Главная – Журналы – Геология и геофизика 2016 номер 7

В результате исследования плагиоклазов, амфиболов и расплавных включений установлены физико-химические параметры кристаллизации расплавов в промежуточных надсубдукционных камерах вулканов, представляющих различные типы субдукционного магматизма Камчатки: молодые базальтовые системы влк. Толбачинский (Ключевская группа) и древний влк. Ичинский (Срединный хребет) с чередованием базальтовых и кислых извержений. В случае влк. Толбачинский было выяснено, что кристаллы-лапилли плагиоклаза образовывались из базальтовых расплавов при температурах 1075-1115 °C и в условиях низких (до 1 кбар) давлений на глубине 2-3 км. Кристаллизация минералов андезитов происходила при более широких параметрах (1220-1020 °C и 3.3-1.6 кбар) в промежуточной камере на глубинах до 10 км. Источником расплавов послужили очаги базальтовой магмы (хорошо фиксируемые геофизическими методами на глубинах 18-20 км) с минимальными температурами около 1290 °C. Для Ичинского вулкана устанавливаются три уровня промежуточных камер. На глубинах до 23 км и температурах до 1225 °C происходило формирование андезитов. В промежуточной камере (14 км) при 1135-1045 °C в результате дифференциации андезитовых магм образовывались дацитовые расплавы. На самых верхних горизонтах (9-3 км) при температурах 1130-1030 °C формировались дациты. Выясняется общее сходство процессов дифференциации в промежуточных камерах вулканов Камчатки. В то же время для каждого вулкана характерны свои специфические особенности магматизма. Происхождение и дифференциация лав базальтовых (Толбачинский) вулканов отличается от вулканов со значительной ролью андезитов (Ичинский).

Изучен редкоэлементный и Lu-Hf изотопный состав цирконов из палеопротерозойских высокометаморфизованных осадочных пород (парагнейсов) ЮЗ окраины Сибирского кратона (Иркутный блок Шарыжалгайского выступа). Метаморфическая генерация циркона представлена оболочками и многоплоскостными кристаллами с возрастом ~1.85 млрд лет. Метаморфический циркон обеднен легкими и тяжелыми редкоземельными элементами вследствие субсолидусной перекристаллизации и/или формирования одновременно с минералами концентраторами РЗЭ - гранатом и монацитом. В отличие от метаморфического циркона детритовые ядра характеризуются высокими концентрациями тяжелых лантаноидов и высоким (Lu/Gd) _n , что типично для цирконов магматического происхождения. Слабая положительная корреляция между ¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf и ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf для ядер циркона доказывает изменение их изотопного состава в закрытой системе за счет радиоактивного распада, что позволяет использовать изотопные параметры этих цирконов для характеристики пород питающей провинции. Палеопротерозойские детритовые ядра циркона из парагнейсов с возрастом ~2.3-2.4 и 2.0-1.95 млрд лет характеризуются широким диапазоном e_Hf (от +9.8 до -3.3) и модельного возраста - T ^C_Hf = = 2.8-2.0 млрд лет. Питающая провинция для палеопротерозойских детритовых цирконов из парагнейсов включала как породы с ювенильными изотопными характеристиками, так и образованные в результате рециклинга архейской коры с варьирующей добавкой ювенильного материала. Цирконы с высокими положительными e_Hf формировались при эрозии пород, представляющих ювенильную кору палеопротерозойского возраста, тогда как снижение величин e_Hf и рост T ^C_Hf отражает вклад архейской коры в образование терригенного материала. Таким образом, на палеопротерозойском этапе эволюции юго-западной части Сибирского кратона происходили как процессы рециклинга, так и рост коры за счет поступления ювенильного материала. На юго-западе Сибирского кратона детритовые цирконы с возрастом ~2.3-2.4 и 1.95-2.0 млрд лет характерны для палеопротерозойских парагнейсов Иркутного и Ангаро-Канского блоков и терригенных пород Урикско-Ийского грабена, что свидетельствует в пользу их общих и, скорее всего, неудаленных источников сноса. По времени метаморфизма (1.88-1.85 млрд лет), возрасту палеопротерозойских детритовых цирконов (2.4-2.0 млрд лет) и их Lu-Hf изотопному составу (e_Hf от положительных до отрицательных значений) парагнейсы юго-запада Сибирского кратона близки к метаосадочным породам палеопротерозойских орогенических поясов Северо-Китайского кратона. Для обоих регионов в формировании источников детритовых цирконов участвовала как архейская кора, так и ювенильный материал, что дает свидетельства роста коры в интервале 2.4-2.0 млрд лет.

Раннепалеозойские гранитоиды Прибайкалья (о. Ольхон, хр. Хамар-Дабан), представленные автохтонными и аллохтонными фациями, находятся в тесной пространственной ассоциации с гнейсами, мигматитами и плагиогранитами, обычно они приурочены к гранитогнейсовым куполам, и процессы магматической дифференциации в них почти не проявлены. Продолжительность формирования гранитоидов Солзанского массива и шаранурского комплекса составляет 26-28 млн лет, что можно расценивать как индикаторную особенность развития коллизионного гранитоидного магматизма. Для коллизионных гранитоидов различных провинций выявился ряд индикаторных особенностей - эти породы являются пералюминиевыми и высококалиевыми. В отношении редкоэлементного состава коллизионные гранитоиды обогащены коровыми элементами - Rb, Pb, Th, но иногда имеют низкие концентрации летучих компонентов. В отличие от коллизионного магматизма, петрогенезис внутриплитных гранитоидов не зависит от состава и возраста вмещающих пород, где они проявлены. Геохимическая эволюция внутриплитного гранитоидного магматизма Прибайкалья выражается ростом в процессе дифференциации многофазных интрузий концентраций F, Li, Rb, Cs, Sn, Be, Ta, Zr, Pb и уменьшением содержаний Ba, Sr, Zn, Th и U. Геохимическое разнообразие типов этих гранитоидов, связанных как с коровыми, так и с мантийными источниками, а также с процессами мантийно-корового взаимодействия, может быть обусловлено влиянием плюма на геологическую историю внутриплитного магматизма. Широкий спектр состава и геохимии магматических пород в пределах позднепалеозойского ареала магматизма Прибайкалья от щелочных, субщелочных до редкометалльных гранитоидов определяет перспективность магматизма в отношении разнообразных типов оруденения.

Изучено распределение редкоземельных элементов (РЗЭ) в донных отложениях Амурского залива, накопившихся за последние 100 лет. Установлены уровни содержаний РЗЭ. Нормализованные по северо-американскому сланцу содержания РЗЭ показывают наличие отрицательной цериевой аномалии и преобладание легких и средних лантаноидов. На поступление и накопление РЗЭ в донных осадках основное влияние оказывают природные источники. Зависимость от антропогенных факторов минимальна.

Породы-коллекторы горизонта Шуридже (неоком) на газовом месторождении Гонбадли в Копетдагском бассейне Северо-Восточного Ирана представлены песчаниками, местами - с прослоями сланцев. Глинистые минералы горизонта Шуридже были изучены методами рентгенодифракционного и рентгенофлуоресцентного анализа в 76 кернах, отобранных из двух глубинных скважин Гонбадли. При рентгенофлуоресцентном анализе были выявлены высокое процентное содержание Si и варьирующие от умеренных до низких содержания Al, S, Ca, K, Na, Mg и Fe в обеих скважинах. Согласно результатам рентгенодифракционного анализа, вышеназванные элементы сконцентрированы в форме кварца, ангидрита, доломита, кальцита, плагиоклаза, калиевого полевого шпата, гематита и глинистых минералов. Дальнейшее изучение глинистой фракции с помощью данного метода показало, что основными типами глинистых минералов являются иллит, хлорит и каолинит. С другой стороны, глауконит, смектит и смешанослойные глинистые минералы (иллит-смектитовые и хлорит-смектитовые глины) были обнаружены лишь в немногих образцах. Определения процентных содержаний отдельных глинистых минералов были выполнены методом внешнего стандарта с использованием калибровочных кривых и успешно подтверждены системой линейных уравнений, полученных на основе детальных данных изучения элементов рентгенофлуоресцентным методом. Погрешность определения составила ±5 % для главных минеральных компонентов и ±15 % для второстепенных минералов. Кроме того, на основе данных рентгенофлуоресцентного изучения элементов было получено локальное регрессионное соотношение, позволяющее оценить содержание глинистой фракции в других пробуренных скважинах на Шуридже с применением данных импульсной нейтронной спектроскопии. При использовании предложенного количественного подхода наблюдались значительные вариации содержания иллита, которое достигало 18.3 %. Напротив, содержания каолинита и хлорита, как правило, были низкими (менее 8.4 %). Суммарное содержание глинистых минералов резко изменялось от минимального, составлявшего 5 %, до максимального, равного 32.5 %. Рост содержания иллита по мере увеличения глубины погружения и температуры явно свидетельствует о глубинном диагенезе в данном горизонте.

Ввиду недостаточной обеспеченности природным газом из материнских пород, а также потерь газа, среди газовых коллекторов Китая значительную долю составляют менее продуктивные месторождения газа плотных пород. Эти месторождения малочисленны, однако обладают большими запасами. На примере низкопроницаемых коллекторов He 8 в западной части газового месторождения Сулигэ изучено распределение газа при менее продуктивном газонакоплении. Согласно результатам исследования, во-первых, поступление газа в значительной мере зависит от уплотнения песчаника. Уплотнение литаренита к моменту масштабного заполнения газом уже завершено, что не может способствовать лучшему протеканию процесса. Напротив, в случае сублитаренита, несмотря на то, что он испытал сильное уплотнение до образования газа, обрастание кварцем, приводящее к дальнейшему уплотнению пород-коллекторов, проходит одновременно с крупномасштабным поступлением газа. Это облегчает газонакопление, сопровождаемое уплотнением пород и формированием коллекторов. Во-вторых, газонакопление может в некоторой степени контролироваться локальной структурой. В частности, при определённых физических свойствах песчаников локальной структуры газонасыщение может увеличиться приблизительно на 7 %. В-третьих, менее продуктивное заполнение газом является основной причиной сложноструктурированного распределения газа и воды в коллекторах He 8. Дополнительные факторы - сильная неоднородность коллекторов и понижение давления в них за счёт тектонического поднятия в яньшаньский период. В результате из коллекторов He 8 образовалось многоколлекторное месторождение с несколькими газоводяными контактами. Коллекторы He 8 не являются традиционными либо низкопроницаемыми. Более вероятно, что они квазинизкопроницаемы и накопление газа контролируется как верхним слоем песчаников, так и физическими свойствами пород-коллекторов. Литологические ловушки и высококачественные коллекторы в локальных ловушках благоприятствуют газонакоплению.

Обсуждаются результаты измерений теплопроводности пород баженовской свиты из скважин Салымского нефтегазоносного района Западно-Сибирской плиты. Измерения выполнялись в разные годы приборами «Компаратор теплопроводности» и «Измеритель теплопроводности сканирующий». Всего выполнено 225 измерений в двух направлениях - параллельном (λ₁) и перпендикулярном (λ₂) слоистости. Установлено, что в основном породы баженовской свиты характеризуются аномально низкой теплопроводностью: λ₁ изменяется от 1.0 до 2.3 Вт/(м·К) (среднее - 1.6 Вт/(м·К)), а λ₂ - от 0.8 до 1.9 Вт/(м·К) (среднее - 1.3 Вт/(м·К)). Уменьшение теплопроводности приводит к аномальному возрастанию геотермического градиента в пределах баженовской свиты. Такие аномалии геотермического градиента могут быть легко выявлены при проведении высокоточного термокаротажа. Установлено, что вариации теплопроводности в породах баженовской свиты обратно пропорциональны изменениям содержания в них органического вещества.

Результаты проведенных палеосейсмологических и археосейсмологических исследований подтвердили надвигание северного борта Алабаш-Конуроленской впадины на ее осадочное выполнение. Впервые в пределах впадины выявлены следы двух древних землетрясений, произошедших в интервале 7300-8400 л. н. и в XVI (?) веке н. э. Параметры сейсмоуступа (протяженность 2.3 км) и соответствующего взброса (смещение 0.4 м) землетрясения XVI в. позволили оценить минимально возможную величину магнитуды сейсмического события в диапазоне от 6.6 до 6.8. Минимальная магнитуда более древнего землетрясения имеет сопоставимую величину. Полученные результаты указывают на необходимость ввести поправки в существующую схему сейсмического районирования Республики Кыргызстан, согласно которой на исследуемой территории возможны землетрясения с М ≤ 6.5.

Три проблемы, составляющие астрономическую теорию палеоклимата, решены по-новому. Две из них - изменение орбитального движения Земли и ее инсоляция - подтвердили результаты предшественников. По третьей проблеме - изменение вращательного движения Земли - получены колебания оси вращения Земли, амплитуда которых в 7-8 раз больше, чем в прежних решениях. Они приводят к изменениям инсоляции, которые объясняют колебание палеоклимата. Рассмотрены изменение инсоляции и ее структура за 200 тыс. лет. Показано, что ключевые события позднего плейстоцена Западной Сибири, например последние оледенения и потепление между ними, совпадают с экстремумами инсоляции. Приведены инсоляционные периоды изменения палеоклимата и дана их характеристика.

Работа посвящена развитию методических приемов интерпретации данных высокочастотных электромагнитных зондирований в наклонных и горизонтальных скважинах. По результатам численного моделирования на основе аналитических алгоритмов расчета электромагнитных полей выполнен анализ влияния удельного электрического сопротивления (УЭС) подстилающего слоя на сигналы электромагнитного зонда, находящегося вблизи границы с ним. Показано, что в субгоризонтальных скважинах перекрывающие и подстилающие пласты вносят значительный вклад в данные электромагнитных зондирований. Этот вклад зависит от контраста УЭС пластов и положения каротажного прибора относительно границ и должен учитываться при определении истинных значений сопротивления вскрытых скважиной коллекторов. На основе полученных результатов авторами разработаны методические приемы, позволяющие при помощи инверсии данных электромагнитного каротажа определить параметры осадочных отложений, пересеченных субгоризонтальной скважиной. Приводится пример интерпретации данных электромагнитного каротажа в интервалах нефтеводонасыщенных коллекторов месторождений Западной Сибири. Интервалы осложнены непроницаемыми прослоями с высоким УЭС, влияние которых приводит к сильному завышению значений кажущегося сопротивления. Показано, что учет влияния этих прослоев при инверсии данных электромагнитного каротажа позволяет более точно оценить УЭС проницаемых частей коллектора.