Главная – Журналы – Геология и геофизика 2019 номер 11

Рассмотрены особенности геологического строения, состава и возраст раннепалеозойских интрузивных ассоциаций, участвующих в строении Тугрикского, Удзур-Хунгинского, Хатан-Хунгинского, Мандалт, Баясгалантского и Дутулинского массивов. Массивы расположены в южной части островодужной системы Озерной зоны Западной Монголии среди вулканогенных и вулканогенно-осадочных толщ поздненеопротерозойско-раннекембрийского возраста. Установлено, что в составе этих массивов принимают участие плагиогранитоидные и габброидные ассоциации различного вещественного состава, возраста и геодинамической обстановки формирования. Результаты геохронологических исследований свидетельствуют, что формирование плагиогранитоидных ассоциаций в южной части Озерной зоны происходило в интервале от 531 до 481 млн лет. В этом возрастном диапазоне выделяются два рубежа интрузивного магматизма, отвечающие главным геодинамическим этапам развития этой зоны: островодужный - 531-517 млн лет и аккреционно-коллизионный - 504-481 млн лет. Плагиогранитоидные ассоциации островодужного этапа имеют наиболее широкое развитие, тогда как интрузивный магматизм на аккреционно-коллизионом этапе развития региона здесь проявился в меньших масштабах. На всех возрастных рубежах основной объем слагают гранитоидные ассоциации тоналит-трондьемитовой серии, которые по петрохимическому составу относятся к породам известково-щелочной серии. Результаты исследования ксеногенного и унаследованного циркона в плагиогранитоидных ассоциациях островодужного и аккреционно-коллизионого этапа развития региона указывают на их возрастной диапазон 664-520 млн лет. Среди них выделяются четыре возрастные группы ксеногенного и унаследованного циркона (~664, 570-560, 545-531 и 530-520 млн лет), которые в целом отвечают этапам проявления магматизма (вулканогенные, интрузивные) островодужного и офиолитового типов и, по всей вероятности, отражают дополнительные магмообразующие источники, ответственные за формирование исходных расплавов для изученных плагиогранитоидных массивов.

В Cr-V-содержащих метаморфических породах слюдянского кристаллического комплекса установлен широкий изоморфный ряд от эсколаита с 98 мас. % Cr₂O₃ до карелианита с 93 мас. % V₂O₃. Оксиды ряда карелианит-эсколаит кристаллизовались в прогрессивную стадию высокотемпературного (гранулитовая фация) регионального метаморфизма и участвовали в образовании других хром-ванадиевых и Cr-V-содержащих минералов парагенезиса. Железистые карелианиты (до 12 мас. % Fe₂O₃) и трехкомпонентные твердые растворы Esk_12-50Kar_45-60Hem_6-30 образованы в метаморфитах со специфичным составом протолита (Fe-Kar) и в метасоматитах, развитым по метаморфическим породам ((Cr, V, Fe)₂O₃). В статье дается обзор генетических типов природных эсколаита и карелианита и сопоставляются условия их кристаллизации с экспериментальными данными по синтезу.

Исследован минеральный состав руд участка Горный эпитермального Au-Ag месторождения Валунистое (Чукотка). Установлено, что наряду с самородным золотом Au-Ag минерализация представлена халькогенидами (ютенбогаардтитом, петровскаитом, акантитом, науманнитом, кервеллеитом) и минералами пирсеит-полибазитового ряда, находящимися в виде микровключений в мелкозернистом пирите. Выполнена оценка физико-химических условий образования продуктивных минеральных ассоциаций на основе особенностей химического состава минералов Au и Ag и их взаимоотношений с другими минералами. Показано, что рудоотложение происходило на поздних стадиях из слабокислых растворов на фоне снижения температуры от 350 до 100 °С и уменьшения фугитивностей серы (lgƒ_S2 от -2 до -23), теллура (lgƒ_Te2 от -5 до -27) и селена (lgƒ_Se2 от -16.5 до -28), а также изменения окислительно-восстановительных условий (lgƒ_O2 от -23 до -48).

Описаны результаты квазиравновесной направленной кристаллизации расплава состава (мол.%): Fe_31.9Ni_1.7Cu_16.0S_50.4. Полученный слиток состоял из следующих зон: моносульфидный твердый раствор mss + изокубанит icb (CuFe₂S₃ ) + фаза Cu₃Fe₄S₇ // icb + промежуточный твердый раствор iss (~Cu₂Fe₃S₅) + пентландит // смесь неидентифицированных продуктов распада твердого раствора iss₁ // халькопирит cp + путоранит put // cp + талнахит tal + борнит bn. По результатам измерения среднего состава твердой фазы построены кривые распределения компонентов в слитке и рассчитано изменение состава расплава (L) в процессе направленной кристаллизации. Для четырех зон в концентрационном тетраэдре системы Cu-Fe-Ni-S построены траектории состава расплава и среднего состава твердых фаз, а также веера коннод. Установлены фазовые реакции с участием расплава. Показано, что в системе Cu-Fe-Ni-S присутствует область двухфазного равновесия L + icb*. Аналогичная область ранее была найдена в тройной системе Cu-Fe-S. Обнаружено существование области кристаллизации двух промежуточных твердых растворов iss₁ и iss₂, которые ранее были получены традиционным методом изотермического отжига и закалки. Установлен перитектический характер кристаллизации фаз icb*, iss₁ и iss₂ из расплава. Полученные результаты показывают принципиальную возможность существования нового типа зональности при образовании медно-никелевых низкосернистых сульфидных рудных тел.

Рассмотрены факторы, определяющие минеральный состав гидротермальных глин современных термоаномалий Паужетско-Камбально-Кошелевского района, вулканов Эбеко (о. Парамушир) и Мутновский. На состав минеральных ассоциаций оказывает влияние ряд взаимообусловленных факторов: тип разгрузки (парогазовые струи, прогретые грунты, грязеводные котлы), температура, pH и E_h термального раствора. На прогретых грунтах кратеров активных вулканов (Эбеко, Мутновский) формируются ассоциации, содержащие серу, опал, a-кварц, минералы группы алунита. Грязеводные котлы кратеров активных вулканов в основном содержат серу, опал, a-кварц. На термальных полях Паужетско-Камбально-Кошелевского района, в грязеводных котлах с pH = 2-3 формируется ассоциация каолинита, опала, минералов группы алунита (незначительно), гетита. В грязеводных котлах с pH выше 3.5-4.0 формируется ассоциация новообразованного каолинита, смектита, пирита, марказита, возможен опал. При pH более 5 образуются смектит, пирит, опал. Стенки парогазовых струй термальных полей Паужетско-Камбально-Кошелевского района, часто заливаемых водой и высыхающих, состоят из каолинита, смектита, опала, a-кварца, пирита, марказита, гетита. Стенки парогазовых струй, длительно не заливаемых водой, состоят из каолинита, опала, a-кварца, смектита (следы), минералов группы алунита, пирита и марказита в сопоставимых количествах. Прогретые грунты термальных полей Паужетско-Камбально-Кошелевского района сложены каолинитом, минералами группы алунита, опалом, гетитом либо ассоциацией каолинита, смектита, опала, пирита, марказита.

Представлены результаты химического состава органического вещества (C, H, N, S) голоценовых разрезов озерных сапропелей с ненарушенной стратификацией, полученных в результате вибрационного бурения дна до подстилающих пород озер: Большие Тороки (1.8 м), Минзелинское (5 м), Очки (4.5 м), Духовое (7 м), Котокель (6 м). Рассмотрены методические подходы к выявлению источников поступления и генезиса захороненного органического вещества (ОВ) в осадочных толщах морских и озерных отложений по комплексу органогеохимических показателей: данным биологического анализа (биостратификация на основе послойного определения в разрезах донных отложений сохранившихся остатков организмов); углеводородным биомаркерам (молекулярному составу нормальных алифатических углеводородов ( н -алканов), азотистых соединений белково-протеинового комплекса и др.); по C/N отношению, отражающему различия в биохимическом составе биопродуцентов. На основе данных биологического анализа (биостратификации) установлено, что в оз. Очки на протяжении 10760 лет формировался планктоногенный сапропель (фито- и зоопланктон - автохтонный источник ОВ), а с заболоченных берегов поступали остатки сфагновых и гипновых мхов (аллохтонный источник ОВ). В озере Минзелинское в период времени, датируемого в 5905 лет, на стадии обводненного низинного болота формировался торфянистый сапропель, в последующие временные периоды (3980-3185 лет) и до настоящего времени формируется макрофитогенный сапропель. Исследование биопродуцентов и сапропеля оз. Очки пиролитическими методами в вариантах RE-пиролиз и Пир-ХМС показало, что основным автохтонным источником ОВ в оз. Очки являлся фитопланктон и зоопланктон, что подтверждают идентифицированные макромолекулы азотистых соединений различного состава. Наличие гопаноидных углеводородов свидетельствует о вкладе биомассы микроорганизмов в формирование ОВ осадков. В органическом веществе сапропеля присутствует и терригенная составляющая, что подтверждается наличием высокомолекулярных нечетных н -алканов, кетонов, метиловых эфиров жирных кислот. Величины C/N по глубине стратифицированных разрезов макрофитогенных сапропелей озер Большие Тороки и Минзелинское попадают в интервал значений для высшей водной и наземной растительности (C/N = 15-18), в планктоногенном сапропеле оз. Духовое - попадают в интервал значений для морского и озерного планктона (C/N = 5.7-8.6).

После рассмотрения методов определения содержания FeO и Ti₂O по данным космического зонда «Клементина» (Clementine) разработан авторский подход к установлению этих составов с помощью измерений, сделанных инструментом М³ на зонде «Чандраян-1» (Chandrayaan-1). На основании информации о содержании FeO и Ti₂O смоделирована плотность пород, подстилающих лунный грунт. Данные о концентрации FeO и Ti₂O, полученные инструментом М³, сопоставлены с данными зонда «Клементина» и установлена их хорошая сходимость. Концентрации FeO также хорошо согласуются с результатами исследований станции «Лунный геолог» (Lunar Prospector), которые использовались как независимый источник. Предыдущие данные зонда «Клементина» и новые данные, полученные инструментом М³, сравнивались с лабораторными измерениями содержаний FeO и Ti₂O в образцах, взятых при проведении программ «Аполлон» и «Луна». Содержание FeO, по данным зонда «Клементина», стабильно ниже данных лабораторных измерений на 1-2 %. Концентрации, полученные инструментом М³, лучше соответствовали лабораторным измерениям образцов из программы «Аполлон» (±2.8 %). Содержание Ti₂O, по данным зонда «Клементина», стабильно ниже данных лабораторных измерений на 0.1-4 %. Концентрации Ti₂O, по данным инструмента М³, близки к данным лабораторных измерений (±0.6 %), кроме отдельных образцов с высоким содержанием Ti₂O. Однако следует с осторожностью интерпретировать эти результаты, так как требуется более тщательное исследование диапазона погрешности. К сожалению, к данным зонда «Клементина» не был предоставлен анализ ошибок определения

С помощью новых компьютерных технологий для северной части Южного Урала проведено изучение структурных особенностей аномального магнитного поля, выделены магнитные аномалии от различных слоев земной коры и построены соответствующие им объемные модели источников аномалий - границы базит-ультрабазитовых массивов, глубинных поясов и базальтового слоя. Новые результаты строения земной коры Южного Урала дают возможность уточнить положение глубинных разломов и их связь с глубинными базит-ультрабазитовыми поясами. Для крупных гипербазитовых массивов выявлены глубинные корневые блоки. В пределах Тараташского антиклинория построенные модели источников магнитных аномалий позволяют сделать вывод, что древнейший на Урале тараташский комплекс - это приподнятая часть глубинного базит-ультрабазитового пояса Восточно-Европейской платформы.

Боковое каротажное зондирование (БКЗ) - единственный на сегодняшний день широко применяемый российский метод электрометрии, чувствительный к вертикальному удельному электрическому сопротивлению (УЭС) в вертикальных скважинах. Однако интерпретация данных этого метода, измеренных в тонкослоистых разрезах, сложна и требует привлечения ресурсоемких алгоритмов численного моделирования. Развитие вычислительных методов и увеличение производительности компьютеров позволяют сегодня проводить инверсию данных БКЗ в классе двумерных осесимметричных моделей. Из-за большого количества сложностей, связанных с нелокальностью отклика приборов и их асимметрией, этот процесс требует активного участия интерпретатора. Одной из первых проблем является создание начального приближения геоэлектрической модели - разбиение целевого интервала на пласты, в пределах которых свойства среды можно считать неизменными по вертикали, так как сигналы БКЗ имеют очень сложный вид на интервалах переслаивания различных по УЭС пород. В работе предлагается использование полносвязной сверточной искусственной нейронной сети для автоматического создания пластовой разбивки, пригодной для построения начального приближения геоэлектрической модели для двумерной инверсии данных БКЗ, в том числе с определением вертикального УЭС. Нейронная сеть обучена и протестирована на синтетических и практических данных, измеренных в Западной Сибири. По результатам тестирования установлена работоспособность предлагаемого подхода.