Главная – Журналы – Геология и геофизика 2021 номер 9

Японское море относится к тектонически-активному региону планеты с развитыми процессами рифтогенной деструкции земной коры и большим количеством вулканических построек на морском дне. В многочисленных экспедициях ТОИ ДВО РАН начиная с 70-х годов прошлого века до настоящего времени были обнаружены многочисленные участки железомарганцевых (ЖМО), фосфоритовых и баритовых рудопроявлений. Анализ распределения этих рудопроявлений показал, что все они тяготеют к тектонически-активным участкам морского дна: подводным вулканам, тектоническим уступам или зонам разломов. Причем на некоторых участках совместно встречаются фосфориты и ЖМО, а на одном - фосфориты, бариты и ЖМО. В базальтах, слагающих подводные вулканические возвышенности Японского моря, обнаружено выполнение пор железомарганцевыми гидроксидами, фосфоритами или баритами. Эти данные позволяют говорить о том, что источниками рудного вещества во всех случаях являются поствулканические газогидротермальные флюиды или гидротермальные растворы, циркулирующие по зонам глубинных разломов во время деструкции континентальной коры в южных и восточных частях моря. Следовательно, железомарганцевые, фосфатные и баритовые рудопроявления в Японском море связаны с низкотемпературными гидротермально-осадочными процессами.

Изучен термальный метаморфизм в связи с Баянкольским габбро-монцодиоритовым массивом раннепалеозойского возраста, расположенным в Эрзинской сдвиговой зоне Западного Сангилена (Тувино-Монгольский массив). Данные полевого картирования, текстурно-структурные и минеральные преобразования пород, закономерное изменение химического состава минералов по направлению к интрузивному контакту, а также высокий температурный градиент от интрузива во вмещающие породы подтверждают наличие термального ореола вокруг Баянкольского массива. Высокоградиентный метаморфизм М2 наложен на регионально-метаморфизованные гранат-ставролит-кианитовые сланцы этапа М1 с оцененными РТ -параметрами 6.2-7.9 кбар, 600-670 °С. В северо-западном обрамлении массива закартирована метаморфическая зональность М2 шириной 0.5 км и выделены метаморфические зоны: внешняя мусковит-силлиманитовая и внутренняя кордиерит-калишпатовая. На интрузивном контакте с монцодиоритами температура достигала 880-910 °С, в контакте с габброноритами ~950 °С, что соответствует гранулитовой фации. На периферии метаморфической зональности Т составляла ~ 640 °С. Оценки давления контактового метаморфизма М2 указывают на его глубинный характер (6.9-7.8 кбар), что подтверждается оценками давления кристаллизации самого интрузива (7.7-7.8 кбар). Математическое моделирование показало, что модель формирования термального ореола в нижней коре на глубине 26 км (при 7 кбар) хорошо согласуется с полученными по геотермобарометрии реперными температурами в ключевых точках зональности и подтверждает ее глубинный характер. Таким образом, метаморфическая зональность М2 в связи с Баянкольским массивом представляет собой редкий случай глубинного контактового метаморфизма, проявленного в нижней коре. Полученные результаты в совокупности с анализом опубликованных петролого-геохронологических данных демонстрируют, что раннепалеозойский метаморфизм М2 на Западном Сангилене был проявлен на разных уровнях континентальной коры: в верхней коре на глубине 7-15 км (2-4 кбар), в нижней коре на глубине 26-30 км (7-8 кбар). Баянкольский габбро-монцодиоритовый массив можно рассматривать как небольшой апофиз или фрагмент промежуточной нижнекоровой магматической камеры, а проявленные в Эрзинской сдвиговой зоне гранулиты умеренных давлений (7-8 кбар) этапа М2 отражают общий высокоградиентный режим метаморфизма континентальной коры в связи коллизионным кембро-ордовикским базитовым магматизмом на Западном Сангилене.

Колывань-Томская складчатая зона (КТСЗ) - расположенный в северо-западной части Центрально-Азиатского складчатого пояса коллизионный ороген, сформированный в поздней перми. Позднепалеозойская КТСЗ в течение мезозоя испытала два импульса внутриконтинентального орогенеза. Первый из них произошел в позднем триасе-начале юры и сопровождался заложением южнее КТСЗ узких глубоких полуграбенов, выполненных грубообломочной континентальной раннесреднеюрской молассой. Второй импульс орогенеза имеет позднеюрско-раннемеловой возраст. Он выразился в реактивации Томского надвига, по которому породы КТСЗ были надвинуты на раннесреднеюрские осадочные бассейны. Мезозойский орогенез привел к эрозионному вскрытию гранитоидов барлакского комплекса, сформированных на внутриплитном этапе, после завершения пермского коллизионного тектогенеза. Наиболее вероятной причиной позднетриасово-раннеюрского орогенного события является закрытие океана Палеотетиса. Позднеюрско-раннемеловой орогенез связывается с закрытием Монголо-Охотского океана. Трековые возрасты апатита из гранитоидов приобского комплекса КТСЗ лежат в интервале ~120-100 млн лет, что соответствует аптскому и альбскому векам раннего мела. Выведение на земную поверхность горных пород с раннемеловыми трековыми возрастами связывается с эрозионным разрушением раннемелового орогена и образованием позднемел-палеогеновой поверхности выравнивания. Структурный план каждой из рассмотренных реактиваций, не совпадая в деталях, наследует общие черты первичной позднепалеозойской структуры Колывань-Томской складчатой зоны.

Проведено геохимическое изучение апогипербазитовых метасоматитов на Оспинско-Китойском, Парамском и Усть-Келянском офиолитовых комплексах, расположенных в южном складчатом обрамлении Сибирского кратона. Изучен изотопный состав (O, C, H, Sr, Rb) дунитов, серпентинитов, нефритов, лиственитов и тальк-карбонатных пород. Изотопный состав кислорода в оливинах из дунитов равен 4.6-5.5 ‰ δ¹⁸O, в серпентинитах 4.67-7.35 ‰ δ¹⁸O. Значения δ¹⁸O в серпентинитах указывают на глубинное происхождение флюида и могли быть унаследованы из ультрабазитов. В сравнении с серпентинитами кислород в нефритах несколько обогащен тяжелым изотопом (6.13-9.54 ‰ δ¹⁸O). Это говорит о том, что флюидная фаза нефритов была мобилизована из серпентинитов с добавлением некоторой части корового компонента. Наибольшие вариации значений δ¹⁸O характерны для минералов из лиственитов, они варьируют от 8.12 до 17.46 ‰. Кислород карбонатов (12.9-18.8 ‰ δ¹⁸O) из данных пород, как и углерод (-2.8…+2.8 ‰ δ¹³C), отличается высокой гетерогенностью. Формирование этих пород произошло с участием метаморфогенных флюидов. По изотопному составу водорода серпентиниты подразделяются на две группы - со значениями, типичными для «магматической воды» (dD = -73.50…-85.00 ‰) и указывающими на участие флюида метеорного источника (dD = -151.90… -167.20 ‰). Листвениты характеризуются низкими концентрациями рубидия и повышенными стронция. Значения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.70702-0.70971 свидетельствуют об участии в их образовании корового источника. Изучение флюидных включений УФ в минералах из лиственитов показало, что их формирование происходило в относительно низкотемпературных условиях. Температуры гомогенизации ФВ в лиственитах Оспинско-Китойского массива составляют 184-290 °С в кварце и 122-182 °С в магнезите. На Парамском массиве гомогенизация ФВ в кварце происходила при температуре 130-170 °С. Растворы, сформировавшие листвениты Оспинско-Китойского массива, были слабосолеными (2.9-8.4 мас. % NaCl-экв.), основные солевые компоненты растворов представлены NaCl и Na₂CO₃.

Изучение поведения и распределения элементов платиновой группы (ЭПГ) в совокупности с другими данными необходимо для геодинамических построений. Для одного из крупных регионов России - Забайкалья - данные по ЭПГ практически отсутствуют. В настоящей работе приведены первые данные по содержанию и поведению элементов платиновой группы во внутриплитных кайнозойских щелочных базальтоидах Южного Забайкалья. Суммарные содержания ЭПГ составляют от 20 до 40 мкг/т. Спектр распределения элементов платиновой группы изученных базанитов сопоставим со спектром основных пород OIB, в том числе Гавайских островов, и пород крупных изверженных провинций - толеитовых базальтов Сибирской платформы и базальтоидов Западно-Сибирской плиты. На основе сходства распределения ЭПГ и внутриплитного положения базанитов Южного Забайкалья сделан вывод о формировании базанитовых расплавов под действием мантийного плюма.

Данные о нахождении дисперсного золота и ассоциирующих минералов вкрапленной рассеянной минерализации лейкогранитов, контролирующих позицию эпитермального Au-Ag месторождения Дукат, отражают возможности образования и захоронения малых порций золотоносных пересыщенных флюидов в гипабиссальных магматических телах. Пониженные относительно серебра концентрации золота в рудах месторождения с высокими (350-550) Ag/Au объясняются ограниченным развитием золотоносных окисленных фракций магматогенных флюидов. Эти ограничения определяются активным взаимодействием позднемагматических порций флюидов с веществом вмещающей угленосной вулканогенно-осадочной толщи, формированием обстановки, благоприятной для концентрации, миграции и отложения соединений марганца, серебра и цветных металлов.

Приводятся петрографические, минералогические и геохимические данные, полученные при исследовании всех типов пород многофазного массива, и рассмотрена вещественная эволюция магматических и метасоматических образований Бага-Газрынского массива на основе новых прецизионных аналитических материалов. Граниты исследуемого массива уже на ранней стадии формирования пород обогащены многими редкими элементами (Li, Rb, Cs, Be, Nb, Ta, Th, U), а также фтором и HREE относительно их средних концентраций в верхней континентальной коре. Гранитам Бага-Газрына свойственны глубокие минимумы содержаний Ba, Sr, La и Eu, что является типичной особенностью редкометалльных Li-F гранитов. Геохимическая эволюция многофазного массива Бага-Газрын в постмагматическую стадию характеризуется наиболее интенсивным обогащением грейзенов и микроклинитов литофильными и рудными элементами (Sn, W, Zn) c формированием генетически связанной со становлением массива концентрированной рудной минерализации. В рифтовой зоне повышенной проницаемости, где расположен Бага-Газрынский массив, под воздействием мантийного плюма проявлены процессы флюидно-магматического взаимодействия, когда под влиянием высокотемпературных глубинных флюидов происходит плавление корового субстрата, определяющее геохимические особенности интрузий Li-F гранитов. Образование гранитной магмы, обогащенной Li, F, Rb, Sn, Ta, может происходить при небольших степенях плавления нижнекорового субстрата. Становление таких массивов, как Бага-Газрынский, определяется их формированием в более верхних горизонтах земной коры, где в магме глубоко проявлены процессы дифференциации, а насыщение растворов летучими компонентами может приводить к образованию в постмагматическую стадию метасоматитов различной щелочности (грейзены-цвиттеры, микроклиниты, альбититы), продуцирующих редкометалльную минерализацию. На примере раннемезозойского ареала магматизма Монголии показано, что процессы гранитообразования и ассоциирующей редкометалльной минерализации обусловлены взаимодействием глубинных флюидов с веществом корового материала и последующей эволюции гранитных магм.

Проведены исследования изотопного состава неодима железомарганцевых образований (ЖМО) центральной части Охотского моря и Курильской островной дуги. Результаты показали неоднородность изотопного состава Nd образцов диагенетических ЖМО в котловине Дерюгина. Положительные значения ε_Nd здесь могут являться как результатом привноса терригенной примеси, так и быть следствием диффузной эндогенной подпитки. Образцы, отобранные с подводного хр. Зонне, отражают величину ε_Nd морской воды (-3.2). Значение ε_Nd гидрогенной корки Вулкана 7.14 составляет -3.4, что соответствует величине этого показателя для тихоокеанских вод. В ЖМО Вулкана 5.5 ε_Nd = -2.0. Такое повышение изотопного состава неодима может быть следствием умеренного разбавления морской водой гидротермального флюида, а также свидетельствовать о наличии в пробе обломков вулканитов. Наибольшее значение ε_Nd (+4.4) установлено для вулканокластического песчаника, пропитанного гидроксидами Fe и Mn, такая величина ε_Nd отражает смешение вулканомиктового материала с гидротермальным.