Главная – Журналы – Геология и геофизика 2015 номер 5

Обосновывается проявление коллизионного гранитоидного магматизма, связанного с ранненеопротерозойским орогеническим событием на западе Сибирского кратона. Приведены новые данные по петрогеохимическому составу, U–Pb (SHRIMP–II), Ar–Ar возрасту и Sm–Nd изотопии Среднетырадинского гранитоидного массива, расположенного в северо-западной части Енисейского кряжа. Плагиограниты, гранодиориты и кварцевые диориты массива по петрохимическому составу соответствуют известковому и известково-щелочному типам. Повышенная глиноземистость в сочетании с акцессорным гранатом определяют их принадлежность к S–типу. Мультиэлементные спектры характеризуются обогащением Rb, Ba, Th и минимумами по Nb, P и Ti при отсутствии обеднения Sr. Образование гранитоидов происходило за счет плавления обогащенного плагиоклазом грауваккового источника, который, судя по изотопному составу гранитоидов ( T_Nd(DM–2st) = 2200 млн лет и ε_Nd(T) = –6.0) и наличию древних ядер циркона (1.80–1.85 млрд лет), был представлен палеопротерозойскими метатерригенными породами гаревской толщи и тейской серии с T_Nd(DM) метапелитов 2.0–2.5 млрд лет. Формирование гранитоидов в конце раннего неопротерозоя (U–Pb возраст циркона 857.0 ± 9.5 млн лет) было связано с завершающей эпохой гренвильских коллизионных событий. В позднем неопротерозое гранитоиды претерпели тектонотермальную переработку, обусловленную вендскими аккреционно-коллизионными процессами на юго-западной окраине Сибирского кратона, вызвавшими омоложение K–Ar возраста биотита до 615.5 ± 6.3 млн лет.

С помощью комплекса программ, моделирующих проточные многорезервуарные системы, рассмотрена динамика карбонатизации литосферной мантии потоками магматических флюидов, поступающих из верхнемантийного очага в проницаемую зону, рассекающую континентальную литосферу. Показано, что область физико-химических условий развития карбонатизации в деплетированных мантийных породах отвечает узкому диапазону составов возможных флюидов. При общем содержании флюида порядка 4 мас. %, кремнезема и кальция 0.5–0.1 молей: 1) соотношения мольных долей Si/Ca < 1; 2) в системе С–Н–О соотношения мольных долей 1/2/3 или 2/1/2; 3) область варьирования р_О2 лежит в интервале –8 < lg p_O2 < –11; 4) во флюиде содержания СО₂ в 1.5–2 раза выше, чем Н₂О при существенном преобладании содержания хлора над фтором. При более низком содержании флюидной фазы и на порядок меньших содержаниях в ней петрогенных компонентов карбонатизация усиливается при понижении содержания кальция.

Проведено исследование плагиоклазсодержащих гранат-омфацитовых (Grt–Omp) эклогитов и гранат-авгитовых (Grt–Aug) эклогитоподобных кристаллосланцев, залегающих в толще амфиболитов и гнейсов Беломорского подвижного пояса (БПП). Установлено, что Grt–Omp эклогиты и Grt–Aug эклогитоподобные породы в БПП распространены на весьма широкой площади. В большинстве изученных объектов они сохранили первичные согласные соотношения с вмещающими толщами амфиболитов и гнейсов, не нарушены поздними тектоническими процессами и генетически не связаны с зонами тектонического меланжа. Протолитом Grt–Omp эклогитов и Grt–Aug эклогитоподобных пород являлись линзы амфиболитов в гнейсах или крупные мафические зоны, сложенные амфиболитами. Grt–Omp эклогиты были сформированы в низкобарическом поле эклогитовой фации при Р = 12.5–13.0 кбар и Т = 600–630 °C, а Grt–Aug эклогитоподобные породы — на границе амфиболитовой и эклогитовой фаций в интервале давления 9.6–11.1 кбар и температуры 630-700 °C при интенсивном воздействии на амфиболиты метаморфического флюида. Эволюция составов породообразующих минералов при образовании Grt–Omp эклогитов и Grt–Aug эклогитоподобных пород проходила по единой схеме. Петрографическое разнообразие апоамфиболитовых пород (Grt-Omp эклогиты и Grt-Aug кристаллосланцы) может быть обусловлено как различиями в валовом составе метабазитового протолита, так и различным отношением активностей aСaO/aNa₂O в метаморфическом флюиде. Относительно низкое содержание СaO приводит к образованию Grt–Omp ассоциации собственно эклогитов. Более высокая концентрация СaO инициирует формирование Grt–Aug эклогитоподобных пород, содержащих бедный жадеитовой составляющей клинопироксен.

Методом конфокальной сканирующей люминесцентной микроскопии исследованы пластины, вырезанные из алмазов провинции Сао-Луис (Бразилия). Изученные образцы имеют большое количество макронеоднородностей (трещин, включений), но, несмотря на это, обладают квазиоднородным распределением центров люминесценции в объеме. Во всех исследованных точках кристаллов обнаруживается одна и та же группа центров: N3, H4, 575, красная полоса с максимумом при 690–700 нм. Визуально обнаруживаемые неоднородности в распределении люминесценции по площади пластин определяются относительно небольшими колебаниями в соотношении интенсивностей свечения отдельных полос в спектрах. В кристаллах совместно присутствуют азотные центры разной степени агрегированности: Н4, N3, 575 нм, содержащие в своей структуре соответственно четыре, три и один азотный атом. В одних и тех же местах образцов распределение голубого свечения (N3-центров) обнаруживает диффузную (однородную) картину, но распределение желто-зеленого свечения проявляет слоистость по (111), что может быть как следствием тангенциального роста граней октаэдра, так и следствием пластической деформации кристаллов и развитием сети дислокаций по плоскостям (111).

Исследован юрский известковый нанопланктон Преддобруджского прогиба. Установлены особенности стратификации юры по нанопланктону для данного региона. Впервые выделены зоны NJ10/Stephanolithion speciosum, NJ11/Pseudoconus enigma, NJ14/Stephanolithion bigotii maximum, NJ15/Cyclagelosphaera margerelii, соответствующие Международной нанопланктонной зональной схеме.

Биогеохимия органических осадков озер (сапропелей) мало изучена в Сибирском регионе. В данной статье на примере оз. Очки (Прибайкалье) показаны особенности формирования химического состава сапропеля, обусловленные низким рН и малой минерализацией озерной воды. Основным источником органики является зоо– и фитопланктон, который, помимо конституционных химических элементов, избирательно концентрирует щелочные, щелочноземельные и халькофильные элементы и переводит их в осадок. Расчеты коэффициентов обогащения (EF) показали значительное обогащение планктона фосфором и халькофильными элементами. Расчеты вклада планктона в элементный состав сапропеля (Me_био) дали высокие значения для P (≈100 %), Cd (57), Br (45), Hg (40), Se и Na (30), Zn (23), K (21), Ca (15). Распределение элементов в 3.2–метровой толще сапропеля довольно равномерное. Литофильные элементы (Al, Sc, Ti, Y, Zr, Nb) и лантаноиды в основном поступают в озеро с терригенным материалом. Повышенные концентрации подвижных элементов (Cd, Sb, Sn, Pb, Zn) в верхнем слое сапропеля имеют антропогенную природу. Повышение содержания Cu и Zn в отдельных слоях сапропеля, вероятно, обусловлено поступлением глубинных подземных вод, а Hg, Cd и Sb — лесными пожарами.

Рассмотрены некоторые проблемы гравитационного мониторинга месторождений нефти и газа, возникающие при решении задачи определения положения водонефтяного и газонефтяного контактов с помощью инверсии повторных скважинных гравиметрических измерений. Рассмотрены основные шумовые помехи в измеряемом гравитационном поле: ошибки позиционирования прибора по вертикали, изменения атмосферного давления, изменения уровня грунтовых вод и влажности почвы. Предложен алгоритм учета помех на основе использования многосенсорного прибора. Приведены примеры решения модельных задач восстановления фронта заводнения.

Рассматриваются спектры записей ускорений S–волн от землетрясений с М = 5.0–6.5, произошедших в трех регионах Байкальской рифтовой зоны. Приведены основные характеристики формы и уровня спектров. Показано их различие в зависимости от взаимного расположения очаг-сейсмостанция. Получены средние спектры ускорений для всех трех регионов с учетом формы и магнитуды землетрясений. Произведена трансформация спектров на соответствие ускорениям, присущим землетрясениям с М = 6.5, М = 7.5. Делается вывод о необязательном сохранении формы спектров даже при одинаковых подвижках в очаге.

Изложен опыт исследования емкостно-фильтрационных свойств горных пород на керне с помощью метода рентгеновской томографии. Данный вид исследований является перспективным направлением изучения петрофизических свойств горных пород, позволяя помимо общей количественной оценки объема пустотного пространства, визуализировать структуру горной породы, выделяя в ее объеме поры, каверны, трещины, а также участки матрицы с различной плотностью. С помощью метода рентгеновской томографии возможно детально изучить неоднородность горных пород, что необходимо для построения достоверных фильтрационно-емкостных моделей залежей углеводородов. В Пермском национальном исследовательском политехническом университете выполнены исследования, показавшие широкий спектр возможностей применения метода рентгеновской томографии керна для задач нефтегазовой геологии. Система рентгеновского контроля с функцией компьютерной томографии Nikon Metrology XT H 225 позволяет проводить исследования образцов стандартного диаметра (30 мм) и полноразмерного керна (100 мм). В ходе выполненных работ проведено изучение структуры порового пространства карбонатных и терригенных пород на образцах стандартного и полноразмерного диаметра, визуализация результатов соляно-кислотной обработки образцов карбонатных коллекторов, исследование механических свойств каменных солей. Применение программного комплекса Avizo Fire позволило построить 3D-модели структуры порового пространства и минерального скелета образцов керна.

Представлен обзор теоретических исследований солитонов и других типов нелинейных волн, возбуждаемых при деформировании разломно-блоковых геологических сред. Дано краткое описание известных моделей, их геофизических и геодинамических приложений. Избраны модели, которые соответствуют классическому и возмущенному уравнению sin-Гордона. Динамическими переменными в этих математических моделях служат угол поворота и смещение блоков (фрагментов) среды. Модели воспроизводят кинематические и динамические особенности бегущих фронтов деформации (кинков, солитонов), генерируемых во фрагментированных средах. Демонстрируется применение уравнения sin-Гордона в сейсмологии и геомеханике для описания многих наблюдаемых сейсмологических данных, моделирования деформационных волн, динамики разломов и зон субдукции, включая медленные землетрясения, периодичность медленного скольжения и сейсмического тремора.