Главная – Журналы – Геология и геофизика 2001 номер 9

Среди интрузивных траппов Сибирской платформы (СП) и Таймырского п-ова статистически выделяются три петрохимические группы базитов: 1) "нормальные толеитовые" (преобладают), 2) обогащенные Ti и Fe с повышенными содержаниями щелочей (ферродолериты), 3) низкотитанистые пикритоидные ("норильский тип"), которые наименее распространены. Наиболее насыщен интрузивами чехол СП в западной части, где в отдельных его участках фиксируется до 17 отдельных магматических тел, а суммарная их мощность может составлять более 2-2,5 тыс. м. В отдельных разрезах отмечается присутствие 2-3 петрохимических групп интрузивов, в других – преобладают тела одного типа.
Устанавливается четкая региональная зональность в распределении составов интрузивных траппов - на юге и юго-западе СП практически отсутствуют массивы "норильского типа", в которых максимальные содержания MgO в придонных частях дифференцированных силлов обычно ниже 11 мас.%. Здесь в них зафиксирован лишь один случай содержания MgO порядка 15 мас.%. Разительны различия в распространенности ферробазитов. Так, в западной части СП они составляют не более 11 %, тогда как на юге - порядка четверти всех породных групп. Обогащенные TiO₂ и FeO* породы (ферродолериты) на юге платформы составляют порядка 70 %. Наиболее основные, магнезиальные и низкотитанистые расплавы проявились на территории Норильско-Хараелахского района. К югу и северу от него интрузивные траппы "в среднем" более кислые, высокотитанистые и щелочные. Железистость расплавов интрузивных базитов на севере и юге платформы выше, чем в ее центральной части. На востоке платформы расплавы близки к "нормальным толеитовым", они менее железистые, но более кальциевые и магнезиальные, чем на юго-западе СП. Зональность составов интрузивных траппов коррелируется со структурно-формационными зонами и строением земной коры: 1) магнезиальные и трахибазальтовые дифференцированные интрузивы преимущественно сопряжены с бортами Енисей-Хатангской депрессии, 2) обогащенные железом и титаном базиты преобладают в "ангарском блоке", который характеризуется наиболее утоненной консолидированной земной корой в центральной его части, 3) "нормальные толеитовые" базиты, похоже, преобладают в участках с мощной консолидированной земной корой.

Рассматривается геологическое строение открытой в 1966 г. Крестовской интрузии ультраосновных мелилитовых пород. Приводится петрографическая характеристика мелилитовых и монтичеллитсодержащих пород, их минералогия, состав минералов, в том числе редко встречаемых (кальсилита, комбеита, ранкинита, ларнита, джерфишерита). С помощью изучения расплавных включений было установлено, что мелилитовые и монтичеллитсодержащие породы кристаллизовались на магматической стадии в следующей последовательности: перовскит (1250-1230 ^oC) ^o мелилит (1235-1160 ^oC) монтичеллит (1090-990 ^oC). Состав расплава на стадии кристаллизации перовскита был малокремнистый (30-33 мас.% SiO₂), обеднен Al₂O₃ (5-6 мас.%) и MgO (6-8 мас.%), обогащен CaO (17-21 мас.%) и щелочами (в сумме до 11 мас.% с преобладанием K над Na), содержал 2-3 % SO₃ и, вероятно, некоторые количества Cl и CO₂, т. е. состав был щелочно-ультраосновной, обогащен Ca, имел K-Na или даже Na-K тип щелочности. В момент кристаллизации перовскита проявилась жидкостная силикатно-солевая несмесимость. Кристаллизация мелилита началась из того же расплава и протекала в условиях продолжавшейся двухфазовой жидкостной несмесимости при резко меняющейся фугитивности кислорода. В процессе кристаллизации и фракционирования мелилита в расплаве возросли содержания Si и Al, резко упал потенциал Fe, в сумме щелочей уменьшились количества Na и возросли – K, но количества Ca и Mg остались примерно на том же уровне. В дальнейшем высокий потенциал калия обеспечил связывание Al-Si радикалов в молекулы флогопита и кальсилита и кристаллизацию в восстановительных условиях джерфишерита. Чрезвычайно высокая активность Ca способствовала кристаллизации весьма редких кальциевых силикатов – ларнита и ранкинита и связыванию оставшихся количеств Na в комбеит и пектолит.
Пространственно обособившийся в результате жидкостной несмесимости силикатно-солевой расплав по составу был близок высококремнистым карбонатитовым щелочным расплавам Форт Портала в Уганде. С его воздействием связаны автометасоматические преобразования оливиновых и пироксеновых пород, приведшие к возникновению на магматической стадии монтичеллита и граната. Среди летучих в силикатно-солевых расплавах главную роль играли CO₂ и H₂O, незначительную – CO.

Южно-Чуйский метаморфический комплекс (Горный Алтай) приурочен к северо-восточной окраине Алтае-Монгольского террейна. В западной части комплекса развиты метаморфиты кианит-силлиманитового типа, а в центральной и восточной - более высокотемературные и менее глубинные породы (андалузит-силлиманитовый тип). В предшествующих работах авторов установлена полиметаморфическая природа южно-чуйского комплекса и обоснован раннекембрийский возраст первого этапа метаморфизма кианит-силлиманитового типа. В настоящей статье приводятся результаты комплексного Ar-Ar, Rb-Sr и U-Pb изотопного датирования метаморфических пород и мигматитов наложенного этапа метаморфизма андалузит-силлиманитового типа. Геохронологическому изучению подверглись три опорных участка в центральной и восточной частях южно-чуйского комплекса. В результате датирования получены только среднепалеозойские возрасты (от позднего силура до раннего карбона включительно). Сопоставление и анализ геохронологических данных, полученных разными методами, позволяет выделить в истории развития южно-чуйского комплекса следующие этапы: 1) раннекембрийский метаморфизм кианит-силлиманитового типа; 2) позднесилурийский наложенный высокотемпературный метаморфизм и ультраметаморфизм андалузит-силлиманитового типа; 3) завершающие среднепозднедевонское и раннекарбоновое термальные события, которые выразились в нарушении K-Ar изотопных систем биотитов и белых слюд некоторых участков. Последнее термальное событие было сопряжено с внедрением жильных тел лейкогранитов и сопровождалось хрупкими и хрупкопластичными деформациями.

Экспериментальные исследования выявили зависимость скорости седиментации и скорости роста надмолекулярных кристаллов от степени деионизации суспензии монодисперсных сферических частиц кремнезема. При низких pH процесс кристаллизации лимитируется седиментацией структурных единиц. Расчет энергии парного взаимодействия частиц показывает резкое преобладание сил электростатического отталкивания над силами молекулярного притяжения. При кристаллизации в процессе седиментации отталкивание структурных единиц компенсируется гравитационными силами, выступающими как эквивалент сил молекулярного притяжения.

Экспериментально установлены главные тенденции физико-химического поведения Ni, Fe и примесных платиновых металлов на ранней стадии кристаллизации Fe-Ni сульфидных расплавов с небольшим избытком серы относительно суммы металлов. Показано, что кристаллизация сульфидных расплавов сечения Fe_xNi_0,49-xS_0,51 при 900 ^oC во всем интервале отношений Ni/(Ni + Fe) происходит с образованием моносульфидного твердого раствора (mss) как главной фазы, причем Fe преимущественно фракционируется в mss, а Ni – в расплав. На этом фоне при определенных условиях возможно образование ЭПГ-содержащих фаз – (Pt,Fe,Ir)-сплава (при исходном Fe Ni), RuS₂ (при исходном Ni Fe), (Pt,Ni)S - в образце чисто никелевого исходного состава, т. е. при предельно высоком значении lgf(S₂) = –1,2. Выявлено, что при кристаллизации mss имеет место ярко выраженный процесс накопления Pd в остаточном расплаве (к которому присоединяется и Pt, не выделившаяся в форме сплава с Fe и Ir), тогда как Ir и Ru предпочтительно переходят в mss. При избытке Fe в исходных составах (низкие значения f(S₂)) большая часть Rh переходит в расплав, но повышение исходного содержания Ni приводит к преимущественному распределению Rh в mss.
Специальные эксперименты с Pd-содержащими образцами изученного разреза дают основание говорить о резком (примерно до 600 ^oC) снижении температуры существования последних капель сульфидного расплава, обогащенного Pd (до 8 ат.%). Из него кристаллизуется Pd-пентландит (до 3,4 ат.% Pd), фаза примерного состава (Pd,Ni,Fe)_2,6S и другие неидентифицированные фазы.

Методом ЭПР исследованы особенности распределения парамагнитных примесей в эндогенных карбонатах, образованных в контактовых зонах траппового и щелочно-ультраосновного комплексов с отложениями чехла Сибирской платформы. Установлено, что главными парамагнитными центрами в исследованных образцах являются а) ионы Mn²⁺, изоморфно замещающие ионы Ca²⁺ и Mg²⁺, б) ионы Fe³⁺, образующие оксидные или гидроксидные кластеры размером 100-1000 и больше, в) радиационные центры, возникающие под действием природного ионизирующего излучения. Используя индикаторные особенности спектров, установлено, что карбонаты из магнезиально-скарновых ассоциаций представляют собой твердый раствор кальцита с доломитом или анкеритом. По сравнению с карбонатитами кальциты из контактов с траппами менее железистые, в них низкие концентрации кластеров Fe³⁺. Радиационные центры фиксируются в безжелезистых кальцитах, сопутствующих апатиту. Количество парамагнитных ионов Mn²⁺ уменьшается в низкотемпературных генерациях кальцитов. Во всех генетических группах прослеживается тенденция смены структурно неоднородных высокотемпературных твердых растворов карбонатов стехиометричными кальцитами, доломитами, анкеритами и сидеритами.

Обзор данных по строению горных сооружений Алтая позволяет предложить следующую геодинамическую модель региона. Горные сооружения Алтая сформировались в ходе дробления и растекания коровых масс на южной и западной границах Монгольской микроплиты в поле регионального сжатия, возникшего в результате вдавливания Индостана в Евразию. Сформировались области преимущественного течения масс в северо-западном и восточном направлениях. В протяженных сдвиговых зонах происходило также поперечное укорочение земной коры, сопровождавшееся погружением поверхности Мохоровичича и увеличением высоты горных сооружений. Рост горных хребтов происходил по взбросам (реже надвигам), наряду с преобладающими по амплитудам сдвиговыми перемещениями по основным разломам. Вертикальные перемещения по отдельным разломам составили 3-4 км, горизонтальные до 20-40 км. На северо-западном фланге сдвиговых зон в пределах Русского Алтая происходит частичное поглощение сдвиговых амплитуд за счет расщепления основных разрывов на разломы северного, представленные сбросами и раздвигами, и западного простирания, представленные преимущественно взбросами. Увеличение площади горных сооружений происходило за счет дробления и вовлечения в воздымание краевых частей устойчивых блоков обрамления. Судя по проявлениям современной сейсмической активности, сосредоточенным вдоль основных разрывных границ Алтая, процесс, начавшийся в олигоцене и резко активизировавшийся в конце неогена, продолжается и в настоящее время.

Рассматриваются количественные соотношения между длиной сейсмогенных разрывов, смещением и магнитудой разрыво-образующих землетрясений в зависимости от типа подвижки по разрыву и регионального поля тектонических напряжений. Установлено, что для нарушений с одинаковой кинематикой подвижек (сбросов, взбросов, сдвигов), но образованных в областях с различным напряженным состоянием литосферы, зависимости между параметрами отличаются друг от друга. Показано, что сдвиги являются наиболее универсальными сейсмогенными разрывами. Их параметры и магнитуда землетрясений имеют тесную связь в областях с любым типом напряженного состояния литосферы. Для сбросов и взбросов наиболее закономерная связь устанавливается между параметрами тех разрывов, которые сформировались в областях растяжения или сжатия соответственно, либо полях переходного типа. Области сжатия являются наиболее сложными обстановками для формирования нарушений с любым типом подвижки. Результаты исследований особенно важно учитывать при палеосейсмореконструкциях.

Для построения геоэлектрической модели Чуйской впадины привлечен значительный по объему электроразведочный материал, полученный на территории депрессии в 70-80-е гг. Интерпретация экспериментальных данных проводилась на основе решения обратных задач геоэлектрики, в компьютерных системах "Эра" и "Сонет". В результате удалось значительно уточнить мощности кайнозойских осадочных отложений и наглядно представить глубинное строение впадины. Кроме того, выявлены особенности распределения сейсмичности в изучаемой области.

Описаны сделанные в мезозое Западно-Сибирской плиты находки строматолитов и онколитов, приуроченных к терригенно-карбонатным верхнеюрским отложениям верхней пачки абалакской свиты в западной части плиты, являющимся аналогом георгиевской свиты, широко распространенной в регионе. Строматолиты мелкостолбчатые при ширине столбиков 1,5-2,5 см и высоте до 4,5 см. Размер онколитов достигает 4-5 см. Наряду с собственно строматолитовыми и онколитовыми образованиями встречаются строматолитово-конкреционные размером до 10 см, а также микростроматолитовые и микроонколитовые, размер которых измеряется миллиметрами.

Проведено Rb-Sr изотопное датирование даек гранитных пегматитов, прорывающих щелочные габброиды и сиениты Ошурковского массива, возраст которого, по уточненным данным, 125 млн лет. Пегматиты образуют поле, включающее в себя несколько десятков тел. Установлено, что образование пегматитов происходило в два этапа: 113 2 и
120 2,4 млн лет назад, пегматиты разных этапов внедрения имеют отличные друг от друга геохимические характеристики. Близость начальных отношений Sr в пегматитах первого этапа и габброидах массива, возможно, свидетельствует об участии щелочно-базальтовых магм в процессе гранитоидного пегматитообразования.