Главная – Журналы – Геология и геофизика 2012 номер 6

Представлены результаты исследования эклогит-гнейсового комплекса Муйской глыбы (Восточная Сибирь). Среди изученных эклогитов выделяются несколько структурных типов. Кроме того, впервые встречен кианитовый эклогит. Вмещающие гранитогнейсы представлены двуслюдяными и биотитовыми разновидностями, главным образом с гранатом. Наблюдающийся разброс в температурах (от 590 до 740 °С) равновесия эклогитов Муйской глыбы может быть следствием того, что на современном эрозионном срезе экспонированы эклогиты с разных уровней субдуцируемой плиты. Датирование эклогитов и вмещающих гнейсов Sm-Nd методом свидетельствует о неопротерозойском возрасте высокобарического метаморфизма (~ 630 млн лет). Модельный возраст (T _DM ) эклогитов (720 млн лет) значительно отличается от модельного возраста вмещающих гнейсов (> 1.3 млрд лет). Геохимические особенности эклогитов указывают на мобильность крупноионных литофильных элементов (Rb, Cs, Ba, K) и легких редких земель в процессе взаимодействия с флюидной фазой, в то же время в гнейсах при этом процессе были мобильными только первые. Изотопный состав кислорода минералов эклогитов варьирует в достаточно узком интервале (δ¹⁸O - 5.5-3.9) и близок к среднемантийному значению, что свидетельствует об отсутствии значительного взаимодействия протолитов эклогитов с метеорными водами или морской водой. Исследование флюидных включений в кварце эклогитов и вмещающих гнейсов показало, что для эклогитов характерны включения жидкого азота, в то время как в гнейсах преобладают включения углекислоты.

Детально изучены состав и структурное состояние щелочных полевых шпатов из миарол пегматитовой жилы Соседка, являющейся крупным источником самоцветов в пределах Малханского месторождения турмалина. Жила имеет концентрически-зональное строение. По минеральному составу выделено три типа миарол: А - кварц-лепидолит-Mn-Li-Al-турмалиновые (± поллуцит, гамбергит, борокукеит, боромусковит, данбурит, светло-розовый берилл); Б - кварц-адуляр-аксинитовые (± ломонтит); В - кварцевые и ломонтитовые (± борсодержащий кукеит). Каждому типу миарол присущи свои специфические особенности состава и структурного состояния полевых шпатов. Это свидетельствует о резко различных условиях их формирования, несмотря на то, что миаролы разных типов могут быть расположены всего лишь в 0.5-2.0 м друг от друга в пределах одной зоны. Изложенные в статье материалы не согласуются с традиционной моделью формирования зональных пегматитовых тел в результате процессов внутрижильной кристаллизационной дифференциации.

При детальном петрографо-геохимическом изучении рассматривавшегося ранее в качестве терригенных отложений карнийского продуктивного (алмазосодержащего) базального горизонта из района гор Ангардам-Таса получены данные, свидетельствующие в пользу вулканогенного (эксплозивно-обломочного) генезиса этих пород. По новым данным, они могут рассматриваться как интенсивно преобразованные лапиллиевые туфы базитового и, возможно, ультрабазитового состава, являющиеся частью ладинско-карнийского вулканогенно-осадочного разреза. Туфы сложены резургентным материалом - измененными литокластами основных и, возможно, ультраосновных пород, девитрифицированными витрокластами, обломками автолитовых брекчий и т.п. Предполагается, что они представляют собой фрагмент вулканокластического покрова, сформировавшегося в седиментационном бассейне при фреатомагматических извержениях. Обоснование вулканокластического генезиса алмазоносных пород карнийского горизонта предполагает новый аспект решения проблемы коренных источников россыпных алмазов арктической части Сибири.

На основании геоморфологических исследований, радиоуглеродного датирования моренных комплексов и верхней границы леса в пределах Северо-Чуйского хребта, увязанных с активизациями склоновых процессов, почво- и торфообразованием в юго-восточной части Горного Алтая, определены временные рамки основных гляциальных и климатических событий этой территории в интервале от 7000 л.н. до первой половины XIX в. Массив из 57 абсолютных датировок, характеризующий развитие оледенения на обширной и при этом единой в климатическом и неотектоническом плане территории, получен впервые за время исследования Алтая. Новые результаты опровергают традиционные представления о голоценовом оледенении этой горной страны как восьми стадиях постепенной деградации поздневюрмского (сартанского) оледенения и свидетельствуют о практически полной деградации оледенения в верховьях трогов не позднее 7000 л.н. и неоднократных активизациях долинных ледников ЮВ Алтая во второй половине голоцена. Приводятся данные о морфологии и возрасте морен трех активизаций, выраженных в рельефе. Совпадение во времени пиков понижения температуры и увеличения влажности привело к катастрофически быстрому и максимальному по амплитуде (до 5-6 км) продвижению ледников в аккемскую стадию (4900-4200 л.н.). С учетом дендрохронологического датирования археологических памятников пазырыкской культуры на территории ЮВ Алтая возраст морен исторической стадии определяется интервалом 2300-1700 л.н. В стадию актру (конец XIII - середина XIX в.) были сформированы ближайшие к современным ледникам морены. В периоды потеплений между стадиями происходили значительное сокращение либо полная деградация ледников и регенерация леса в зоне современного оледенения. Прогрессирующая аридизация климата в голоцене приводила к уменьшению размеров ледников ЮВ Алтая в каждую из последующих стадий и отсутствию положительной реакции баланса массы ледников на сильнейший за прошедшее тысячелетие термальный минимум середины XIX в.

Как показывает большой объем фактических данных, основная часть крупных современных положительных форм рельефа сформировалась на дрейфующих континентах в результате резкого ускорения поднятий коры в плиоцен-четвертичное время после периода относительной стабильности, в большинстве областей продолжавшегося ~ 100 млн лет. Для описания используемых методов приведен пример хорошо изученных областей крупных новейших поднятий на Тибетском плато и в Гималаях. К северу от них новейшие поднятия с амплитудами от нескольких сотен метров до нескольких километров охватили огромную область, от Центрального и Северо-Восточного Китая на юге до Таймыра и Северо-Восточной Азии на севере. Их часто связывают со столкновением Индийской и Азиатской плит, начавшимся ~ 50 млн лет назад.
Основная часть поднятий в указанных областях осуществилась лишь за последние несколько миллионов лет, не сопровождаясь значительным сжатием коры. В таких условиях крупные новейшие поднятия коры можно объяснить понижением плотности вещества в литосферном слое. Одной из причин было быстрое конвективное замещение астеносферой или веществом мантийного плюма нижней части более плотной мантийной литосферы. Это оказалось возможным благодаря резкому размягчению мантийной литосферы при поступлении в нее флюидов из астеносферы. В ряде мест значительный подъем кровли астеносферы фиксируется по данным сейсмической томографии.
Под областями новейших поднятий коры на ~ 1.0 км в Центральной Азии была разрушена нижняя часть мантийной литосферы толщиной 50-100 км. В областях с мощной литосферой имели место относительно небольшие новейшие поднятия, сильно неоднородные по площади. Они свидетельствуют о метаморфизме с разуплотнением пород основного состава в нижней коре при инфильтрации в нее флюида из астеносферы. Проявление в плиоцене и плейстоцене крупных поднятий коры на разных континентах указывает на квазисинхронное поступление в их литосферу больших объемов мантийного флюида.

Выявление мерзлоты внутри древних курганов Алтая до начала раскопок при помощи геофизических методов трудно переоценить. До сих пор не было методики, диагностирующей малые объемы мерзлого грунта или льда под каменными курганными насыпями. Эта проблема является одной из актуальных в отечественной археологии. Замерзшие курганы, где в силу природных процессов сохраняются органические материалы, являются исключительным по значимости источником информации об историко-культурных процессах в эпоху раннего железного века. Особенно необходима предваряющая раскопки геофизическая разведка в условиях глобального потепления, с наступлением которого целый пласт уникальной культурно-исторический информации может быть безвозвратно потерян.
Комплексные геофизические исследования последних лет были сосредоточены на изучении группы памятников пазырыкской культуры, в могильных срубах которых высока вероятность обнаружения замерзших объектов. Как правило, такие курганы располагаются на значительной высоте, где присутствует многолетняя мерзлота, что и обеспечивает уникальные условия для сохранения археологических объектов. К таким местностям относится высокогорное плоскогорье Укок (Южный Алтай) и северо-западная часть Монгольского Алтая. На плато Укок систематические полевые исследования были проведены в 2003 и 2007 гг., а на смежной территории Монгольского Алтая - 2005 - 2006 гг. Геофизический комплекс включал вертикальные электрические зондирования (ВЭЗ), электротомографию (ЭТ), малоглубинное частотное сканирование (ЭМС), георадиолокацию (ГР), каппаметрию, гамма-спектрометрию и хроматографию. При планировании полевых работ широко и интенсивно использовалось трехмерное математическое моделирование электрических и электромагнитных полей, предназначенное для реалистичной оценки возможностей геоэлектрики, способов ее оптимального применения при изучении курганов и интерпретации данных.
В 2006 г. на северо-западе Монголии в пределах Алтайской горной системы были проведены археологические раскопки, подтвердившие геофизический прогноз мерзлотных образований во всех объектах, выделенных на основании геофизических исследований 2005 г. В одном из курганов было найдено уникальное по степени сохранности непотревоженное захоронение скифского воина.

Представлены результаты геолого-структурных и тектонофизических исследований деформационных структур сейсмогенного генезиса в рыхлых осадках района дельты Селенги, где в 1862 г. произошло катастрофическое Цаганское землетрясение с М ~ 7.5. Установлено, что среди деформаций, определяемых как сейсмиты, наиболее достоверным индикатором прошлых землетрясений являются кластические дайки. Размеры и масштабы их распространения указывают на близость первичного сейсмогенного разрыва, а формирование их происходит в тесной взаимосвязи с разрывными нарушениями различных иерархических уровней. Выявлено, что смещение при Цаганском землетрясении реализовалось в условиях СЗ-ЮВ растяжения путем формирования ступенчатой системы сбросов с преимущественным падением 300-350° ∠ 45-75°.
Вертикальная амплитуда смещений по зоне разрывов, измеренная по опорному слою в месте проходки канавы, достигала 2.83 м, максимальная подвижка по падению, определенная по единичной трещине, равна 0.5 м. Сейсмогенерирующей структурой являлся Дельтовый разлом со средним углом падения 60° к северо-западу, активизация которого и привела к катастрофическому событию.
Вдоль двух изученных профилей проанализировано распределение различных количественных параметров разрывных и хрупкопластических косейсмических деформаций. При этом введены два новых параметра: средние индексы интенсивности проявления ( I ) кластических даек и микродаек, и разработаны уравнения для их расчета. Путем суммирования значимых пиков всех проанализированных параметров (SUM_spp) выделена область максимальных проявлений косейсмических деформаций в рыхлых осадках, расположенная в районе с. Дубинино. Показано, что наибольшее их распространение от данной области происходило в СВ-ЮЗ и субмеридиональном направлениях. На основе величины SUM_spp с учетом угла падения плоскости сейсмогенерирующего разлома и средней глубины землетрясений в Байкальской рифтовой зоне реконструирован эпицентр Цаганского землетрясения 1862 г. в точке с координатами 52.35° с.ш. и 106.67° в.д. Предложенный подход для его определения может выступать в качестве методики локализации эпицентра землетрясения доинструментального периода. Зафиксированное чередование деформированных и недеформированных осадочных пачек в разрезах, их мощности и установленные по данным радиоуглеродного датирования скорости осадконакопления позволили установить период повторяемости сильных землетрясений для района залива Провал в оз. Байкал, равный 1120-1230 лет, ассоциирующийся с одним и тем же сейсмогенным источником, генерирующим события с магнитудой 7 и более.

Институт геологии и геоинформатики Тюменского государственного нефтегазового университета, 625000, Тюмень, ул. Володарского, 56, Россия