаллизации использован для моделирования нового типа зональности в cистеме Cu-Fe-Ni-S. Закристаллизован расплав состава (ат. %): Cu 14.00, Fe 30.00, Ni 4.00, S 51.00, по 0.1 - Pt, Pd, Ag, Au, As, Te, Bi, Pb, Se и Sn каждого элемента. Для анализа состава и структуры слитка использовали методы оптической и электронной микроскопии, микрорентгеноспектрального, дифференциального термического анализа и порошковой дифрактометрии. По результатам измерения среднего состава твердой фазы построены кривые распределения макрокомпонентов в слитке в интервале g от 0 до 0.81 ( g - доля закристаллизовавшегося расплава). Также было рассчитано изменение состава расплава и коэффициентов распределения между твердыми фазами и расплавом в процессе направленной кристаллизации. Полученные данные показали, что закристаллизованный образец состоит из трех первичных зон: моносульфидного твердого раствора состава от (Fe_0.75Ni_0.10Cu_0.06)_0.91S до (Fe_0.69Ni_0.15Cu_0.09)_0.93S (Mss) в зоне I и двух промежуточных твердых растворов: ~ (Fe_0.57Ni_0.03Сu_0.45)_1.05S (Iss₁) в зоне II и (Fe_0.46Ni_0.06Сu_0.52)_1.05S (Iss₂) в зоне III. Установлен перитектический характер кристаллизации Iss₁ и Iss₂ из расплава. Для зон Mss и Iss₁ на фазовой диаграмме системы Cu-Fe-Ni-S построены траектории состава расплава и твердых фаз и веера конод. Вторичная зональность описывается следующей последовательностью фаз: Pyh 1C + Pyh 3C + Icb + Ccp / Ccp + Iss + Fe-Pn, Sug / Ccp + Ni-Pn + NiS + Bn (Pyh - гексагональный пирротин, Icb - изокубанит, Ccp - халькопирит, Pn - пентландит, Sgk - сугакиит, Bn - борнит) и относится к высокосернистому пирротин + кубанит-халькопиритовому типу зональности рудных тел.

Эксперименты по удалению ионов уранила (UO₂²⁺) из двух Ca-содержащих техногенных и модельного растворов проведены путем нейтрализации раствором гидрофосфата натрия Na₂HPO₄, поскольку известно свойство фосфатов поглощать и удерживать радионуклиды. Исследование химического состава осадков проводилось методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, уточнение структуры - с помощью рентгенодифракционных исследований. Подтверждено образование гидроксиапатита, в двух образцах дополнительно кристаллизовался брушит - дигидрат гидрофосфата кальция CaH(PO₄)·(H₂O)₂. В нем отмечено замещение кальция ураном (до 15 %). При идентификации степени окисления урана наблюдалось наличие урана в степенях окисления U⁴⁺, U⁵⁺ и U⁶⁺, причем U⁵⁺ составлял до 30-35 ат. % от общего количества. Сканирующая электронная микроскопия не позволила выделить фазы с содержанием урана выше 18 %. Уран фиксируется на краевых частях зерен, что косвенно свидетельствует о сорбционном характере его накопления. Термодинамические расчеты показали вероятность образования при измеренных Eh-pH параметрах самостоятельных фаз урана, таких как ß-UO_2.333, ß-UO₂(OH)₂ и NaUO₂O(OH) кларкеита. Пересыщение растворов и спонтанное формирование твердых частиц гидроксиапатита и брушита приводят к смене первоначального отношения Ca/PO₄, причем отношения Р/Ca и Ca/O, как и элементный состав в приповерхностном слое трех осадков, не являются строго постоянными. Новообразованная фаза состоит из выделений, различных по размеру, степени деформированности, наличию сорбционных поверхностных групп, что отражается на механизме захвата соединений урана. Результаты проведенного исследования демонстрируют необходимость дальнейшего изучения осаждения урана при кристаллизации фосфатов. Устойчивость фосфатных фаз показывает высокую надежность фосфатных барьеров безопасности для предприятий, связанных с выделением урана, также эти процессы могут быть использованы для ремедиации участков водоносных горизонтов, загрязненных радионуклидами.

В статье обобщены новые данные по керну и геофизическим исследованиям скважин фаменских отложений Югомашевского месторождения, расположенного в республике Башкортостан (Российская Федерация). В структурном отношении рассматриваемый объект относится к модели окаймленной платформы с ее характерными элементами - органогенными постройками и связанными с ними фациями. Выявленная седиментационная цикличность и вторичные процессы в сочетании с анализом изменения относительного ур. м. позволили выделить наиболее распространенные типы пористости, приуроченные к той или иной части разреза и фациальной зональности. Трансгрессивные и регрессивные части циклов характеризуются специфическими наборами литотипов и характерных типов пустотного пространства. Выявлено, что на формирование пустотного пространства оказали влияние длительность и интенсивность вторичных процессов (выщелачивания, доломитизации, глинизации), связанных с выведением пород на дневную поверхность. Кроме этого, в работе обосновывается разделение карбонатных построек изучаемого участка на три типа, отличающихся по положению, морфологии, а также по различному проявлению гипергенных преобразований, что отражается на дифференциации типов пустотного пространства слагающих их пород и их потенциале с точки зрения коллекторских свойств.

В работе приведены результаты исследований на акватории зал. Петра Великого по данным экспедиции НИС «Академик Опарин» (рейс № 54, октябрь 2017 г.). Потоки метана на границе вода-атмосфера рассчитывались для каждой точки отбора проб по измеренным концентрациям растворенного метана в поверхностном слое морской воды, метана в приводном слое атмосферы, температуре, солености и скорости ветра. Во всех случаях концентрации растворенного метана в поверхностном слое морских вод превышали равновесные с атмосферой значения. Потоки метана с морской поверхности изменялись от 1 до 981 моль/км²·сут, со средним значением 7.1 ± 4.5 моль/км²·сут. Самая интенсивная эмиссия наблюдалась вблизи устья р. Туманная. На склоне континентального шельфа обнаружены газонасыщенные осадки с включениями субаквальных аутигенных минералов. При анализе геолого-гидрохимической информации определены области, в которых происходит поступление метана из донных отложений. Применение модели полей течений и адвективного переноса примесей на момент проведения работ для исследуемой акватории позволило выявить районы, в которых возможны повышенные концентрации растворенного метана, а также впервые определить местоположение подводного источника разгрузки подземных вод (возможно, элемента палеорусла р. Туманная), который влияет на распределение концентраций растворенного метана и солености в подповерхностных водах залива. Сравнение расчетного переноса метана с экспериментальными результатами показало хорошее пространственное совпадение. Данные расчетов свидетельствуют, что за счет приливно-отливных течений возможно образование не только локальных максимумов концентраций и потоков метана с морской поверхности на отдельных участках залива, но и перенос в пелагические воды западной части Центральной котловины Японского моря.

В рамках упругопластической модели поведения среды рассмотрена задача о влиянии неоднородного распределения свойств и геометрии на напряженно-деформированное состояние блочной модели толщиной 500 км под действием силы тяжести. Расчеты осуществлялись в 2D-постановке плоского деформированного состояния для профиля прямоугольной и цилиндрической форм, учитывающего кривизну поверхности Земли. Показано, что аномалии напряженно-деформированного состояния и зоны развития необратимой деформации определяются в первую очередь неоднородностью строения, наличием плотностных и реологических аномалий. Геометрия моделей, учет кривизны литосферы существенно влияют главным образом на напряженное состояние в коре, где наибольшая сдвиговая прочность определяет развитие необратимой деформации в зависимости от неоднородности среды. В работе для оценки влияния геометрического фактора на напряженно-деформированное состояние литосферы проведено численное моделирование. Начальная геометрия среды построена на основе сейсмической модели по профилю Кратон протяженностью 3600 и глубиной 500 км в прямоугольных и цилиндрических координатах. Проведено сравнение полученных решений. Рассмотрено изменение напряженно-деформированного состояния при подъеме и погружении блока среды при цилиндрической постановке задачи. Показано, что вертикальные смещения при такой постановке оказывают заметное влияние на горизонтальные напряжения и могут привести к развитию необратимой деформации. Установлено, что при последовательном послойном наращивании коры отклонение тангенциальных напряжений от горизонтальных у дневной поверхности пренебрежимо мало в случае цилиндрической постановки задачи. Максимальное отклонение при этом достигается в средней части деформированного слоя.

При бурении скважин в окружающие породы проникает буровая жидкость, которая содержит твердую дисперсную фазу. В зависимости от отношения размеров глинистых частиц (шлама) и пор может формироваться зона кольматации, которая приводит к существенному изменению транспортных и электрических характеристик прискважинного пространства. Последние особенно важны для достоверной интерпретации каротажных данных, поскольку направленное изменение структуры порового пространства может быть причиной возникновения анизотропии физических свойств пород. Процесс кольматации необратим и почти невоспроизводим в лабораторных условиях. В основе его изучения лежат численные методы анализа физических характеристик цифровых моделей образцов осадочных пород (песчаники). В статье рассматривается решение задачи вычисления их эффективного тензора удельной электропроводности при разном объемном насыщении порового пространства буровым раствором на глинистой основе, пластовой водой и нефтью. Показано влияние объемного содержания указанных фаз вещества на анизотропию удельной электропроводности образцов при использовании данных неразрушающей визуализации их внутренней структуры.

Рассматривается конфигурация акустических и магнитных полей, обеспечивающая в скважинных условиях в пористой насыщенной среде поперечные акустические колебания. Переменное магнитное поле создает при электроакустической конверсии акустический отклик на границе раздела сред с высокой акустической амплитудой. Описан характер зависимости амплитуд от параметров среды. Показана возможность одновременного определения трех кинетических коэффициентов (электропроводность, акустоэлектрический параметр, проницаемость).

Существенной проблемой метода магнитотеллурического зондирования (МТЗ) является влияние локальных приповерхностных неоднородностей, искажающих данные МТЗ во всем диапазоне частот. Эти искажения затрудняют анализ, интерпретацию данных и в конечном итоге получение информации об изучаемых глубинных структурах. Широко применяемым способом подавления приповерхностных искажений является нормализация кривых МТЗ с помощью пространственной низкочастотной фильтрации. Целью статьи является оценка эффективности такого подхода, в том числе с использованием предлагаемых авторами весовых характеристик. Для этого cоставлена простая геоэлектрическая модель земной коры, содержащая проводящий осадочный чехол, высокоомный фундамент и трехмерную проводящую впадину в фундаменте. Рассмотрены два варианта модели: с однородной верхней частью разреза и со множеством локальных приповерхностных неоднородностей. С помощью трехмерного моделирования рассчитаны синтетические данные МТЗ по системе профилей. В данных для второго варианта модели наблюдается эффект приповерхностных искажений, приводящий к смещению амплитудных кривых МТЗ по уровню. Для подавления искажающего эффекта от приповерхностных неоднородностей проведена нормализация кривых МТЗ с использованием сглаживающих фильтров в скользящем окне с разными радиусами. Были использованы различные весовые характеристики фильтров, а именно: за удаление точки от центра радиуса скользящего окна, за отличие амплитуды в данной точке от средней в окне и за различие главных направлений, определенных по полярным диаграммам модуля главной компоненты тензора импеданса и главной компоненты фазового тензора. В целом результаты экспериментов показали высокую эффективность нормализации главных компонент тензора импеданса и теллурического тензора и более низкую эффективность нормализации дополнительных компонент.