Главная – Журналы – Поиск по журналам

Работа посвящена исследованию деформационных процессов земной коры Северного Тянь-Шаня деформографическими методами. Показаны технические характеристики аппаратуры, приведено описание деформационных станций, размещенных в разных геологических условиях, охарактеризована точность измерений деформаций. Приведены примеры выделения деформационных возмущений, предваряющих землетрясения. Рассмотрены особенности сезонных изменений в весенние и осенние промежутки. Показано, что в весенние периоды времени регистрируются деформации расширения, а в осенние - сжатия. Дана оценка зон развития аномальных деформаций в течение времени подготовки сейсмического события, отмечены аномальные деформации, не связанные с возникновением землетрясений. Они обусловлены чаще всего изменениями гидрогеологического режима.

При Кеминском (Кебинском) землетрясении 1911 г. с M_s = 8,2 в Северном Тянь-Шане на территории Киргизии и Казахстана образовалась сложная система поверхностных разрывов суммарной протяженностью около 190 км и многочисленные оползни и каменные лавины объемом до нескольких десятков миллионов кубометров. Судя по распространению сейсмодислокаций, при землетрясении были активизированы шесть сегментов Кемино-Чиликской и Аксуйской зон разломов, различающихся по своей ориентировке и кинематике подвижек. Кеминское землетрясение - одно из наиболее сильных в серии сейсмических катастроф, произошедших в Кюнгейском и Заилийском хребтах с 1887 по 1938 г. Его последствия были подробно обследованы и описаны группой исследователей под руководством К. И. Богдановича. В рамках программы Европейского сообщества INCO-COPERNICUS было проведено повторное изучение сейсмогенных разрывов и оползней, связанных с этим землетрясением. Наряду с этим была исследована структурная позиция Кемино-Чиликской и Аксуйской зон разломов, выявлены и описаны особенности выделяемых в их пределах сегментов. В целом эта система образует левостороннюю транспрессионную структуру, контролирующую формирование горных хребтов между Иссык-Кульской впадиной и устойчивым блоком Центрального Казахстана. Сейсмотектонические дислокации 1911 г., которые к настоящему времени могут быть прослежены на местности на протяжении примерно 100 км, обычно наследуют нарушения со следами многократных сейсмогенных подвижек. Наличие отчетливых палеосейсмотектонических дислокаций и крупных древних скальных оползней в долинах рек Чон-Кемин, Чон-Аксу и Аксу свидетельствует о том, что сильные землетрясения происходили здесь и в прошлом.

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.