Главная – Журналы – Геология и геофизика 2013 номер 1

На севере Сибирской платформы выделена Котуйканская кольцевая структура, которую по дистанционным, космогеологическим, тектоническим, геофизическим, структурно-вещественным и изотопно-геохронологическим критериям можно идентифицировать как крупную палеопротерозойскую астроблему Земли, сравнимую с такими близкими по возрасту импактными структурами, как Вредефорт и Садбери. Кроме того, здесь же выявлены косвенные признаки еще двух крупных структур подобного генезиса. Тем самым подтверждается предположение многих ученых о массированной бомбардировке поверхности ранней Земли крупными астероидами и о возможном влиянии масштабных импактных событий на динамику мантии Земли и ротационный режим планеты, т.е на ход ее тектонической эволюции, включая процессы тектоники плит.

Рассмотрены особенности строения, состава и возраст венд-раннекембрийских плагиогранитоидных ассоциаций, слагающих Кштинский и Тараскырский массивы, Енисейский плутон в Алтае-Северосаянском островодужном поясе. Установлено, что изученные плагиогранитные ассоциации формировались в диапазоне 550—520 млн лет, отличаются друг от друга по вещественному составу и источникам. Выделяются два этапа островодужного плагиогранитоидного магматизма: ранний (550—540 млн лет) фиксируется по формированию плагиогранитоидов Кштинского (545 ± 8 млн лет) и Тараскырского массивов (545 ± 7 млн лет), поздний (525—520 млн лет) — по становлению плагиогранитоидов майнского комплекса Енисейского (524 ± 2 млн лет) и Табатского плутонов. Породы Кштинского массива по петрохимическому составу и геохимическим характеристикам относятся к плагиогранитоидам высокоглиноземистого типа и сопоставляются с адакитами. Их образование может быть реализовано путем плавления метабазитового источника, по составу близкого к базальтам N-MORB-типа, при погружении в зону субдукции океанической плиты при P ≥ 15 кбар в равновесии с гранатсодержащим реститом. Породы Тараскырского массива относятся к плагиогранитам низкоглиноземистого типа, формирование которых связано с плавлением метабазитов, расположенных в низах и/или основании островодужной системы, при P = 3—8 кбар в равновесии с плагиоклазсодержащим реститом. Аналогичные условия генерации исходных расплавов имеют низкоглиноземистые плагиогранитоиды Енисейского плутона. Изотопно-геохимические исследования показали, что венд-раннекембрийские плагиогранитоиды раннего этапа развития Алтае-Северосаянского пояса характеризуются высокими положительными значениями ε_Nd(T) = 7.5—4.9, позднерифейским Nd модельным возрастом (T_Nd(DM) = 0.64—0.98 млрд лет) и отношениями изотопов стронция, варьирующими в диапазоне от 0.7040 до 0.7053. Полученные данные свидетельствуют о ювенильном составе исходных для плагиогранитоидов расплавов при варьирующей добавке древнего корового материала в область магмогенерации.

В геологической истории неопротерозоя юго-восточной части Восточного Саяна реконструированы две разновозрастные островные дуги: Дунжугурская и Шишхидская. Ранее считалось, что Дунжугурская дуга возникла около 1020 млн лет назад и испытала коллизию с Сибирским (?) континентом около 810 млн лет. Шишхидская дуга возникла несколько ранее чем 800 млн лет и существовала до конца позднебайкальского этапа (около 600 млн лет по косвенным данным). Такая примитивная геологическая история, в которой каждая из дуг существовала на протяжении 200 млн лет, обусловлена неполнотой прямых данных и заставляла сомневаться в корректности предложенных реконструкций. В работе приведены результаты предварительного датирования детритовых цирконов, извлеченных из вулканокластических пород, связанных с упомянутыми дугами. Для Дунжугурской вулканокластики проанализировано 12 кристаллов, возраст которых лежит в интервале 844 ± 8—1048 ± 12 млн лет (²⁰⁶Pb/²³⁸U, 1σ). Пять наиболее древних цирконов образуют конкордантный кластер с возрастом 1034 ± 9 млн лет (2σ). Следовательно, дуга возникла ранее, чем предполагалось, и действительно существовала долго, по-видимому, до момента ее коллизии с континентом. Из вулканокластических пород, заключенных в Окинской аккреционной призме, предположительным источником которых является Шишхидская дуга, изучены два образца. Все 10 кристаллов первого образца образуют конкордантный кластер с возрастом 813 ± 7 млн лет (2σ). Проанализированные цирконы второго образца группируются в два кластера: 775 ± 8 млн лет (2σ, 9 кристаллов) и 819 ± 17 млн лет (3 кристалла). Таким образом, Шишхидская дуга возникла ранее, чем предполагалось, фактически в конце раннебайкальского этапа и характеризовалась активным вулканизмом, по крайней мере, до 775 млн лет. Прогнозируется, что полноценное датирование детритовых цирконов из вулканокластики зрелого этапа Шишхидской дуги позволит полностью или частично документировать интервал 775—600 млн лет.

Приведены новые данные по петрогеохимическому составу, возрасту и условиям образования поздненеопротерозойской метариолит-базальтовой ассоциации Глушихинского прогиба (Енисейский кряж). Метариолит-базальтовая ассоциация развита среди субаэральных и мелководных терригенно-карбонатных отложений орловской серии, залегающей с несогласием на подстилающих образованиях протерозоя. Кислые вулканиты существенно-калиевые, обогащены Rb, U, Th, характеризуются высокой железистостью, слабофракционированным спектром редких земель с резко выраженной отрицательной аномалией Eu. Базальты и пикробазальты отличаются повышенным содержанием Ti, Fe, P, высокозарядных и редкоземельных элементов, U, Th, Ba, Sr. Мультиэлементные спектры характеризуются отсутствием деплетирования Nb и Ta относительно Th и легких РЗЭ. Петрохимические параметры вулканогенных пород пикробазальт-базальтового состава соответствуют таковым внутриплитных магматических ассоциаций континентальных рифтовых зон. Новые геохронологические данные по единичным зернам циркона (SHRIMP-II) из фельзит-порфиров метариолит-базальтовой ассоциации (717 ± 15 млн лет) свидетельствуют о проявлении поздненеопротерозойского вулканизма в приенисейской части Центрального блока Заангарья. Результаты Sm-Nd изотопных исследований показали, что риолиты формировались из палеопротерозойского корового источника (T_Nd(DM) = 1757, T_Nd(DM-2st) = 1651 млн лет и ε_Nd(T) = –2.7). Размещение вулканогенно-осадочных образований в узком приразломном прогибе, бимодальный риолит-базальтовый состав продуктов вулканизма, а также петролого-геохимические характеристики пикробазальт-базальтов, типичные для внутриплитных обстановок, свидетельствуют о рифтогенной природе вулканогенно-осадочных образований орловской серии. Проведенные исследования показывают, что поздненеопротерозойский рифтогенез и внутриплитный магматизм плюмового типа проявились не только в Татарско-Ишимбинской, но и в Приенисейской зоне разломов Енисейского кряжа.

Приводятся результаты исследования голоценовых и позднеплейстоценовых отложений, вскрытых на подводном Академическом хребте Байкала. Изменение минерального и гранулометрического составов в разрезе донных осадков тесно согласуется со сменой ведущих диатомовых комплексов, маркирующих границу голоцена и позднего плейстоцена. В составе тяжелой фракции песчаной составляющей позднеплейстоценовых глин обнаружено значительное содержание (до 14.6 %) хлоритоида. В голоценовых илах концентрации этого минерала не превышают 1.2 %. Источником хлоритоида являются хлоритоидные сланцы анайской свиты (верхний протерозой), широко распространенные в водораздельной области Приморского хребта в верховьях Лены и Аная. В район подводного Академического хребта Байкала хлоритоид транспортировался преобладающими западными и северо-западными ветрами, на что также указывает отсутствие механических воздействий на поверхности зерен хлоритоида. Повышенные содержания хлоритоида в позднеплейстоценовых осадках связаны с более интенсивным эоловым переносом в это время по сравнению с голоценом.

Поле Кух-и Манд является поставщиком тяжелых углеводородов в прибрежном бассейне Загрос (Иран), залегающих в трещиноватых карбонатных породах, частично залеченных доломитовым, кальцитовым и ангидритовым цементом. Данные по коэффициенту отражения витринита из карбонатного коллектора указывают на низкий уровень зрелости нефти, соответствующий палеотемпературам порядка 50 °C. Наблюдаемый уровень зрелости (< 0.5 % R T_h) не превышает значений, типичных для простого преобразования нефти при захоронении и основанных на оценках обстановки осадконакопления. Включения нефти в кальцитовом и доломитовом цементе, заполняющем трещины, свидетельствуют о ключевой роли этих трещин в миграции нефти.
Температурные профили, построенные по имеющимся данным изучения флюидных включений, которые показали наличие нефти в доломите, кальците и ангидрите, характеризуются заметными вариациями температур гомогенизации (T_h). Флюидные включения (ФВ) из синтектонических кальцитовых жил гомогенизируются в интервале от 22 до 90 °С и показывают снижение солености от 22 до 18 мас. % NaCl-экв. При этом ФВ в ангидрите гомогенизируются при температуре менее 50 °С, что говорит о нагревании поровых флюидов и повышении их солености при захоронении вмещающей толщи. Диапазон T_h включений в кальцит-доломитовом цементе свидетельствует об изменении состава водных растворов. Таким образом, можно сделать вывод об отложении этого цемента из флюидов — нефтяных дериватов. Микротермометрические данные изучения ФВ позволяют предположить, что в продуктивном пласте накапливались тяжелая нефть и высококонцентрированные водные растворы, а также показывают, что в резервуаре при гидростатическом давлении присутствовала недосыщенная нефть.
Данные по T_h не подтверждают вертикальные перемещения горячих флюидов по разрезу, однако обширные латеральные перемещения флюидов, имеющие, вероятно, тектоническую природу, отвечали за дегидратацию в южной или западной частях залежи.

Рассмотрена роль зон трещиноватости и разрывных нарушений в формировании фильтрационной неоднородности продуктивных пластов на разрабатываемых месторождениях. Отсутствие зон трещиноватости и разрывных нарушений в геологических и, как следствие, гидродинамических моделях приводит к снижению эффективности заводнения и в целом к снижению коэффициента извлечения нефти.
Причиной сложившейся ситуации является недостаточная разработанность методов картирования и классифицирования зон трещиноватости по данным сейсморазведки. Использование, к примеру, функций градиентов отражающих горизонтов в этих целях может описать только конечные стадии разрушения горных пород на границах тектонических блоков.
В целях повышения полноты описания и классифицирования зон трещиноватости по режиму активизации дизъюнктивных деформаций предлагается использовать неоднородность структуры поля деформации отражающих горизонтов. Этот параметр охватывает не только поздние, но и ранние стадии разрушения горных пород и по сравнению с градиентами с большей точностью описывает деформации на границах блоков. На приводимом примере эксплуатации одного из месторождений Западной Сибири, показано, что в зонах разрывных нарушений с рассчитанной послесеноманской неоднородностью структуры поля деформаций дебиты добывающих скважин из продуктивного пласта Ю₁ существенно выше за счет трещинной проницаемости.

По материалам сейсмологических исследований с временными сетями станций в эпицентральной зоне Чуйского землетрясения 2003 г. рассчитано локальное поле тектонических напряжений на основе механизмов очагов афтершоков. Оригинальность данной работы заключается в привлечении для изучения напряженного состояния землетрясений с большими различиями в энергии и использовании в анализе событий с высокоточными сведениями о координатах и глубине. Основным результатом стало выделение двух иерархических уровней поля напряжений. Показано, что тип напряженного состояния, определенный по сильным землетрясениям, однородный (горизонтальной сдвиг) по всей афтершоковой области, а по слабым событиям — изменяется в соответствии с блоковой структурой афтершоковой зоны.

При проведении магнитотеллурических зондирований (МТЗ) измерения проводятся, как правило, по одиночным или нескольким профилям, и при интерпретации данных обычно применяются 1D- и 2D-модели среды. В реальной ситуации среда трехмерна, а первичное поле может изменяться по латерали. Это означает, что при 1D и 2D инверсиях данных МТЗ вносится некоторая ошибка, вплоть до появления ложных структур. В данной работе аналитическими методами получены выражения для оценки влияния малых отклонений среды и первичного поля от модели Тихонова—Каньяра на значения компонент тензоров импеданса и типпера (функции чувствительности, определяющей размер зоны вблизи точки зондирования, в пределах которой возмущения сказываются на значениях импеданса и типпера в этой точке).

Предложен эвристический метод нахождения аналитических решений задач электроразведки для случая постоянных токов и трехмерных изотропных сред. Метод основан на определении из уравнений Максвелла соответствующих параметров среды (электропроводности и магнитной проницаемости) по заданной в аналитическом виде напряженности электрического или магнитного полей. Рассмотрены примеры применения данного метода.

Развитие методов прогноза состава дренажных вод сульфидсодержащих отходов горнодобывающей промышленности имеет большое значение. Исследование конкретных объектов способствует использованию установленных эмпирических зависимостей для анализа ситуаций в аналогичных техногенных системах.
В статье приведены значения кислотопродуцирующего и нейтрализующего потенциалов отвальных пород Ведугинского и Тасеевского месторождений золота (рассчитанные на основе измеренных содержаний сульфидной серы и CO₃^2–). Проведены эксперименты по ускоренному химическому выщелачиванию (пероксидный и динамический), определены значения рН, величины кислотности и щелочности (титруемые и рассчитываемые), концентрации ионов металлов (железа, цинка, меди, свинца, никеля, кобальта). Значения фактического кислотопродуцирующего потенциала твердого вещества отходов сопоставлены с данными о химическом составе модельных дренажных вод. Выявленные корреляции связаны с физико-химическими процессами, происходящими в системе вода—твердое вещество. Предложено использование величины фактического кислотопродуцирующего потенциала для прогнозной оценки химического состава реальных дренажных вод.