Главная – Журналы – Геология и геофизика 2003 номер 7

В работе представлены новые данные по содержанию биогенного кремнезема в керне BDP-98 и органического углерода в керне BDP-96-2. Распределение этих компонентов в байкальских осадках за последние 130 тыс. лет имеет четко выраженную ритмичность, которая свойственна климатическим вариациям позднего плейстоцена. Новые детальные палеоклиматические записи из оз. Байкал позволяют рассматривать вопросы устойчивости межледникового климата и продолжительности последнего межледниковья в Северном полушарии. Корреляция байкальских записей с записями из Европы и Северной Атлантики на интервале 70-130 тыс. лет назад позволяет выявить следы кратковременных палеоклиматических вариаций в Юго-Восточной Сибири. Проявление аналогов среднеэемского похолодания около 122 тыс. лет назад и события Монтегю около 103 тыс. лет назад в Байкале свидетельствует о пространственных климатических связях между Северо-Атлантическим регионом и внутриконтинентальной областью Сибири во время межледниковых и интерстадиальных периодов.
Быстрые переходы тепло/холод в байкальской записи указывают на более раннее наступление ледниковых условий в Сибири по сравнению с Европейским регионом. Особенно четко это проявлено при переходе от казанцевского к раннезырянскому времени. В Байкальском регионе оледенение наступает около 115-116 тыс. лет назад, в то время как в Европе и в Северной Атлантике похолодания отмечаются с задержкой на 5-8 тыс. лет, что подтверждается сравнением независимых возрастных моделей. При наступлении ледниковых условий пространственные климатические связи Байкальского региона ослабевают. Например, значительные колебания тепло/холод при переходе к ледниковым условиям на интервале 74-70 тыс. лет назад, наблюдаемые в палеоклиматических записях Европейского и Северо-Атлантического регионов, не выражены в байкальской записи, которая на этом интервале характеризуется необратимым похолоданием.
Непрерывная палеоклиматическая запись из оз. Байкал является надежной стратиграфической основой для детального изучения сибирских континентальных разрезов. Она указывает, что кратковременные тысячелетние климатические события в сибирских записях надежно коррелируют и имеют прямую пространственно-временную связь с «субмиланковическими» климатическими событиями, которые отмечены в детальных морских и континентальных записях Северо-Атлантического региона.

Проведены петромагнитные исследования опорного лессово-почвенного разреза Белово (52,4° с.ш., 83,4° в.д.), которые показали, что на лессонакопление и почвообразование на Приобской увалистой равнине оказали влияние особенности регионального палеоклимата. В периоды образования лессовых отложений, соответствующие периодам похолоданий, основным фактором, обусловившим повышенные магнитные свойства лессов, была сила ветра, приносящего продукты разрушения и выветривания горных пород с большим количеством магнитного материала. В периоды потепления ослабление ветра приводило к снижению поступления обломочного и магнитного материала и к ослаблению магнитных свойств ископаемых почв - «аляскинский» тип. В межледниковья климатические условия были достаточно теплыми и влажными, что отразилось в обогащении пород ПК тонкозернистой магнитной фракцией по «китайскому» типу. Таким образом, петромагнетизм лессов и почв юга Западной Сибири отражает суперпозицию двух известных типов записи палеоклиматических колебаний.

Дистанционные и полевые гляциогеоморфологические исследования, проведенные на одном из ключевых участков Баргузинского хребта площадью 3293 км², позволили реконструировать пространственные (трехмерные) границы и количественные параметры ледников последнего ледникового максимума позднего плейстоцена (МИС 2). Эти исследования включали: а) дешифрирование аэрофото- и космоснимков; б) полевую идентификацию следов ледников на Байкальском побережье (на протяжении 100 км) и в высокогорной водораздельной части хребта; в) обработку пространственных данных средствами ГИС. Полученные результаты свидетельствуют о сетчатом оледенении, основную роль в структуре которого играли локальные ледниковые покровы водоразделов и сложные долинные (дендритового типа) ледники. Наиболее крупные ледниковые языки достигали в длину 60-70 км и распространялись за пределы горных участков своих долин в Северо-Байкальскую впадину. Степень оледенения района исследований составляла ~46 % (1528 км²), а объем льда ~174 км³. Максимальная мощность ледников за счет эффекта подпруживания достигала 800 м. На основе палеогляциологических, литологических и сейсмостратиграфических данных масса терригенного осадка, вынесенного в озеро ледниками из трех бассейнов исследуемой территории (рек Томпуда, Ширильда и Фролиха) за время последнего ледниковья (МИС 2-4), оценивается ~30,6 Гт, а средняя скорость ледниковой эрозии ~0,16 мм/год.

При палеобиогеографическом районировании обычно применяется биохорологический, или собственно биогеографический метод, который сводится к проведению картирования ареалов отдельных таксонов (семейств, родов, видов) и последующего их анализа. Единой номенклатуры биохорий до сих пор нет из-за отсутствия согласованных правил для палеобиогеографического районирования. Вопрос о соотношении ранга биохорий и ранга их таксонов-индикаторов не решен окончательно. Широко применяется правило, по которому ранг выделяемых биохорий зависит от ранга таксономических отличий. Областному рангу отвечает в построениях российских авторов семейственный и подсемейственный ранги эндемичных таксонов; критерием выделения подобластей служат различия главным образом родового уровня. В пределах областей могут выделяться территориально разобщенные сообщества, специфичность которых определяется видовыми (подродовыми, родовыми) различиями, - провинции. При решении вопроса о ранге биохорий необходим анализ истории развития всей биоты в течение длительного времени. Авторы придерживаются следующего иерархического ряда: главные биогеографические категории - надобласть («Superrealm»), область («Realm»), провинция («Province»), а промежуточные - подобласть («Subrealm»), подпровинция («Subprovince»); термин регион («region») оставить для неформального использования.
Наивысшей биогеографической единицей принята надобласть. Только синтез ареалогических данных по нектонным, бентосным, планктонным группам позволяет выявить общие биогеографические закономерности и, следовательно, делает более объективным установление палеобиогеографических подразделений, в первую очередь надобластей и областей. При установлении биохории необходимо опираться на определенный хоротип. Им может быть та часть биохории, в которой наиболее выразительно проявляется ее таксономическая самобытность. Указание времени существования хоротипа (хронотип), также должно быть обеспечено. Обязательным является правило приоритетного названия.
Выделение биохории следует сопровождать приведением определенных сведений. Кроме назначения хоротипа должно быть указание на первого автора (авторов) названия, предложившего биохорию; первоначальное время, для которого она была установлена, и ее территория; палеонтологическая характеристика; дополнения, которые были внесены во все эти показатели в последующих работах. В статье приведены примерные описания некоторых хоротипов.

В Восточном Прихубсугулье среди гранитоидных комплексов выделены своеобразные резко порфировидные биотит-амфиболовые граниты, которые по особенностям структуры, состава пород и минералов отнесены к рапакивиподобным, близким по геохимическим критериям подгруппе А-2 гранитов А-типа. Структурная позиция, геохимические особенности и отсутствие наложенных структурных и метаморфических преобразований позволяют в рамках тектонических классификаций идентифицировать рапакивиподобные граниты как посторогенные. Rb-Sr изохронным методом по породам в целом (5 проб) получена датировка 423,4 20,3 млн лет (СКВО = 0,217) при (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀ = 0,7069. По минеральной разборке значение Т = 402,6 4,5 млн лет (СКВО = 2,31) при Sr₀ = 0,7067 совпадает в пределах погрешностей с датировкой по валовым пробам. Датировки интерпретируются как время закрытия Rb-Sr систем в ходе охлаждения массива гранитов, возраст кристаллизации (внедрения) которого должен быть несколько древнее.
Из полученных данных следует, что складчатые и метаморфические процессы в Восточном Прихубсугулье завершились до начала-середины силура. С учетом обычного временного интервала между внедрением постколлизионных гранитов и коллизиоными процессами можно с большой вероятностью полагать, что региональный метаморфизм в Восточном Прихубсугулье протекал одновременно с высокоградиентным метаморфизмом в Южном Прибайкалье (480-490 млн лет). Подтверждается, таким образом, правомерность выделения Хамардабанского композитного метаморфического террейна, объединяющего зональные метаморфические комплексы Восточного Прихубсугулья, Центрального-Западного Хамар-Дабана и слюдянский гранулитовый комплекс Южного Прибайкалья.

Детально изучены выявленные ранее Г. С. Ясовичем, И. Н. Ушатинским, О. Г. Зариповым карбонаты марганца в отложениях георгиевского горизонта верхней юры Приуральской части Западно-Сибирской плиты, залегающие на глубинах 1600-1800 м. Показано, что по содержанию марганца, мощности пластов руд и площади их распространения рассматриваемые образования сопоставимы с марганцевыми карбонатными рудами Чиатурского месторождения и Никопольского бассейна. Устанавливается большая доля среди изучавшихся карбонатов марганца наряду с массивными, строматолитовых, онколитовых, микростроматолитовых и микроонколитовых разновидностей. Ослабевающая марганценосность рассматриваемых отложений прослежена на восток на расстояние 750 км.

Изучена региональная изменчивость содержания смол и асфальтенов в нефтях Евразии. В исследованиях была использована база данных по химии нефти. Показано, что нефти с высоким содержанием смол и асфальтенов находятся на западе Евразии, а нефти с малым их содержанием - в восточной части территории Евразии. Изучено распределение нефтей по содержанию смол и асфальтенов в 24 стратиграфических подразделениях. Выявлен циклический характер в изменении содержания смол и асфальтенов в зависимости от возраста нефтевмещающих пород. Высказана гипотеза о связи цикличности в изменении содержания смол и асфальтенов с геотектоническими циклами в геологической истории Земли.

Рассмотрена задача о распространении волн в слабосвязных сухих песчаных грунтах. Предложен новый метод вывода уравнений движения волн в таких средах, который не использует традиционное уравнение состояния, а базируется на учете взаимодействия между собой зерен, составляющих породу. Показано, что в случае контактных межзерновых взаимодействий в рамках закона Герца, даже при одномерном движении поперечной волны в канале с жесткими стенками, реализуется вторичный процесс волнового движения в ортогональном основному направлении. Процесс описывается системой двух связанных между собой уравнений.
Установлена возможность оценки некоторых петрофизических свойств песчаных материалов по сейсмическим данным. Получена зависимость скоростей продольных и поперечных волн в песках от параметров микроструктуры среды. Произведено измерение скоростей распространения волн деформаций в сыпучих песках различного фракционного состава.
Сравнение вычисленных теоретически и измеренных экспериментально констант указанной среды показывает вполне удовлетворительное совпадение.

В упруговязкопластичной модели, имитирующей литосферу, проведено физическое моделирование процесса формирования сдвиговой зоны для изучения стадийности ее развития и количественных соотношений длины разломов и их амплитуды смещения. По структурным критериям и результатам фрактального анализа процесс эволюции внутренней структуры сдвиговой зоны подразделяется на стадии, для каждой из которых характерен свой диапазон количественных соотношений между амплитудой смещения и длиной разрывов. Природа вариаций соотношений и тесноты связи между анализируемыми параметрами в пределах стадий в условиях стационарности граничных условий эксперимента объясняются с позиций синергетики.

Предлагается схема движения в жидком проводящем ядре Земли, представляющая собой основу простого механизма магнитогидродинамической (МГД) генерации геомагнитного поля. Распределение азимутальных токов в предложенном генераторе соответствует результатам численного моделирования источника осесимметричной части геомагнитного поля. В предложенной схеме азимутальный ток генерируется классическим МГД-способом, по правилу левой руки. Оценка скорости движения вещества в жидком ядре (при проводимости, характерной для железа с примесями) дает величину 5·x 10^-6 м/с. Схема естественным образом согласуется с опережающим вращением внутреннего ядра Земли, западным дрейфом мелкомасштабных неоднородностей поля, дает подход к объяснению джерков и их связи с неравномерностью вращения Земли. Предполагается, что инверсии и экскурсы магнитных полюсов вызываются нарушением соотношения меридиональной и азимутальной скоростей, либо плюмами в жидком ядре.

Дан обзор и анализ возникновения и эволюции представлений понятия «свита» от вспомогательного временного стратона до основного, главного. Отсутствие определенных правил выделения свит-литостратонов привело бассейновую (местную, региональную) стратиграфию к кризису. Подавляющее большинство выделенных свит в мезозойском разрезе Западной Сибири не способно выполнять основную (коррелирующую) функцию стратона. Свиты секут различные стратоны, в том числе и сами себя.
Число свит растет как снежный ком, превратившись, по существу, в информационный шум. Выход из кризисной ситуации предлагается на пути использования системного подхода: свита-стратон-система, со всеми вытекающими отсюда принципами, требованиями, правилами и следствиями.
При системном подходе к выделению свит резко сокращается их число и появляется надежный инструмент их однозначного выделения и прослеживания (корреляции) в разрезе бассейна. Любая система, в том числе и породно-слоевая, обладает свойствами классифицируемости, минимизации, иерархичности и др.