Главная – Журналы – Геология и геофизика 2019 номер 3

Результаты квантово-химических расчетов свидетельствуют о возможности перехода молекулы SiO₂ из линейной формы в изомерную уголковую и обратно. Выделяемая при переходе уголковая форма SiO₂ ® линейная форма SiO₂ энергия составляет около 240 кДж/моль. Предполагается, что соответствующий гипотетический структурный переход субмолекулярных фрагментов SiO₂ в мантийных минералах может вносить вклад в инициирование глубокофокусных землетрясений огромной энергии, которые фиксируются вблизи границы верхняя - нижняя мантия. Именно на этой глубине (600-670 км) происходит расщепление погружающейся океанической плиты; ее верхняя часть «горизонтально» движется по границе верхняя-нижняя мантия, а ее нижняя часть, разбитая на блоки, опускается в нижнюю мантию и достигает слоя D″, где остатки субдуцированной океанической литосферы накапливаются.

В Забайкалье расположены такие известные геологические объекты, как мезозойский Монголо-Охотский ороген и Байкальская сдвигово-рифтовая зона, крупнейший в мире позднепалеозойский Ангаро-Витимский гранитоидный батолит, которые сформировались на гетерогенном фундаменте неопротерозойско-раннепалеозойских окраинно-континентальных комплексов Сибирского кратона. Район исследований подвержен влиянию мантийных плюмов, которые фиксируются проявлением мезозойско-кайнозойского вулканизма, а на ранних этапах также влияли на структурно-вещественные преобразования земной коры Забайкалья. Забайкалье вследствие проявления разновозрастных и различных по геодинамической природе процессов является эталонным для оценки эффективности применения геофизических, в частности гравитационных, методов в решении геолого-геодинамических задач. Новизна проведенных исследований заключается в целенаправленном применении гравитационных аномалий, полученных по спутниковым данным. В интерпретации геолого-геодинамических данных использовалось гравитационное поле, представленное в виде карт аномалий в свободном воздухе (аномалии Фая) и аномалий Буге. Показано, что аномалии Буге фиксируют крупные и глубинные неоднородности в литосферной мантии, обусловленные в кайнозое главным образом воздействием мантийных плюмов. Если образование базальтовых ареалов и мантийных аномалий практически синхронно и, вероятно, связано генетически с формированием головки мантийных плюмов вблизи подошвы коры, то связь плюмов с формированием позднепалеозойского Ангаро-Витимского гранитоидного батолита только предполагается, в том числе на основе анализа гравиметрических данных. Мезозойские комплексы метаморфических ядер и впадины, характеризующие эволюцию Монголо-Охотского орогена, отчетливо отражены на карте гравитационных аномалий Фая. Большинство обнаруженных мезозойских метаморфических ядер Забайкалья совпадают с овально-вытянутыми положительными аномалиями и примыкают к овально-вытянутым отрицательным аномалиям, фиксирующим мезозойские впадины. С помощью анализа гравитационных аномалий Фая выявлена главная общая особенность рассматриваемой территории - четкое обособление зоны кайнозойского тектогенеза, выраженная зоной максимального перепада гравитационных аномалий от -110…-120 мГал во впадинах до + 90…+100 мГал в хребтах, и системой рифтовых впадин с кайнозойскими, местами мезозойскими осадками, которые совместно формируют ромбовидно-прямоугольный узор Байкальской рифтовой зоны. Данный узор характерен в целом для кайнозойской структуры Центральной Азии, формирование которой обусловлено дальним влиянием Индо-Евразийской коллизии.

Даны новые представления о геологическом строении и геодинамической эволюции Монголо-Охотского складчатого пояса. Рассмотрены проблемы, связанные с выделением и обоснованием существования Амурского составного микроконтинента (супертеррейна Амурия). В связи с этим приводятся полученные в последние годы материалы о геологическом строении, составе, возрасте и палеомагнетизме неопротерозойско-палеозойских комплексов - одного из главных элементов Амурии - Аргунского террейна и смежных структур Забайкалья и Монголии. В том числе уточнен возраст ряда докембрийских и палеозойских стратифицированных и магматических подразделений. Показано отсутствие древнего, архейско-палеопротерозойского кристаллического основания. С использованием авторских палеомагнитных и палеонтологических данных обосновано экваториальное положение Аргунского террейна в интервале 560-525 млн лет назад в непосредственной близости от Сибири. Результаты исследования и анализ существующих геологических данных по территории Аргунского террейна и смежных структур Забайкалья и юго-востока Азии вполне определенно указывают на ошибочность представлений о существовании Амурского составного микроконтинента как единого тектонического элемента, коллизия которого обусловила формирование складчатых структур Монголо-Охотского пояса. Полученный вывод имеет принципиальное значение для реконструкции геодинамической эволюции восточной части Центрально-Азиатского складчатого пояса в неопротерозое, палеозое и мезозое.

Рассмотрены особенности вещественного состава пород мурзинско-адуйского метаморфического комплекса и Мурзинского массива - эталонного межформационного массива на Урале. Детальный сравнительный анализ древних гнейсов и прорывающих их жильных гранитов включал изотопно-геохимическое изучение цирконов из них. Последние образуют семь возрастных групп (I - 1588 ± 20 млн лет, II - 1060 ± 28, III - 530 ± 11, IV - 380 ± 6, V - 330 ± 9, VI - 276 ± 3, VII - 260 ± 3 млн лет), четыре из которых представляют собой, по-видимому, цирконы из гнейсов, в разной мере переработанные, а три последние - те цирконы, которые возникли в процессе гранитообразования. В гнейсах и большинстве проб гранитов встречаются цирконы всех отмеченных возрастных групп, что является однозначным доказательством заимствования гранитами циркона гнейсов, с одной стороны, и развития в гнейсах «гранитного» циркона, - с другой. По геохимическим особенностям гранитоиды и гнейсы всех типов существенно различаются. Поведение элементов-примесей и Rb-Sr возрастные данные указывают на то, что формирование гранитов Мурзинского массива представляет собой отдельный эпизод магматизма. Соотношения изотопов Sr в гранитах и гнейсах указывают на различную степень мантийно-корового взаимодействия и участие в их формировании вещества кристаллического фундамента и новообразованной коры.

В кварцитосланцевых толщах ильменогорского метаморфического комплекса Южного Урала выявлены хаотически размещенные изолированные мелкие тела метагипербазитов, представляющие собой метаморфизованные бескорневые блоки и глыбы серпентинитового меланжа, входящие в состав так называемой уразбаевской олистостромы. В свою очередь, иногда они содержат глыбы-включения массивных (без кристаллизационной сланцеватости с габбровой, офитовой и кумулятивной структурами) анортитовых габброидов, различающихся по минеральному составу. Породы обладают аномально высокими содержаниями Al₂O₃, CaO, MgO, редких земель и низкими количествами SiO₂, слабым проявлением вторичных изменений. Более редки в метагипербазитах включения горнблендитов нередко с анортитом, шпинелью, апатитом, энстатитом, диопсидом, рутилом. Отдельные тела габброидов и горнблендитов содержат аномально высокие содержания РЗЭ, среди которых отмечено резкое преобладание легких РЗЭ (81-93 % от суммы РЗЭ). Наибольшие концентрации РЗЭ зафиксированы в цоизитовых амфиболитах (170-850 г/т) и апатит-гранатсодержащих горнблендитах (до 450 г/т). Сделан вывод о глубинном происхождении пород, выведенных на поверхность из основания земной коры Урала протрузиями серпентинитового меланжа.

В отложениях подводной возвышенности Ямато установлены четыре разновозрастных спорово-пыльцевых комплекса: СПК-1 - ранний миоцен, СПК-2 - конец раннего-начало среднего миоцена, СПК-3 - средний-поздний миоцен, СПК-4 - поздний миоцен. В СПК-1 доминирует пыльца разнообразных древесных растений, преобладают голосеменные семейства Pinaceae. Климат был умеренный и влажный, обусловленный близкорасположенным водным пространством. СПК-2 отличается от СПК-1 значительным увеличением роли термофильных покрытосеменных, что связано с проявлением климатического оптимума рубежа раннего-среднего миоцена. Для СПК-3 характерно разнообразие и доминирование широколиственных древесных форм. Голосеменные представлены преимущественно сосновыми. Состав палинофлоры свидетельствует о расчлененном рельефе и о захоронении пыльцы вблизи мест произрастания. В СПК-4 доминируют голосеменные с преобладанием сем. Taxodiaceae. Состав СПК-4 свидетельствует о влажных условиях обитания, наличии заболоченных прибрежий и захоронении пыльцы вблизи мест обитания растений. Климат был умеренный и влажный. Палинологические исследования позволяют говорить о существовании суши в районе современной возвышенности Ямато в течение всего миоцена. В раннем и начале среднего миоцена рельеф суши был сильно расчлененным, гористым, затем расчлененность рельефа и площадь суши уменьшились.

Динамика состояния энергетической структуры сейсмичности юго-западного фланга Байкальской рифтовой системы (БРС) проанализирована на трех иерархических уровнях по годовым и накопленным суммарным данным о землетрясениях с энергетическим классом K _Р ≥ 8, произошедших за 1964-2013 гг. Изменения состояния характеризуются тремя основными параметрами: максимальным энергетическим классом K _max, наклоном графика повторяемости землетрясений g и сейсмической активностью A ₁₀. С увеличением временного периода и количества используемых землетрясений параметры выходят на предельные значения, отражающие устойчивые закономерности в долговременном распределении толчков по классам. На фазовом портрете выделяются два аттрактора, отражающие общую квазистационарность (предельный цикл) и локальную неустойчивость (фокус) энергетической структуры сейсмичности. Особенности формирования аттракторов позволяют предположить, что в динамике системы присутствуют бифуркации рождения цикла (бифуркация Андронова-Хопфа). С целью детального анализа динамики формирования энергетической структуры сейсмичности выполнены расчеты наклонов графиков повторяемости землетрясений в модельных сценариях «афтершоковой» и «роевой» серии толчков. Сопоставление модельных и реальных изменений наклонов графиков повторяемости указывает на соответствие «афтершоковой» модели динамике энергетической структуры сейсмичности литосферы юго-западного фланга БРС.

Рассматриваются возможные проявления эффекта Холла в магнитном поле Земли при магнитотеллурическом зондировании. Приводятся результаты численных расчетов величины эффекта для трехмерно неоднородной среды с использованием модификаций метода Треффца, пригодных для учета анизотропии. Анализируются варианты измерений, при которых наиболее просто обнаружить проявления эффекта Холла.