Главная – Журналы – Геология и геофизика 2012 номер 4

В составе Байдарикского блока Дзабханского микроконтинента (Центрально-Азиатский складчатый пояс) выделяется верхнеархейский байдарагинский серогнейсовый комплекс. Среди тоналитовых "серых" плагиогнейсов присутствуют тела метабазитов, вероятно, представляющие собой реликты более ранних вулканитов. По составу метабазиты разделены на три петрохимические группы, протолитами которых были толеитовые базальты, коматииты Al-необедненного и Al-обедненного типов. Лишь единичные пробы близки по редкоэлементному составу соответствующим вулканитам. Найдены метабазиты, имеющие признаки коровой контаминации. Необычные геохимические свойства части исследованных пород (обогащение LREE и обеднение Nb, Zr и Ti) рассматриваются как результат их метасоматического преобразования.

На основе близкого геохронологического возраста пород (252.3 ± 0.6-246.2 ± 1.4 млн лет) вулканиты Кузбасса коррелируются с траппами Западно-Сибирской плиты и Сибирского кратона, возникновение которых связано с активностью пермотриасового суперплюма.
Геологические и петрографические особенности позволяют сделать вывод о том, что андезибазальты, вскрытые Караканским и Елбакским карьерами, представляют собой покровы. По петрохимическим характеристикам они соответствуют андезибазальтам, реже - трахиандезибазальтам. Состав минералов: оливин - Fo_59-66, плагиоклаз - An_47-60, клинопироксен - En_47-42Fs_25-12Wo_42-33, Mg# = 82-63. На основе программы COMAGMAT 3.5 определены условия кристаллизации магмы при формировании покровов андезибазальтов - 1109-1105 °С, буфер QFM-NNO.
По распределению РЗЭ, все изученные породы обогащены легкими лантаноидами по отношению к тяжелым - (La/Yb) _ch - 4.7-7.5 и деплетированы тяжелыми - (Sm/Yb) _ch - 2.0-2.8. Важной геохимической особенностью базитовых пород Кузбасса является наличие резких минимумов в нормированных распределениях элементов по Nb, Ta, Ti и Eu ((La/Nb) _PM - 4.5-1.6, (La/Ta) _PM - 3.2-2.0, Eu/Eu* = 0.7), максимума по U. Sm-Nd-изотопный состав ε_Nd ( T ) варьирует от +2.3 до +3.1. Деплетированность траппов Кузбасса тяжелыми лантаноидами указывает на присутствие граната в мантийном источнике при их генерации. Низкая магнезиальность свидетельствует о том, что образовавшие их расплавы не являются первично-мантийными, а, вероятно, представляют собой результат дифференциации в глубинных промежуточных магматических камерах.

Проведены эксперименты по кристаллизации расплавов в Fe-содержащих системах с исходными составами FeS₂Ag_{0.1-0.1 x} Au_{0.1 x} ( x = 0.05, 0.2, 0.4 и 0.8) и массовыми отношениями Ag/Au от 10 до 0.1. Смеси элементарных веществ, взятых в соответствующих пропорциях, нагревали в вакуумированных кварцевых ампулах до 1050 °С, термостатировали в течение 12 ч, далее снижали температуру до 150 °С и отжигали 30 дней c последующим охлаждением до комнатной температуры. Твердофазные продукты экспериментов изучены методами оптической и электронной микроскопии, а также рентгенографически. В продуктах кристаллизации преобладают сульфиды железа. Они представлены моноклинным пирротином (Fe_0.47S_0.53 или Fe₇S₈) и пиритом (Fe_0.99S_2.01). Сульфиды золота и серебра (низкотемпературные модификации) присутствуют во всех синтезированных образцах. В зависимости от исходных отношений серебра и золота образуются акантит (Ag/Au = 10), твердые растворы Ag_{2- х} Au _х S (Ag/Au = 10, 2), ютенбогаардтит (Ag/Au = 2, 0.75) и петровскаит (Ag/Au = 0.75, 0.12). Для них характерны примеси железа до 3.3 мас. %. Ксеноморфные микро- (< 1-5 мкм) и макрозерна (5-50 мкм) Au-Ag сульфидов расположены в пирите или между зернами пирита и пирротина. Высокопробное золото установлено в экспериментах с исходными составами при Ag/Au ≤ 2. Оно концентрируется в виде отдельных мелких и крупных округлых микровключений или в срастании с Au-Ag сульфидами в пирите, реже сосредоточено на границе зерен между пиритом и пирротином. В его состав входит до 5.7 мас. % Fe. На основе изучения структуры синтезированных образцов и взаимоотношений фаз установлена последовательность их кристаллизации. Предполагается, что при ~ 1050 °С существует железо-сульфидный расплав L ₁ (Fe,S >> Ag,Au), золото-серебро-сульфидный расплав L ₂ (Au,Ag,S >> Fe) и L _S (жидкая сера). При охлаждении из расплава L1 происходит образование пирротина, при дальнейшем снижении температуры кристаллизуются высокопробное золото (микрозерна из L ₁, макрозерна из L ₂) и Au-Ag сульфиды (микрозерна из L ₁, макрозерна из L ₂). Пирит образуется после кристаллизации сульфидов золота и серебра по перитектической реакции (FeS + L _S = FeS₂) при ~ 743 °С. Завершается процесс кристаллизацией элементарной серы. Сульфиды золота и серебра являются устойчивой формой и доминируют над самородной, особенно в пиритсодержащих рудах с высокими Ag/Au отношениями.

Приводятся новые данные по стратиграфии олигоценовых отложений оз. Байкал (Танхойское поле, естественные обнажения вблизи устья рек Осиновка, Половинка и Клюевка). Детальный анализ палеонтологических данных, полученных в процессе исследования опорных разрезов, расположенных на континентальной части восточного побережья оз. Байкал, позволил выявить четыре флороносные пачки, которые могут выступать в роли маркирующих горизонтов и установить, что формирование танхойской свиты происходило на протяжении олигоценовой и в начальной фазе раннемиоценовой эпох. С литологической точки зрения в качестве наиболее важных маркирующих горизонтов могут быть использованы синие вивианитовые глины и угольные пласты. Отмечено, что формирование исследуемых отложений началось после длительного стратиграфического перерыва, начавшегося в раннем мелу и продолжавшегося до начала олигоценовой эпохи. Их формирование связано с эрозией и денудацией коры выветривания и аккумуляцией переотложенных продуктов коры выветривания в древнем Танхойском бассейне с озерно-болотным ландшафтом. Грубообломочные фэновые отложения осиновской свиты с богатыми миоценовыми палинологическими комплексами стратиграфически согласно, но с размывом залегают как на верхнетанхойской подсвите, так и на переотложенных продуктах коры выветривания и перекрываются аносовской свитой. Основываясь на проведенных исследованиях, сделан вывод о том, что формирование Байкальской рифтовой впадины началось около 38 млн лет назад.

Горообразующие деформации земной коры, которые привели к формированию современного Тянь-Шаня, являются результатом совокупного воздействия на нее двух автономных процессов: латерального (тангенциального) сжатия, связанного с коллизией Индийской и Евразийской литосферных плит, и процессов структурно-вещественного преобразования и течения вещества на разных уровнях литосферы в глубоких недрах самого горного пояса. В качестве индикаторов этих процессов (геодинамических индикаторов) рассматриваются горные впадины Тянь-Шаня. Исходя из различного положения в общей структуре горного пояса, особенностей их внутренней структурной дифференциации и ярко проявленных формационных различий эти впадины предложено разделять на две категории: 1) внутригорные и 2) межгорные и предгорные. Их структурно-морфологические и формационные различия, несмотря на пространственно-временнóе единство развития, имеют генетическую (геодинамическую) природу. Первые в большей мере отражают условия субмеридионального сжатия коры, являются преимущественно верхнекоровыми дислокационными образованиями и отвечают достаточно простым (элементарным) складкам продольного смятия древнего основания. Развитие вторых в большой мере обусловлено глубинными процессами в верхней мантии и нижней коре.

Рассматривается современная геодинамическая обстановка для Дальневосточного региона России, где сходятся три большие тектонические плиты - Евразийская, Северо-Американская и Тихоокеанская, а также несколько микроплит - Охотоморская, Беринговоморская и Амурская. Приведен анализ имеющихся данных о положении межплитных границ и полюсов взаимного вращения плит, о сейсмичности региона. Представлены параметры моделей плитных движений для Северо-Востока России. Анализируется глубинное строение региона с использованием данных, полученных различными геофизическими методами. По профилю г. Магадан-о. Врангеля приводятся результаты, полученные методами ГСЗ, ОГТ и КМПВ.

Впервые разработана тектонофизическая модель Байкальской сейсмической зоны. В реальном времени (месяцы, годы, десятилетия) она может рассматриваться как самостоятельная сложнопостроенная структурная область литосферы. Ее образуют линейно вытянутая зона современной деструкции литосферы (концентратор наиболее сильных землетрясений) и окружающие зону разноранговые разломы, многие из них одно- или многократно селективно вовлекались в кратковременный процесс активизации. В вертикальном разрезе сейсмическая зона представляет собой древовидное формирование, ствол и ветви которого являются разноранговыми разрывами, потенциально контролирующими сейсмические события при своей активизации. Короткопериодная активизация разрывов в реальном времени и пространственно-временная локализация очагов землетрясений в их зонах возбуждается деформационными волнами, рассматриваемыми как триггерный механизм нарушения метастабильного состояния разломно-блоковой среды литосферы, находящейся в постоянном воздействии регионального поля напряжений. Систематизированы общие требования к тектонофизическим моделям внутриконтинентальных сейсмических зон, разработаны необходимые методы выделения селективно-активизирующихся разломов в короткопериодные интервалы реального времени и способы определения пространственно-временной локализации очагов в конкретных активизирующихся разломах. Аргументация методических разработок и их прогнозное тестирование для среднесрочной оценки места и времени вероятного возникновения очагов землетрясений приведены на примерах детально изученной Байкальской сейсмической зоны - наиболее тектонически-активной части Байкальской рифтовой системы.
Предложенная для БСЗ тектонофизическая модель статистически обоснована фактическим материалом, что позволило оценить скорости и периоды деформационных волн для различных сегментов и отдельных разломов, на основе которых в них намечены места и время ожидаемых в ближайшее время сейсмических событий.

При проведении съемок методом переходных процессов в Якутии и в других северных районах, где распространены многолетнемерзлые породы, часто проявляются эффекты индукционно-вызванной поляризации (ВПИ). Согласно результатам инверсии переходных характеристик, выполненной с учетом поляризуемости среды на основе формулы Коул-Коул, эффекты ВПИ порождаются быстро устанавливающейся вызванной поляризацией мерзлых пород верхней части геологического разреза (ВЧР) мощностью до 100 м. Мерзлые породы ВЧР характеризуются устойчивым набором поляризационных параметров, входящих в формулу Коул-Коул: поляризуемость заключена в диапазоне от 0.2 до 0.85, при этом бoльшая часть значений η попадает в интервал 0.2-0.5; постоянная времени τ поляризационного процесса изменяется от 35 до 250 мкс при среднем значении 50-100 мкс. В отличие от η и τ показатель степени c изменяется в узких пределах (от 0.8 до 1) и в большинстве случаев близок к единице. Тот факт, что c ≈ 1, свидетельствует об узком диапазоне распределения времен релаксации (дебаевская модель). Пересчет поляризуемости в относительную низкочастотную диэлектрическую проницаемость дает значения порядка десятков-первых сотен тысяч. Такие гигантские значения диэлектрической проницаемости не могут быть объяснены никакими другими механизмами, кроме электрохимической поляризации пленок незамерзшей воды, которая при температурах ниже 0°C в связанном состоянии остается на поверхности минеральных зерен. Описание и анализ эффектов электрохимической поляризации даны в терминах зависящей от частоты поверхностной проводимости, которая пропорциональна удельной поверхности геологической среды.

Приводятся примеры различных видов линейных облачных аномалий на спутниковых снимках, возникающих над активизировавшимися разломами земной коры. Статистически исследована пространственно-временная связь между землетрясениями и облачными аномалиями. Показана целесообразность использования этих атмосферных облачных аномалий в качестве краткосрочного предвестника времени землетрясения и его региона. Рассмотрена обусловленная сейсмическим процессом эволюция гигантского грозового облака вблизи эпицентра перед землетрясением.