Главная – Журналы – Геология и геофизика 2001 номер 3

Водосодержащие флюиды образуются в результате термодинамически равновесного взаимодействия андезит-вода в зоне аккумуляции гидротермальных растворов периферических магматических очагов. Таким образом, допускается возможность существования промежуточных магматических очагов, производных родоначальной андезитовой магмы. В результате взаимодействия Au и Ag, содержащиеся в андезитах и риолитах на кларковом уровне, мобилизуются во флюидную фазу с фактором обогащенности Au в 200-500 раз и Ag в 100-200 раз. Вместе с тем метеорные воды, инфильтрующиеся по андезитам к корневой зоне гидротермального блока и восходящие затем по трещинным каналам к поверхности, не могут быть потенциальным источником Au эпитермальных месторождений. Но "пустые" по Au гидротермы метеорного происхождения могут участвовать в процессах перераспределения и ремобилизации ранее осажденного Au с выносом его к поверхности на заключительном этапе функционирования гидротермальной системы, когда поток глубинных флюидов начинает иссякать. Основной формой переноса Au растворами является гидросульфид – [Au(HS)₂]^-. Хлоридные комплексы имеют подчиненное значение, независимо от того, какая порода находится в равновесии – андезит или риолит, Ag находится как в виде хлоридов, так и гидросульфидов, но с преобладанием хлоридов в риолитовом флюиде.

Рассмотрены эндогенные процессы в юго-восточной части зоны Главного Саянского разлома на границе Сибирской платформы и Саяно-Байкальской складчатой области. Показано, что это – зона неоднократного проявления деформаций, кремнещелочного метасоматоза и гранитообразования, происходивших в обстановке умеренных давлений, не превышающих 5,5-6 кбар. Ряд сменяющих друг друга во времени кремнещелочных метасоматитов включает в себя продукты высокотемпературной гранитизации, кварц-альбит-микроклиновые (±магнетит, биотит, рибекит, эгирин-авгит) метасоматиты и альбититы. Ранняя гранитизация протекала в условиях нормальной щелочности при участии относительно-восстановительных флюидов, а для постмагматических флюидных систем характерна обогащенность углеродом. Образование кварц-альбит-микроклиновых метасоматитов происходило при повышенных щелочности, активности F и f(O₂). Установлено отчетливое геохимическое отличие гранитоидов раннего тектонометаморфического цикла от наиболее поздних гранитов этапа активизации краевого шва, для которых характерны повышенные концентрации Nb, Y, Be, Sn, Pb, Th, U.

Изложены результаты изучения эпигенеза карбонатных отложений на свинцово-цинковых месторождениях миссисипского типа в Республике Саха (Якутия): доломитизация, перекристаллизация и растворение. Установлено, что среднее содержание Pb + Zn в карбонатных породах месторождения Сардана при увеличении доломитистости до 65 % слабо уменьшается, при дальнейшем увеличении – резко возрастает. Указанная зависимость аналогична зависимости между доломитистостью и пористостью "слоев Мидейл" на нефтяном месторождении Чарльз. Это позволяет предполагать, что парагенетическая связь доломитов и свинцово-цинкового оруденения массисипского типа обусловлена образованием дополнительного порового пространства в результате эпигенетической доломитизации. На рудопроявлениях Каменской зоны содержание цинка увеличивается параллельно с укрупнением кристаллических зерен вмещающих доломитов до 0,2–0,3 мм. Дальнейшая перекристаллизация доломитов не приводит к возрастанию содержания металла в породе. Установлено, что вне рудных участков месторождения Сардана содержание Pb и Zn в стилолитах выше, чем во вмещающих карбонатных породах, соответственно в 390 и 1270 раз. Предполагается концентрирование металлов в стилолите из растворенного слоя карбонатной породы. Исходя из этого, рассчитано первичное содержание металлов, рассеянные в продуктивной пачке.

Устойчивые пространственно-временные связи колчеданного оруденения с кислым вулканизмом позволяют рассмотреть некоторые признаки риодацитов продуктивных формаций, не зависящие от их принадлежности дифференциатам толеитовых или известково-щелочных магм. Риодациты колчеданоносных формаций отличают повышенные, по сравнению со средними типами, содержания железа: FeO*=3,5-4% и более против 2-2,5%, высокие температуры гомогенизации расплавных включений, контрастная гематит-пиритовая зональность экструзивно-субвулканических массивов.
Массивы, приуроченные к структурам месторождений, отличает широкое развитие явлений перлитового распада, ликвационного расслоения, автобрекчирования, сопряженных с автометаморфизмом, неуловимо переходящим к гидротермальным изменениям стадии рудоотложения. Экструзивно-субвулканические массивы, удаленные от рудных полей, подобных признаков обогащенности флюидами не несут. В рудных полях смена во времени мелкопорфировых риодацитов крупнопорфировыми и перлитового распада ликвационными явлениями рассматривается как свидетельство активного отделения флюидов в связи со становлением периферических очагов в межпараксизмальные стадии рудоотложения.

Монголо-Забайкальская щелочно-гранитоидная провинция протягивается более чем на 2000 км, она включает свыше 350 отдельных плутонов щелочных гранитов и сиенитов и многочисленные поля вулканических производных щелочно-гранитных магм. Считалось, что формирование подавляющей части объема кислых магм провинции происходило непрерывно с начала перми до начала триаса, в интервале примерно 280-240 млн лет. Rb-Sr и Sm-Nd изотопные исследования пород типовой трахибазальт-комендитовой бимодальной серии хр. Цаган-Хуртей позволили установить ее позднетриасовый возраст 212 5 млн лет. Изотопные Nd-Sm характеристики (_Nd(T) = + 1,9 до + 2,8 как в трахибазальтах, так и в комендитах) и закономерный характер распределения REE в основных и кислых породах серии свидетельствуют о родстве этих пород и о возможной генетической связи щелочно-гранитных расплавов с трахибазальтовыми магмами. Данные о высоких температурах гомогенизации расплавных включений в фенокристаллах кварца из комендитов (до 1100 ^oC) и о присутствии в этих включениях не менее 1 мас.% H₂O и F свидетельствуют о значительных глубинах магмогенерации или же об инъекциях высокотемпературных базальтовых расплавов в кислые магматические камеры.

На основе литолого-фациальных, геохимических и микрофитологических исследований позднедокембрийских толщ Байкальской горной области конкретизированы три основных этапа эволюции обстановок осадконакопления, соответствующих последовательной смене палеобассейнов: рифтогенной пассивной окраины континента, задугового и форланда. По данным фациального анализа поперечных профилей намечены особенности палеогеографической зональности каждого из палеобассейнов. Установлена общая тенденция усиления объема стагнационных условий вверх по разрезу, с максимумом в предвендский период. Проведенные реконструкции и актуапалеонтологические сравнения позволили предложить вариант экобиологической интерпретации части морфотипов органостенных микрофоссилий (ОМ). Выделены представители зеленых, бурых водорослей и бактериальных сообществ разноглубинных зон палеобассейна. Подтверждено, что оформление ряда новых признаков у части ОМ происходило на рубеже рифей-венд, в период смены режима седиментогенеза. Возрастные новации форм принадлежат преимущественно морфотипам, относимым к предкам зеленых водорослей. Результаты исследований позволили предположить, что углеродистая компонента в докембрийских алевропелитах формировалась с заметным участием бентосных бактериальных сообществ.

Рассмотрены вопросы палеогеографии региона Большого Урала в течение среднего и позднего мела; особое внимание обращено на морские бассейны, существовавшие и располагавшиеся на территории. Предложена номенклатура бассейнов, прослежены во времени изменения их конфигурации и площади, намечено положение проливов, направления миграций биоты.

В работе рассмотрены вопросы геологического строения и перспектив нефтегазоносности байос-батских отложений в юго-восточных районах Западной Сибири. Опираясь на исследования геохимии углеводородов-биомаркеров, проведенные специалистами ИГНГ СО РАН (г. Новосибирск), и характер распределения месторождений нефти и газа в отложениях средней юры, сделан вывод о том, что наиболее благоприятными для формирования залежей являются территории, где имеются предпосылки для миграции углеводородов в байос-батские резервуары из нефтепроизводящих пород баженовской и тогурской свит. К таким территориям отнесены районы, где морские отложения васюганской свиты замещаются наунакской свитой, сформировавшейся в континентальных условиях, и образования зоны контакта палеозоя и мезозоя представлены проницаемыми породами.

Рассмотрены морфология, состав, распространение и масштабы образования вторичных (как стадиальных, так и внестадиальных) карбонатов в осадочных породах юрского возраста в юго-восточной части Нюрольской впадины (Томская область). Сделан вывод о значительном различии карбонатов, связанном с особенностями их генезиса, а также с влиянием нефтяных и газовых флюидов в процессе формирования и разрушения залежей углеводородов. Установлено, что минералогический и структурный составы карбонатов меняется в зависимости от истории возникновения минералов. Диагенетическим карбонатам свойственен близкий к стехиометрическому состав, наименьшая перекристаллизация, близкая к идеальной структура; при катагенезе возрастает изоморфизм, увеличивается размерность кристаллов, структура минералов становится дефектной. В приконтурных зонах нефтяных месторождений наблюдается наибольшая раскристаллизация минералов; дефектность в структуре сидерита максимальная, для доломита - наиболее приближается к кальциту, за счет которого, возможно, и образовался доломит.

"Книга посвящена описанию химического состава алмазоносных кимберлитов основных месторождений Якутии и построению петрохимической модели вещественного разнообразия изученных ассоциаций на основе принципов системного подхода" [1, c. 7]. Такова задача исследования, сформулированная самими авторами. И с этим можно полностью согласиться. Действительно, системный подход в построении петрохимических моделей на современном уровне знаний просто неизбежен. Это объясняется огромным количеством химических анализов кимберлитов, накопленных в течение многих лет целенаправленного изучения кимберлитовых трубок Якутии. Данные других авторов не использовались, поскольку моделирование структуры химического состава кимберлитов - задача многопараметрическая и многоуровневая. Положение каждой данной точки опробования в трубке известно. Это позволило авторам создавать конкретные петрохимические модели как для каждой данной трубки, так и обобщенную модель для Якутской алмазоносной провинции. В основу разработки положен метод петрохимических популяций, разработанный А. Ф. Белоусовым для ассоциаций магматических пород. В приложении к кимберлитам эти популяции отражают дискретные уровни глубинности выплавления кимберлитовых магм, раскристаллизованных в строго определенном участке чехла Сибирской платформы. Иначе говоря, каждая популяция представляет собой обобщенную пробу некоторого уровня глубинности в мантии. Такой подход позволил авторам выявить множество устойчивых связей между петрохимическими параметрами и физико-химическими параметрами формирования кимберлитовых систем. Наличие таких устойчивых корреляций фактически обозначает эмпирическую проверку разработанной авторами химической модели кимберлитового магматизма.
Никакой системный подход к созданию петрохимических моделей невозможен без учета наиболее ясных физико-химических эффектов. И эта связь красной нитью проходит через всю рецензируемую монографию. Так, например, авторы используют содержание оксида калия для семи кимберлитовых популяций как индикатор семи уровней глубин выплавления магмы. Вместе с тем эта связь следует из результатов экспериментального исследования системы SiO₂-Mg₂SiO₄-KAlSiO₄ [2]: с возрастанием давления после кристаллизации оливина-ортопироксена расширяется за счет поля кальсилита. То есть с ростом давления состав мантийной выплавки обогащается калием [3]. Эта фундаментальная закономерность нашла отражение и в оценке глубин генерации базальтовых магм, порождающих вулканические серии [4]. А так называемый "Ca-Mg антагонизм" [1, c. 205] является следствием выклинивания поля расслоения силикатно-карбонатных расплавов с возрастанием давления. Более сложной оказалась давно известная отрицательная корреляция содержания TiO₂ в кимберлитах с давлением. Отрывочные экспериментальные данные по этому эффекту приводятся в работе [1, c. 316]. Они получены в связи с изучением влияния степени плавления ультраосновного вещества при давлениях до 60 кбар. Систематические исследования коэффициента разделения титана между расплавом и минералами ликвидуса (K_Ti) не проводились. Между тем K_Ti должен зависеть только от температуры (T) и давления (P) вне зависимости от степени плавления породы. Проверить это можно и эмпири чески. Так, хорошо известно, что количество рутила и ильменита в ксенолитах из кимберлитовых трубок варьирует в широких пределах. Не исключено, что существует прямая корреляция содержания TiO₂ в ксенолитах с давлением. В этом случае можно откалибровать зависимость K_Ti от давления и получить неплохой эмпирический барометр. Такая задача могла бы стать предметом очередного масштабного исследования авторов. Эмпирические закономерности могут послужить основой для проведения физико-химического эксперимента при высоких PT-параметрах.
Наряду с концептуальными положениями в рецензируемой книге можно найти множество очень полезных сведений об эпохах кимберлитового магматизма, геолого-петрографических и структурно-геологических особенностях кимберлитовых тел, о методических приемах петрохимического опробования, об ошибках интерпретации данных и пр. Особенно интересна глава 6, посвященная петрохимическим моделям конкретных кимберлитовых трубок Якутии. В книге сосредоточена и огромная (несколько тысяч анализов) база данных, на которой и основаны все главнейшие выводы авторов. Причем разбиение базы данных на составные элементы проводилось посредством двух вариантов кластерного анализа. Так, петрохимические модели строились по двум алгоритмам - динамического кластерного анализа Дидэя (вариант D) и по алгоритму, созданному на основе разработок Хартигана и Маккулена (варианты S и SS). Создание нескольких вариантов кластеризации позволило авторам монографии найти наиболее устойчивые конфигурации таксономических единиц. Устойчивость кластеризации оценивалась по совпадению мод эмпирических распределений и средних значений в кластерных группах. Таким образом, выделение кимберлитовых популяций базировалось на строгом статистическом анализе и системной "автоверификации". Поэтому с уверенностью можно заключить, что в монографии создана оригинальная петрохимическая модель кимберлитового магматизма Якутии. Она никак не связана с координатой времени, но каждая из популяций отражает специфику зарождения и отделения кимберлитовой магмы на данном уровне глубинности и при данном составе протолита.
К сожалению, книга не лишена и некоторых недостатков. Так, например, авторы анализируют обнаруженные ими связи алмазоносности кимберлитов с химическим составом и реологическими свойствами кимберлитовых магм. Однако читателю не сообщается, каким образом оценивается алмазоносность пород. Величина эта приводится в неких условных единицах. Но что это за у.е.? То ли это количество алмазов в каратах на тонну, то ли число зерен в одном килограмме породы? И поскольку эти сведения в книге отсутствуют, читатель не может быть уверен в достоверности полученных корреляций. Есть и технические "накладки". Так, например, монография написана на двух языках. Таблицы и рисунки – общие. Однако не на всех рисунках есть адекватные английские надписи, а шапки таблиц составлены только на русском языке. Ясно, что зарубежный читатель столкнется с проблемой перевода, поскольку в таблицах сосредоточен огромный фактический материал и результаты его обработки.
В целом книга исключительно полезная не только для специалистов в области петрохимии кимберлитов, но и для огромной аудитории петрологов и геофизиков, занимающихся проблемами верхней мантии. Не обделят ее вниманием и геологи, занимающиеся поисками и разведкой месторождений алмаза, связанных с кимберлитовым магматизмом.