Главная – Журналы – Геология и геофизика 2001 номер 7

Показан новый разрез кембрийских отложений. Он вскрыт скв. Лемок-1, пробуренной в левобережье Енисея ниже устья Ангары. Его нижнюю часть слагают соленосные, а верхнюю – пестроцветные отложения, аналогичные породам соответственно усольской и эвенкийской свит Сибирской платформы. Между этими частями разреза располагается интервал, представленный сульфатно-карбонатными и карбонатными отложениями. В них отмечается раковинный детрит и обрывки колоний водорослей. В интервале 2804,4-2805,9 м установлены трилобиты Binodaspis cf. paula Suvorova и Bonnaria sp., а также оленеллиды. По сочетанию приведенных форм определен ботомский возраст пород.
Проведена корреляция разрезов глубоких скважин, пробуренных в левобережье Енисея: Тыйская-1, Лемок-1, Елогуйская опорная и Малохетская-11. На этой основе для рассматриваемой территории предложена самостоятельная схема стратиграфии кембрия. Нижний кембрий представлен четырьмя свитами - усольской, тыйской, аверинской и анциферовской. Три последние свиты предложены впервые. Они отвечают соответственно атдабанскому, ботомскому и тойонскому ярусам. Для интервала низов среднего кембрия (амгинского яруса) ранее была предложена елогуйская свита, выше которой располагается эвенкийская свита.
Показано, что левобережье Енисея в раннем и начале среднего кембрия представляло собой крупномасштабную карбонатную платформу (барьерный риф). Это сооружение разделяло солеродный бассейн Сибирской платформы (континента) на востоке и открытую на запад акваторию океанического типа. В относительной близости от края Сибирского континента на Вездеходной площади установлены вулканиты, характерные для задуговых бассейнов.

Краевые части Сибирской платформы хранят в себе информацию об особенностях древней истории планеты. Рост континентальной коры, распад континентов и раскрытие океанов - наиболее важные события, фиксирующиеся на окраинах платформы. Юго-западное обрамление платформы включает в себя раннедокембрийские блоки Енисейского кряжа и северных склонов Восточного Саяна. Среди них выделяются складчатые (покровно-складчатые) образования или краевые поднятия фундамента Сибирской платформы.
Южно-Енисейский кряж (Ангаро-Канский блок) занимает центральную область юго-западного обрамления, и в нем представлено большинство его метаморфических и магматических комплексов. Тесное пространственное совмещение вещественных комплексов и резкие градиенты метаморфических преобразований свидетельствуют о весьма сложной тектонической эволюции региона.
В истории Южно-Енисейского кряжа наиболее уверенно реставрируются процессы коллизии, которые обусловили высокоградиентный метаморфизм от гранулитовой фации повышенных давлений до амфиболитовой. Они привели к увеличению мощности коры и завершились становлением больших масс гранитоидов таракского комплекса. В дальнейшем орогенный этап сменился процессом рифтообразования, причем наличие мощной коры способствовало развитию этого процесса по типу формирования метаморфических ядер. Дальнейшее растяжение привело к экспонированию отдельных блоков высокометаморфизованных пород и тектоническому совмещению их с менее метаморфизованными блоками. Снятие давления сопровождалось магматическим подслаиванием в нижней коре, что спровоцировало явления реоморфического плавления и гомогенизации метаморфических толщ, близких по составу к гранитам с образованием плутонов порфиробластических гранитоидов.

В работе обобщены имеющиеся палеомагнитные данные по венд-кембрийским островодужным комплексам юго-западного обрамления Сибирской платформы. Они позволяют восстановить взаимное пространственное положение фрагментов палеоостровных дуг, включенных в современный тектонический коллаж Алтае-Саянской складчатой области (АССО), на двух временных этапах: венд-ранний кембрий и средний-поздний кембрий. Проведенный анализ этих данных дает возможность установить основные моменты тектонической эволюции структуры окраины Сибири от времени заложения островных дуг до этапа коллизии и причленения их к Сибирскому континенту.
В отличие от существующих реконструкций структуры и развития АССО, данная реконструкция базируется на новых палеомагнитных определениях. Она согласуется с имеющимися палеобиогеографическими обобщениями и всем комплексом геологических данных с минимальным количеством допущений и предположений при интерпретации истории геодинамического развития региона.
Построенная модель подтверждает сделанные ранее выводы о том, что ведущую роль в формировании структуры континентальной литосферы Центральной Азии на этапах аккреции и коллизии наряду с покровно-надвиговыми системами играли сдвиговые перемещения.

С соблюдением условий подобия проведено физическое моделирование формирования крупных разломов в зонах растяжения литосферы. Изучены закономерности развития сети разрывов в процессе растяжения упруговязкопластичного модельного материала с постепенной морфологической трансформацией и слиянием мелких разрывов в единый магистральный разлом. Установлена стадийность формирования крупных разрывов и единого магистрального шва, которая выражается в серии структурных перестроек сети разрывов, задокументированных по изменению ряда параметров: плотности разрывов, их длины, фрактальной размерности сети и др. Структурные перестройки фиксируются на графиках изменения фрактальной размерности сети разрывов, длины наиболее протяженного разрыва и плотности разрывов, которые происходят на фоне увеличения деформации модели. В природной обстановке по имеющейся сегодня иерархической сетке разломов нетрудно оценить их фрактальную размерность, а от нее перейти на относительную степень деформации горных пород и структурную стадию развития зоны крупного разлома.

В Северо-Западном Присаянье, в пределах Канской глыбы - фрагмента гранит- зеленокаменной провинции ЮЗ окраины Сибирского кратона – выделено два зеленокаменных пояса – Идарский и Канский. На основании изучения геологических разрезов и состава толщ Канского зеленокаменного пояса (ЗКП), реконструкции протолитов метаморфических пород с использованием широкого спектра редких, радиоактивных и редкоземельных элементов установлено, что преобладающими в метаосадочно-вулканогенном разрезе являются породы пикробазальт-базальтовой и андезит-дацит-риодацитовой ассоциаций, локально развиты толеитовые базальты, подобные MORB, и ультрамафиты коматиитовой серии. Перекрывающие метатерригенные осадки включают граувакки и глиноземистые пелиты. Характер породных ассоциаций и особенности редкоэлементного состава метаосадочно-вулканогенных отложений являются типичными для древних зеленокаменных поясов. Формирование комплексов Канского ЗКП могло происходить в обстановке энсиалической островной дуги, развитие которой осложнялось зоной задугового спрединга. Результаты первых изотопно-геохронологических исследований минералов U-Pb и Ar-Ar методами свидетельствуют о том, что накопление вулканитов Канского ЗКП происходило в раннем протерозое, а наиболее интенсивное их метаморфическое преобразование связано с нижнекембрийским событием. Последнему этапу отвечает и время образования трондьемитов Верхнеканского массива.

Приводятся оригинальные прецизионные данные по химическому и редкоэлементному (Li, Rb, Cs, Ba, Sr, Pb, Zn, Sn, Co, Ni, Cr, V, Cu, Sc, Mo, W, Nb, Zr, Hf, Th, U, РЗЭ, Y) составу магматических образований Тундакского силла (Северное Забайкалье) – пикротешенитов, мезо- и лейкотешенитов, а также анальцимовых сиенитов. Показано, что данный спектр пород образован путем внутрикамерной кристаллизационной дифференциации единой тешенитовой магмы непосредственно в объеме силла. Возраст тешенитов определен K-Ar методом 118,83 3,56 млн лет.
Sr-изотопные характеристики пород силла и их минералов демонстрируют значительные отклонения от изохронной модели. В то же время, ряд закономерностей указывает на то, что дисперсия Sr-изотопных составов обусловлена не изотопной гетерогенностью исходного расплава, а главным образом постмагматическими изменениями пород. Произведенная оценка величины начального отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в этом расплаве (0,7053-0,7056) не исключает примеси в нем ассимилированного корового вещества.
Геолого-геохимическое сопоставление показывает высокую степень сходства северо- и позднемеловых западно-забайкальских тешенитов, а также близкие временные и вещественные соотношения с трахибазальтами, изливавшимися в обоих регионах на предшествующих стадиях позднемезозойского рифтогенного вулканизма. Предложена генетическая модель формирования базальтоидных расплавов обоих типов (тешенитового и трахибазальтового) из единого мантийного источника, согласно которой вещественные различия между этими типами определяются длительностью эволюции первичных магм, причем допускается смешение глубокодифференцированных и примитивных расплавов в промежуточных магматических камерах.

Рассмотрены главные черты сходства и различия сульфидного медно-никелевого оруденения трех различных генетических типов месторождений. Сравнение производится на примере месторождений, связанных с архейскими коматиитами Западной Австралии, фанерозойскими (P-T) коматиитами Северо-Западного Вьетнама, а также фанерозойскими (P-T) коматиитоподобными расплавами Норильского района Сибирской платформы. Сопоставление приводится по ряду признаков и параметров, наиболее важных в генетическом отношении, таких как геодинамическая и геолого-тектоническая обстановка, связь сопоставляемых месторождений с высокомагнезиальными расплавами, соотношение Ni/Cu в рудах и характер сульфидной минерализации, фациальность рудоносных расплавов, специфика условий формирования месторождений и т. д. По сумме принимаемых во внимание литературных и собственных материалов авторы полагают, что сульфидный расплав в архейских коматиитах изливается, очевидно, близкоодновременно с их лавами при малой мощности земной коры, в то время как для месторождений в фанерозойских коматиитоподобных гипабиссальных норильских рудоносных интрузивах явно преобладает сульфуризационно-метасоматический генезис. В отличие от них для фанерозойского месторождения Банфук, связанного с коматиит-базальтовым вулканоплутоническим комплексом в СЗ Вьетнаме, имеет место промежуточный вариант генезиса: он включает возникновение жильных массивных руд - на магматическом этапе формирования этого месторождения, а вкрапленных и прожилково-вкрапленных, очевидно, происходило при сульфуризации – на флюидно-магматической и гидротермальной стадиях. Генетическая близость рассмотренных типов месторождений Pt-Cu-Ni рудной формации определяется их связью в основном с глубинным источником серы.

Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии и электронным микрозондированием исследованы скарновые и экссолюционные шпинели из контактов интрузивов траппового комплекса с карбонатно-соленосными отложениями чехла Сибирской платформы. Установлена приуроченность шпинели в долерит-доломитовых контактах к экзоскарновым зонам магнезиальных скарнов магматической стадии и только к эндоскарновой зоне метасоматической колонки послемагматической стадии. Составы скарновых шпинелей повсеместно отклоняются от стехиометрии и представляют собой твердые растворы системы MgAl₂O₄ – FeAl₂O₄ – MgFe₂O₄ – FeFe₂O₄ с незначительной примесью марганца, цинка и титана. В кальцифире шпинели представлены серией MgAl₂O₄ – MgFe ₂O₄ – FeFe₂O₄, в шпинель-форстеритовой зоне – серией MgAl ₂O₄ – FeAl₂O ₄ – FeFe₂O₄, а в шпинель-фассаитовой – отвечают ряду MgAl₂O₄ - FeAl₂O₄. Среди экссолюционных шпинелей выделены 4 группы, отличающиеся по составу, форме, времени и механизму кристаллизации. При распаде сложного твердого раствора оксидов сначала выделялись по механизму гетерогенного зарождения нестехиометричные шпинели серии MgAl₂O₄ – FeAl₂O₄ – MgFe₂O₄ – ZnFe₂O₄, претерпевавшие распад на плеонаст, магнезиоферрит и франклинит. Затем по механизму гомогенного зародышеобразования последовательно возникали ламелли магнезиально-железистой алюмошпинели и герцинита. Шпинель служила источником глинозема для флогопита, клинохлора, гидроталькита и других минералов послескарновых ассоциаций.

Изучение твердых природных углеводородных веществ имеет большое практическое и теоретическое значение. С одной стороны, промышленные их скопления могут рассматриваться в качестве нетрадиционного сырьевого источника для химической промышленности, с другой – позволяют решать вопросы, связанные с образованием побочных продуктов нафтидогенеза. В статье характеризуются твердые битумы ("пиробитумы"), локализующиеся в пределах пластовых долеритовых интрузий. Обосновывается деструктивно-возгонный характер их формирования, синхронного с проявлением силлогенеза в Минусинском межгорном прогибе.

Процесс образования коллоидных и метаколлоидных минералов, где возможно возникновение монодисперсных систем, рассмотрен с позиции надмолекулярной кристаллизации. Приводятся экспериментальные данные по синтезу монодисперсных частиц: оксидов, гидроксидов, сульфидов и других соединений. Примеры надмолекулярной кристаллизации в эксперименте и природных условиях анализируются с учетом общих закономерностей процесса надмолекулярной кристаллизации.

На основании интерпретации данных по содержанию трассера (фреона-12) в водах оз. Байкал и данных по температуре вод сделана попытка описания в нем процесса водообмена. В качестве механизма, управляющего процессом глубинного водообмена, рассматривается распад состояния метастабильного равновесия, в котором пребывает вода верхнего слоя в холодное время года при обратной стратификации. Записана система одномерных уравнений материального (для трассера) и теплового баланса, решена обратная задача: найдены коэффициенты турбулентного переноса и потоки, осуществляющие обмен воды. Решение показывает, что в верхней части столба глубинных вод значительную роль играют процессы турбулентного обмена. Найдена функция распределения потоков опускающейся воды от глубины в верхнем слое.

С использованием нового экспериментального метода исследованы мгновенные вариации скорости и поглощения в рыхлой среде, подвергаемой пульсирующей динамической нагрузке с помощью мощного сейсмического вибратора. Во время работы вибратора среда в подвибраторном полупространстве просвечивалась высокочастотным источником упругих волн, а зарегистрированные колебания подвергались стробоскопическому анализу. Обнаружено, что скорости и поглощение пульсируют по величине хотя и синхронно с внешней нагрузкой, но не синфазно с нею и между собой. На мгновенные вариации этих параметров наряду с величиной деформации существенное влияние оказывает абсолютная величина скорости деформации, причем последняя действует всегда в сторону снижения скорости упругих волн. Обнаружено явление повышенной чувствительности некоторых слабых сейсмических границ к присутствию динамического возмущения среды.