Главная – Журналы – Геология и геофизика 2010 номер 12

Проанализировано состояние сырьевой базы алюминиевой промышленности России, включающей традиционные (бокситы, нефелиновые сиениты) и нетрадиционные (сынныриты, анортозиты, золы ТЭЦ, каолины) типы руд. По совокупности многих критериев (запасы, качество руд, технологии переработки и др.) проблема дефицита глинозема в перспективе решается с вовлечением в разработку минералов группы силлиманита-МГС (андалузит, силлиманит, кианит). Они имеют общую формулу Al₂SiO₅ (в мас.%: Al₂O₃ = 62.9; SiO₂ = 37.1). Их разведанные запасы в пересчете на конечный продукт - алюминий - превышают 400 млн т. Если его производить в тех объемах, в которых он производится в настоящее время (в 2008 г. получено более 4 млн т), то разведанных запасов хватит более чем на 100 лет. Практически все месторождения можно разрабатывать открытым способом, при обогащении применяются гравитация, флотация, электромагнитная сепарация. Содержание глинозема в концентратах достигает 60-62 мас.%. За исключением высококачественных бокситов никакие другие виды сырья и способы их обогащения не могут дать таких концентраций Al₂О₃. МГС можно перерабатывать совместно с нефелиновыми рудами по технологии спекания или напрямую получать из них силумин и алюминий с применением электротермии, минуя стадию производства глинозема. Именно этот вариант и является наиболее перспективным для нашей страны.

Статья посвящена проверке достоверности Rb/Sr изотопных датировок мелового гранитоидного комплекса Центральной Чукотки. В результате выполненных исследований показано, что Rb/Sr изотопные даты для позднеорогенных гранитоидов не являются достоверными. Вариация изотопных характеристик позднеорогенных гранитоидов может быть объяснена с позиции смешения первичных мантийных магм с веществом континентальной коры. Наиболее вероятной причиной смены изотопных возрастов может быть постоянство составов компонентов смешения и их пропорций.

Представлены результаты изучения валентного состояния и локального окружения ионов железа в микровключениях в волокнистых алмазах из россыпей Бразилии и Заира методами спектроскопии рентгеновского поглощения (XAFS) и мессбауэровской спектроскопии. Изученные алмазы можно разделить на две основные группы, различающиеся типом железосодержащих микровключений. В первой группе железо присутствует преимущественно в трехвалентном состоянии в октаэдрическом окружении; во второй группе включения содержат смесь двух- и трехвалентного железа, причем Fe²⁺ находится преимущественно в додекаэдрической координации. Также обнаружены алмазы с включениями, содержащими железо в более восстановленной форме: присутствуют металлическое Fe и Fe₃O₄. Изучение выпиленных из алмазов пластин показало, что валентное состояние Fe в ядре и в оболочке волокнистых кристаллов может отличаться или быть одинаковым. Валентное состояние Fe в микровключениях не коррелирует с количеством воды и карбонатов или их отношением, что указывает на второстепенную роль железа в среде роста волокнистых алмазов. Результаты данной работы свидетельствуют о том, что наблюдаемая в ряде случаев эволюция изотопного состава углерода алмаза в ходе роста объясняется в большой степени изменением химизма ростовой среды, а не изменением f _{O 2}

В связи с представленной на последнем стратиграфическом совещании новой клиноформной моделью строения неокома предлагается в зоне клиноформного строения вместо свит выделять клиноформные образования. Посвитное расчленение разреза (12 свит) остается только к западу от осевой части неокомского бассейна (клиноформы восточного падения). В восточной и юго-восточной частях бассейна все свиты, представленные преимущественно континентальными образованиями, объединить в усть-тазовскую серию.

Приведены данные комплексного исследования современных осадков зал. Провал, образованного при катастрофическом погружении большого блока под воду в результате землетрясения 1862 г. Сопоставление схемы 1862 г. и современной карты залива показало, что за 140 лет граница дельты р. Селенга значительно сместилась на восток. Отложения зал. Провал представлены песками, алевритопелитовыми и пелитоалевритовыми илами. Терригенный материал в них преобладает и состоит из минеральных зерен и наземных растительных остатков. Кроме того, присутствует примесь створок диатомей и спикул губок. В юго-западной части залива установлены турбидиты и почвенный слой, погребенный при подъеме уровня Байкала в 1959-1964 гг. после строительства Иркутской ГЭС. В северо-восточной части залива в колонке донных осадков обнаружен торфоподобный слой, образованный в оз. Белое, существовавшем в Цаганской степи до землетрясения 1862 г. Данные диатомового анализа свидетельствуют о том, что это было мелководное эвтрофное озеро. Скорости осадконакопления в разных местах зал. Провал резко отличаются и напрямую зависят от близости р. Селенга. Колебания геохимических индикаторов, отражающих соотношение органических и обломочных компонентов в донных отложениях зал. Провал, контролируются изменениями температуры и уровня оз. Байкал.

Разработан алгоритм совместного расчета трех основных характеристик геологических пород, слагающих нефтегазовые коллекторы. К этим характеристикам относятся: проницаемость, электроакустическая константа и скорость распространения продольной волны II рода (медленная волна). Достоинством алгоритма является использование для расчетов характеристик волн Стоунли, которые наиболее устойчивы при скважинных измерениях методом акустоэлектрического каротажа.

Обоснованы способ измерения и параметры модели каротажного прибора, размещаемого в скважине для определения радиальных неоднородностей химического состава среды в околоскважинном пространстве с высоким пространственным разрешением. Зондирующим фактором, определяющим пространственное разрешение, является время, прошедшее от момента вылета нейтрона из прибора до момента регистрации прибором гамма-излучения от реакции неупругого рассеяния нейтрона (ГИНР) в среде. Интервал времени характеризует расстояние до точки рождения гамма-кванта, а энергия гамма-кванта, прошедшего сквозь среду без взаимодействий, определяет химический элемент, на котором произошло неупругое рассеяние.
Выполненное моделирование показало, что плотность неупругих рассеяний в каждый момент времени оказывается очень хорошо локализованной в пространстве благодаря невысокому числу актов рассеяния быстрых нейтронов: в среднем 1-2 акта. Компактная локализация актов неупругого рассеяния и является основанием для получения высокого радиального разрешения (а при необходимости - и азимутального) при зондировании среды быстрыми нейтронами и измерении нестационарных потоков ГИНР. Регистрация распределений ГИНР во времени обеспечивает также повышение глубинности зондирования, так как мощные потоки ГИНР от близлежащих областей поступают в детектор на малых временах и не перекрывают более слабые потоки ГИНР от дальних областей, так как те достигают детектора позже.
Для оценки радиальной разрешающей способности метода произведены расчеты отклика скважинного прибора в типичных моделях околоскважинного пространства, включающих саму скважину, железную колонну, цемент, зону проникновения бурового раствора и неизмененную породу. В качестве величин, используемых для определения положения границ пространственных неоднородностей и состава среды между этими границами, выбраны зависимости нерассеянных спектральных линий в спектрах ГИНР от времени для элементов Ca, Si, C, O, Fe. Результаты численного моделирования указывают на высокую чувствительность измерений к радиальным границам и на достаточное пространственное разрешение: около 1 см при временной дискретизации измерений на уровне 0.1 нс. Границы переходов от одной радиальной зоны к другой четко отмечаются на временных распределениях крутыми фронтами, длительностью от 0.1 нс (при угле коллимации источника 30°) до 0.15-0.4 нс (при растворе угла 90°).
Сформулирован метод решения обратной задачи, которая состоит в определении границ радиальных зон и химического состава среды в этих зонах. Поиск решения осуществляется в рамках заранее заданной на качественном уровне модели среды, например, "скважина - колонна - цемент - зона проникновения - неизмененная порода". Метод основан на поиске аппроксимирующих модельных кривых к измеренным временным распределениям нерассеянных потоков ГИНР для всех указанных элементов. Поиск ведется путем оптимизации по пространству искомых параметров - расстояний { r_S} от источника нейтронов до границ зон, и концентраций { C } заданных химических соединений в этих зонах. Начальные приближения для искомых параметров { r_S} и { C } рассчитываются путем линейной инверсии измерений, что оказывается весьма точным, так как вклад однократно рассеянных нейтронов в плотность неупругих рассеяний на малых временах (10 нс) составляет в среднем 50-90 %.
Модельные кривые рассчитываются путем численного моделирования процессов переноса нейтронов и гамма-квантов в среде. Подходящим методом расчета является метод Монте-Карло. Так как кратность рассеяния нейтронов невысока, а для гамма-квантов интерес представляет только нерассеянная составляющая, то процесс численного моделирования происходит быстро.
Для практической реализации метода требуется привлечение наиболее современных достижений в областях конструирования нейтронных генераторов, спектрометрических детекторов гамма-излучения и быстрых анализаторов для регистрации процессов субнаносекундной длительности. Использование генераторов "меченых" нейтронов, полупроводниковых Ge-детекторов с электронным охлаждением или быстрых сцинтиблоков высокого энергетического разрешения на основе сцинтилляторов LaBr₃ (Ce) и BaF₂ позволит внедрить предложенный метод в практику каротажных измерений.

В Прикаспийской, Южно-Каспийской и Баренцевской сверхглубоких впадинах мощность осадочного чехла значительно выше, а раздел Мохо расположен глубже, чем это имело бы место при погружении коры за счет растяжения. В отсутствие больших аномалий силы тяжести такое строение коры указывает на то, что под разделом Мохо во впадинах залегает мощный слой эклогитов, более плотных, чем мантийные перидотиты. Погружение коры во впадинах можно объяснить глубоким метаморфизмом в породах основного состава в нижней части континентальной коры. В осадочных бассейнах, образованных растяжением, основная часть погружения коры осуществляется за первые ~100 млн лет. В рассматриваемых впадинах, по крайней мере, половина погружения произошла позже. Это также не согласуется с их образованием за счет растяжения. Анализ данных сейсмического профилирования показывает, что в Прикаспийской и Баренцевской впадинах растяжение могло обеспечить лишь очень небольшую часть погружения коры. В Южно-Каспийской впадине крупное новейшее погружение произошло в условиях сжатия. Проведенное исследование указывает на реальность процесса эклогитизации как причины крупных погружений коры в сверхглубоких осадочных бассейнах.

Дана критика модели механизма образования глубоких осадочных бассейнов за счет эклогитизации базитового слоя коры. Приводятся неопределенности в использовании средних характеристик (толщины, плотности, давления) мантийной литосферы, коры и осадочного чехла, способных повлиять на оценки погружения. Главное противоречие предлагаемого механизма лежит в области петрологии фаз высоких давлений - для формирования эклогита в коре под бассейном литостатическое давление оказывается недостаточным. Показано, что линейная эстраполяция экспериментальных данных фазового перехода типа габбро-эклогит в область относительно низких давлений и температур не является правомочной. Обсуждается роль флюида в процессе перехода габбро-эклогит. Рассматриваются наиболее известные примеры геологических объектов, где наблюдается появление эклогитов, но ни в одном случае их объем не может соответствовать тем оценкам, которые сделаны для механизма погружения коры с образованием глубоких бассейнов за счет эклогитизации коры. Обсуждается критика модели развития бассейнов за счет растяжения. Современные модели учитывают двуслойное строение литосферы, а также возможность хрупких и пластических деформаций при разной реологии материала коры. Приведены примеры моделирования формирования бассейнов за счет растяжения, где основные деформации растяжения фокусируются в литосферной мантии, а не в коре. Тем самым допускается возможность образования бассейнов растяжения на коре континетального типа.