Главная – Журналы – Геология и геофизика 2013 номер 3

Использованный метод 3-D гравитационного моделирования основан на вычислении гравитационных эффектов от основных плотностных границ литосферы, вычитании этих эффектов из наблюденного поля силы тяжести и последующем пересчете остаточных гравитационных аномалий вначале в глубины залегания раздела Мохоровичича (Мохо), а затем в значения суммарной мощности земной коры и мощности ее консолидированной части. При моделировании были учтены также гравитационные эффекты, связанные с возрастанием плотности осадков при увеличении глубины их залегания и с поднятием кровли астеносферы под океаническим хр. Гаккеля. Полученные результирующие 3-D модели рельефа Мохо и мощности земной коры хорошо согласованы с данными глубинной сейсмометрии. Они подтверждают существенные различия в строении земной коры Евразийского и Амеразийского бассейнов и дают представление о региональных вариациях мощности земной коры под основными глубоководными поднятиями и котловинами Северного Ледовитого океана.

Рассматриваются возможные проявления в геомагнитных данных, регистрируемых мировой сетью обсерваторий, перехода магнезиовюстита из полупроводникового состояния в металлическое в нижней мантии. В частности, даны теоретические оценки предполагаемых возмущений многолетних, циклических (11-летних), годовых и 27-дневных геомагнитных вариаций. Теоретически рассмотрены эффекты ослабления магнитного поля Земли, вызываемые изменениями магнитной восприимчивости при фазовых переходах магнезиовюстита. Приведены также предварительные результаты обработки данных мировой сети — среднемесячных значений геомагнитного поля с 1920 по 2009 г.

Приведены результаты U-Pb датирования (SHRIMP-II) и Lu-Hf (LA-ICPMS) изотопного исследования циркона из палеоархейских плагиогнейсов и плагиогранитоидов Онотского и Булунского блоков Шарыжалгайского выступа. Магматические цирконы из плагиогнейса Онотского и гнейсовидного трондьемита Булунского блоков имеют возраст 3388 ± 11 и 3311 ± 16 млн лет соответственно. Магматические цирконы из плагиогнейсов и плагиогранитоидов тоналит-трондьемит-гранодиоритовых (ТТГ) комплексов характеризуются преимущественно положительными значениями e _Hf, отражающими образование кислых расплавов главным образом из ювенильных (мафических) источников, производных деплетированной мантии. Вариации изотопного состава Hf между отдельными зернами магматического циркона, так же как и пониженные средние величины e _Hf в сравнении с DM, отражают вклад как мафических, так и более древних коровых источников в магмообразование. Метаморфические цирконы из гнейсовидного плагиогранита и мигматизированного плагиогнейса унаследуют изотопный состав Hf от магматического циркона или обогащены радиогенным Hf. Обогащение циркона из мигматизированных плагиогнейсов радиогенным Hf обусловлено взаимодействием с расплавом при частичном плавлении. Изменение изотопного Lu-Hf состава циркона из пород Булунского блока в интервале времени 3.33—3.20 млрд лет является результатом последовательного плавления мафической коры или увеличения вклада корового материала в их генезис. Корреляция изотопных Lu-Hf характеристик циркона и Sm-Nd параметров плагиогнейсов Онотского блока свидетельствует об участии древнего корового материала в их образовании. Бимодальное распределение величин модельного возраста циркона отражает проявление двух этапов формирования коры в палеоархее: 3.45—3.60 и ~ 3.35 млрд лет. Изотопные характеристики циркона и пород ТТГ комплексов, указывающие на рециклинг корового материала, свидетельствуют в пользу образования плагиогнейсов и плагиогранитоидов в результате плавления гетерогенных (мафических и более древних коровых) субстратов в утолщенной коре.

Детальные геохимические, изотопные и геохронологические исследования были проведены для гранитоидов чуйского и кутимского комплексов Байкальского краевого выступа фундамента Сибирского кратона. Полученные результаты позволили установить, что гранитоиды обоих комплексов приурочены к одной тектонической структуре (Акитканский складчатый пояс) и имеют сходный абсолютный возраст. Датирование U-Pb методом по циркону гранитов кутимского комплекса показало, что они имеют возраст 2019 ± 16 млн лет, который практически совпал с оценкой возраста 2020 ± 12 млн лет, полученной ранее для гранитоидов чуйского комплекса. Несмотря на близкий возраст, гранитоиды обоих комплексов обнаруживают существенные отличия в геохимических характеристиках. Гранитоиды чуйского комплекса по своему составу соответствуют известковым и известково-щелочным перглиноземистым трондьемитам, а граниты кутимского комплекса известково-щелочным и щелочно-известковым перглиноземистым гранитам. Граниты чуйского комплекса близки породам ТТГ (тоналит-трондьемит-гранодиоритовой) серии, и на основании содержаний CaO, Sr, Ba сопоставимы с гранитами I -типа. Граниты кутимского комплекса по содержанию в них петрогенных оксидов близки окисленным гранитам A -типа. Изучение изотопного состава Nd в гранитоидах чуйского и кутимского комплексов показало, что породы обоих комплексов характеризуются близкими положительными значениями e _Nd( T) = 1.9—3.5, которые свидетельствуют о формировании исследованных пород за счет источников с короткой коровой предысторией. На основании петрогеохимических данных было установлено, что гранитоиды чуйского комплекса могли быть образованы за счет плавления метабазитового источника, а граниты кутимского комплекса — за счет корового источника кварц-полевошпатового состава. Оценка РТ параметров кристаллизации гранитоидных расплавов показала, что формирование гранитоидов чуйского комплекса осуществлялось при температуре 735—776 °С (температура насыщения расплава цирконом) и давлении > 10 кбар, а гранитов кутимского комплекса при температуре 819—920 °С и давлении > 10 кбар. Предполагается, что формирование гранитоидов чуйского и кутимского комплексов происходило в утолщенной континентальной коре в пределах аккреционного орогена.

Глубина формирования мантийных магматических очагов может быть получена из решения прямой (методами физико-химической гидродинамики) и обратной (методами равновесной термодинамики) задач. Расчетная глубина декомпрессионного плавления пород верхней мантии, определенная из решения задач физико-химической гидродинамики, и оценка глубины формирования мантийных магматических очагов плавления океанических базальтов под срединными хребтами, полученная на основе термодинамического моделирования, демонстрируют несовпадение. В работе на основе анализа магматических систем провинции Долин и Хребтов в западной части Северной Америки показано, что из решения обратной задачи определяются глубины и составы базитовых выплавок из различных субстратов или фаций глубинности литосферной мантии, тогда как данные решения задач декомпрессионного плавления конвектирующей фертильной верхней мантии относятся к уровням магматических систем, которые обычно не достигаются разломными зонами. Расхождение оценок глубин может объясняться тем, что они соответствуют разным уровням структурно-динамических зон единых мантийно-коровых магматических систем.

Изучение разрезов неоплейстоцен-голоценовых толщ, выполняющих впадины центральной части Горного Алтая, позволило выявить в их структуре сейсмогенные деформации (сейсмиты). Их формирование связано с хрупкой деформацией отложений, а также с разжижением рыхлых влагонасыщенных осадков при вибрационном сейсмическом воздействии. В качестве минимальной интенсивности древних землетрясений для возникновения подобных сейсмитов следует рассматривать величину в 6 баллов, а магнитуды в 5—6. Следовательно, в позднем неоплейстоцене—голоцене в регионе имели место довольно сильные землетрясения.

Выраженная в рельефе и строении кайнозойского покровного комплекса Кузбасса система разломов является преимущественно новообразованной. Совпадение позиции новейших разломов с положением палеозойских и мезозойских разрывных нарушений происходит только на границах с Кузнецким Алатау и Салаиром. С пограничными структурами связаны максимальные амплитуды вертикальных смещений за новейшее время (80—100 м, редко до 250 м на севере и до 600 м на юге). Новейшие разрывные нарушения обычно представляют собой зоны дробления шириной от 300 до 2000 м, освоенные элементами гидросети в ходе формирования системы эрозионных долин. За исключением пограничных неотектонических структур, смещения по большинству новейших разломов не превышают 5—10 м по вертикали (на границах между неотектоническими районами и подрайонами до 30—70 м). Достоверных данных о значительных горизонтальных смещениях нет, по аналогии с другими районами Алтае-Саянской горной области для конкретных структур их можно оценить в 300—700 м. Рисунок системы новейших нарушений может быть интерпретирован как следствие раздавливания в условиях субмеридионального сжатия с незначительным правым сдвигом. Характер неотектонической активизации разных участков впадины неодинаков. Северный район Кузбасса испытал наименьшее поднятие, высотные отметки позднемеловой поверхности выравнивания в его пределах не превышают 300 м, в его Присалаирском подрайоне они составляют 230—250 м, что позволяет говорить о его незначительном погружении. Вертикальные смещения по новейшим разломам внутри района минимальны, наиболее активные движения сосредоточены на его границах. Центральный район незначительно приподнят относительно северного, высота поверхности выравнивания в его пределах около 300—380 м. Для него типичны дифференцированные движения по межблоковым границам с амплитудами до 60—70 м. Южный район подвергся максимальной активизации. Высоты позднемелового пенеплена в его пределах от 400 до 600 м. Для южного района характерны значительные вертикальные межблоковые смещения, выраженные в виде прямолинейных тектоногенных уступов и долин. Северный и центральный районы образуют современную Кузнецкую межгорную котловину, южный — относится к периферическим частям горного обрамления Кузнецкой впадины.

В берриасе п-ова Нордвик (север Восточной Сибири) в пределах ранее установленной здесь магнитозоны прямой полярности (M18n) определена зона обратной полярности, получившая индекс M17r. К этой магнитозоне приурочена граница волжского и рязанского ярусов (граница аммонитовых зон Chetaites chetae/C. sibiricus). Соответственно установлено, что идентифицируемая прежде на п-ове Нордвик магнитозона M17r, заключающая границу аммонитовых зон C. sibiricus/Hectoroceras kochi, в действительности отвечает магнитозоне M16r. На основе анализа магнито- и биостратиграфических критериев корреляции доказывается, что бореальная зона C. sibiricus соответствует, по меньшей мере, большей части тетической зоны Tirnovella occitanica, а бореальная зона H. kochi — нижней части подзоны Malbosiceras paramimounum тетической зоны Fauriella boissieri.

Проанализировано значение новых магнитостратиграфических данных по разрезу Нордвик для решения проблемы детальной бореально-тетической корреляции пограничного интервала юры—мела. Обсуждена специфика интерпретации палеомагнитных данных в магнитостратиграфических исследованиях и необходимость комплексного (палеонтологического и палеомагнитного) обоснования подошвы берриаса.