Главная – Журналы – Поиск по журналам

Излагаются результаты исследований по влиянию слабых низкочастотных вибраций на процесс деформирования горных пород при постоянной нагрузке. В экспериментах на одноосное нагружение гранитных образцов регистрировались деформационные характеристики, режим акустической эмиссии (АЭ) и форма отдельных импульсов АЭ. Выявлено наличие временной задержки между началом вибраций и последующим возрастанием активности АЭ, а также последействие вибраций при их выключении. Длительность задержки уменьшалась по мере возрастания нагрузки и сокращения перерыва между вибросеансами. Установлен пороговый характер триггерного воздействия слабых вибраций на темп дилатансионного деформирования горных пород.
Наблюдаемые эффекты рассматриваются в свете известных результатов по изучению виброупругости, акустопластики и акустической эмиссии нагруженных материалов. С позиций кинетической концепции прочности твердых тел и нелинейной акустики обсуждаются предлагаемая теоретическая модель явления и масштабные эффекты вибровоздействия на нагруженные геоматериалы.

Исследовалась тонкая структура импульсов акустической и электромагнитной эмиссии, регистрируемой при одноосном сжатии образцов горных пород на стадии их дилатансионного деформирования. Выявлены четыре типа сигналов, отличающихся по частоте и длительности. Предполагается, что сигналам первого типа соответствуют образования трещин отрыва, второго - трещин сдвига, низкочастотным сигналам третьего типа –колебания конструктивных элементов нагружающего устройства. Четвертый тип сигналов отнесен к импульсной электромагнитной эмиссии, обусловленной выходом заряженных дислокаций на границу зерен в минералах с ионным типом связей, входящих в состав гранита.

Последние десятилетия стали "золотым веком" для литологии и морской геологии. Удалось изучить и закартировать распределение донных осадков во всех частях Мирового океана, впервые изучить осадочное вещество в атмосфере, вод рек, морей и океанов, во льдах и снеге, по-новому подойти к оценке роли биогенных процессов, а также изучить поступление эндогенного вещества в срединных хребтах океанов. Коренным образом изменились представления о поступлении осадочного вещества с суши, его преобразованиях на границе река-море, развилось учение о лавинной седиментации на нескольких вертикальных уровнях, что приводит к концентрации 93 % осадочного вещества Земли в локализованных областях – осадочно-породных бассейнах лавинной седиментации, с которыми связаны основные скопления углеводородов. Участки лавинной седиментации чередуются с участками неотложения и перерывов в осадконакоплении.
Исследования стали проводиться на количественном уровне, появилась новая количественная характеристика осадочного процесса во всех сферах Земли – потоки и векторы потоков осадочного вещества, литология стали динамической.
Установлено, что осадкообразование в океанах идет по особым законам, связанным с океанским типом коры, отличным от континентального. Широко вошли в комплекс литологических исследований дистанционные методы (сейсмостратиграфия, магнитометрия, многолучевые эхолоты, локаторы бокового обзора и др.), а также методы картирования и целенаправленного отбора проб из естественных обнажений дна на глубинах до 6 тыс. м с помощью подводных аппаратов.
Важнейшим этапом стало проведение (с 1968 г.) глубоководного бурения с обработкой материалов международным сообществом ученых. За последние 30-40 лет получено нового фактического материала в сотни и тысячи раз больше, чем за всю предшествующую историю развития наук. К сожалению, литологи почти не используют эти данные. Приведены основные результаты исследований, выполненных за последние десятилетия, которые привели к многочисленным открытиям и потребовали объединения новых данных тектоники, геофизики морской геологии и геохимии, петрологии и петрохимии, океанологии и климатологии, к созданию мобилистской литологии или литологии литосферных плит.

Морское и океаническое карбонатонакопление в венде-кембрии было биохемогенным, т. е. в определяющей степени обусловлено жизнедеятельностью организмов, которые главным образом создавали геохимическую среду, способствующую осаждению карбонатного вещества. Начиная с первой трети палеозоя этот механизм был практически полностью замещен чисто биогенным. В палеозое карбонатонакопление происходило в основном в обширных шельфовых морях, в мезозое областью накопления карбонатов стали внутриокеанические отмели, рифы и пелагиаль, в кайнозое главной зоной карбонатонакопления стала пелагиаль и в меньшей степени рифы. Обсуждается разный характер связи карбонатонакопления с газовым составом атмосферы.

Дан обзор современных представлений о процессах фосфоритообразования с выделением роли исследований А. Л. Яншина. Представлены три этапа в истории выдвижения гипотез фосфогенеза: биогенный, ортохемогенный по теории А. В. Казакова и биохемогенно-диагенетический – современный. Рассмотрены особенности фосфоритов важнейших генетических типов. Проанализировано планетарное распространение мировых запасов морских фосфоритов во временнoй шкале, отмечены главные эпохи фосфоритонакопления – венд-кембрийская и мел-палеогеновая. Охарактеризованы структурно-тектонические условия формирования фосфоритов, связь их с глобальными тектономагматическими эпохами, приуроченность наиболее богатых месторождений к периферическим частям материков – шельфам.
Палеогеографические особенности зон фосфоритонакопления – открытая связь с океаном, полуизолированные условия, расположение во внутренних частях материков. Это, как правило, мелководные зоны с относительно повышенной биопродуктивностью, пенепленизированной областью питания терригенной составляющей осадков и аридным климатом.
Решение проблем фосфоритогенеза требует учета особенностей различных типов фосфоритов и смены видов процессов минерализации фосфата с учетом эволюции геологических процессов. Кратко даны наиболее вероятные механизмы и условия фосфоритообразования.

Анализируются новейшие представления о процессах морского фосфоритообразования. Аналогия между современными и древними фосфоритами весьма неполна, имеются существенные различия в фациальном, палеогеографическом аспекте. Важнейшим фактором фосфоритообразования является процесс замещения фосфатом биогенного материала, что позволяет, в определенной мере, согласовать гипотезы фосфогенеза при всем различии геолого-минералогических и структурных параметров морских фосфоритов.

В основе представлений о связи фосфоритообразования с выветриванием лежат соответствующие выводы Н. С. Шатского. В. П. Казаринов, приняв эту идею, углубил ее, обосновывая тезис о соответствии эпох повышенного образования фосфоритов эпохам глубокого химического выветривания. Близкие, хотя и не вполне тождественные, взгляды развивал Г. И. Бушинский о привносе фосфора для формирования фосфоритоносных месторождений и бассейнов реками с близлежащих равнин в областях гумидного климата. В настоящее время идея о роли выветривания в генезисе фосфоритов нашла многих сторонников, получила дополнительное подтверждение и для ряда глобальных эпох фосфоритообразования, таких как ранний ордовик, поздняя юра, ранний мел, поздний мел, палеоцен и эоцен, миоцен и некоторые другие, может рассматриваться как достаточно обоснованная. В то же время некоторые эпохи глубокого химического выветривания (как верхнедевонская) характеризуются высоким содержанием рассеянного фосфора в породах, который, однако, в формировании промышленных залежей фосфоритов не реализовался.

А. Л. Яншин, уделявший большое внимание изучению и применению минерального сырья агрохимического назначения, положительно отнесся к начатым в восьмидесятых годах работам по болотным фосфатам, рассматривая их и другие минеральные накопления в торфах в качестве серьезной базы улучшения структуры почв и повышения плодородия сибирских земель.
За прошедшие годы в Западной Сибири, являющейся крупнейшей торфяной территорией мира, в торфяных залежах низинного типа установлено большое содержание болотных фосфатов, болотных карбонатов (гажа) и сапропеля.
Проведенные прогнозные исследования, включающие анализ состава торфов, их субстрата, подземных вод, питающих торфяную залежь, позволили определить особенности геохимической направленности болотного литогенеза, характер и последовательность болотного минералообразования.
На выделенных перспективных площадях и отдельных объектах проведены поисково-оценочные и разведочные работы. Подсчитанные запасы и прогнозные ресурсы болотных фосфатов, гажи, сапропеля позволяют говорить о том, что Западная Сибирь располагает богатой базой органоминерального сырья, которая может восполнить дефицит фосфора, кальция в сибирских почвах и улучшить их структуру. Предложены направления рационального использования сырья.

Обосновывается модель двухъярусной соленосности чехла Сибирской платформы; в разрезе выделены и по латерали прослежены кембрийская и девонская галогенные формации. Ранне- и среднепалеозойские солеродные бассейны ограничивались промежуточными зонами, обеспечивающими сохранение режима соленакопления и пополнение маточными растворами из обширных морей, охватывавших территорию Патомско-Витимского нагорья и Верхоянья. Приведены параметры и охарактеризованы палеоструктурные условия накопления этих формаций. В ряде областей и районов Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции подмечена прямая зависимость промышленной продуктивности подсолевых резервуаров от региональной выдержанности и мощности соленосного экрана. Наиболее крупные месторождения приурочены к зонам повышенной мощности терригенных толщ, перекрытых региональными карбонатно-соленосными флюидоупорами. В среднепалеозойском комплексе залежи углеводородов пока не выявлены, хотя нефтегазо- и битумопроявления и благоприятные геолого-структурные условия (коллекторы, брахиантиклинальные ловушки и др.) для накопления залежей углеводородов имеются. С учетом закономерных связей в венд-кембрийском комплексе предполагается, что девонская галогенная формация также предопределяет возможность накопления и сохранения залежей углеводородов в под- и межсолевых резервуарах.
Выявленные особенности строения палеозойских галогенных формаций – региональных флюидоупоров позволили конкретизировать ранее составленные схемы нефтегазогеологического районирования Сибирской платформы. По венд-кембрийскому комплексу, в дополнение к главному поясу нефтегазоносности (Непско-Ботуобинская и Байкитская антеклизы, разделенные Катангской седловиной), как высоко перспективные оцениваются Березовская, Кемпендяйская и Ыгыаттинская впадины, Сунтарское поднятие и благоприятные структуры центральных районов Ангаро-Ленского прогиба. Девонские под- и межсолевые резервуары наибольший практический интерес представляют в благоприятных зонах Западно-Вилюйской потенциально нефтегазоносной области; первоочередными объектами для детальных сейсморазведочных работ и глубокого бурения здесь рекомендуются Атыяхская, Учугейская и Кэдэпчикская структурные ступени.

Проведен седиментологический анализ отложений нижней части клиноформного комплекса Северного Приобья. В пределах ачимовской толщи по керновому материалу выделено несколько литофаций: 1) массивные и горизонтально-слойчатые песчаники; 2) градационные горизонтально- и мелкокосослойчатые песчаники; 3) массивные плохо сортированные алевролиты с глинистыми интракластами; 4) градационные алевролиты и аргиллиты. Различия в составе и строении выделенных литофаций определялись особенностями динамики осадочных процессов. Массивные и горизонтально-слойчатые песчаники (литофация 1), слагающие значительную по объему часть песчаных пачек, выделяемых в пределах ачимовской толщи, интерпретируются как отложения высокоплотных песчаных турбидитовых течений. Градационные горизонтально- и мелкокосослойчатые песчаники (литофация 2), строение которых соответствует последовательности Боума, рассматриваются как классические песчаные турбидиты, формировавшиеся низкоплотными песчаными турбидитовыми течениями в межрусловых частях подводного склона и его подножия или внутри подводных русел на заключительной стадии их заполнения. Тонкослоистые градационные алевролиты и аргиллиты (литофация 3) интерпретируются как тонкозернистые турбидиты и гемипелагиты, образованные низкоплотными тонкозернистыми турбидитовыми течениями и гемипелагической седиментацией осадков. Строение градационных алевролитов и аргиллитов хорошо описывается в единицах последовательности Стоу. Массивные плохо сортированные алевролиты с глинистыми интракластами (литофация 4) представляют собой отложения тонкозернистых дебрисных потоков, развивавшихся в пределах склонового апрона и межрусловых частей подводных фэнов.
Результаты седиментологических исследований позволяют сделать вывод о существенной роли процессов гравитационного перемещения осадков при накоплении отложений ачимовской толщи, что соответствует представлениям о клиноформном строении нижней части неокомского осадочного комплекса.