Главная – Журналы – Геология и геофизика 2020 номер 12

На основе первопринципных расчетов в рамках теории функционала плотности и алгоритмов предсказания структур определены фазы карбидов железа, устойчивые при PT -параметрах ядра Земли. Показано, что карбид железа Fe₇C₃ неустойчив и разлагается на смесь более простых карбидов Fe₂С и Fe₃C во всем интервале давлений и температур, характерных для внутреннего ядра Земли. Дальнейшее разложение карбида Fe₃C на смесь Fe + Fe₂C оказывается невыгодным. Также предсказана новая низкотемпературная модификация Fe₃C- C 2 /m -II, динамически- и термодинамически-устойчивая в интервале давлений 290-305 ГПа.

На основе первопринципных расчетов в рамках теории функционала плотности и алгоритмов предсказания структур определены фазы карбидов железа, устойчивые при PT -параметрах ядра Земли. Показано, что карбид железа Fe₇C₃ неустойчив и разлагается на смесь более простых карбидов Fe₂С и Fe₃C во всем интервале давлений и температур, характерных для внутреннего ядра Земли. Дальнейшее разложение карбида Fe₃C на смесь Fe + Fe₂C оказывается невыгодным. Также предсказана новая низкотемпературная модификация Fe₃C- C 2 /m -II, динамически- и термодинамически-устойчивая в интервале давлений 290-305 ГПа.

Приводятся данные по геохимии, распределению рудных, редкоземельных элементов (РЗЭ), благородных металлов и микроминералогии. Объектами исследований являются осадочные и вулканогенно-осадочные отложения руч. Тихоня позднепермского возраста (атканская (P₃at), омчакская (P₃om) свиты) и гидротермально-метаморфизованные породы золоторудных месторождений Наталка и Павлик Омчакского рудно-россыпного узла. Анализ распределения микроэлементов в рудах месторождений показал их обогащение халькофильными микроэлементами Au, Ag, As, W, Sb относительно средних значений верхней коры и вмещающих пермских пород. Повышенные концентрации в рудах W и Bi предполагают участие магматического флюида. Отсутствие аномальных концентраций Ni, Co, Sb, Mo, Cr, Se указывает на их переотложение из рудовмещающих толщ, без привноса рудообразующими флюидами, что подтверждается данными по изотопному составу серы сульфидов и характеристике углеродистого вещества руд. Формирование месторождений протекало с изменением концентраций РЗЭ. Все объекты имеют сходную картину: породы обогащены легкими лантаноидами, аномалии Ce не выражены. Однотипные закономерности распределения спектров РЗЭ в рудах отражают их унаследованную природу от неизмененных верхнепермских отложений. Установлено, что рудообразование происходило в различных окислительно-восстановительных условиях, в основном при участии относительно окисленного флюида, обогащенного легкими лантаноидами гидротермальной системы NaCl-H₂O, с преобладанием Cl относительно F. Проведенные исследования показали, что в процессе формирования месторождений Наталка и Павлик важную роль сыграли особенности вмещающих углеродистых осадочных комплексов, послуживших дополнительными источниками благородных и сопутствующих металлов. Часть рудных элементов в неизмененных отложениях имеет собственные минеральные формы.

Приводятся новые данные о строении, литологической, геохимической и гранулометрической характеристиках четвертичных отложений опорного разреза Тологой (верхний кайнозой, Забайкалье). На их базе обосновано выделение в разрезе горизонтов ископаемых почв и уточнена их мощность. Выявлено четыре основных цикла осадконакопления, каждый из которых заканчивается образованием почвенных горизонтов. Показано, что климат во время формирования отложений разреза носил циклический характер: периоды увлажнения сменялись аридными эпохами разной интенсивности и продолжительности. На этапах потеплений и формирования почвенных горизонтов на первый план выходили дальние и средней дальности источники сноса осадочного материала. В периоды наиболее интенсивных педогенных процессов преобладали биохимические постседиментационные преобразования отложений in situ , что находит отражение в изменении их химического состава. Наиболее теплыми условиями и усилением процессов выветривания и выщелачивания в плейстоцене характеризуется этап накопления отложений горизонта палеопочв 16.4-15.0 м, сопровождавшийся протеканием различных почвенных процессов и ростом биологической активности, а также уменьшением интенсивности засоления и окарбоначивания. В исследуемом геохимическом профиле четко фиксируются этапы, в период которых на территории преобладали криогенные условия, последние отражены в разрезе инволюциями, псевдоморфозами по ледяным клиньям и мощными карбонатными линзами. Для отложений этих уровней типичны минимальные значения коэффициентов засоления, высокие - окарбоначивания, а также низкие значения коэффициентов выщелачивания и окисления, положительная европиевая аномалия, повышенные ΣCe/ΣY, пониженные La/Sm.

Одной из наиболее дискуссионных проблем в позднепалеозойской истории развития седиментационных бассейнов Северного Хараулаха до настоящего времени остается проблема генезиса «крестяхских конгломератов». Также важным и востребованным является вопрос точного биостратиграфического датирования этого псефитопсаммитового стратона, являющегося базальным горизонтом верхоянского верхнепалеозойского терригенного комплекса. По геологическим, литологическим и седиментационным данным отложения крестяхских конгломератов атырдахской свиты отнесены к дебритам: образованиям, формирующим и заполняющим за счет суспензионных потоков протяженные подводные депрессии в виде каньонов и каналов-ложбин. Возраст начального этапа формирования верхоянского терригенного комплекса оценивается как средний визе раннего карбона.

В эталонном разрезе верхней юры и нижнего мела низовьев р. Оленек по материалам органической геохимии обособляются два уровня: нижний в объеме волжского яруса - низов бореального берриаса (диастереновый) и верхний: бореальный берриас-валанжин (гопановый). Волжские слои сложены глинами с обилием празинофитов Leiosphaeridia, Tasmanites и различными ассоциациями диноцист. Содержания органического углерода (С_орг) здесь самые высокие - до 9 %. Среди алифатических углеводородов резко преобладают изопреноиды, в частности, пристан и фитан, более чем в 3 раза превышающие концентрации совместно элюирующихся н -алканов, что характерно для захороненного хлорофиллсодержащего планктона (диноцисты, празинофиты). Седиментологический, биофациальный и палеоэкологический анализы свидетельствуют, что эти высокоуглеродистые слои буолкалахской свиты формировались в условиях дефицита кислорода. Проведенный комплексный анализ позволил установить, что значения пристан/фитан не всегда достоверно отражают восстановительные или окислительные обстановки накопления и диагенеза ОВ. Это несоответствие геохимической диагностики органического вещества по отношению пристан/фитан с биофациальными и седиментологическими данными связано с его низкой катагенетической зрелостью. Волжский век знаменуется значительной трансгрессией Анабаро-Ленского моря, но в конце века и в бореальном берриасе начинается постепенная последовательная регрессия бассейна. Концентрации органического углерода в прибрежных и субконтинентальных осадках снижаются. В балансе молекул-биомаркеров исчезают диастерены и 4-метилдиастерены, возрастает роль гопаноидов. Преобладают аэробные обстановки в придонных водах. Ранее в синхронных разрезах Анабарского залива (побережье моря Лаптевых) по геохимическим критериям были выделены три биомаркерных горизонта: терпановый, диастереновый и гопановый. В разрезе бассейна р. Оленек два верхних горизонта хорошо опознаются по специфичным биометкам, а нижний отсутствует в результате перерыва в осадконакоплении. Стратиграфический анализ положения этих геохимических уровней в разных частях (и батиметрических зонах) Анабаро-Ленского бассейна показывает диахронность их формирования. По всем геологическим и геохимическим критериям волжский ярус и низы бореального берриаса Анабаро-Ленского бассейна обладают хорошим нефтематеринским потенциалом, и, вероятно, в приосевой зоне прогиба и тем более на шельфе моря Лаптевых существовали вполне благоприятные условия для генерации и аккумуляции углеводородных скоплений, генетически связанных с верхнеюрскими высокоуглеродистыми породами.

Рассмотрена модель геологического строения неокомских (берриас-нижнеаптских) отложений в арктических регионах Западной Сибири и на шельфе Карского моря. Южная часть Карского моря является северным окончанием Западно-Сибирского осадочного бассейна и выделена в качестве Южно-Карской региональной депрессии Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Выполнен структурно-тектонический анализ, в рельефе кровли неокомского мегакомплекса выделено 97 антиклинальных нефтегазоперспективных объектов (структур III-IV порядков), в том числе 61 на континенте и 36 в акватории. В Ямальской и Гыданской НГО неокомский комплекс пород имеет классическое для Западной Сибири строение. В составе мегакомплекса выделяются клиноформный и шельфовый комплексы; клиноформы формировались за счет сноса терригенного материала с восточного и юго-восточного обрамления плиты и наклонены в северо-западном направлении; депоцентр, в пределах которого сходятся восточные и западные клиноформы, расположен в Приуральской зоне, к западу от Нурминского мегавала. В Южно-Карской региональной депрессии берриас-нижнеаптский мегакомплекс также представлен клиноформным и шельфовым комплексами. На шельфе Карского моря неокомские клиноформы наклонены в южном, западном и восточном направлениях и формировались за счет поступления осадков с арх. Новая Земля и Сибирского порога. На большей части Южно-Карской региональной депрессии клиноформы имеют классическое строение и содержат шельфовые и ачимовские песчаники, способные концентрировать значительные объемы углеводородов; на северо-востоке, в предпороговой зоне клиноформные отложения будут представлены «свальными» плохо сортированными песчаниками.

Приводятся результаты магнитовариационного зондирования, выполненного на противоположных берегах Татарского пролива. Полученные в результате частотные зависимости типперов послужили основой для проведения 3D инверсии с использованием программы ModEM. В результате инверсии были получены горизонтальные срезы и вертикальные разрезы Татарского пролива в пространственной области 400×400×200 км по осям x , y , z соответственно. У материкового берега выделена проводящая зона, которая на глубинах 5-7 км имеет удельное электрическое сопротивление центральной части ≈0.5 Ом·м. Она достигает в поперечнике 20-40 км и исчезает в низах коры. Вдоль побережья аномалия, начинаясь севернее пос. Датта, протягивается до района южнее г. Советская Гавань. Подобная, только менее контрастная и изометрическая в горизонтальной плоскости, аномалия существует и у о. Сахалин на глубинах центральной области 8-12 км, где удельное сопротивление ≈15 Ом·м. Положение аномалии совпадает с близлежащей зоной местных землетрясений с М = 4-6 в верхней части земной коры. На глубинах более 10 км под проливом обе аномалии сливаются вместе с увеличением удельного электрического сопротивления в этой области. В низах коры и в верхней мантии под проливом разрез характеризуется удельными сопротивлениями 30-60 Ом·м. В области глубин, превышающих 100 км, просматривается погружающийся под Татарский пролив со стороны Охотского моря проводящий слой, от которого южнее и севернее пункта Датта отходят проводящие ответвления в области под Татарским проливом. Обсуждаются возможные варианты интерпретации прибрежных проводящих аномалий.