Главная – Журналы – Геология и геофизика 2014 номер 10

Изучены впервые найденные в доюрском основании Западной Сибири тефрифонолиты, редко встречающиеся в природе породы. На основе всего комплекса геологических наблюдений о залегании разных типов вулканитов, а также геохимических особенностей пород сделан вывод о синхронности субщелочного и щелочного вулканизма, что подтверждается совместным нахождением контрастных по составу вулканитов в разрезе одной скважины. Предположено переслаивание резко контрастных по составу пород в едином разрезе, как это можно видеть в пределах Тунгусской синеклизы Сибирской платформы. Новые данные по изотопии Sr, Nd показали возможное участие корового материала в образовании щелочных пород. Подтверждена рифтогенная природа внутриплитного вулканизма указанного региона.

На юге Западной Сибири расположено более 20 тыс. озер, для которых характерны процессы накопления сапропелей. Цель работы — комплексное геохимическое исследование 10 сапропелевых озерных систем: геохимическая характеристика озерных вод, гидробиологический анализ, а также анализ сапропелей (фазовый и химический анализ неорганического вещества и элементный анализ органического вещества). Геохимический ландшафт и слабопроточный режим вод малых озер Сибири создают благоприятные условия массового развития живых организмов. Анаэробная среда на границе фаз вода-осадок способствует захоронению органического вещества на фоне механического накопления терригенного материала. На основании полученных результатов сапропели классифицированы с учетом химического и минерального состава на: органический, органокремнеземистый, органокарбонатный, карбонатно-кремнеземисто-органический и карбонатно-кремнеземистый. Сапропелевые илы наследуют содержания элементов в почвах и почвообразующих породах, но присутствие в осадке значительных количеств органического вещества определяет более низкие их концентрации относительно их содержаний в почвах водосборных площадей (за исключением U, Cd, Hg и Ca, Sr, Mn). Выявлено биохимическое образование пирита и кальцита в донных отложениях озер. Образование в сапропелевых отложениях озер Барчин, Бергуль, Канкуль, Иткуль кальцита определяет в них высокие концентрации Ca, Sr, Mn, Mg. Сравнительный анализ данных по анионному составу вод в сопоставлении с органоминеральным составом сапропелей показал, что малозольный биогенный сапропель образуется в озерах, в водах которых присутствует значительное количество растворенного органического вещества и среди анионов доминирует HCO₃^–. Влияние катионного состава вод (натрия, кальция, магния) на состав сапропеля не выявлено. В связи с этим наиболее перспективными сапропелевыми озерными системами являются озера Канкуль, Качкульня, Бергуль, Барчин, Камбала.

В Восточном Казахстане сурьмяная минерализация наиболее широко проявлена в Прииртышском и Бакырчикском рудных районах Западно-Калбинского золотоносного пояса. На ряде месторождений она пространственно совмещена с вкрапленными золото-сульфидными рудами, на других структурно и пространственно разобщена. Вкрапленное золото-сульфидное оруденение залегает в углеродисто-терригенно-карбонатных породах карбона, контролируется зонами динамометаморфизма и рассланцевания и характеризуется лентовидно-линзовидной морфологией рудных залежей. Более поздняя сурьмяная, преимущественно кварц-антимонитовая минерализация, формируется в условиях растяжения и представлена брекчиево-жильным типом руд. При совмещении с золото-сульфидными рудами сурьмяная минерализация проявлена более разнообразно. Так, в золото-сульфидных рудах Суздальского месторождения помимо гнездово-прожилковой кварц-карбонатно-антимонитовой минерализации встречаются микропарагенезисы с бертьеритом, самородной сурьмой, ауростибитом, ульманнитом, джемсонитом и тетраэдритом. Минералами-носителями сурьмы являются также арсенопирит и пирит. Здесь устанавливаются два температурных режима формирования минерализации — для золото-полисульфидной 418–300 °С и более поздней сурьмяной 280–200 °С. Изотопный состав серы антимонита на месторождениях Суздальское, Жерек, Жанан, Бакырчик и Дальний I имеет близкие значения в интервале δ³⁴S = -3.8…+2.5 ‰, что позволяет предполагать ее глубинное происхождение. В антимоните кварц-антимонитовых жил видимое золото не обнаруживается, но, по данным атомно-абсорбционного анализа, золото присутствует в количестве первых и более грамм на тонну. Точечный рентгеноспектральный анализ указывает на возможность присутствия так называемого невидимого золота. Микроструктурные наблюдения, временные соотношения минеральных парагенезисов и результаты изучения газово-жидких включений на Суздальском месторождении позволяют рассматривать сурьмяную минерализацию в рамках второго продуктивного золото-полисульфидного этапа рудоотложения. Следует говорить о поздней антимонитовой стадии минерализации, отделенной от собственно золото-полисульфидного этапа внутриминерализационными тектоническими подвижками временем в 7 млн лет. Возраст формирования золото-полисульфидного оруденения (248.3 ± 3.4 млн лет) близок к процессам тектономагматической активизации в триасовое время.

Работа направлена на решение вопроса о происхождении большого количества песчаных массивов, сконцентрированных в Южно-Минусинской котловине. Изучение песчаных отложений базировалось на полевых и лабораторных исследованиях. Разрезы выбирали таким образом, чтобы вскрыть отложения ребристо-грядовых образований, а также подстилающей поверхности на разных гипсометрических уровнях. Результаты изучения разрезов показали, что пески формировались как в субаэральных, так и в субаквальных условиях. Анализируя работы предшественников, мы пришли к выводу, что формирование мощной толщи песчаных отложений субаквального характера, в том числе и на высоких гипсометрических уровнях, может быть связано с выносом большого количества осадочного материала катастрофическим потоком по долине Енисея, произошедшим в связи с прорывом ледниковой дамбы в Дархатской впадине, предположительно, 17 тыс. лет назад. Вышележащие песчаные отложения, слагающие гряды в современном рельефе, имеют эоловый генезис. Формирование этих гряд происходило в позднем голоцене за счет ветрового переноса и переотложения песков нижележащих пачек.

Приведены результаты исследований по оценке трансгрессивно-регрессивного и аккомодационно-седиментационного режимов на ВРП в средней юре-раннем мелу. На основе разработанной генерализованной схемы взаимодействия трех основных факторов, определяющих накопление осадочных толщ различной архитектуры (эвстазии, тектонического «шума» и седиментационного градиента), произведены количественные расчеты параметров седиментации (δS) и аккомодации (δA) для циклов 2-го и 3-го порядков. Специфической особенностью эволюции рассматриваемого среднеюрско-раннемелового осадочного бассейна является превышение объема аккомодационного пространства над объемом седиментации. Расхождение строения отдельных интервалов разреза и расчетных значений отношения δA/δS позволяет предположить существование невыявленных палеонтологическим методом перерывов в осадконакоплении в бате, позднем титоне-берриасе, сопровождающихся размывом и перемывом песчаных толщ. Причиной установленного ступенчатого регрессивно-трансгрессивного углубления в оксфорде-раннем титоне и трансгрессивно-регрессивного обмеления в позднем титоне-берриасе, по-видимому, являются кратковременные проявления тектонического «шума», а также вызванные им перерывы в осадконакоплении, сопровождающиеся размывом отсутствующих элементов строения циклов 3-го порядка. В нижнемеловых отложениях свидетельств несовпадения трансгрессивно-регрессивной и ретроградационно-проградационной цикличности не установлено, что еще раз подтверждает в целом более спокойный тектоноэвстатический и седиментационный фон в раннем мелу в сравнении со среднепозднеюрским режимом осадконакопления.

В оксфордском ярусе Западной Сибири распространены аммониты из бореального семейства Cardioceratidae. В авторском банке палеонтологических данных насчитывается около 500 определений кардиоцератин, что позволяет существенно детализировать официально принятую региональную зональную шкалу оксфорда. Нижний подъярус разделен на зоны Cardioceras (Scarburgiceras) obliteratum, C. (S.) scarburgense и C. (S.) gloriosum, которые установлены вместо слоев с C. (S.) spp.; зоны C. (Cardioceras) percaelatum и C. (C.) cordatum вместо выделяемых сейчас слоев с С. (С.) spp. Сделаны новые находки аммонитов, характерных для среднеоксфордских зон C. (Subvertebriceras) densiplicatum и C. (Miticardioceras) tenuiserratum. Первая из этих зон разделена на две подзоны. В верхнем подъярусе оксфорда установлены зоны Amoeboceras glosense, A. serratum, заменившие ныне выделяемые слои c A. spp.; зона A. regulare и слои c A. rosenkrantzi вместо зоны A. ex gr. regulare. Лишь на северо-западе региона вдоль восточного склона Северного Урала распространен род Ringsteadia (Aulacostephanidae), благодаря чему на биостратиграфической шкале параллельно двум верхним биостратонам показаны слои с Ringsteadia marstonensis. В оксфорде Западная и Северная Сибирь относились к Северо-Сибирской провинции Арктической биогеографической области. Только в самом конце оксфорда северо-западная часть Западно-Сибирского бассейна отошла к Бореально-Атлантической биогеографической области, о чем свидетельствует распространение на восточном склоне Приполярного Урала аммонитов из рода Ringsteadia.

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование процессов выделения радона при разрушении образцов горных пород. Предложена физическая модель для описания механизмов образования аномалий его объемной активности. С использованием полученного экспериментального материала изучены относительные изменения открытой пористости и удельной внутренней поверхности горной породы в процессе разрушения.

Накопление гипоцентров и распространение трещин в деформированных горных породах сопровождается генерацией упругих волн, в частности, в области акустических частот. Эти процессы имеют место как в тектонических структурах, так и в лабораторных условиях. Поэтому данные лабораторных экспериментов по акустической эмиссии (АЭ) из нагруженных образцов часто используются для интерпретации природных сейсмических явлений. Однако лабораторные опыты обычно проводятся при комнатной температуре, тогда как температура горных пород на глубине формирования очагов землетрясений может достигать нескольких сотен градусов Цельсия. В этом сообщении приведены результаты исследования АЭ из гранитов нескольких видов, подвергнутых ударному разрушению при различной температуре. Было найдено, что распределение энергии во временны^´х рядах импульсов АЭ из мелкозернистого гранита при температурах от 20 до 500 °С описывается соотношением, подобным закону Гуттенберга-Рихтера; для средне- и крупнозернистых гранитов это соотношение выполняется только в диапазоне температур 20–300 °С. При температурах выше 300 °С два последних материала проявили случайное (пуассоновское) распределение энергии в импульсах АЭ.

Рассматриваются возможные проявления в геомагнитных данных фазового перехода магнезиовюстита в нижней мантии из полупроводникового состояния в металлическое, связанные с эффектами анизотропии электропроводности. Теоретически выявлены особенности глобальной электромагнитной индукции с анизотропной электропроводностью в нижней мантии. При индукционном возбуждении Земли внешним источником и при анизотропии электропроводности в заглубленном сферическом слое поле на земной поверхности представлено двумя модами — магнитной и электрической. Методом возмущения получены уравнения, описывающие поля обеих мод и связь между ними в слабоанизотропной среде. Показано, что информацию о тензоре электропроводности анизотропного слоя можно получить с помощью как совместного, так и раздельного анализа характеристик обеих мод. Оценки элементов тензора электропроводности, относящихся к тангенциальным компонентам электромагнитного поля, могут быть сделаны по данным лишь одной магнитной моды, регистрируемой в настоящее время мировой сетью. Для получения полных данных о тензоре помимо трехкомпонентной регистрации геомагнитных вариаций необходима также регистрация на мировой сети вариаций горизонтальных компонент электрического поля.

Исследование горизонтальных неоднородностей мантии Центральной Азии было выполнено по данным дисперсии групповых скоростей волн Рэлея для более чем 3200 сейсмических трасс эпицентр-станция. Область исследования ограничена координатами по широте от 40° до 60° с.ш. и по долготе от 80° до 132° в.д. Дисперсионные кривые групповых скоростей основной моды волн Рэлея рассчитывались методом спектрально-временного анализа в пределах диапазона периодов колебаний от 10 до 250 с. В результате методом поверхностно-волновой томографии вычислены карты распределения групповых скоростей для периодов колебаний от 10 до 35 с с шагом по периоду 5 с, от 30 до 100 с — с шагом 10 с и от 100 до 250 с — с шагом 25 с. Для каждой из таких карт путем вычисления эффективного радиуса осреднения (R) получены оценки разрешения, представленные также в виде карт. По результатам картирования в заданных точках области исследования с учетом R восстанавливались локальные дисперсионные кривые групповых скоростей и путем их обращения вычислялись одномерные скоростные разрезы поперечных сейсмических волн. В результате была получена трехмерная модель распределения скоростей волн S в коре и мантии до глубин порядка 700 км. Результаты моделирования свидетельствуют о наличии крупных горизонтальных неоднородностей в мантии на всем интервале исследуемых глубин. Особенности их распределения могут быть связаны как с историей формирования тектонических структур, так и с современными мантийными эндогенными процессами.