Главная – Журналы – Геология и геофизика 2014 номер 1

До настоящего времени при реконструкции изменения климата и окружающей среды по данным глубоководного бурения на Академическом хребте оз. Байкал кроме определения содержания биогенного кремнезема или количеств створок диатомей использовались результаты рентгеноструктурного (XRD) анализа минерального состава отложений. Установлено, что основным носителем информации о изменениях климата водосборного бассейна являются глинистые минералы. С содержанием биогенного кремнезема строго коррелируют два кристаллохимических параметра: концентрация смектитовых слоев в иллит-смектите и содержание иллита. Однако детальный анализ глинистых минералов требует применения эксклюзивных методик рентгеновской дифрактометрии и не предполагает использования для массовых определений минералогии осадков из байкальских кернов большой протяженности. В статье предложен новый подход к определению минерального состава донных отложений, основанный на использовании их химического состава. Сопоставлены средние химические составы осадков кернов скважин BDP-96, BDP-98 и авандельты р. Палеобаргузин плейстоценового, плиоценового и миоценового возрастов. Выделены группы химических элементов, маркирующие теплые и холодные климатические периоды. Однако различия химического состава осадков в теплые и холодные периоды незначимы. Так как рентгеноструктурный анализ минерального состава обычно проводится для коротких интервалов времени, была поставлена задача идентифицировать холодные и теплые интервалы по минеральному составу, рассчитанному по химическому составу осадков. Для определения содержания минералов использован программный комплекс «Селектор». Используя средние содержания химических элементов, был рассчитан минеральный состав в донных осадках всего разреза скв. BDP-98. Исследовались теплые и холодные периоды. Установлено, что полевые шпаты слабо реагируют на изменение климата, их содержание в теплые и холодные эпохи меняется незначительно, в то же время содержания глинистых минералов имеют существенные различия. Таким образом, наряду с биогенным кремнеземом хорошим индикатором палеоклиматических изменений окружающей среды являются глинистые минералы.

Центрально-Таймырский аккреционный пояс включает два гранитно-метаморфических террейна: Фаддеевский и Мамонто-Шренковский, в состав которых входят наиболее древние магматические образования Таймырского складчатого пояса в арктическом обрамлении Сибирского кратона — гранитоиды и гранитогнейсы с U/Pb возрастом цирконов около 900—830 млн лет. Обогащенные [FeO ^*/(FeO ^* + MgO)] гранитоиды этих террейнов — продукты высокофракционированных магм I -типа. В этой статье представлены результаты новых петрографических, геохимических, геохронологических и палеомагнитных исследований кислых пород вулканоплутонической ассоциации (район р. Ленинградская) Фаддеевского террейна Северо-Восточного Таймыра, образованных на заключительном этапе аккреционно-коллизионного события континент—островная дуга, около 870—820 млн лет назад. Установлена принадлежность изученных пород к протяженному гранитоидному поясу, протягивающемуся от Мамонто-Шренковского до Фаддеевского террейнов, в котором все магматические тела единообразно деформированы и ориентированы. Рассчитанный палеомагнитный полюс заметно отличается от соответствующего по возрасту интервала траектории кажущегося движения полюса (ТКДП) Сибири. Угловое расстояние между полюсами в 33.8° ± 5.4° свидетельствует о том, что формирование изученной вулканоплутонической ассоциации проходило на значительном расстоянии от таймырской окраины Сибирского палеоконтинента.

Изучены строение и изотопный состав цирконов из двух гранитоидных комплексов, включения в них и возраст последовательных зон роста на вторично-ионном масс-спектрометре SHRIMP-II в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ. Цирконы состоят из деформированных ядер с раскристаллизованными расплавными включениями и оболочек — внутренней со стекловатыми, частично раскристаллизованными включениями и внешней, метаморфогенной с флюидными включениями. Судя по датированию зональности цирконов, кристаллизация расплавов обоих комплексов проходила многоэтапно: 1) генерация расплавов и начало роста ядер цирконов (505 и 493 млн лет) совпадали с этапом надвигового тектогенеза в Ольхонском регионе; 2) быстрое перемещение расплавов наверх (первая оболочка, 479 и 475 млн лет) вместе с толщей вмещающих пород обусловлено переходом к взбрососдвиговому тектогенезу; 3) метаморфогенная оболочка (456 млн лет) отражает второй этап метаморфизма. В то же время мигматит-гранитный шаранурский комплекс по составу, текстурно-структурным особенностям и коровому источнику вещества отвечает синколлизионным калиевым гранитам, а дифференцированный габбро-диорит—диорит—гранодиорит—гранитный хайдайский комплекс по геохимическим особенностям, аналогичным метавулканитам ангинской толщи, и мантийному (ювенильному) источнику вещества близок современному островодужному магматизму. Предполагается, что каледонский островодужный магматизм во времени был сближен с аккрецией отложений задугового бассейна (ольхонская серия) с краем континента, с одной стороны, и блоком островной дуги, с другой.

Целью исследований было выявление деформационных структур в рыхлых отложениях тектонически-активной области — Армянского нагорья, а также экспертиза этих деформаций как индикаторов палеосейсмичности. Деформационные структуры в рыхлых осадках в форме подушек, карманов, острых волн и овоидов обнажаются в Севанской котловине в переслаивающихся слоях мелководного озерного, пляжевого и речного генезиса. Были также обнаружены другие деформационные структуры: разбитые слои и малоамплитудные надвиги. Восемь полевых критериев для отнесения деформаций в рыхлых грунтах к палеосейсмическому инициированию обеспечивают весомое доказательство о сейсмическом происхождении выявленных деформационных структур. Согласно местной относительной стратиграфической шкале, севанские сейсмиты имеют плейстоцен-голоценовый возраст.

В осадочно-вулканогенных комплексах раннекембрийского возраста, вмещающих колчеданное месторождение Кызыл-Таштыг (Восточная Тува), выявлены цианобактерии и водоросли, существовавшие в зонах действия гидротермальных рудообразующих систем, близких по своим характеристикам к современным «черным курильщикам» на дне океанов. Наряду с археоциатами и синезелеными водорослями из вмещающих осадочных пород, микрофоссилиями из миндалин базальтов в железисто-кремнистых отложениях и метаосадочных породах установлены также представители цианобактерий, моноциат и спикулы губок. С помощью сканирующего электронного микроскопа и в результате использования минералогических и термобарогеохимических методов реконструированы условия гидротермальной среды обитания.

Представлены новые петрографические, геохимические и петрологические данные для вулканических пород надсубдукционного происхождения Чарской сдвиговой зоны Восточного Казахстана. Обсуждается состав пород (концентрации породообразующих и редких элементов), типы и параметры плавления мантийных источников, условия кристаллизации основной магмы, геодинамические обстановки излияния базальтов. По составу породообразующих элементов изученные породы соответствуют базальтам, андезибазальтам и андезитам толеитовой и переходной к известково-щелочной серий и характеризуются низкими содержаниями TiO ₂ (в среднем 0.85 мас. %) и наличием трендов кристаллизации на диаграммах MgO—породообразующие оксиды. С точки зрения редких элементов вулканиты имеют плоские и умеренно обогащенные LREE спектры редкоземельных элементов и отрицательные аномалии по Nb на мультикомпонентных диаграммах ((Nb/La) _PM = 0.14—0.47; (Nb/Th) _PM = 0.7—1.6). Характер распределения редкоземельных элементов ((La/Sm) _N = 0.8—2.3, (Gd/Yb) _N = 0.7—1.9) и результаты моделирования в системе Nb—Yb предполагают образование расплавов при высоких степенях плавления деплетированного мантийного источника на уровне шпинелевой фации. На конечный состав пород повлияли процессы кристаллизационной дифференциации клинопироксена, плагиоклаза и рудных минералов. По данным мономинеральной термометрии по клинопироксену, кристаллизация расплавов происходила в диапазоне температур 1020—1180 °С. Породы этой вулканической серии предположительно образовались в венд-раннекембрийское время на западной окраине Палеоазиатского океана.

Впервые с помощью сканирующей электронной микроскопии изучен фазовый состав и микроструктуры рудных минералов в интрузивных траппах западной части Сибирской платформы. В магматическую стадию кристаллизуются оксидные и сульфидные твердые растворы, размер, форма зерен и агрегатов которых определяются скоростью охлаждения магматических тел. Прослежен постепенный переход оксидов от тонкой вкрапленности в зоне закалки через скелетные, футлярные, каркасные формы к изометричным агрегатам смешанных кристаллов в полнокристаллической силикатной матрице. В этом же направлении сфероиды сульфидов, сопряженных или разобщенных с оксидами, сменяются интерстициальными гнездово-вкрапленными обособлениями. Химический состав оксидов и сульфидов коррелируется с петрохимическими типами пород. В наиболее магнезиальных долеритах первыми кристаллизуются хромшпинелиды или обогащенные хромом ульвошпинели. В остальных породах преобладают оксиды железа и титана с примесью марганца, ванадия, магния и алюминия. При понижении температуры вслед за шпинелидами кристаллизуются ильменит, ульвошпинель и титаномагнетит. Сложный узор структур распада твердых растворов оксидов железа и титана зависит от окислительного режима, набора и количества примесей. Первые экссолюционные частицы ильменита более магнезиальные, последующие — более марганцовистые. Подсольвусный распад сопровождается высвобождением примесей, раскрытием зерен, процессами перегруппировки и природного обогащения рудного вещества. Одновременное преобразование силикатов и рудных минералов приводит к образованию агрегатных псевдоморфоз и таких минералов, как титанит, циркон и бадделеит. Никельсодержащие сульфиды магматической стадии преобладают в более магнезиальных породах. Минеральные формы меди разнообразнее. Это полиморфные модификации халькопирита и кубанита в твердых растворах руд магматической стадии, халькопирит в парагенезисе с моноклинным пирротином в участках гидротермальных метасоматитов, халькопирит в твердых растворах с борнитом и халькозином, а также в ассоциации с низкотемпературными сульфидами. Приведенные в статье сведения о строении минералов и ассоциаций могут использоваться в качестве индикаторных характеристик генезиса и формационного типа руд.

Анализируются результаты математического моделирования импульсных электромагнитных полей в геологических средах, содержащих наклонные субвертикальные границы, а также интерпретации в рамках аппроксимирующих блочных моделей и слоисто-однородной проводящей модели. Исследуются возможности и ограничения этих подходов к инверсии данных импульсных зондирований реальных геологических сред.

На основе интерпретации данных геоэлектрики с контролируемым источником (методы ВЭЗ и ЗС) представлено глубинное строение основных элементов внутренней структуры Курайской впадины и определен характер ее пограничных взаимоотношений с горным обрамлением. Выявлено, что наиболее погруженные части впадины располагаются вдоль ее северного, южного и восточного горного обрамления. Установлено, что осадочное выполнение во впадине разделяется на два геоэлектрических комплекса, имеющих разные величины УЭС. Нижний низкоомный комплекс соответствует палеоген-неогеновым существенно глинистыми озерным отложениям. Перекрывающий их высоомный комплекс соотносится с более грубозернистыми фациями полифациальных четвертичных отложений. Эти комплексы отвечают различным этапам формирования структуры Курайской впадины. В палеогене—неогене в качестве основного механизма формирования впадины следует рассматривать формирование левосдвигового бассейна типа pull-apart . С началом четвертичного периода в северной части Курайской впадины при сдвиговых движениях обособляется Центрально-Курайская впадина, а обрамляющие хребты и блоки в условиях общего сжатия надвигаются на Курайскую впадину, превращая ее в структуру рампового типа. При этом в краевых частях возникают форберговые поднятия, а ограничивающие впадину краевые грабены превращаются в рампы и полурампы.

Одним из наиболее надежных способов получить информацию о характеристиках древнего геомагнитного поля является палеомагнитное изучение мощных лавовых толщ. Однако на сегодня данные такого типа чаще всего имеют возраст менее 5 млн лет, их гораздо меньше для остальной части кайнозоя и всего мезозоя, есть два полноценных результата по докембрийским породам, но их совершенно нет для палеозоя. С целью получить первые оценки характеристик геомагнитного поля в эту эру было проведено исследование толщи позднепермских базальтов и риолитов Северо-Восточного Казахстана. В данной статье представлены предварительные результаты по части коллекции (66 потоков (сайтов)) из разреза мощностью около 1600 м. С помощью ступенчатой чистки во всех сайтах с небольшой погрешностью была выделена характеристическая компонента обратной полярности. Эта компонента имеет доскладчатый возраст и, вероятнее всего, первична. Во всей совокупности данных не найдено ни одного аномального направления намагниченности, а средние направления характеристической компоненты по сайтам хорошо сгруппированы (склонение D = 243.3°, наклонение I = –57.0°, кучность k = 79.1, радиус круга доверия a ₉₅ = 2.0°, 65 сайтов). Сравнение с опубликованными данными по мощным лавовым сериям кайнозоя и мезозоя показывает, что вековые вариации в поздней перми были намного слабее, чем в мезозое и кайнозое, а само геомагнитное поле было менее возмущенным. Еще большее различие обнаружено по отношению к моделям вековых вариаций, построенным на основе позднекайнозойских данных.