Главная – Журналы – Геология и геофизика 2012 номер 10

На основании обработки данных глобального каталога Международного сейсмологического центра (ISC) с использованием алгоритма сейсмической томографии впервые получена модель неоднородностей скоростей Р-волн в верхней мантии под Арктическим регионом. В работе использованы времена пробега сейсмических волн от землетрясений, расположенных в изучаемом регионе и зарегистрированных станциями мировой сети, а также данные местных станций, регистрирующих мировую сейсмичность. Наблюдаемые в полученной модели мантии сейсмические аномалии явно соотносятся с основными структурными единицами литосферы Арктического бассейна. Высокоскоростные аномалии на глубинах до 250-300 км в плане соответствуют положению мощных докембрийских литосферных плит, таких как Восточно-Европейская платформа с сопряженной шельфовой областью, Сибирская плита, Канадский щит и Гренландия. При этом под центральной частью Гренландии наблюдается участок резкого утонения литосферы, который можно объяснить влиянием Исландского плюма, который прошел под Гренландией 50-60 млн лет назад. Напротив, под Чукоткой, Якутией и Аляской наблюдаются низкоскоростные аномалии, проявляя относительно тонкую, реологически ослабленную и сильнодеформированную литосферу. Некоторые их этих низкоскоростных областей совпадают с проявлениями кайнозойского вулканизма. Под Чукоткой на глубинах 500-700 км наблюдается высокоскоростная аномалия, которая может быть проявлением реликтовой зоны субдукции, проходившей здесь около 100 млн лет назад. В океанической части региона полученная модель чрезвычайно неоднородна. В северной части Атлантики прослеживается интенсивная низкоскоростная аномалия, которая демонстрирует значительное влияние Исландского плюма и активного рифтинга в раскрытии океанического бассейна. Напротив, под центральной частью Северного Ледовитого океана значительных аномалий не наблюдается, что подразумевает пассивный характер рифтинга.

Описан новый тип разреза кембрийских отложений, вскрытый параметрической скв. Восток-4 в юго-восточной части Западно-Сибирской геосинеклизы (Красноярский край). Разрез охарактеризован палеонтологически и может рассматриваться в качестве опорного для востока ЗСГ. Он представлен всеми тремя отделами кембрийской системы и по комплексу геолого-геофизических характеристик в интервале глубин 2262-5105 м разрез расчленен на оксымскую, тыйскую, аверинскую, кольчумскую и эвенкийскую свиты. Оксымская (возрастной аналог усольской свиты) и кольчумская свиты выделены и описываются впервые. Разрез представлен преимущественно карбонатными, глинисто-карбонатными, сульфатно-карбонатными и терригенными отложениями, формировавшимися в условиях зарифовой части Предъенисейского солеродного бассейна.

Охарактеризован вулканогенно-осадочный комплекс средневерхнедевонских отложений на северо-западе Рудного Алтая. Анализ седиментологических процессов, характера проявления и специфики состава вулканизма, петрографического и химического составов осадочных пород позволяет реконструировать палеогеографические и геодинамические обстановки. Выводы авторов подтверждают точку зрения об островодужной природе Рудно-Алтайской зоны в среднепозднедевонскую эпоху. Рассмотрена также альтернативная точка зрения о рифтогенной ее природе.
Рифогенные постройки отнесены к локальным изолированным образованиям, приуроченным к положительным палеовулканическим структурам, возвышающимся над дном в преддуговом бассейне. В обнаженной части рифовой системы преобладают склоновые фации. Обломки рифогенных построек наряду с фрагментами слоев силицитов и кислых вулканитов слагают широко распространенные олистостромовые брекчии. Установлен гумидный тип литогенеза, способствующий, наряду с незначительными колебаниями уровня моря, проявлению карстовых процессов и появлению красноцветности и бокситоподобных пород. Синхронные осадкам вулканиты, слагающие лавовые покровы и слои туфов, относятся главным образом к риолитам и нередко имеют ультракислый состав.

Несмотря на длительную историю изучения, наличие докембрийских комплексов в фундаменте Западной Сибири доказано не было. В междуречье Ваха и Елогуя, в восточной части Западно-Сибирской плиты (восток Ханты-Мансийского автономного округа), пробурены скважины Тыньярская 100, 101. На глубине 1790 м они вскрыли экструзивное тело риолитов, которые глубже переходят в щелочные гранитоиды А-типа с редкометалльно-редкоземельной минерализацией (торит, торогуммит, настуран, РЗЭ-карбонаты, чевкинит и др.). Формирование этого вулканоплутонического комплекса происходило в раннепермское время (K-Ar ? 270 млн лет, Rb-Sr = 275.7 млн лет, Sm-Nd = 276 млн лет и U-Pb = 277 млн лет). Часть цирконов из гранитов имеет гораздо более древний возраст 2049 ± 23 млн лет (SHRIMP-II), что свидетельствует о взаимодействии раннепермской гранитной магмы с древним веществом. По всей видимости, им являлся гранитно-метаморфический фундамент, в результате частичного плавления которого и образовалось Тыньярское риолит-гранитное тело. Sm-Nd модельные возрасты также фиксируют возможное участие докембрийского субстрата в формировании изученных пород. Таким образом, весьма вероятно наличие под Тыньярской площадью протерозойского (? 2 млрд лет) сиалического фундамента, представляющего собой край Сибирской платформы, утоненный при позднепротерозойско-раннепалеозойском рифтогенезе и растяжении.

Приводятся результаты изучения алмазов из метаультраосновных пород мезоархейского (2.96-3.0 млрд лет) Олондинского зеленокаменного пояса, расположенного в западной части Алдано-Станового щита (Сибирь). Алмазы установлены в линзах оливин-серпентин-тальковых пород среди метагипербазитов интрузивного облика, химический состав которых отвечает таковому перидотитовых коматиитов. Все алмазы метаультрабазита представляют собой обломки кристаллов размером 0.3-0.5 мм. По морфологическим признакам установлены кристаллы ламинарных октаэдров с переходными формами к додекаэдроидам, а также кристаллы с полицентрическим строением граней и шпинелевые двойники. Фотолюминесценция кристаллов разнообразна: синяя, зеленая, желтая, красная, белесая. По характерным полосам поглощения в кристаллах определено присутствие азотных дефектов А и В1, а также пластинчатых образований - дефекта В2. Исследованные кристаллы относятся к широко распространенному среди природных алмазов типу IaA/B. Общее содержание азота изменяется от <100 до 3800 ppm. Относительное содержание азота в форме В1-центра варьирует от 0 до 94 % и свидетельствует о длительном пребывании в мантии. Изотопный состав углерода (δ¹³ C) алмазов -26 ‰ свидетельствует об участии субдуцированного корового материала при алмазообразовании в архее.

В пределах Беломорской эклогитовой провинции в районе с. Гридино разнообразные по составу породы (гнейсы тоналит-трондьемит-гранодиоритового состава, граниты, породы основного и ультраосновного составов) подверглись метаморфизму, история которого включала стадию погружения с соответствующим повышением давления и температуры; эклогитовую стадию; стадию декомпрессии в условиях гранулитовой фации; ретроградную стадию в условиях амфиболитовой фации. В работе предпринята попытка охарактеризовать последовательность и оценить возраст магматических и метаморфических событий в эволюции эклогитовой ассоциации Гридино. Были проведены: U/Pb изотопное датирование циркона (классический метод и SHRIMP-II) из гнейсов, мафической дайки, высокобарической гранитной лейкосомы; U/Pb датирование рутила из мафических даек, ⁴⁰Ar/³⁹Ar датирование амфиболов и слюд, Sm/Nd исследование пород и минералов. Значения Sm/Nd модельных возрастов кислых (2.9-3.1 млрд лет) и мафических (3.0-3.4 млрд лет) пород эклогитовой ассоциации Гридино, а также находки единичных магматических цирконов с возрастом ~ 3.0 млрд лет указывают на мезоархейский возраст протолитов метаморфических пород. Наиболее достоверным результатом исследований является верхнее ограничение по возрасту эклогитового метаморфизма - 2.71 млрд лет. Эта дата фиксирует время постэклогитового декомпрессионного плавления эклогитизированных пород при ретроградном гранулитовом метаморфизме повышенных давлений. Формирование мафических даек происходило в интервале 2.82-2.72 млрд лет, вероятнее всего 2.82 млрд л.н., в соответствии с возрастом кристаллизации магматических цирконов, выделенных из метагаббро. Наложенный метаморфизм амфиболитовой фации и "окончательная" эксгумация метаморфических комплексов 2.0-1.9 млрд л.н. связаны с более поздним свекофеннским тектонометаморфическим этапом. Последовательное остывание метаморфических ассоциаций до 300 °С в интервале 1.9-1.7 млрд лет фиксируется U/Pb методом по рутилам и ⁴⁰Ar/³⁹Ar методом по слюдам.

В настоящей работе для исследования поведения макрокомпонентов и примесей при фракционном затвердевании сульфидных расплавов и влияния мышьяка на благородные металлы в этом процессе была проведена квазиравновесная направленная кристаллизация расплава состава (ат. %): Fe 35.5, Ni 4.9, Cu 10.4, S 48.3 с добавкой по 0.1 Pt, Pd, Rh, Ru, Ir, Au, Ag, As и Co, имитирующего средние по содержанию меди составы массивных руд медно-никелевых месторождений норильской группы. Установлена следующая последовательность выделения фаз из расплава mss (зона I) / mss + iss (зона II) / iss (зона III) (mss - (Fe_z Ni_1-z )S_1+δ, iss - (Fe_xCu_y Ni_1-x-y )_zS_1-z ), соответствующая распределению основных элементов вдоль образца (первичная зональность). Построены кривые распределения макрокомпонентов в I и II зонах образца и зависимости их коэффициентов распределения (k) между твердыми растворами и сульфидным расплавом от доли закристаллизовавшегося расплава.
Определена вторичная (минеральная) зональность, образовавшаяся в результате субсолидусных фазовых превращений. В образце обнаружено пять подзон: mss + ср (Ia) / mss + cp + pn (Iб) / mss + рс + pn (IIa) / mss + рс + pn + bn (IIб) / pc + bn + pn + недиагностированные микронные фазы (III).
Изучены формы нахождения примесей в образце: 1) примеси, растворенные в первичных твердых растворах и в основных минералах, образованных в результате твердофазных превращений; 2) примеси, образующие собственные минеральные фазы. Определены коэффициенты распределения Со, Rh и Ru (mss/L), Ru, Ir и Rh (mss/cp) и Co, Rh и Pd (mss/pn).
Выявлены минеральные формы нахождения благородных металлов: Pt₃Fe, PtFe, Au, (Ag,Pd), (Au,Pt), Ag, Ag₃Cu, Au₃ (Cu,Ag,Pd,Pt) и др., установлены закономерности их распределения в образце.
Показана склонность ряда примесей благородных металлов к взаимодействию с мышьяком, определены минеральные формы арсенидов и сульфоарсенидов благородных металлов, образовавшихся при фракционной кристаллизации (PtAs₂, Pd₃As, (RhAsS), (IrAsS), (Ir,Rh)AsS). Обнаружены каплевидные включения арсенидов благородных металлов, свидетельствующие о возможности расслаивания сульфидно-арсенидного расплава, содержащего эти примеси.
Наблюдаемые включения микроминералов на основе косвенных признаков разделены на первичные, кристаллизующиеся из расплава, и вторичные, образующиеся в результате твердофазных реакций.
Проведено сравнение результатов работы с опубликованными экспериментальными данными, полученными изотермическим отжигом, и особенностями поведения благородных металлов и мышьяка при формировании зональных массивных рудных тел месторождений типа Норильска и Седбери.

Изучено геолого-геодинамическое положение, петрологические и геохимические особенности жильных лепидолитовых гранитоидов участка Мунгутийн Цагаан Дурулж (МЦД), обнаруженных в Центральной Монголии, в пределах ареала проявления внутриплитного редкометалльного магматизма мезозойского возраста. Установлено, что их обогащение редкими элементами вызвано интенсивным воздействием на лейкограниты с первично слабой редкометалльной минерализацией высокофтористых, богатых K, Li, Rb, Cs, Sn, Be, W флюидов, поступавших из залегавшего на глубине магматического очага редкометалльных гранитных расплавов. Очень высокий уровень содержаний фтора, редких щелочных элементов и Sn, Be, W, типичный для гранитоидов МЦД, сопоставим только с грейзенами редкометалльных гранитов и топаз-лепидолит-альбитовыми пегматитами. Различия с грейзенами могут быть обусловлены в каждом конкретном случае особенностями исходных пород, подвергшихся грейзенизации. Различия грейзенизированных лейкогранитов МЦД с топаз-лепидолит-альбитовыми пегматитами более кардинальные - помимо ярко выраженных петрографических признаков к ним относятся: эволюционный тренд, направленный в сторону снижения содержаний нормативного альбита и не характерный для магматических пород Li-F геохимического типа; катаклаз и разгнейсование пород явно способствовали их химическому преобразованию в данном направлении; стабильно пониженные содержания Nb и Ta - редких элементов, обычно накапливающихся в ходе кристаллизационного фракционирования F-Li гранитных расплавов и слаборастворимых в магматических флюидах. Грейзенизированные гранитоиды МЦД не только сами являются богатыми редкометалльными рудами Li, Rb, F, Sn, но с большой долей вероятности служат признаком присутствия на глубине невскрытого массива редкометалльных гранитов.

Выполнен всесторонний анализ данных о сейсмическом процессе, вызванном одним из крупнейших землетрясений Алтая - Урэг-Нурским. Для лучшего понимания современного тектонического процесса дополнительно проведен эксперимент с локальной сетью временных сейсмологических станций в эпицентральной зоне этого землетрясения. Важной особенностью афтершокового процесса Урэг-Нурского землетрясения является приуроченность событий не к главным блокоразделяющим разломам, а к внутриблочным разрывам более низкого порядка. Развитие сейсмической активизации вкрест ориентации глубинных разломов связывается с выходом одного из разрывов, образовавшегося в результате Урэг-Нурского землетрясения, в хр. Цаган-Шибету. Установлено примыкание к афтершоковому процессу в завершающий период его развития сейсмической активизации смежного блока земной коры.

Рассматривается сейсмичность Восточного Забайкалья и приводятся результаты изучения Балейского землетрясения 6 января 2006 г. ( M _W = 4.5), ощущавшегося на значительной территории. Уточнены очаговые параметры землетрясения (механизм очага, сейсмический момент и моментная магнитуда), установлена приуроченность очага землетрясения к зоне Балей-Дарасунского разлома, имеющего признаки кайнозойской активизации. Впервые для района исследований получена детальная макросейсмическая информация в эпицентральной зоне. Представленные в статье результаты восполняют недостаток сейсмологических данных по территории Восточного Забайкалья и могут быть востребованы при осуществлении работ по оценке сейсмической опасности и сейсмическому районированию.

В целях развития и совершенствования интерпретации потенциальных геофизических полей предложено развитие метода особых точек применительно к площадным данным. Эта методика позволяет производить массовое и быстрое вычисление особых точек по площади с получением устойчивых решений. Изучение поведения модельных полей и локализации особых точек в фазовых плоскостях векторных полей позволяет использовать полученные сведения при интерпретации геопотенциальных полей. Приводятся модельные и реальные примеры использования данной методики для тектонических нарушений и локальных геологических объектов. Показано, что предлагаемая методика существенно расширяет возможности применения метода особых точек при интерпретации геопотенциальных полей.