Главная – Журналы – Геология и геофизика 2013 номер 2

Приводятся результаты моделирования образования Вилюйского осадочного бассейна. Применяется комбинированный подход, состоящий из реконструкций осадконакопления и теплового режима при погружении методом бэкстриппинг, а также численного моделирования на основе механики деформируемой упругопластичной среды. Используя данные о литологии и стратиграфические разрезы, осадочные слои последовательно «снимаются» и вычисляется глубина стратиграфических подразделений в процессе осадконакопления. Для Вилюйского бассейна впервые применяется анализ эволюции осадконакопления неоднородного по площади бассейна. Доказывается рифтовая природа образования Вилюйского прогиба. Делаются оценки пространственного распределения параметров растяжения коры и мантийной литосферы, а также расширения за счет внедрения даек. В результате реконструкций обнаружена зависимость типа кривых погружения осадочных пород бассейна от тектонического режима осадконакопления в конкретных впадинах. Бэкстриппинг-анализ позволяет выявить два этапа растяжения, приведших к накоплению осадков мощностью 4—5 км и форландовый этап, вызвавший аккумуляцию более 2 км осадков. Принимая модель двухслойной литосферы, делается вывод о преимущественном растяжении подкорового слоя (в 1.2—2.0 раза относительно 1.1—1.4-кратного в коре). Цель численных экспериментов — показать принципиальную возможность формирования глубоких прогибов в континентальной коре при ее конечном растяжении. При этом моделирование показывает, что при растяжении не происходит полной деструкции и разрыва континентальной коры в отличие от моделей образования океанического рифта. Проведенное 2-мерное численное математическое моделирование показывает возможность значительного погружения фундамента бассейна вблизи центральной оси и объясняет концентрацию базитовых даек на периферии бассейна.

Джунгарская впадина содержит практически непрерывный разрез терригенных осадочных пород, сформировавшихся с позднего карбона по квартер. Сумма максимальных толщин стратиграфических подразделений чехла впадины составляет около 23 км, а фундамент в наиболее погруженной части впадины залегает на глубине около 18 км. В ходе новейшей активизации подверглись поднятию и эрозии не только территории складчатого обрамления, но и краевые части впадины. Это привело к обнажению всех структурных этажей чехла впадины. Полнота разреза и дробность его стратиграфического расчленения позволяют не только точно определить геологический возраст периодов интенсивного роста и эрозии горного обрамления, но и дать путем интерполяции датировок стратиграфических рубежей геохронологическую оценку эпох горообразования. Первым был пермский орогенез, включающий две фазы 255—265 и 275—290 млн лет назад. Джунгарская, Зайсанская и Хами-Турфанская впадины образовывали в это время единый бассейн седиментации. Вторым по возрасту считается триасовый орогенез 210—230 млн л.н. В ходе него произошло окончательное разобщение Джунгарской и Хами-Турфанской впадин. Третьим по возрасту был юрский орогенез, состоящий из двух фаз 135—145 и 160—200 млн л.н. Седиментация в юрское время происходила в сходных границах, но несколько сократилась по площади. Четвертой орогенной эпохой была меловая, также включающая две фазы 65—85 и 125—135 млн л.н. Горные сооружения этого возраста формировались главным образом на границах южной части впадины и по линии Карамайли—Саур. В ходе мелового орогенеза произошло разобщение Джунгарской и Зайсанской впадин. Ранний и средний палеоген был временем относительного тектонического покоя. В олигоцене начинается пятая по возрасту орогенная эпоха. Новейшая активизация включает в себя две основные фазы: олигоценовую 23—33 млн л.н. и неоген-четвертичную с 1.2—7.6 млн л.н. по настоящее время.

Описываются обнаруженные в центральной части Тункинских Гольцов (Восточный Саян) высокомагнезиальные метабазальты и метапикриты, распространенные в области развития пород уртагольской свиты. По геохимическим особенностям высокомагнезиальные метавулканиты близки породам, имеющим субдукционную природу. Установлено, что источником обогащения для высокотитанистых метабазальтов выступал богатый Nb рециклированный материал океанической коры (RSC), а для высокотитанистых метапикритов субдукционный флюид, характеризующийся высокими содержаниями легких редкоземельных элементов и Th относительно Nb. Обогащение низкотитанистых метавулканитов, вероятно, образовавшихся на ранних стадиях раскрытия бассейна, происходило за счет контаминации расплава материалом континентальной коры. Проведено сопоставление метавулканитов с неметаморфизованными аналогами, рассмотрены некоторые аспекты генезиса. Сделан вывод, что описанные метавулканиты маркируют палеоспрединг задугового бассейна.

Рассматриваются петрологические особенности и вопросы потенциальной рудоносности Талажинского массива, локализованного в северо-западной части Восточного Саяна. Показано внутреннее строение интрузива, петрографическая характеристика слагающих пород, их металлогенические, петроструктурные и петрогеохимические особенности. По результатам моделирования равновесной кристаллизации по программе КОМАГМАТ-3.52 рассчитаны вероятные температура и химический состав родоначальной магмы плутона. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что Талажинский массив является ритмично-расслоенным плагиодунит-троктолит-анортозит-габбровым интрузивом, сформировавшимся из исходного низкотитанистого высокоглиноземистого оливин-базальтового расплава, и относится к потенциально перспективному объекту на обнаружение Cu-Ni-платинометалльного оруденения.

На основе одновременной оптимизации данных ударных экспериментов, ультразвуковых, рентгеновских, дилатометрических и термохимических измерений в диапазоне температур от ~ 100 К до температуры плавления и до давлений в несколько мегабар с использованием модифицированного формализма построены уравнения состояния алмаза, MgO, Ag, Al, Au, Cu, Mo, Nb, Pt, Ta, W. Полученные изотермы при 300 К сопоставлены со сдвигом линии люминесценции R1 рубина, одновременные измерения которого и параметров ячейки металлов проведены в гелиевой и аргоновой средах. Уточненная калибровка рубиновой шкалы имеет вид P (ГПа) = 1870·Dl/l ₀(1 + 6·Dl/l ₀) и использована для корректировки изотерм металлов, алмаза и периклаза при 300 К. Новые одновременные измерения объема Au, Pt, MgO и B2-NaCl были использованы для перекрестной проверки полученных уравнений состояния и расчета изотермы B2-NaCl при 300 К. Построенные нами уравнения состояния девяти металлов, алмаза, периклаза, B2-NaCl являются взаимосогласованными между собой и с рубиновой шкалой давлений. Рассчитанные по ним P-V-T соотношения могут быть использованы в качестве взаимосогласованных шкал давления в алмазных наковальнях при изучении P-V-T свойств твердых веществ и минералов в широкой области температур и давлений.

Рассмотрена роль избыточных давлений в протекании термохимических процессов в Южно-Каспийском бассейне (ЮКБ). Результаты проведенных исследований с учетом мирового опыта по данной проблеме позволяют заключить, что для ЮКБ (преимущественно для ее глубоководной части), так же как и для ряда других бассейнов мира с аномально-высокими флюидными давлениями, характерно замедление процессов крекинга керогена и нефти, а также реакции трансформации глинистых минералов. Периодическую интенсификацию этих процессов может провоцировать развитие диапиризма и грязевого вулканизма, которые являются очагами импульсной разгрузки из системы образующихся УВ. Сделан вывод о высоких перспективах выявления углеводородных скоплений в глубокопогруженных отложениях бассейнов с аномально-высокими флюидными давлениями.

Представлены результаты тектонофизической реконструкции природных напряжений земной коры Алтае-Саянской горной области, выполненной с помощью метода катакластического анализа разрывных смещений и сейсмологических данных о механизмах очагов землетрясений. Метод позволяет получать параметры полного тензора напряжений путем привлечения в качестве дополнительных данных: обобщения результатов экспериментов по хрупкому разрушению образцов горных пород; сейсмологических данных о сброшенных напряжениях в очагах сильных землетрясений; данных о топографии и плотности пород. Результаты тектонофизической реконструкции напряжений показали существенную неоднородность напряженного состояния, выражающуюся не только в изменчивости простирания и погружения главных осей тензора напряжений, определяющих изменение и геодинамического режима земной коры, но и в близком расположении областей повышенного и пониженного всестороннего тектонического давления по отношению к литостатическому давлению. Диапазон дисперсии отношения тектонического давления к литостатическому составляет 0.59—1.31 при среднем значении для всего региона, близком к единице. В работе обсуждаются механизмы внешнего или внутреннего воздействия, способные формировать поле напряжений, полученное по результатам тектонофизической реконструкции.

Рассмотрены спектры ускорений землетрясений с магнитудой 4.0—6.5 юго-западной части Байкальской рифтовой зоны. Найдены поглощающие свойства среды и затухание сейсмических сигналов изучаемого региона. Получены средние спектры ускорений, характеризующие землетрясения региона в целом. Проведен сравнительный анализ спектров ускорений для очагов с различными типами подвижек: взбросов, взбрососдвигов, сдвигов и сбрососдвигов. Определен характер влияния направленности подвижки в очаге на спектры ускорений.

Образцы мрамора и гранитов с различным размером зерен подвергались ударному разрушению в лабораторных условиях. Сигналы акустоэмиссии (АЭ), генерируемые растущими трещинами, регистрировались с шагом 10 нс. Одновременно регистрировалась фрактолюминесценция (ФЛ), возникающая при разрыве межатомных связей на поверхности образцов. Было показано, что длительности интервалов между сигналами АЭ распределены по степенному закону, характерному для коррелированных (самоподобных) процессов. Такая закономерность не проявилась для сигналов ФЛ, поскольку время образования свободных радикалов гораздо меньше интервалов между их появлением при разрывах химических связей. Данные АЭ свидетельствуют об увеличении частоты появления новых трещин в материалах с меньшим размером зерен.

Рассматривается двухмодовый метод измерения проницаемости и электроакустической постоянной в скважинной диагностике. Первая мода — волна Стоунли и электроакустическое отношение в ней; вторая мода — радиальная волна в формации, окружающей скважину, и генерируемое ею электрическое поле. Радиальная волна позволяет измерить электроакустическую константу, волна Стоунли — электроакустическое соотношение, линейно зависящее от проницаемости. Совместное использование результатов этих измерений позволяет определить проницаемость пористой среды. Все знания о формации сводятся к дополнительному измерению электропроводности.