Главная – Журналы – Геология и геофизика 2013 номер 11

На основании новых данных о возрасте и минералого-геохимических особенностях ультрамафит-мафитовых комплексов докембрийских структур южного обрамления Сибирской платформы выделяется Восточно-Сибирская металлогеническая (ЭПГ-Cu-Ni) провинция, включающая Енисейский кряж, Канский докембрийский выступ, Алхадырский террейн с прилегающими структурами Бирюсинского блока и Северное Прибайкалье (Йоко-Довыренский и другие массивы Байкало-Патомского прогиба). Установлено, что U-Pb и Ar-Ar возраст рудоносных комплексов, принадлежащих к дунит-перидотит-пироксенит-габбровой формации, отвечает в этих районах позднему рифею (728—710 млн лет). Минералого-геохимическое сходство рудоносных комплексов различных ареалов свидетельствует о генетической их общности. Исходные расплавы во всех случаях были близки к пикритам. Расчетные данные, а также обогащенность пород и руд ЭПГ указывают на высокие степени плавления мантийного источника, что согласуется с плюмовой моделью формирования рудно-магматической системы. Выделенная провинция по характеру магматизма и времени его проявления сопоставляется с Франклинской LIP на севере Канады. Она относится к числу весьма перспективных рудных районов Восточной Сибири.

Томинско-Березняковское рудное поле находится в западной части Восточно-Уральской вулканогенной мегазоны (в 20—30 км юго-западнее г. Челябинск). Промышленное (Mo, Au)-Cu-порфировое Томинское месторождение локализовано в восточной части рудного поля в пределах малой мезогипабиссальной интрузии кварц-диоритового состава. Ныне эксплуатирующееся Au-Ag-эпитермальное Березняковское месторождение приурочено к телам субвулканических диоритовых порфиритов западной части рудного поля. Граница между западной и восточной частями рудного поля тектоническая. Гранитоиды относятся к единому вулканоплутоническому комплексу K-Na кварц-диоритового состава. Для Томинского месторождения U-Pb конкордантный возраст циркона из рудоносного диоритового порфирита составляет 428 ± 3 млн лет (СКВО = 0.9), для Березняковского месторождения — 427 ± 6 млн лет (СКВО = 1.1). Силурийский абсолютный возраст установлен для медно-порфировой рудно-магматической системы Урала впервые. В диоритах и кислотных метасоматитах обоих месторождений присутствует уникальная трехслюдяная ассоциация (Mu, Pa, Mu _0.36Pa _0.64 промежуточная фаза). Метасоматически измененные диориты имеют близкий изотопно-петрогеохимический состав и содержание суммы РЗЭ (24—52 г/т) при совмещении их спектров. Наблюдаются единые тренды на диаграммах Zr—Hf, Nb—Ta, La—Ce. Полученные данные свидетельствуют о близком возрастном интервале формирования порфирового и эпитермального месторождений, и вероятности их генетического единства (в составе протяженной по вертикали модельной медно-порфировой колонны). Вертикальная эволюция колонны от гип-мезоабиссального до субвулканического уровня включает изотопное корово-мантийное взаимодействие по Sr, S и Ο. Месторождения разного уровня становления вскрыты на современной поверхности в связи с блоковой тектоникой рудного поля.

Комплекс геологических наблюдений и петролого-геохимических критериев позволил выявить присутствие гибридных пород в зоне эндоконтакта дайки долеритов. Гибридные породы возникли в результате смешения вещества базитовой интрузии с кислым расплавом, образованным за счет плавления метаморфических пород, слагающих Голоустенский выступ фундамента Сибирского кратона, при термальном воздействии на них со стороны внедрявшейся дайки. Методом SHRIMP-анализа в составе гибридной породы были выявлены две возрастные группы цирконов. Установлено, что возраст палеопротерозойских захваченных цирконов (1902, 1864, 1859 и 1855 млн лет) отражает вклад древних источников вещества в состав гибридной породы. Возраст молодых, первично-магматических цирконов, образовавшихся в результате плавления вещества в зоне эндоконтакта базитовой интрузии, составляет 494 ± 5 млн лет, отражает время формирования гибридных пород и, соответственно, указывает на время внедрения базитов в метаморфическую раму. Отмечено, что дайки близкого возраста, обладающие сходными геохимическими характеристиками, присутствуют на значительной территории южного фланга Сибирского кратона — от Голоустенского до Бирюсинского выступов.

Комплексная статистическая обработка более 1000 дат развития рудно-магматических систем (РМС) и сопряженных с ними вулканоплутонических месторождений (ВПМ) окраин Тихого океана показала, что: 1) рудно-магматические системы вулканических дуг генерировали моно- и полициклические ВПМ с существенно различающимися длительностями формирования; 2) главной особенностью хроноструктуры РМС является периодичность их развития на постпалеозойском отрезке геологической истории континентальных окраин Тихого океана; 3) временные ряды РМС разных секторов окраин Тихого океана обладают подобием периодичностей, но различаются фазами и амплитудами проявлений металлогенических эпох на одинаковых отрезках временных линеек, что особенно заметно в последние 30 млн лет; 4) разные металлогенические ВПМ обладают собственной периодичностью; 5) периодичность длительностей формирования моно- и полициклических ВПМ отличается от периодичности появления ВПМ.

На основе новых петрологических и изотопно-хронологических данных рассматривается вопрос о природе гранат-клинопироксеновых и лавсонитсодержащих пород, в минеральных парагенезисах которых присутствуют очень редкие Fe-Ca гранаты. Эти породы, ассоциированные с антигоритовыми серпентинитами, не имеют аналогов среди других единиц максютовского эклогит-глаукофансланцевого комплекса и относятся к самостоятельной «мафит-ультрамафитовой» единице. Особенности химического и минерального составов гранат-клинопироксеновых и лавсонитсодержащих пород позволяют рассматривать их как высокобарические образования глубинной зоны континентального рифта, испытавшие при декомпрессионном подъеме метасоматические преобразования, а при коллизии типа дуга—континент включенные в состав аккреционного Максютовского блока. U-Pb цирконовые данные указывают на позднерифейско-нижнепалеозойский возраст (824 и 440—470 млн лет) кристаллизации гранат-клинопироксеновых пород, а Ar-Ar датирование белых слюд (341 ± 2 млн лет) отражает время объединения всех структурно-вещественных единиц максютовского комплекса.

Рассмотрены редкие графические структуры пар минералов киноварь + антимонит из руд сурьмяно-ртутного месторождения Хайдаркан (Кыргызстан) и киноварь + халькопирит из комплексных руд полисульфидно-флюоритового месторождения Идермег-Баян-Хан-Ула (Монголия). Их рисунок напоминает узор папиллярных линий кожи пальцев. На основании характерных признаков предполагается формирование графической структуры киноварь + антимонит в два приема процесса гипогенного минералообразования: 1) интерстициальное замещение киноварью предварительно гранулированного антимонита; 2) локальная перекристаллизация совместных агрегатов при динамометаморфизме руд с частичной миграцией вещества и образованием «упорядоченных» графических структур. Данной структуре присвоено название «графическая структура гипогенной перекристаллизации». Происхождение впервые наблюдавшейся графической структуры киноварь + халькопирит объяснено непосредственным гипогенным замещением киновари халькопиритом, проникающим по контактам зерен и сопровождающимся разрастанием площади замещения. Эту структуру предлагается называть «графической структурой гипогенного замещения». Причины избирательного замещения киновари халькопиритом, способствовавшие появлению оригинального рисунка структуры, пока неясны.

О палеогеографии Земли в интервале времени 700—500 млн лет мало что известно достоверно, в том числе о положении Восточно-Европейской платформы. Количество и качество палеомагнитных определений для позднего докембрия—кембрия этой платформы совершенно недостаточно для уверенных палеогеографических и палеотектонических построений. Поскольку почти все пригодные для палеомагнитных исследований объекты на самой платформе уже изучены, наиболее перспективным сейчас представляется изучение деформированных окраин платформы. Особый интерес представляет Башкирский мегантиклинорий на Южном Урале, где известны многочисленные осадочные разрезы эдиакарского возраста, в некоторых из них найдены прослои туфов, пригодных для датирования изотопно-геохронологическими методами. В данной работе представлены результаты палеомагнитных и геохронологических исследований верхнеэдиакарской зиганской свиты, опробованной в западной части западного крыла Башкирского мегантиклинория. В соответствии с полученными данными, около 550 млн лет назад Восточно-Европейская платформа должна была находиться в приэкваториальных широтах.

Проведено исследование относительной палеонапряженности осадочных отложений, полученных в ходе глубоководного бурения на оз. Байкал (скв. BDP-99). Исследованы два интервала: 0—420 тыс. лет (эпоха Брюнес) и 1.05—1.09 млн лет (до, во время и после инверсии Матуяма—Харамильо). Для этих же интервалов построены кривые идеальной намагниченности образцов. Анализ поведения величины палеонапряженности по разрезу скважины позволил нам выделить 4 экскурса, записанных в байкальских осадках, выделение которых на зависимости наклонение—глубина было затруднено. Для нижней части разреза — интервал субзон Матуяма—Харамильо получены данные о падении значений палеонапряженности в 5 раз и более относительно значений палеонапряженности в интервале с постоянной полярностью.

Разработаны программно-алгоритмические средства численного моделирования и инверсии диаграмм электромагнитных зондирований в двумерных моделях геологических разрезов скважин, пробуренных на биополимерных и нефтяных растворах. Созданы алгоритмы решений линеаризованных прямой и обратной задач электромагнитного каротажа, позволяющие оперативно моделировать диаграммы и восстанавливать распределение удельной электропроводности (УЭП) горных пород вокруг скважины. Математическое моделирование основано на численно-аналитическом решении прямой задачи электромагнитного каротажа в пластах конечной мощности при высоком контрасте УЭП между скважиной и горными породами. При линейной инверсии используется SVD-разложение матрицы чувствительностей. Приведены результаты численного моделирования и количественной интерпретации синтетических и практических диаграмм электромагнитного каротажа на интервалах флюидонасыщенных терригенных и карбонатных пластов-коллекторов, вскрытых на высококонтрастных по УЭП буровых растворах.

На основе многолетних измерений современных движений в центральной части Байкальской рифтовой системы получены данные о кинематике горизонтальных движений, скорости относительных горизонтальных деформаций и скорости вращений в пределах области сочленения Южно-Байкальской, Северо-Байкальской и Баргузинской рифтовых впадин, которая представляет собой сложную структуру с двумя трансферными зонами — Ольхонско-Святоносской и Усть-Баргузинской. Показано, что движение блоков происходит в ЮВ направлении, перпендикулярно структурам трансферных зон и под острым углом по отношению к общему простиранию Байкальского рифта, что отвечает условиям правостороннего сдвигораздвига по главной структуре. Средние значения скоростей увеличиваются от 3.0 мм · год ^–1 в северной части Южно-Байкальской впадины до 6.5 мм · год ^–1 — в Баргузинской. Оси удлинения, которые превалируют в пределах района исследований, в среднем имеют СЗ-ЮВ направление. Области повышенных деформаций тяготеют к структурам с высоким уровнем сейсмической активности в Южно-Байкальской и, отчасти, в Баргузинской впадинах, что подтверждает существование современной зоны деструкции земной коры в Байкальской рифтовой системе, которая представляется наиболее вероятным источником сильных землетрясений будущего. В поле скоростей вращения земной поверхности выделяются две зоны с разнонаправленным вращением. Правостороннее (по часовой стрелке) вращение характерно для структур ССВ простирания (Маломорская впадина, южная часть Северо-Байкальской впадины, поднятие Баргузинского хребта). Левостороннее (против часовой стрелки) вращение получено для структур СВ простирания (северная часть Южно-Байкальской впадины, южная часть Баргузинской впадины). В целом полученные данные показывают сложную картину современных горизонтальных смещений и деформаций в пределах области сочленения рифтовых структур СВ и ССВ простирания, подчеркивая потенциальную возможность реализации в их пределах соответственно левосторонних и правосторонних сдвиговых движений по разломам.