Главная – Журналы – Геология и геофизика 2017 номер 7

Результаты интерпретации площадных магнитотеллурических исследований, проведенных в пределах Северо-Восточного и Юго-Восточного Алтая, свидетельствуют о новейшей блоковой делимости земной коры как всей территории в целом, так и крупных впадин. Построенные по магнитотеллурическим данным разрезы позволяют проследить поведение на глубине основных неотектонических нарушений, зоны которых отчетливо видны на магнитотеллурических разрезах за счет аномально низких удельных сопротивлений (менее 0.5 Ом·м). В целом магнитотеллурические данные подтверждают кинематические характеристики разломов, ранее определенные по морфотектоническим и геологическим данным. Для сбросов и сдвигов установлены вертикальные падения плоскостей сместителей, а для взбросов - наклонные. На глубине 10-15 км и субвертикальные, и наклонные зоны новейших разрывных нарушений пересекают субгоризонтальную зону повышенной проводимости. Наличие субгоризонтального проводящего слоя обеспечивает высокий потенциал тектонической и сейсмической активности верхней, наиболее хрупкой части литосферы на территории Горного Алтая. Субгоризонтальный проводящий слой образует естественный раздел между верхней областью хрупкого корового торошения и нижней областью вязкого выдавливания в нижнее полупространство. Эти процессы порождают рост горных сооружений и увеличение мощности земной коры под ними. Характерной особенностью геоэлектрического разреза фундамента крупных впадин Горного Алтая (Чуйской и Курайской) является подъем поверхности субгоризонтального проводящего слоя до глубин порядка 10 км с одновременным снижением в его пределах электрического сопротивления менее 10 Ом·м.

Направленный процесс развития впадин Тункинского рифта осложняется инверсионными преобразованиями. На фоне общих погружений блоков докайнозойского фундамента в грабенах наблюдаются локальные воздымания, сопровождаемые деформациями осадочного чехла впадин и выраженные в рельефе инверсионными морфоструктурами. Выделяются два типа морфотектонических инверсий: 1) инверсии как часть процесса рифтогенеза, когда структурные элементы испытывают смену знака перемещений, и эта особенность их развития входит в общий механизм рифтогенеза; 2) инверсии как осложнение процесса рифтогенеза (или его нарушение), обусловленное наложением на рифтогенез гобийского типа горообразования. Инверсии как смена внутриконтинентального рифтогенеза другим геодинамическим режимом в морфоструктурных элементах Тункинского рифта не фиксируются. Наличие погребенных эрозионных врезов в днище рифта свидетельствует о том, что на дифференцированные (орогенические) перемещения здесь накладываются колебательные (обратимые по знаку) вертикальные движения, при которых волны воздыманий сопровождаются эрозионными врезами, а опусканий - заполнением их аллювиальными отложениями. Последняя фаза инверсионных воздыманий охватила Тункинский рифт во второй половине позднего плейстоцена-голоцене. Амплитуда инверсионных воздыманий в днище Тункинского рифта составляет от первых десятков до первых сотен метров. Наиболее интенсивные воздымания наблюдаются в Торской впадине рифта, где бассейновые отложения возрастом до 55 000 лет приподняты на относительную высоту более 300 м. В целом в молодых инверсионных преобразованиях участвует 40 % (872 км² из 2240 км²) площади Тункинского седиментационного бассейна. 49 % площади инверсионных поднятий - почти 450 км², или 20 % от общей площади днища рифта, обеспечено проявлением гобийского механизма горообразования. Практически повсеместно фиксируемый в разрезах осадочного выполнения краевых частей Тункинских впадин стратиграфический перерыв между неогеновыми и позднечетвертичными накоплениями указывает на существование длительного этапа развития рифта, в период которого площадь седиментогенеза в нем сокращалась, восстановившись в прежних своих контурах лишь в начале позднего плейстоцена.

Рассматривается построение деформационных моделей земной коры Памиро-Тяньшаньского региона. Существуют два подхода к построению таких моделей - блочный и непрерывный. В данной работе использован метод построения непрерывной деформационной модели, основанный на вычислении поля двумерного тензора скорости деформации земной коры. Суть метода заключается в независимом вычислении тензора градиента скорости в каждой точке расчетной сетки посредством решения переопределенной системы линейных уравнений, основанных на линейной части разложения в ряд Тейлора функции скорости точки среды от ее радиус-вектора. Приводится подробное описание метода, включающее предложенный автором метод оценки достоверности результата в каждой точке расчетной сетки. Рассмотрены характеристики деформационной модели для территории Памиро-Тяньшаньского региона, рассчитанной автором с использованием этого метода по данным каталога скоростей движений земной поверхности 506 пунктов Центрально-Азиатской сети GPS-наблюдений. К наиболее заметным особенностям полученного поля деформаций следует отнести субмеридиональное сжатие крупнейших впадин Тянь-Шаня и зоны сопряжения Памира и Тянь-Шаня, а также свидетельства смещения восточной и западной границ Памира на запад относительно Таримской плиты и Таджикской депрессии.

В специфических магнетит-хлорит-карбонатных породах и хлоритолитах в Карабашском гипербазитовом массиве на Южном Урале установлены ильменит, апатит, монацит, эшинит-(Y), циркон, бадделеит, торианит, уранинит, а также медьсодержащее самородное золото. Выявлено, что доломит магнетит-хлорит-карбонатных пород характеризуется достаточно однородным изотопным составом (δ¹³С = -0.9…-1.9 ‰, δ¹⁸О = 11.5-13.6 ‰, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.70422-0.70469), отвечающим смеси резервуара морских известняков и глубинных флюидов. Определен изотопный состав антигорита серпентинитов (δD = -79.1 и -89.6 ‰, δ¹⁸O = 7.4 и 7.6 ‰), а также хлорита хлоритолитов (δD = -57.8, δ¹⁸O = 7.8 ‰) и магнетит-хлорит-карбонатных пород (δD = -59.2 и -69.6 ‰, δ¹⁸O = 6.4 и 5.9 ‰). Предполагается, что магнетит-хлорит-карбонатные породы образованы по механизму выполнения свободного пространства при 480-280 °С, а хлоритолиты развиваются по серпентинитам. В качестве источника вещества при формировании магнетит-хлорит-карбонатных пород могут рассматриваться океанические серпентиниты, габброиды, известняки, а также глубинные флюиды. Проведен сравнительный анализ магнетит-хлорит-карбонатных пород с присутствующими в массиве родингитами (хлограпитами), несущими медистое золото. Выявлены общие черты этих типов пород - приуроченность к зонам тектонического меланжа, наличие хлоритолитовых оторочек, геохимическая специализация, температурные условия формирования, близкие изотопные характеристики минералов и флюида.

В пределах Светлоборского платиноносного массива (Средний Урал) выполнены опытно-методические работы термомагнитным геохимическим методом (ТМГМ) - одним из методов геоэлектрохимии. Проанализированы результаты наблюдений по двум профилям - поисковому и контрольному. Известное распределение концентрации платины вдоль канавы на контрольном профиле позволило подтвердить эффективность методики и выделить наиболее яркие показатели платиноносности по данным геоэлектрохимических исследований. Оценка полученных результатов позволила выделить перспективные участки, а также предположить наличие глубинных «слепых» рудных тел.

В Восточном Забайкалье, насыщенном мультиметалльными проявлениями эндогенного оруденения, С.С. Смирновым было выделено несколько металлогенических поясов. Их границы, даже в условиях всевозрастающей геолого-геофизической изученности региона, остаются остродискуссионными. Совместным анализом результатов геофизических и сейсмотомографических исследований Восточной Азии (в транзитной зоне мантии которой обнаружен стагнированный океанский слэб) и положения в земной коре региона высокопродуктивных рудно-магматических систем установлена пространственная совмещенность проекции фронтальной части слэба с Далайнор-Газимуро-Олекминской минерагенической зоной. В ней сосредоточена основная масса крупных и суперкрупных рудных узлов и полей с Au, Mo, U, Pb-Zn, Cu и флюоритовой минерализацией. Доказательствами вероятного влияния мантийных флюидных потоков, формировавшихся у фронтальной части слэба, на возникновение высокопродуктивных рудно-магматических систем вышеназванной зоны, ориентированной ортогонально к прежде намеченным поясам, решается одна из сложных проблем районирования региона. Представляется возможным использовать полученный опыт при детальном изучении минерагении не только Восточного Забайкалья, но и других рудоносных провинций, в выборе потенциально перспективных площадей для проведения прогнозно-поисковых и оценочных работ.

Для оперативной диагностики жидкости из газовых скважин проведено комплексное исследование коллекции проб Медвежьего, Юбилейного, Ямсовейского нефтегазоконденсатных месторождений (НГКМ). На основе определения физико-химических параметров и химического состава сделано предварительное предположение о долях конденсационных, пластовых и техногенных вод в составе выносимой смеси. На частоте 0.6 ГГц исследованы их диэлектрические характеристики. Установлены зависимости диэлектрических и радиоизлучательных параметров от общей минерализации и концентраций основных катионов. Предложены алгоритмы идентификации разных типов воды из скважин по значениям их диэлектрических параметров.

Изучены очаговые спектры субдукционных землетрясений Камчатки с магнитудами 4.0-6.5 за 2011-2014 гг. Использовано 1272 очаговых спектра, восстановленных по записям S- волн от 372 землетрясений на шести цифровых станциях со скальным грунтом. Изучалась структура спектров на основе модели с тремя характерными («корнер-») частотами f_c1, f_c2 и f_c3. При этом принимали, что между f_c2 и f_c3 спектр ведет себя как f ^-2; и через f_c3 обозначили параметр « f _max очаговой природы» по Аки-Гусеву. Для определения корнер-частот сначала восстанавливали очаговый спектр из спектра S -волн, используя ранее разработанную модель затухания для района работ. При этом спектры сначала приводили к опорной станции со скальным грунтом, используя специально определенные для этого станционные спектральные поправки. Восстановленный очаговый спектр приближали кусочно-степенной функцией, снимали оценки f_c1, f_c2 и f_c3, и изучали их зависимость от сейсмического момента М ₀ («скейлинг»). Зависимость f_c1( М ₀) не противоречит гипотезе подобия очагов, когда ожидается . Для f_c2 и f_c3 скейлинг близок к и соответственно, что указывает на явное нарушение подобия, особенно резкое для f_c3. Систематическое выявление частоты f_c3, ее определение и оценка ее скейлинга - основные результаты работы, существенные для понимания физики очагового процесса землетрясения. В плане приложений к моделированию сильных движений грунта, использование f_c3 как параметра очага позволит исключить систематические ошибки при оценках параметров затухания и, в частности, популярного параметра спада спектра «каппа».

Предложен способ вычисления переходных характеристик напряженности устанавливающегося электрического поля заземленной линии на поверхности проводящего магнитовязкого полупространства. Алгоритмы расчетов переходных характеристик для горизонтально-слоистой среды с учётом магнитной вязкости реализованы в виде компьютерной программы. На примере однородного, проводящего и магнитовязкого полупространства показано, что релаксация намагниченности геологической среды оказывает влияние на переходные характеристики установок с заземленными питающей и приемной линиями. Эффекты магнитной вязкости при использовании заземленных линий аналогичны наблюдаемым с установками, в которых в качестве источника и приемника используется незаземленная горизонтальная петля. ЭДС переходного процесса и кажущееся удельное сопротивление неуклонно понижаются со временем. Чем выше удельное сопротивление полупространства и меньше разнос установки, тем раньше ЭДС и кажущееся сопротивление начинают убывать как 1/ t . В диапазоне значений удельного электрического сопротивления, характерных для геологических сред, релаксация намагниченности и диффузия вихревых токов протекают независимо.

Представлены результаты изучения в 2013-2015 гг. температурного режима водной толщи рукотворного Атомного озера (Семипалатинский испытательный полигон). Исследования выполнены впервые. По температурному режиму выявлена двухслойная стратификация водной толщи. В верхнем слое (0-30 м) наблюдаются значительные вариации температуры в течение года, вызванные сезонными климатическими изменениями и ветроволновым перемешиванием. В нижнем слое (30-80 м) наблюдается устойчивое нелинейное распределение температуры. Данное озеро можно классифицировать как меромиктическое, в котором верхний слой состоит из относительно слабоминерализованной «легкой» воды, нижний - из высокоминерализованной «тяжелой». Такая стратификация препятствует сезонному перемешиванию всей водной толщи (от поверхности до дна).