Главная – Журналы – Поиск по журналам

Приводится обзор современных представлений о накоплении железа и марганца в донных осадках Байкала и закономерностях образования железомарганцевых, в том числе фосфатоносных, конкреций в озере. Особое внимание уделено возможности участия в этом процессе гидротерм, а также происхождению древних конкреций, глубоко захороненных в байкальских осадках. Впервые показана вероятность связи руд на берегах озера и конкреционных образований в донных отложениях прилегающих районов Байкала.

Исследования золоторудных районов, выявленных на площади Сибирского (Северо-Азиатского) кратона и обрамляющих его террейнов, позволили установить значительную продолжительность эволюции золотоконцентрирующих процессов (от раннего кембрия до позднего мезозоя и кайнозоя) и определенную структурно-геологическую, магматическую и металлогеническую унаследованность формирования рудоносных площадей. На юго-востоке России наиболее крупные скопления месторождений золота позднемезозойского (J-K) возраста выявлены на Алдано-Становом щите и северной окраине Аргунского супертеррейна в Алданском (Якутия), Балейском (Забайкалье) и Гонжинском (Верхнее Приамурье) рудно-россыпных районах.
Сравнительный анализ геолого-геофизических позиций трех вышеназванных районов показал, что все они расположены в зонах влияния разноориентированных глубинных долгоживущих разломов, в обрамлении крупных выступов докембрия и пространственной (парагенетической) связи с локальными очагово-купольными сооружениями из позднемезозойских (J-K) интрузивных, субвулканических, экструзивно-эффузивных тел, даек и терригенно-пирокластических покровов. Ареалы юрско-меловых вулканоплутонических образований возникли вследствие воздействия Восточно-Азиатского подлитосферного "горячего поля мантии".
Таким образом, подтверждается важная рудоконтролирующая роль крупных долгоживущих глубинных разломов (выраженных в виде глобальных и региональных гравитационных ступеней) в размещении благороднометалльных рудно-магматических систем повышенной продуктивности, позволяющая сделать вывод об индикаторном значении площадей сопряжения гравитационных ступеней разной ориентации и порядка для выделения потенциально перспективных на Au территорий при прогнозно-металлогенических исследованиях и проведении мелкомасштабных поисков. Учитывая архей-протерозойский возраст и большую глубину заложения тектонических зон, можно полагать, что существованием протяженных долгоживущих мобильных зон (до посткембрийского распада Cибирского континента) предопределены многие особенности последующего развития орогенных поясов в обрамлении кратона и их металлогенической специализации, в том числе размещения месторождения благородных металлов.

Предыдущая стратиграфическая схема кембрия Турухано-Иркутско-Олекминского региона Сибирской платформы была составлена в 1986 г. и утверждена в 1988 г. За прошедшие 20 лет были получены новые данные бурения в западных и северных частях региона. В результате уточнено фациальное районирование, выделены области, районы и зоны, обоснован раннемайский региональный стратиграфический перерыв. В разряде местных стратиграфических подразделений внесена надперерывная оленчиминская пачка (основание эвенкийской свиты). В Бахтинской области упразднена кочумдекская свита, а соответствующие ее именные подсвиты (ясенгская, моктаконская, марская и абакунская) переведены в ранг свит. В Байкитской зоне упразднена оленчиминская свита. Корреляция позволила выделить здесь литвинцевскую свиту.

Рассматривается развитие представителей отряда строматопороидей в седиментационном эпиконтинентальном бассейне Сибирской платформы и Таймыра в ордовикское и силурийское время. Самый древний род в этом бассейне - Priscastroma - обнаружен в середине среднего ордовика. Он представлен видом P. gemina Khrom., который имеет две формы - А и Б. При прослеживании появления во времени новых родов удалось достаточно четко установить наличие двух ясно выраженных ветвей в развитии строматопороидей.
Родоначальницей одной ветви является P. gemina f. А, от которой возник род Cystostroma , служащий основателем трех подветвей, объединенных одним признаком - преобладанием горизонтальных скелетных элементов. Различаются подветви только микроструктурой ткани. Рода Stromatocerium, Dermatostroma, Aulacera имеют плотно-фиброзную ткань, а Rosenella и ее потомки - плотную. Род Lophiostroma , по-видимому, является тупиковым и обладает листовато-волокнистой микроструктурой.
Основательницей другой ветви служит P. gemina f. Б, от которой возникли Labechia и ее потомки. Эта ветвь характеризуется плотной микроструктурой ткани и преобладанием вертикальных скелетных элементов.
Сравнение ордовикских строматопороидей, известных в других бассейнах мира, с сибирскими, показывает, что все ордовикские рода, обнаруженные в эпиконтинентальном бассейне Сибирской платформы и Таймыра, зародились здесь. Таким образом, данный бассейн был одним из центров возникновения строматопороидей.

Объемные модели распределения V_S скорости и скоростных аномалий в интервале глубин 0-70 км получены для юга Байкальской рифтовой зоны и сопредельных областей. Использованы записи 46 цифровых станций по двум международным телесейсмическим экспериментам, состоявшимся на юге Сибири и в Монголии. Исходными данными являются приемные SV -функции, выделенные из коды P -волны далеких землетрясений. Инверсией этих данных рассчитаны изменения скорости S -волн с глубиной в окрести каждого пункта наблюдения, что позволило построить модели, скоростные особенности которых соотносятся с тектоническими структурами. Прослежен переход от относительно тонкой коры Сибирской платформы к утолщенной коре складчатых областей. Непосредственно под Южно-Байкальской впадиной обнаруживается локальное утонение коры. На различных глубинах в земной коре под Байкальской рифтовой зоной, под складчатыми областями Забайкалья и Монголии, а также под Сибирской платформой выявлен ряд слоев пониженной скорости, основная часть которых может соответствовать мощным анизотропным зонам милонитов, сопровождающим крупноамплитудные надвиги.

Средствами компьютерного эксперимента исследованы возможности и ограничения инверсии индукционных переходных характеристик, измеренных в присутствии двух моделей: 1) поляризующийся слой, подстилаемый неполяризующимся основанием; 2) неполяризующийся слой, перекрывающий поляризующееся основание. Влияние вызванной поляризации учитывалось путем использования комплексной частотно-зависимой электропроводности, описываемой формулой Коул-Коул. Одним из авторов на основе набора моделей для двух установок разной геометрии были рассчитаны индукционные переходные характеристики, на которые был наложен гауссов шум. Другой автор, используя эти псевдоэкспериментальные данные, выполнил их индивидуальную и совместную инверсию. Показано, что для модели 1 даже при отсутствии априорной информации найденные путем инверсии поляризационные параметры (поляризуемость, постоянная времени и показатель степени) близки к истинным. Для модели 2 при отсутствии априорной информации возникают проблемы с определением того, какой слой является поляризующимся, а поляризационные параметры определяются с большими ошибками. Для обеих моделей мощность слоя, а также удельное электрическое сопротивление слоя и основания определяются с незначительными погрешностями независимо от того, с учетом или без учета априорной информации была выполнена инверсия. При увеличении мощности слоя его параметры, найденные в результате инверсии, все меньше отклоняются от истинных. По отношению к параметрам основания наблюдается обратная картина: погрешность их определения возрастает при увеличении мощности слоя. Как правило, совместная инверсия по сравнению с индивидуальной улучшает результат, т.е. параметры, найденные путем совместной инверсии, оказываются ближе к истинным. Среднеквадратичное относительное расхождение σ_отн между модельными и псевдоэкспериментальными переходными характеристиками для модели 1 не зависит от мощности верхнего слоя. Для модели 2 наблюдается тенденция: σ_отн убывает при возрастании мощности слоя. Среднеквадратичное относительное расхождение по данным совместной инверсии в несколько раз превосходит σ_отн, полученное в результате индивидуальной инверсии. Это говорит о том, что наряду с σ_отн для оценки качества инверсии могут оказаться полезными дополнительные критерии.

Исследование особенностей геохимического состава мегакристаллов клинопироксена и граната из россыпного месторождения сапфиров Дак Нонг и модельные расчеты показали, что они образовались в результате кристаллизации щелочных базальтов в глубинной промежуточной камере (давление 14-15 кбар), что близко к границе МОХО (50 км) для этой части Юго-Восточной Азии. Эти камеры являлись источником тепла и углекислотных флюидов для генерации коровых сиенитовых расплавов, из которых кристаллизовались сапфиры и цирконы. При этом условия образования сапфира и циркона существенно различаются. Наличие включений жадеита в россыпных цирконах указывает на высокие давления при его кристаллизации, что дополнительно подтверждается повсеместной разгерметизацией богатых углекислотой расплавных включений. Сапфиры же кристаллизовались из более железистого сиенитового расплава в более высоких горизонтах земной коры при участии углекислотного и карбонатно-водно-углекислотного флюидов. Последующие извержения щелочных базальтов играли роль транспортера, выносящего мегакристаллы граната и пироксена, а также ксенокристаллы сапфира и циркона на поверхность.
Показано, что для образования сапфиров необходимыми условиями являются наличие многоэтапного базальтового вулканизма с глубинными промежуточными камерами в областях с мощной континентальной корой, а поисковым критерием является широкое развитие мегакристовой ассоциации (клинопироксен, гранат, санидин и ильменит) и присутствие в россыпях мегакристаллов цирконов.

Хамбинская вулканотектоническая структура образует северо-западное горстовое обрамление позднемеловой Гусиноозерской впадины. Ее происхождение обусловлено внутриконтинентальным рифтогенным режимом развития территории Западного Забайкалья в позднем мезозое, которое привело к формированию системы субпараллельных грабенов и горстов, выраженных в современном рельефе. Магматическая история этой структуры охватывает возрастной интервал от 159 до 117 млн лет назад и разбивается на три этапа. На первом (159-156 млн лет) - были сформированы мощные (до 1500 м) вулканические толщи, сложенные трахибазальтами, базальтовыми трахиандезитами, трахитами, трахидацитами, трахириолитами и пантеллеритами. На двух последующих этапах возникли одиночные палеовулканы (127-124 млн лет), представленные трахибазальтами, базальтовыми трахиандезитами, фонотефритами, тефрифонолитами и щелочными трахитами, и Муртойская (Гусиноозерская) дайка (122-117 млн лет) эссекситов. Основная тенденция изменения магматических ассоциаций от ранних этапов к поздним связана с сокращением объемов магматизма и разнообразия пород за счет уменьшения доли вулканитов кислого состава. В породах основного состава повышаются суммарная щелочность, содержания некогерентных Th, U, K, Rb, Pb, Nb, Ta, Zr, Hf, сумма редкоземельных элементов и отношение LREE/HREE. Изотопный состав Sr и Nd в них практически не изменяется и отвечает составу мантийных источников типа OIB-EMII. Вариации составов связываются с уменьшением во времени степени частичного плавления однотипного магматического источника.

В нижнедевонских олистостромах, перекрывающих кобальт-медно-колчеданные залежи в ультрамафитах основания Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги, известны офикальциты. Они сложены угловатыми обломками серпентинитов и карбонатов размером от первых миллиметров до нескольких сантиметров, сцементированными гематит-кальцитовым и кварц-гематит-кальцитовым матриксом с примесью арагонита, магнезита и сидерита. Хромшпинелиды из серпентинитов в офикальцитах по химическому составу аналогичны таковым из подстилающих серпентинитов и относятся к надсубдукционным образованиям активных континентальных окраин. Изотопные соотношения углерода и кислорода из кальцита матрикса брекчий характерны для гидротермальных образований и по параметрам сходны с таковыми из карбоната в сульфидных рудах и тальк-карбонатных метасоматитах. Исследование флюидных включений из кальцитового цемента показало, что образование офикальцитов происходило из низко- и среднетемпературных (100-280 °С) гидротермальных растворов. Причиной являются пострудные гидротермальные эманации в придонных условиях на ультрамафитах, аналогичных современным гидротермальным полям в срединно-океанических хребтах и островных дугах. Гидротермальные и тектоноседиментационные процессы в кровле ультрамафитовых массивов в устьях гидротермальных источников приводили к эрозии, переотложению и последующей цементации тел и построек офикальцитов, представленных четырьмя основными типами. Дальнейшие тектонические и гравитационные процессы привели к разрушению тел офикальцитов и попаданию их в олистостромы.

На примере распределения золота по кристаллам различного размера при гидротермальном синтезе пирита, мышьяковистого пирита и магнетита экспериментальным путем изучена зависимость концентрации микроэлемента от размера кристалла в пробе. Выполнено моделирование эффекта в предположении, что он связан с поглощением примеси Au неавтономной поверхностной фазой (НФ). По данным о зависимости среднего содержания равномерно распределенной примеси золота от удельной поверхности среднего кристалла определена структурная составляющая примеси Au в кристаллах (1.5, 0.5 и 0.7 г/т для пирита, мышьяковистого пирита с 0.02-0.08 мас.% As и магнетита соответственно). Экстраполяцией размерной зависимости концентрации к характерному размеру неавтономной фазы получены оценки концентраций золота в гипотетически "чистых" НФ и коэффициенты фракционирования Au в НФ по отношению к "объемной" фазе, которые составили 1.1·10³, 3.5·10³ и 2.4·10³ для пирита, As-пирита и магнетита. Таким образом, данный эффект сопоставим по величине с известным эффектом "улавливания" элементов дефектами кристаллической структуры в области микроконцентраций, а примесь мышьяка способствует фракционированию золота в НФ. Рассмотрены другие проявления эффекта и его значение для решения ряда проблем экспериментальной геохимии и аналитической химии микроэлементов, переработки рудного сырья. Показано, что полученные данные обосновывают новый механизм концентрирования несовместимых элементов (включая благородные металлы) в условиях эндогенного рудообразования, более общий и более эффективный по сравнению с классической адсорбцией, в том числе восстановительной адсорбцией ртути и благородных металлов на минеральных фазах.