Главная – Журналы – Геология и геофизика 2012 номер 9

В работе генезис Au-Ag месторождений Южно-Камчатского рудного района интерпретируется на основе количественной модели динамики вулканогенных ортомагматических флюидных систем (ОМФС), в которой учитываются структурно-гидродинамические и теплофизические характеристики фазовой эволюции гидротермальных флюидов, имеющих разную геометрию и структурные условия разгрузки на поверхности вулканических построек. Показано, что ОМФС, формирующие высокосульфидные золото-серебряные месторождения, не имеют в зоне разгрузки стационарных флюидоупоров. В их недрах появляются главным образом узкие перемещающиеся к поверхности вулканических построек области сопряжения фазовых барьеров.
На примере плоских и конических флюидопроводящих зон с верхним флюидоупорным "горизонтом" показана возможность реализации трех типов гидротермальных систем: 1) в которых из-за высоких боковых теплопотерь вообще не реализуется малоглубинная область декомпрессионного кипения; 2) таких, в которых приповерхностные области декомпрессионного вскипания появляются в начальные времена формирования тепловой волны, после чего область такого кипения сосредотачивается практически внутри толщи пород флюидоупора; 3) в которых квазистационарная область декомпрессионного кипения устанавливается после начального периода нестабильности или достижения в системе некоторого теплового равновесия. В системах третьего тапа возможно нестабильное в том числе периодическое колебание границы декомпрессионного кипения в некотором интервале глубин.

На примере Кытлымского массива платиноносного пояса Урала детально изучены микроструктура и магнитные свойства акцессорных железисто-хромистых шпинелей.
Впервые в дунитах в коренном залегании многофазного концентрически-зонального дунитового массива Кытлым (Северный Урал) выявлены ассоциирующие с коренной платиноидной минерализацией нетипичные железисто-хромистые шпинели в виде магнитных микрообластей в зернах первичной немагнитной Fe-Cr-шпинели, формирующие магнитные свойства вмещающих дунитов.
Установлено, что эти микрообласти в структурном отношении представляют собой выделения в твердом растворе Fe²⁺ (Cr_{2- x} Fe_x ³⁺)O₄, обогащенные трехвалентным железом и являющиеся, вероятно, промежуточным продуктом трансформации первичной акцессорной Fe-Cr-шпинели при становлении дунитового массива. В качестве магнитных образований они представляют магнитные микрофазы, которые характеризуются определенным химическим составом, катионным распределением и соответствующей им степенью обращенности решетки, определяющими основные магнитные свойства микрообласти: величину и направление вектора намагниченности в ней и температуру Кюри.
Образование этого не известного ранее магнитного типа Fe-Cr-шпинели, вполне вероятно, сопряжено с процессами формирования и концентрирования платиноидной минерализации в дунитах в коренном залегании платиноносного дунитового массива Кытлым.
Присутствие в породах и рудах носителей намагниченности такого типа важно учитывать при постановке геофизических исследований на хромитовых и платиново-хромитовых месторождениях Урала.

Большинство исследователей связывают зональность массивных рудных тел сульфидных медно-никелевых месторождений типа Норильска с гипотезой о фракционной кристаллизации сульфидного магматического расплава. При теоретическом описании процесса фракционирования компонентов для интерпретации результатов минералогических исследований рудных тел обычно используют уравнение Рэлея или его модификации. Однако оно не применимо для описания кристаллизации многокомпонентного расплава и, тем более, сокристаллизации нескольких фаз. В работе приведены строгие уравнения, позволяющие описать распределение компонентов в направленно закристаллизованном образце. Проанализировано влияние фазовых реакций на последовательное выделение фаз при кристаллизации и формирование первичной зональности образца. Этот подход позволяет рассчитывать кривые распределения компонентов и пути кристаллизации по количественной модели фазовой диаграммы. Приведены примеры экспериментального исследования процесса фракционирования в системах Fe-Ni-S и Cu-Fe-S, которые можно рассматривать как моделирующие образование богатых никелем или медью типов сульфидных руд. Одновременно такие исследования позволяют получать важную качественную и количественную информацию о равновесных фазовых диаграммах геохимических систем. Продемонстрировано применение направленной кристаллизации для определения уравнений фазовых реакций, определения зависимости коэффициентов распределения от состава расплава, построения путей кристаллизации, эволюции положения коннод при однофазной и котектической кристаллизации. На примере системы Fe-Ni-S выведены все возможные виды зонального строения образцов после фракционной кристаллизации. Сформулированы основные закономерности процесса фракционирования, которые применимы и к системам большей компонентности, в частности к системе Сu-Fe-Ni-S, которую широко используют при моделировании процессов формирования зональных медно-никелевых сульфидных руд.

Проведенный анализ показал, что изученный район имеет сложную неотектоническую блоковую структуру. Ключевой разломной зоной территории является Катунский раздвиг, состоящий из ряда надстраивающих другу друга грабенов. Изучение разрезов осадочного выполнения раздвига показало, что в неоплейстоценовых толщах содержатся разнотипные сейсмогенные деформации (сейсмиты). Обоснованы отличия сейсмитов от схожих по морфологии деформаций другого генезиса, а также критерии их соотнесения с древними землетрясениями. Показано, что внешние и внутренние нарушения конструкций курганов группы Чултуков Лог-1 могли сформироваться в результате землетрясения, произошедшего в конце I тыс. до н.э. Выявленные сейсмодислокации неоплейстоценовых толщ, а также нарушения конструктивных особенностей погребений эпохи железа свидетельствуют, что в районе Нижней Катуни происходили древние сейсмические события с минимальной интенсивностью в 5-6 баллов и магнитудами 4.5-6.0.

Приведены результаты магнитобиостратиграфических исследований меловых отложений, вскрытых скв. 8, которая пробурена в южной бортовой части Омского прогиба в пределах Омско-Ларьякской фациальной зоны (юг Западной Сибири). Полученные биостратиграфические данные свидетельствуют, что исследуемые отложения образовались во временном интервале от альба до маастрихта. Компонентный анализ естественной остаточной намагниченности, выполненный по результатам терморазмагничивания и размагничивания переменным магнитным полем, позволил выделить характеристическую компоненту намагниченности, чем и подтверждается корректность палеомагнитных данных, положенных в основу построения палеомагнитного разреза меловых отложений скважины. Получена палеомагнитная характеристика, и на основании комплексных данных разработан опорный магнитобиостратиграфический разрез меловых отложений скважины. Этот разрез охватывает пять региональных горизонтов и одноименных свит верхнего мела - покурскую, кузнецовскую, ипатовскую, славгородскую и ганькинскую, совершенно не изученных в палеомагнитном отношении в Западной Сибири. Созданный магнитобиостратиграфический разрез включает стратиграфические подразделения от альба до маастрихта продолжительностью 43.5 млн лет и состоит из трех магнитозон. Так, покурская, кузнецовская и ипатовская свиты общей мощностью 210 м, имеющие прямую полярность с небольшими горизонтами обратной намагниченности в ней, образуют одну длительную зону прямой полярности N (al-st). А славгородская и ганькинская свиты общей мощностью 75 м, разделенные перерывом, образуют две магнитозоны обратной полярности - R ₁ (km) и R ₂ (mt).
На основе реперных уровней, которыми являлись хорошо охарактеризованные по палеонтологическим данным магнитозоны, созданный магнитобиостратиграфический разрез сопоставлен с общей магнитостратиграфической и магнитохронологической шкалами. Длительная магнитозона прямой полярности N (al-st), охватывающая альб, сеноман, турон, коньяк, сантон, сопоставляется с гиперзоной Джалал и хроном С34 (~ 112-83.6 млн лет). Зоны обратной полярности, занимающие большую часть кампана - R ₁ (km) (славгородская свита) и маастрихта - R ₂ (mt) (ганькинская свита), сопоставляются с хронами C33(r) и C31(r) в абсолютном летоисчислении приблизительно 83.6-80 и 71-68.5 млн лет соответственно с перерывом между ними продолжительностью в два хрона - C33(n) и С32.

Гунжинский разлом - одна из тектонических структур в южной части Хэнтэйского сводового поднятия в Центральной Монголии. Фрагмент этого разлома, вскрывшийся в результате двух палеоземлетрясений, прослеживается от северной окраины г. Улан-Батор в северо-восточном направлении на расстоянии около 25 км. Основной задачей впервые проводимых здесь комплексных сейсмогеологических исследований было определение на основе изучения параметров дислокации сейсмического потенциала сейсмогенерирующих структур. Исходя из установленных амплитуд деформаций и их протяженности, магнитуда генерируемых землетрясений может превышать 7.0. По результатам радиоуглеродного датирования определен возраст палеоземлетрясения в интервале 7800-4667 лет до н.э. Впервые для центральных районов Монголии установлено наличие сейсмогенерирующих зон с высоким сейсмическим потенциалом. Для активных разломов северо-восточного простирания зафиксирована правосторонняя компонента сдвиговой подвижки, что может предполагать наличие широтных сжимающих напряжений.

Гравимагнитные данные рассматриваются в качестве главного фактора обнаружения и оценки подземных структур в процессе проведения геофизической разведки. В связи с этим на участке с предварительно выполненными сейсмическими исследованиями была проведена детальная наземная магниторазведка. Главной целью данной работы было обнаружение глубинных структур и исследование возможных связей этих структур с сейсмической активностью.
Для определения региональной протяженности структур, интерпретируемых по данным наземной магниторазведки, использовалась RTP-аэромагнитная карта. Интерпретация структур проводилась на основе приведенных к полюсу карт наземной и аэромагнитной разведки с использованием метода фильтрации, выделений на основе метода наименьших квадратов, тектонического тренд-анализа, спектрального анализа, методов Вернера и Эйлера, а также двумерных методов. Результаты показали, что главными преобладающими тектоническими трендами являются следующие: С35°-45°З, С45°-65°В, В-З, а также тренд Акаба.
Кроме того, проведена интерпретация двух сейсмических профилей WQ85-31B и 127, а положение этих профилей увязано с построенной тектонической картой. Наблюдалось хорошее совпадение положений разломов, построенных по геомагнитным и сейсмическим данным, а также полное соответствие с данными скважинного каротажа.
Более того, эти структуры коррелируют с данными сейсмической активности, записанными Египетской национальной сейсмологической сетью (ENSN). Такая корреляция позволяет предположить, что изученная территория является более стабильной по сравнению со смежными участками северной части Египта, прилегающими к Средиземному морю и дельте р. Нил.

На основании результатов многолетних целевых радиоэкологических исследований проведена оценка основных радиационных факторов природного и техногенного происхождения в Центральной экологической зоне Байкальской природной территории как участка всемирного наследия. Выделены площади, неблагополучные по уровню проявления различных радиационных параметров, определяющих современную радиационную обстановку. Наличие таких участков необходимо учитывать при разработке и реализации планов природопользования на оз. Байкал, в том числе развития экологического туризма.

Детально изучена стратиграфия синрифтовых отложений Байкальской впадины, обнаженных на суше, окружающей озеро. Проведена их корреляция с разрезами Предбайкальского прогиба и донных отложений Байкальской впадины. Характеристика последних дана по результатам сейсмостратиграфических исследований, выполненных российскими и зарубежными специалистами. Установлено, что синрифтовые отложения образуют три крупных тектонолитостратиграфических комплекса (ТЛСК), принадлежащих различным формациям, которым соответствуют три сейсмостратиграфических комплекса (ССК) в разрезе донных отложений Байкальской впадины и три формационных комплекса Предбайкальского прогиба.
Древнейший комплекс (ТЛСК-1) характеризуется уникальным литологическим составом, сформированным в природной обстановке, не повторявшейся в регионе в более поздние эпохи. Это определяет надежность его литостратиграфической корреляции с маастрихт-раннеолигоценовыми отложениями Предбайкальского предгорного прогиба, датированными биостратиграфическими методами. Корреляция подтверждается изотопными датировками, палеонтологическими находками и другими данными. Литолого-стратиграфический разрез отражает последовательную смену трех этапов развития Байкальского рифта: доорогенного, раннеорогенного и позднеорогенного.
В отличие от сейсмостратиграфических моделей, авторы которых ССК-1 коррелируют с танхойской свитой, представляющей ТЛСК-2, нами предложена корреляция ССК-1 с ТЛСК-1. Соответственно, комплексы отложений в наземных и донных разрезах накапливались в ходе не двух, а трех этапов развития Байкальского рифта начиная с позднего мела-палеогена, а не с миоцена (позднего олигоцена), как утверждается в большинстве публикаций. Таким образом, байкальский рифтогенез начался до Индо-Евразийской коллизии и вне связи с ней. Этот вывод согласуется с данными о меловом возрасте Баргузинской рифтовой впадины, полученными при изотопном датировании методом следов распада по апатитам.
Этапы характеризуются разными геодинамическими обстановками и отличаются механизмом рифтогенеза. Вначале рифтогенез был пассивным откликом на глобальное растяжение, охватившее в позднем мелу-эоцене обширные территории Азии (пассивный рифт), на последующем этапе (поздний олигоцен-ранний плиоцен) главным геодинамическим фактором развития рифта стал фронт Индо-Евразийской коллизии (импактогенный рифт), продвигавшийся на север и достигший Байкальский регион около 30 млн л.н. Движущей силой плиоцен-четвертичного рифтогенеза являются местные источники энергии, связанные с ростом выступа астеносферы, непосредственно под Байкальской рифтовой зоной (активный рифт). Таким образом, трем стадиям развития Байкальского рифта (доорогенный, раннеорогенный и позднеорогенный) соответствуют три формационных комплекса (кора выветривания и коррелятные отложения, ранняя моласса и поздняя моласса) и три механизма рифтообразования (пассивный, импактогенный и активный).
Три основных этапа отделены тектоническими фазами (ТФ). Раннеорогенный этап ТФ на границе среднего и позднего миоцена (около 10 млн л.н.) разделен на два подэтапа, а позднеорогенный этап двумя дополнительными фазами (около 1.0-0.8 и 0.15-0.12 млн л.н.) - на три подэтапа. Тектонические фазы раннеорогенного этапа сопровождались инверсиями тектонических напряжений, с которыми связаны сдвиговые деформации и формирование складчатых структур.
Представленная модель истории Байкальского рифта согласуется с данными, полученными различными методами исследований.

Дискутируется проблема позднемезозойско-кайнозойской тектоники и геодинамики южного обрамления Сибирской платформы, где широко распространены позднемезозойско-кайнозойские структуры, выполненные осадочными отложениями. На анализе обширных геолого-стратиграфических, геофизических и геохронологических (трекового датирования) данных сделан вывод, что структуры южного обрамления Сибирской платформы и ее осадочного выполнения, в том числе Байкальская рифтовая зона, сформированы в результате дальнего воздействия двух коллизионных событий, связанных с продолжительной конвергенцией Северо-Китайского и Индийского континентов с Евразией, произошедших соответственно в поздней юре-палеоцене и кайнозое. Наложение двух крупных тектонических событий привело к созданию сложной структуры и осадочных бассейнов, которые имеют различную геодинамическую природу и не могут быть объединены в единую последовательность позднемелового-кайнозойского формирования Байкальской рифтовой зоны.
Байкальская система сдвигов и сопряженных рифтов образована в плиоцен-четвертичное время как результат дальнего воздействия Индо-Евразийской коллизии. Этому событию соответствует накопление верхнего слоистого недеформированного сейсмостратиграфического комплекса во всех трех впадинах Байкала. Мощность осадков в Центральной котловине возрастает до 3 км, а в дельте р. Селенга достигает 5-6 км. Для осадков характерна зональность осадконакопления активных внутриконтинентальных рифтогенных структур. Средний слоистый деформированный сейсмостратиграфический комплекс мощностью 1-1.5 км выделяется во всех трех впадинах Байкала и сопоставляется с верхнеолигоценовыми-нижнеплиоценовыми образованиями прибрежно-озерных, дельтовых и озерных фаций, которые широко распространены на территории Прибайкалья, Алтае-Саянской области и в Монголии, где они формировались в условиях больших озерных систем. В результате проявления деформаций Индо-Евразийской коллизии верхнеолигоценовые-нижнеплиоценовые осадки вовлечены в строение плиоцен-четвертичных рамповых и полурамповых структур, расположенных в межгорных впадинах Алтае-Саянской области и Монголии. Нижний сейсмически прозрачный сейсмостратиграфический комплекс распространен только в Южно- и Среднебайкальской впадинах. Его мощность на востоке составляет 1 км, на западе достигает 4-5 км. Комплекс является фрагментом позднемеловых-палеогеновых образований крупного Предбайкальского предгорного прогиба. Прогиб выполнен озерно-речными осадками, его формирование связано с завершающим этапом в развитии обширного Монголо-Охотского орогена.