Главная – Журналы – Геология и геофизика 2016 номер 8

Изучение позднетриасовых вулканических, субвулканических и вулканогенно-осадочных пород Чукотского полуострова (Вельмайский террейн) позволило выявить их принадлежность к разным геохимическим типам. Так, базальты, долериты и туфы нижней-средней толщи верхнего триаса несут признаки формирования в надсубдукционной геодинамической обстановке. В то же время составы базальтов и долеритов верхней толщи верхнего триаса соответствуют внутриплитным породам и сопоставимы с базальтами и долеритами океанических плато среднего-позднего триаса. U-Pb датирование магматических цирконов из туфов нижней-средней толщи и долеритов верхней толщи свидетельствует о практически синхронном проявлении магматической активности в надсубдукционной (206 ± 5 млн лет) и внутриплитной (212 ± 4 млн лет) геодинамических обстановках.

Предлагается флюидная модель формирования мантийных плюмов. При эмиссии газа из ядра Земли происходит его накопление на границе ядро-мантия в виде линз, которые при достижении критического размера прорываются в мантию и мигрируют к поверхности. Создается относительно стационарный трансмантийный поток флюида с границы ядро-мантия, прогревающий мантию и взаимодействующий с ней. В основании прочной литосферы поток останавливается и распространяется латерально, вызывая плавление с формированием магматических резервуаров, массово внедряющихся и изливающихся при достижении критических размеров.

⁴⁰Ar/³⁹Ar методом определен возраст вулканитов из разрезов колонковых скважин на севере Тюменско-Кустанайского прогиба (Курганская область). Уточнено геологическое строение северной части прогиба. На основе седиментологического, петрологического и геохимического изучения разрезов установлены палеогеографические и геодинамические обстановки формирования каменноугольных отложений. В визейском веке преобладали морские обстановки с максимальными глубинами бассейна. В качарское время (C₁v₃-s) произошло усложнение подводного рельефа бассейна с появлением среди осадков блоков пород более древнего возраста. Геохимические индикаторные характеристики вулканитов - содержания высокозарядных некогерентных элементов Ti, Nb, Ta, Th, Hf - близки к содержаниям их в андезитоидах островных дуг, активных континентальных окраин андийского типа и в современных андезитах Курило-Камчатской зоны и на порядок меньше, чем в подобных вулканитах континентальных рифтов, к которым некоторые исследователи относят вулканиты Валерьяновской зоны. Содержания Ni, Co, V близки к содержаниям их в андезитах островных дуг и, в частности, Курило-Камчатской области. Отношения Ba/Ta, Ba/La и соотношения Th, Hf и Ta для андезитоидов валерьяновской и качарской серий также отвечают индикаторным характеристикам вулканитов островных дуг и активных континентальных окраин. Кремнекислые породы качарской серии по соотношениям Rb/Zr-Nb, Fe-Nb, Rb-(Y + Nb) близки к подобным породам зрелых островных дуг и активных континентальных окраин. Графики распределения несовместимых элементов и РЗЭ вулканитов валерьяновской и качарской серий типичны для вулканитов островных дуг и, в частности, для вулканитов Курило-Камчатской зоны. Индикаторные геохимические особенности состава вулканитов и их петрология, а также седиментологические особенности отложений свидетельствуют в целом о формировании их в ранне- и среднекаменноугольное время в обстановке активной континентальной окраины андийского типа (западная окраина Казахского палеоконтинента).

Рассматриваются закономерности формирования и перспективы комплексного использования ископаемых углей, относящихся к двум сопряженным литогеодинамическим группам - к восточно-донбасской группе угленосных отложений надрифтового генезиса и платформенной группе южного склона Воронежской антеклизы. Приводится анализ палеогеографических и литолого-геохимических обстановок образования угольных месторождений для Миллеровской угленосной площади и северо-восточной части складчатого Донбасса. Обсуждаются геохимические характеристики углей с повышенными концентрациями элементов-примесей и особенности их локализации в угленосной толще, на участках развития процессов углеводородной флюидизации угольных пластов. Определены перспективы использования углей, продуктов их переработки и сжигания как нетрадиционного вида минерального сырья на цветные, редкие и благородные металлы.

Изучены Au- и Ag-содержащие пириты участка Тихий (месторождение Джульетта, Энгтеринский рудный узел, Магаданская область) с использованием оптической и сканирующей электронной микроскопии, а также рентгеноспектрального электронно-зондового микроанализа. Установлено, что в пиритах ранней продуктивной стадии присутствуют одно- или двухфазные округлые микровключения, состоящие из электрума (450-680 ‰) и(или) галенита либо петровскаита и(или) ютенбогаардтита, галенита, сфалерита. Выявлено, что более поздние мышьяковистые пириты (As до 2.6 мас. %) содержат многофазные ксеноморфные микровключения акантита, ютенбогаардтита, фрейбергита, аргентотетраэдрита-теннатита, науманнита, петцита, селенополибазита-селеностефанита, теллуроканфильдита и других рудных минералов, которые расположены в порах, трещинах и межзерновом пространстве. Для пиритов, подвергшихся гипергенным изменениям, характерны каймы и прожилки, состоящие из акантита, гетита, англезита, платтнерита и самородного серебра. Наличие микровключений рудных минералов округлой формы и присутствие крупных пор в ранних пиритах позволяет предположить участие летучих компонентов в минералообразующих процессах, а также захват пиритом большого количества примесей в резко градиентных условиях кристаллизации. Проведенные термобарогеохимические исследования флюидных включений в кварце свидетельствуют о том, что образование рудной зоны проходило при вскипании гидротермальных среднеконцентрированных натрий-хлоридных растворов в температурном диапазоне от 230 до 105 °C. На основании результатов термодинамических расчетов обосновано образование Ag-Au-S-Se минерализации в условиях снижения температуры, фугитивностей серы (lg f _S2 = -22…-9) и селена (lg f _Se2 = -27…-14), а также изменения восстановительной обстановки на окислительную из слабокислых-близнейтральных растворов.

Детальные химические и структурные исследования были проведены для Li-Na-Fe-амфибола из криолитовых пород Катугинского месторождения (Забайкалье). Породы содержат от 30 до 70 об. % криолита, фемические минералы представлены Fe-силикатами (Li-Na-Fe-амфибол, Li-содержащий фтораннит, бафертисит), оксидами (магнетит, ильменит, пирохлор, касситерит и др.) и сульфидами (сфалерит, пирит, халькопирит). Во второстепенных и акцессорных количествах присутствуют кварц, калишпат, полилитионит, RE-фториды и альбит. Вариации химического состава амфибола (в мас. %): SiO₂ - 48.5-48.9; TiO₂ - 0.4-0.8; Al₂O₃ - 1.6-2.2; Fe₂O₃ - 15.9-17.1; FeO - 17.6-18.4; MnO - 0.8-0.9; ZnO - 0.3-1.1; MgO - 0.2-0.3; CaO - <0.1; Na₂O - 8.4-8.7; K₂O - 1.4-1.5; Li₂O - 0.6-0.8; H₂O - 0.7-0.8; F - 2.2-2.5. Исследованный амфибол имеет специфический состав, который попадает в поле составов, промежуточных между F-Fe-членами подгруппы натровых амфиболов. Его состав может быть отображен как: ферро-ферри-фтор-нибёит - 40-45 мол. %, ферро-ферри-фтор-ликеит - 40-45 мол. %, фтор-рибекит ± фтор-арфведсонит - 10-20 мол. %. Минерал моноклинный, пространственная группа С 2/ m , a = 9.7978(2), b = 17.9993(3), c = 5.33232(13) Å, b = 103.748(2)°, V = 913.43(3) ų, Z = 2. Структурная формула Li-Na-Fe-амфибола: (Na_0.46K_0.24□_0.30)Na_2.00 (Fe²⁺_0.95Mg_0.05)₂(Fe³⁺_0.95Ti_0.025Mg_0.025)₂ (Li_0.37 Fe²⁺_0.48Mn_0.10Zn_0.05)[(Si_0.91Al_0.09)₄Si₄O₂₂](F_0.58(OH)_0.42)₂. Для этого амфибола приводятся данные по рамановской и мессбауэровской спектроскопии.

Приведены геолого-структурные, минералого-петрологические и геохронологические доказательства полиметаморфической истории гнейсов гаревского комплекса Енисейского кряжа. Установлены геохимические закономерности поведения главных и редких элементов в зональных гранатах и содержащихся в них минеральных включениях, сформированных при прогрессивном и регрессивном метаморфизме пелитов. Рост температуры и давления приводил к уменьшению концентрации Y и HREE в гранатах; повышение в содержании этих компонентов связано с понижением Р - Т параметров их образования. Выполнено совместное исследование мультикомпонентной химической зональности минералов с минеральными реакциями в метапелитах. Показано, что основной причиной резкого роста содержания CaO в гранатах при коллизионном метаморфизме является массообмен между гранатом и плагиоклазом. Отклонения от этой закономерности, выраженные в синхронном увеличении содержания гроссулярового минала в гранатах и анортитового компонента в плагиоклазах, обусловлены протеканием метаморфических реакций, связанных с разрушением эпидота. Расчеты уравнений реакций, анализ баланса вещества и особенности изменения минерального состава при коллизионном метаморфизме показали изохимический характер процесса в отношении большинства компонентов системы. Минимальный объем такой системы, в котором происходил взаимный обмен всеми химическими элементами и достигался полный баланс главных и редких элементов между реагирующими фазами, не превышал ~ 1 мм³. Наибольшей миграционной подвижностью в процессах метаморфизма обладают HREE, требующие больший объем для сохранения материального баланса (до ~8 мм³). Особенности распределения и более высокие масштабы массопереноса HREE контролируются их гетеровалентным изоморфизмом с CaO в гранате.

Проведены палеобатиметрические реконструкции волжско-неокомского бассейна севера Западной Сибири. Представленная автором методика учитывает не только скорости тектонического прогибания дна бассейна и седиментации, но также процессы уплотнения осадков и их вещественный состав, колебания уровня Мирового океана и процессы изостазии. Рассмотрена роль каждого из факторов, влияющих на глубину палеобассейна. Выделен ряд этапов формирования неокомского клиноформного комплекса Западной Сибири, отличающихся режимами осадконакопления, погружения дна бассейна и характером изостатической компенсации.

Обобщены результаты исследования створок диатомовых водорослей из донных отложений оз. Котокель изотопно-кислородным методом. На основе полученных данных реконструированы особенности реакции системы озера на глобальные климатические изменения за последние 46 тыс. лет. Надежность реконструкций обеспечена чистотой анализируемых препаратов створок, в которых отсутствуют видимые примеси терригенного материала, и содержание Al₂O₃ не превышает 2.5 %. Значения δ¹⁸О створок по разрезу изменяются от 23.7 до 31.2 ‰. Полученная запись преимущественно отражает летние условия развития диатомовых водорослей. Исключение составляет интервал 36-32 тыс. л. н., в котором происходит смена периода цветения. Температура воды лишь частично объясняет выявленные изменения в изотопной записи. Вариации изотопного сигнала диатомей главным образом вызваны изменением изотопного состава озерной воды в результате изменения температуры воздуха, гидрологического режима озера и атмосферной циркуляции. Высокие значения в период морской изотопной стадии (МИС) 2 (максимум последнегооледенения) стали следствием повышенного испарения озерной воды на фоне снижения речного стока. Увеличенная доля летних атмосферных осадков, связанная с южными/юго-восточными воздушными массами, объясняет высокие (от 29 до 30 ‰) значения δ¹⁸О створок, характеризующие первую половину МИС 1 (современное межледниковье). Снижение величины δ¹⁸O створок до 24 ‰ во второй половине МИС 1 обусловлено общим снижением средней температуры воздуха в Северном полушарии и атмосферными осадками, приносимыми в регион атлантическими воздушными массами. Изотопно-кислородная запись из оз. Котокель является примером, демонстрирующим разнонаправленное влияние нескольких факторов на величину δ¹⁸O створок в различные интервалы времени позднего плейстоцена и голоцена.

Приведена сейсмогеологическая характеристика разреза мезозойско-кайнозойского осадочного чела Надым-Пурского междуречья. Рассмотрены морфологические особенности юрского и апт-альб-сеноманского осадочных комплексов, восстановлена история формирования структур и выполнен анализ геологических процессов, предопределившие формирование сеноманских газовых залежей.