Главная – Журналы – Геология и геофизика 2009 номер 3

На основе анализа современных представлений о механизме образования островных дуг и задуговых бассейнов предлагается более строгий подход к палеогеодинамическим реконструкциям Саяно-Байкальской складчатой области. Основной причиной образования современных островных дуг и задуговых бассейнов является откатывание желоба (rollback) в сторону океана вследствие последовательного погружения в мантию участков толстого и холодного океанического слэба, обладающего отрицательной плавучестью. При стагнации океанического слэба нарушается динамическое равновесие в субдукционной системе, что приводит к увеличению скорости отката желоба. В результате континентальная магматическая дуга трансформируется в островную дугу, в тылу которой формируется новая океаническая кора окраинного моря. Дальнейшее развитие субдукционного процесса может приводить к деформациям островной дуги и задугового бассейна и причленению сложных покровно-складчатых структур с участием задуговых и островодужных породных комплексов к континенту (аккреция и коллизия) даже без участия крупных коллидирующих блоков. Применение этой модели для Саяно-Байкальской складчатой области показывает, что окраинные бассейны рифея и венда—раннего палеозоя играли гораздо более существенную роль в формировании геологической структуры данной области, чем это считалось ранее. Эти бассейны являлись основным местом накопления осадочных и осадочно-вулканогенных толщ, а в последующем — ареной проявления коллизионнo-аккреционных событий: складчатости, метаморфизма и гранитоидного магматизма.

Приведены первые результаты исследования содержаний главных оксидов и редкоземельных элементов в породах, а также составов пиропов и альмандинов недавно открытого кимберлитового тела Майское Накынского поля Якутской кимберлитовой провинции.
Кимберлиты характеризуются низкими содержаниями титана, небольшим преобладанием магния над кальцием и наличием составов с повышенными концентрациями К₂О. Для пиропов установлены высокие количества хрома (до 14.5 мас.% Cr₂O₃) и значительная доля (~16 %) в их составе разностей с низкими концентрациями кальция. По петрогеохимическим и минералогическим характеристикам кимберлиты Майского тела комплементарны высокоалмазоносным кимберлитам расположенных рядом Ботуобинской и Нюрбинской трубок. При этом они не являются заключительным звеном эволюционного развития кимберлитового магматизма Накынского поля, что значительно расширяет поисково-разведочные перспективы.

Проведен сравнительный анализ морфологических и геохимических особенностей золота из первичных руд и коры выветривания Суздальского малосульфидного золоторудного месторождения в Восточном Казахстане. Месторождение залегает в углеродисто-терригенных толщах карбона и относится к золото-сульфидному типу. Изучение золота первичных руд позволило выявить две основные формы его нахождения — свободное и, так называемое, невидимое. Свободное золото размерами до десятков микрон представлено кристалломорфными выделениями и зернами неправильной формы, встречаясь в сростках с сульфидами, кварцем, карбонатом и слюдисто-хлоритовым агрегатом. Основная масса золотин имеет пробность 930—980 ‰, причем в пределах отдельных зерен наблюдаются широкие вариации состава. Невидимое золото присутствует в тонкоигольчатом арсенопирите и реже в пирите в виде микро- или наночастиц, возможно, в химически связанном состоянии.
Попадая в обстановку коры выветривания, все это золото служило источником для «новообразованного» золота, отличающегося большим разнообразием морфологических форм. Выделены кристаллические индивиды (изометричное, призматическое, игольчатое, пластинчатое) и друзовидные агрегаты золота в виде экзотических сростков кристалломорфных и натечно-скорлуповатых форм. Отмечается тенденция укрупнения зерен к верхним частям коры выветривания. Устанавливается несколько генераций золота различных гранулометрических классов. На кристаллах ранних генераций выявляются структуры растворения и структуры зародышевого и слоевого роста, а также нарастания мелких зерен и кристаллов. Все эти разновидности золота ассоциируют с гипергенными минералами. Основная масса золота представлена высокопробной разностью (средняя пробность 995 ‰). Гипергенное золото химически однородно, характеризуется высокой пробностью по всему объему золотин, без каких-либо каемок и оторочек.
Проведенные исследования позволяют полагать, что формирование высокопробного гипергенного золота в коре выветривания происходило в условиях значительного растворения невидимого золота сульфидов, его локального перераспределения и отложения в окислительных условиях. В пользу этого свидетельствует и отмечаемая тенденция увеличения размерности золота к верхним горизонтам коры выветривания. Отличительной особенностью вторичного золота является хорошо выраженные кристаллические формы и большое их разнообразие.

Березитовое золото-полиметаллическое месторождение расположено в пределах западной части Селенгино-Станового супертеррейна, в составе которого выделяется широкий спектр магматических образований ранне- и позднедокембрийского возраста, а также многочисленные интрузивные и вулканоплутонические ассоциации палеозоя и мезозоя. Для метасоматитов с золото-полиметаллическим оруденением получены ⁴⁰Ar/³⁹Ar датировки: гранат-кварц-мусковит-серицит-калишпатовые метасоматиты — 129.7 ± 3.2—127.3 ± 4.4 млн лет; мусковит-кварц-серицитовые метасоматиты — 132.0 ± 2.9—131.3 ± 2.3 млн лет. По возрастному положению и общей схеме развития раннемелового магматизма Селенгино-Станового супертеррейна метасоматиты Березитового золото-полиметаллического месторождения соответствуют возрастному уровню проявления интрузивных пород амуджиканского комплекса (132—128 млн лет). Установленная платиноносность золото-полиметаллических руд и метасоматитов позволяет рассматривать Березитовое месторождение как нетрадиционное комплексное золото-полиметаллическо-платиновое, что существенно увеличивает его промышленную ценность.

Построены формулы для вычисления компонент поля эксцентричного диполя (ЭД) с произвольным направлением оси по заданным координатам центра диполя, значению и направлению вектора магнитного момента. Эти формулы использованы для оптимизационного подбора дипольных параметров, соответствующих магнитному полю Земли. Функционалом качества подбора избрано стандартное отклонение поля диполя от поля Земли (IGRF) по компонентам X , Y , Z . Проведено разностороннее тестирование способа подбора.
По значениям компонент IGRF на поверхности Земли вычислены параметры ЭД и гармонические коэффициенты поля ЭД за 50 лет. Обнаружены и проанализированы изменения за это время параметров ЭД в сравнении с изменениями параметров эксцентричного диполя модели А. Шмидта (ЭДШ). Показано, что при уменьшении со временем дипольного поля увеличиваются недипольные компоненты геомагнитного поля. Центр диполя удаляется от центра масс Земли в Восточное и Северное полушария.
В разложении геомагнитного поля в ряд Гаусса дипольная часть поля влияет не только на 1-ю и 2-ю гармоники, а распространяется до 5-й гармоники; вес высоких гармоник со временем растет. Поэтому оценки параметров ЭДШ по первым 8 гармоническим коэффициентам ( n ≤ 2) имеют лишь относительное значение — для выявления их изменения. С другой стороны, мировые магнитные аномалии (ММА) проявляются в разложении Гаусса уже с 1-й, 2-й гармоник, а не с 3-й, как принято считать.

Исследование пространственно-временной структуры напряженного состояния литосферы Байкальской рифтовой системы на уровне иерархии сильных землетрясений проведено по данным о фокальных механизмах 265 землетрясений с K _Р ≥ 10 зарегистрированных в регионе с 1950 по 1998 г., и по данным о сейсмических моментах 802 толчков с K _Р ≥ ?11, происшедших с 1968 по 1994 г. Подтверждено, что в литосфере региона доминирует режим рифтогенеза с формированием толчков-сбросов, на фоне которого локальные области повышенной частоты реализации сдвигов и взбросов отражают неоднородность напряженного состояния среды. Анализ динамики напряжений в литосфере региона подтверждает доминирующую роль рифтогенеза в сейсмотектонических процессах, однако, эта доминанта неустойчива и в конце 1980-х—начале 1990-х годов наблюдается ситуация примерного равенства и даже преобладания сдвигов и взбросов. Результаты анализа напряженного состояния литосферы по данным о сейсмических моментах землетрясений верифицированы по показателям классического метода фокальных механизмов. Регионализация по типу подвижки в очаге дает возможность более надежно и обоснованно подойти к решению проблемы обеспечения сейсмической безопасности в регионе.

В течение трех лет проводился мониторинг сейсмических и деформационных характеристик ледяного покрова оз. Байкал, а также натурные эксперименты по определению механических свойств байкальского льда при испытаниях на одноосное сжатие и срез в условиях in situ . Установлены диапазон измеренных прочностных показателей на сжатие образцов и целиков льда σ = 0.2—1.9 MПа и зависимость их прочности от температуры и структуры. Рассмотрены природные факторы, влияющие на условия деформирования и хрупкого разрушения, такие как изменения температуры воздуха, ветра, подледные течения, вариации атмосферного давления, местные землетрясения. На основании высокоточных измерений режимов смещений по ледовым трещинам построены графики деформационного поведения ледяного покрова, в том числе при эпизодах проявления динамических деструктивных процессов, названных ледовыми ударами. Путем сейсмометрических наблюдений со станции Байкал-12 впервые получены записи суточных изменений сейсмического фона, а также запись ледового удара, магнитуда которого составила M = 0.3—0.8 ( E = 10⁴—10⁵ Дж), что сопоставимо с горными ударами средней силы или слабыми землетрясениями. Описаны условия подготовки ледовых ударов, динамика их проявления и последействия. С помощью подледных микровзрывов изучались параметры деформометрического и сейсмического отклика ледяного покрова на внешние динамические воздействия. Обоснован вывод о том, что природные условия деформирования и деструкции ледяного покрова оз. Байкал, с учетом его упруговязкопластических свойств, во многом подобны процессам, протекающим в тектоносфере Земли. При изучении ледовых деформаций выявлены благоприятные условия для крупномасштабного тектонофизического моделирования, что важно для решения фундаментальных научных проблем и повышения эффективности мер по снижению ущерба от сильных горных ударов и землетрясений.

На низких частотах и/или поздних временах для моделирования собственного отклика незаземленной горизонтальной петли допустимо использовать эквивалентный контур с сосредоточенными параметрами. Однако в общем случае петля является системой с распределенными параметрами. На высоких частотах и/или ранних временах провод петли в совокупности с подстилающей его землей представляет собой длинную линию, поведение тока в которой описывается волновым уравнением. Первичные параметры линии провод—земля сложным образом зависят от удельной электропроводности земли и частоты или времени, вследствие чего решение волнового уравнения, описывающего процесс выключения тока в петле, представляет значительные трудности. При моделировании процесса выключения тока в петле был использован прием, основанный на представлении петли в виде комбинации двух идентичных длинных линий с закороченными выходами. Моделирование осуществлялось в частотной области, после чего выполнялась трансформация во временную область. В результате сопоставления измеренных и модельных графиков затухания амплитуды стоячих волн тока в петле показано, что при расчете первичных параметров системы провод петли—земля необходимо учитывать: 1) взаимодействие каждой из двух линий, образующих петлю, с собственным током-изображением; 2) взаимное влияние линий; 3) скин-эффект в проводе. Взаимное влияние линий приводит к зависимости их первичных параметров и, соответственно, параметров петли в целом от удельного электрического сопротивления земли, что — во всяком случае, в принципе — дает основание рассматривать высокочастотные колебания тока в петле в качестве источника информации об электрических свойствах верхней части разреза. На ранних временах незаземленная горизонтальная петля не является симметричной, и ее первичное магнитное поле отличается от предсказываемого теорией импульсной индуктивной электроразведки.