Главная – Журналы – Поиск по журналам

В заангарской части Енисейского кряжа вблизи надвигов в зоне Татарского глубинного разлома локально проявлен метаморфизм умеренных давлений, в результате чего происходило прогрессивное замещение андалузита кианитом и образование новых минеральных ассоциаций и деформационных структур. Среди общих особенностей кианит-силлиманитового метаморфизма выделяются узкие зоны метаморфизма умеренных давлений (от 2.5 до 7 км) и постепенное повышение общего давления при приближении к надвигам (от 4.5-5 кбар до 6.5-8 кбар) при незначительных вариациях температуры, что свидетельствует о весьма низком метаморфическом градиенте от 7 до 12°С/км. Эти особенности являются характерными признаками коллизионного метаморфизма, обусловленного тектоническим утолщением земной коры в результате надвига с последующим быстрым подъемом и эрозией. В рамках этой модели с использованием результатов геотермобарометрии и ⁴⁰Ar-³⁹Ar датировок по слюдам была рассчитана скорость эксгумации пород, равная 0.368 мм/год. С учетом скорости эксгумации пород на примере ряда участков определены возрасты и этапы коллизионного метаморфизма с пиками 849-862 и 798-802 млн лет. Формирование более древних метаморфических комплексов (Ангарский, Маяконский, Тейский и Чапский участки) происходило в результате надвига на Енисейский кряж блоков пород со стороны Сибирского кратона, что подтверждается геофизическими данными и результатами исследований природы и возраста источников сноса. Поздний повторный коллизионный метаморфизм обусловлен встречными движениями мелких блоков восточного направления в зоне оперяющих разломов более высокого порядка (Гаревский участок). В региональном плане это может быть связано с аккрецией и коллизией микроконтинента, отколовшегося от кратона на рубеже раннего-среднего рифея, к Центрально-Ангарскому террейну.

На базе комплексной интерпретации материалов сейсморазведки, ГИС и глубокого бурения осуществлено построение структурных карт и карт изопахит сейсмогеологических мегакомплексов. Выполнен анализ истории тектонического развития северо-западной части Каймысовского свода и прилегающих районов Юганской мегавпадины в мезозое и кайнозое, установлены основные этапы образования структур различных порядков. Анализ геолого-геофизических материалов показал, что, несмотря на схожее современное структурно-тектоническое строение Ларломкинского и Первомайско-Весеннего валов, история их формирования была принципиально отличной.
В результате проведенных исследований сделан вывод о том, что большинство локальных поднятий, в частности, Ларломкинская структура, с которой связана верхнеюрская нефтяная залежь, в рельефе баженовской свиты были сформированы в неокоме, благодаря унаследованному росту эрозионно-тектонических выступов (ЭТВ) доюрского основания, и впоследствии развивались слабо. Образование крупных положительных тектонических структур I порядка - Каймысовского свода и Юганской мегавпадины, а также Первомайско-Весеннего вала, представляющего собой крупную ловушку, с которой связано одно из наиболее крупных на юго-востоке Западной Сибири нефтяных месторождений, завершилось в кайнозое.

Фазовый состав наноразмерных кристаллофлюидных включений в двух типах алмазов неизвестного генезиса из россыпей северо-востока Сибирской платформы (Эбеляхский алмазоносный район) впервые исследован методом просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ), включающим электронную дифракцию, аналитическую электронную микроскопию (АЕМ), электронную спектроскопию потерь электронов (ЕЕLS), и методом хроматографии. К первому типу отнесены прозрачные додекаэдроиды; ко второму, широко распространенному в этом регионе типу, - темные округлые кристаллы, относящиеся к V разновидности, согласно минералогической классификации Ю.Л. Орлова. Изотопными и ИК-Фурье спектроскопическими исследованиями показано, что алмазы последнего типа отличаются резко облегченным изотопным составом углерода (δ¹³ С_{среднее} = -22.4 ‰) и значительными концентрациями примеси азота (1100-1800 ррm). Азот находится в основном в агрегированной форме. Показано, что все включения, по размеру не превышающие 400 нм, представляют собой полифазные образования, состоящие из твердых (силикатных, оксидных, карбонатных, солевых) и флюидной фаз. В алмазах первого типа установлены высоко-Mg карбонатитовые наноразмерные включения размером до 100 нм, состоящие из магнезита, доломита, Fe-шпинели и клиногумита. Флюидная фаза содержала высокие концентрации K, Cl, O. Их состав близок к близсолидусным расплавам насыщенных карбонатизированных перидотитов и, таким образом, они могли образоваться в результате либо кристаллизации материнского расплава, либо в результате закалки и раскристаллизации глубинного карбонатно-силикатного расплава. В алмазах II типа зафиксированы низко-Mg карбонатитовые полифазные наноразмерные включения, состоящие из Ba, Sr- и Ca, Fe-карбонатов, K, Ba-фосфатов, Ti, Si- и Ti, Al-фаз и множественных флюидных обособлений, заполненных преимущественно СO₂, N и углеводородного состава. Источником таких низко-Mg карбонатитовых расплавов/растворов могли быть субдуцированные породы океанической и частично континентальной земной коры. Обогащение таких включений некогерентными элементами, возможно, свидетельствует о просачивании солевых флюидов, обогащенных Ba, Sr, P, Ti, K, Cl, сквозь карбонатизированные эклогиты.

Впервые приводятся данные по составу микровключений в волокнистых алмазах из россыпей Эбеляхской площади, расположенной в северо-восточной части Сибирской платформы. Алмазы из россыпей образуют две группы по составу содержащихся в них включений флюидов или расплавов: карбонатные и силикатные. Спектр редких элементов в микровключениях в целом соответствует кимберлитам и карбонатитам. Состав же главных элементов заметно отличается, в частности, микровключения значительно обогащены K и Na. Два исследованных алмаза имеют существенные различия состава микровключений в центральной и периферийной частях. Один из них показывает изменение состава среды от хлоридно-карбонатного до преимущественно карбонатного (обр. HI-90), а другой - от карбонатного до силикатного (обр. HI-98). Сходство изотопных характеристик углерода алмазов c микровключениями двух контрастных сред, возможно, свидетельствует об их кристаллизации из изотопно-подобного резервуара углерода мантийного происхождения. Геохимические особенности микровключений в алмазах из россыпей позволили выявить их взаимосвязь с протокимберлитовыми карбонатно-силикатными жидкостями. Образование таких жидкостей может быть связано с метасоматическим взаимодействием летучих компонентов и/или частичным плавлением низкой степени перидотитовых и эклогитовых субстратов.

Методом залечивания трещин в кварце при температуре 700°С и давлении 1, 2 и 3 кбар из NaF-содержащих растворов получены флюидные включения. Водные растворы NaF принадлежат к системам P-Q типа. Для них характерно наличие двух стабильных и одной метастабильной области несмесимости. Изучение включений показало, что флюид при указанных условиях существовал в гетерогенном состоянии. Наименее плотная фаза, зафиксированная в двухфазных включениях с наибольшим объемом пузырька пара, является недосыщенным водным раствором. Содержание соли в ней указывает на химическое взаимодействие раствора фторида натрия с кварцем, что привело к изменению компонентного состава системы. Во включениях, содержащих высоковязкую жидкость, при повышении температуры происходит расслоение жидкости. Новая фаза появляется или вокруг пузырька пара, или у стенок. При Р = 3 кбар получен еще один тип включений со стеклообразной фазой, поведение которой при нагревании аномально. Фазовые изменения в таких включениях можно расшифровать только предположительно. На основании полученных данных делается вывод о существовании квазиполимерных соединений с участием гидросиликатов натрия, в которых часть OH- групп замещена F- ионом. Рассмотрены варианты применения полученных результатов при изучении природных процессов с участием флюидов, принадлежащих к системам P-Q типа.

Приведены результаты минералогических и термобарогеохимических исследований нижнекорового ксенолита скаполитсодержащих гранулитов из трубок взрыва фергусит-порфиров Юго-Восточного Памира (Таджикистан). Во всех минералах (в том числе гранате, клинопироксене и скаполите) этих гранулитов обнаружены первичные расплавные включения, которые изучены с применением термометрических и микрозондовых (EPMA, SIMS, Раман) методов. Установлено, что составы включений соответствуют кислым (от риодацитов до риолитов), существенно-калиевым расплавам нормальной и повышенной щелочности с содержанием Н₂О до 4 мас. %, Cl до 0.8 мас. % и СО₂ около 1 мас. %. Расплавы деплетированы в отношении HREE и имеют высокие Th/U (7.7-9.4). По расплавным включениям и минералогическим термобарометрам показано, что изученный скаполитсодержащий гранулит кристаллизовался при температуре около 1000°С и давлении примерно 15 кбар. Наиболее вероятным процессом образования этой породы являлось инконгруэнтное плавление карбонатсодержащего биотит-кварц-плагиоклазового субстрата в нижнекоровых условиях. Плавление сопровождалось кристаллизацией граната, клинопироксена, сфена, плагиоклаза и скаполита, которые в виде включений захватывали микропорции выплавляющихся кислых расплавов. Эти минералы образовались не из расплава, а в его присутствии. Высококальциевый скаполит (Ме_67-69) кристаллизовался вместо плагиоклаза при высоких содержаниях СО₂ (около 1 мас. %) и Cl (до 0.8 мас. %) в выплавках в присутствии богатого СО₂ флюида.

Включения расплава, содержащие рёнит Ca₂ (Mg,Fe²⁺)₄Fe³⁺Ti[Al₃Si₃O₂₀], были изучены в фенокристах оливина щелочных базальтов из шести вулканических регионов мира: Удоканское плато, Северо-Минусинская впадина, хр. Цаган-Хуртей (Россия), Бакони-Балатон, Ноград-Гомор (Венгрия) и Махтеш Рамон (Израиль). В этих породах рёнитсодержащие включения расплава обычно сосуществуют с включениями без него, причем включения с рёнитом часто приурочены к центральным зонам фенокристов оливина. Согласно термобарогеохимическим данным, захват самых ранних включений с рёнитом происходил при T > 1300°C и P > 3-5 кбар. Этот минерал кристаллизовался в очень узком температурном интервале (1180-1260°С) и P < 0.5 кбар. Петрографические и термометрические данные по рёнитсодержащим включениям указывают на следующую последовательность появления фаз: Al-шпинель → рёнит → клинопироксен → апатит → ± амфибол, Fe-Ti-оксиды (ильменит или Ti-магнетит) → стекло.
Большинство рёнитов, выявленных во включениях, характеризуются Mg/(Mg + Fe²⁺) > 0.5 и, соответственно, относятся к магнезиальной разновидности Ca₂Mg₄Fe³⁺Ti[Al₃Si₃O₂₀]. Обзор химических данных по рёниту из разных парагенезисов показывает, что нет существенной разницы между рёнитом из включений в оливине и минералом из базальтов (фенокрист, основная масса), из продуктов реакционного замещения, окаймляющих амфибол (керсутит) мегакристовой ассоциации, и из ксенолитов в щелочных базальтах. Микроструктурные особенности рёнита в целом объясняют редкость нахождения его в породах в качестве второстепенной или акцессорной фазы. Этот минерал является промежуточным членом полисоматической серии шпинель-пироксен, при изменяющихся условиях кристаллизации он становится нестабильным, и вместо него образуются либо шпинель, либо клинопироксен, либо их ассоциация. В целом присутствие и химический состав рёнита могут быть использованы для грубой оценки температуры, давления и фугитивности кислорода при кристаллизации щелочных базальтов.

Приведены новые, полученные с помощью ИК-спектроскопии, данные о содержании H₂O и CO₂ в стеклах 26 природно-закаленных и экспериментально частично гомогенизированных расплавных включений во вкрапленниках оливина Fo_85-91 из пород Ключевского вулкана. Измеренные содержания H₂O во включениях варьируют от 0.02 до 4 мас. %. Большие вариации содержания H₂O во включениях, не коррелирующие с составом оливина-хозяина и содержанием главных элементов в расплавах, объясняются потерей воды из включений путем диффузии через оливин-хозяин при извержении и последующем застывании пород. Максимальные потери H₂O установлены для включений из образцов лав, медленно остывавших после извержения, минимальные - для образцов быстро закаленных пирокластических пород. Содержания H₂O в родоначальных магмах Ключевского вулкана оцениваются как 3.5 мас. %, что подразумевает более низкие температуры образования первичных магм (на 40 °С ниже сухого солидуса перидотита), чем предполагалось ранее. Диапазон измеренных содержаний CO₂ в стеклах изученных включений составляет от < 0.01 до 0.13 мас. % и не зависит от типа изученных включений и их состава. Расчетные давления H₂O-CO₂ флюида, равновесного с расплавом, во включениях составляют менее 270 МПа. Эти давления существенно ниже оценки давления кристаллизации изученных оливинов (около 500 МПа), сделанной на основе измерения плотности (~ 0.8 г/см³) сингенетичных флюидных включений. Предполагается, что значительное снижение давления внутри расплавных включений после их захвата может объясняться потерей H₂O из включений и перераспределением CO₂ из расплава в дочернюю флюидную фазу. По сравнению с расплавными включениями сингенетичные флюидные включения несут независимую информацию о давлениях кристаллизации и исходных содержаниях CO₂ в магмах, которые составляли для Ключевского вулкана, по этим данным, не менее 500 МПа и 0.35 мас. % соответственно. Максимальные концентрации СО₂ в первичных магмах оценены как 0.8-0.9 мас. %. Кристаллизация исходных магм происходила в декомпрессионном режиме с глубин 30-40 км при постоянном понижении содержания CO₂, повышении (до 6-7 мас. %) и затем понижении (при давлении < 300 МПа) содержаний H₂O в расплавах, что способно объяснить весь спектр расплавных включений и пород Ключевского вулкана.

Исследованы расплавные включения во вкрапленниках кварца из риолитов верхнеюрского возраста в Восточном Забайкалье (Стрельцовская кальдера) и во вкрапленниках кварца, апатита и плагиоклаза из риолитов Северного Кавказа (Северная Осетия и Тырныаузский район). В Стрельцовской кальдере известно более 15 урановых месторождений и рудопроявлений. В Северной Осетии расположены Pb-Zn месторождения, в Тырныаузском районе находится крупнейшее Mo-W месторождение. Использованы методы гомогенизации включений и анализ стекол более 30 включений с помощью электронного и ионного микрозонда. Установлена прямая зависимость температур полной гомогенизации расплавных включений от температур начала плавления (размягчения) стекол этих включений, что может быть обусловлено различным содержанием летучих (в первую очередь воды). Опыты по выявлению времени, необходимого для гомогенизации и гетерогенизации расплавных включений, свидетельствуют о различной вязкости расплавов во включениях, гомогенизация которых происходит при разных температурах. Риолитовые расплавы Восточного Забайкалья и Северного Кавказа близки по содержаниям петрогенных элементов. В среднем они равны (мас. %) 75.0 и 74.6 SiO₂, 0.08 и 0.05 TiO₂, 11.0 и 12.3 Al₂O₃, 0.74 и 0.40 FeO, 0.04 и 0.05 MgO, 0.29 и 0.64 CaO, 4.09 и 3.79 Na₂O, 4.30 и 4.24 K₂O соответственно для первого и второго регионов. Однако эти расплавы заметно отличаются по содержаниям Cl (в среднем 0.20 и 0.08 мас. % соответственно), F (в среднем 1.07 и 0.09 мас. %) и некоторых элементов-примесей. В расплавах первого региона по сравнению со вторым значительно выше содержания Zr, Nb, La, Ce, Th, U, но ниже содержания Sr, Ba, Eu. Это говорит о более глубокой дифференциации расплавов Восточного Забайкалья. Высокие содержания Th и U в расплавах Стрельцовской кальдеры, полученные в этой работе, хорошо согласуются с опубликованными данными французских ученых по этой же кальдере.