Главная – Журналы – Геология и геофизика 2022 номер 2

Представлены материалы аэрофотосъемки м. Рытый - уникального и самого загадочного места на северо-западном побережье оз. Байкал. Аэрофотосъемка проведена с помощью БПЛА DJI Phantom 4 Pro V2.0, в результате чего составлены ортофотоплан и цифровая модель местности площадью 11.074 км². При дешифрировании полученных изображений в дельтовых отложениях р. Рита, слагающих мыс, обнаружены нарушения земной поверхности, простирающиеся на север и северо-восток в 30-150 м от берега оз. Байкал. Разрывы представляют собой четко локализованную зону общей протяженностью 2.9 км. Выполненный анализ показал, что особенности строения зоны подчиняются общим закономерностям развития разломов земной коры, сформированных в результате преобладающего растяжения. Установлено, что образование разрывов предопределено тектоникой и является вторичным эффектом резонансных колебаний от землетрясения 13.08.1962 г. с M = 5.2, эпицентр которого находился в ~35 км от м. Рытый на юго-восток, в зоне Морского разлома. Сейсмическое событие инициировало формирование зоны разрывов, после чего произошло гравитационное проседание грубообломочных отложений конуса выноса в прибрежной зоне. Сделан вывод, что развитие современных геоморфологических форм в периферийной части конуса выноса р. Рита на суше подобно образованию подводного рельефа в районе дельты Селенги и происходит под действием ведущих рельефообразующих факторов - сейсмогенного разрывообразования и следующих за ним гравитационных смещений, которые усиливаются в водонасыщенной среде и впоследствии осложняются эрозионными процессами.

Суммированы данные по U-Pb возрасту, Sm-Nd и Lu-Hf изотопному составу пород и цирконов из ключевых раннедокембрийских метаморфических и магматических комплексов Иркутного блока (Шарыжалгайский выступ, юго-запад Сибирского кратона), сформированных от 3.40 до 1.85 млрд лет. Архейские комплексы представлены реликтами палеоархейских (3.4 млрд лет) меланократовых гранулитов, доминирующими неоархейскими (2.70-2.66 млрд лет) мафическими и кислыми гранулитами, парагнейсами (≤ 2.75 млрд лет) и гнейсовидными гранитами (2.54 млрд лет). Палеопротерозойские комплексы включают парагнейсы (1.95-1.85 млрд лет), гранитоиды и чарнокиты (1.86-1.84 млрд лет) и базитовые интрузии и дайки (1.86 млрд лет). Находки единичных детритовых цирконов с модельным Hf возрастом ≥3.6 млрд лет свидетельствуют о начале образования коры Иркутного блока в эоархее. В эволюции континентальной коры Иркутного блока выделены два главных этапа роста: палео- (3.6-3.4 млрд лет) и неоархейский (~2.7-2.66 млрд лет). Палеоархейский рост коры, вероятно, был результатом плюмового магматизма за счет деплетированных и примитивных мантийных источников. Латеральное распространение палеоархейской коры трассируется в изотопных характеристиках магматических и детритовых цирконов большинства пород с возрастом от мезоархея до палеопротерозоя. На неоархейском этапе генерация коры была связана с субдукционным магматизмом и происходила за счет деплетированной мантии. Ограниченный рост коры происходил в палеопротерозое от 2.30 до 1.85 млрд лет. На рубеже 1.86-1.85 млрд лет мафические магмы и их дифференциаты формировались в условиях постколлизионного растяжения как из деплетированных, так и обогащенных источников, последние образовались в результате неоархейских субдукционных процессов. Установлено три основных этапа переработки коры: мезоархейский (~3.00 млрд лет), неоархейский (~2.55 млрд лет) и палеопротерозойский (1.86-1.85 млрд лет). Все они характеризуются процессами внутрикорового плавления и субсинхронного метаморфизма, для рубежей ~2.55 млрд лет и 1.86-1.85 млрд лет эти процессы интерпретируются как коллизионные. Переработкой палео- и мезоархейской коры сопровождался также кислый субдукционный магматизм в неоархее. Для Иркутного блока предполагается модель доминирующего вертикального роста и рециклинга континентальной коры на протяжении ~2 млрд лет. Как для юго-западной, так северной и центральной частей Сибирского кратона установлены основной этап формирования коры в палеоархее и сочетание процессов рециклинга и роста в неоархее и палеопротерозое. Иркутный блок на юго-западе Сибирского кратона отличает длительный интервал рециклинга коры в мезоархее, а также резко проявленный коровый рост в неоархее.

С целью выяснения условий образования сынныритов на Сыннырском щелочном плутоне были изучены расплавные включения в минералах шонкинитов, псевдолейцитовых сиенитов, в апатите из апатитовых обособлений, присутствующих в пироксенитах, шонкинитах и сынныритах, а также в минералах более поздних даек мончикитов-камптонитов. На основании установленных и ранее полученных данных сделано заключение, что все плутонические породы массива образовались из одной материнской щелочно-базальтоидной магмы в процессе длительной кристаллизационной дифференциации и фракционирования в условиях закрытой системы, исключающей отход летучих компонентов. Одноименные минералы в породах кристаллизовались при близких температурах в одной и той же последовательности: клинопироксен (1280-1150 °С) → лейцит (1250-1200 °С) → калиевый полевой шпат (1200-1180 °С) ↔ апатит (выше 1180-1050 °С) → нефелин, кальсилит. Состав материнской магмы в ходе кристаллизации эволюционировал в сторону увеличения Si, Al, K и уменьшения Fe, Mg, Ca, т. е. в сторону мелафонолитовых и фонолитовых расплавов. Широкое проявление процессов дифференциации и фракционирования позволило минералам разделиться в соответствии с их удельным весом: тяжелые минералы (клинопироксен, рудные, апатит) опускались на дно магматической камеры, формируя нижнюю меланократовую серию, а легкие (лейцит, калишпат, фоиды) вместе с остаточным расплавом скапливались на верхних горизонтах камеры, образуя верхнюю лейкократовую серию пород. В процессе кристаллизации в расплавах увеличивалось количество флюидов, в которых при 920-830 °С содержалось 3033-4051 мг/кг СО₂, 397-644 мг/кг Н₂О и 42.7-83.7 мг/кг СО. На ранней высокотемпературной стадии, когда количество флюидов было незначительно, тренд преобразования магмы совпадал с трендом кристаллизации базальтоидов. Об этом свидетельствуют температуры гомогенизации и химический состав включений в минералах мончикитов-камптонитов и щелочных базальтоидов, аналогичные таковым в плутонических породах массива. Кристаллизация клинопироксена в дайковых породах происходила при 4.58 кбар на глубине 10-12 км. На стадии кристаллизации полевых шпатов, когда количество флюидов в расплавах при формировании плутонических пород массива значительно возросло, а при образовании базальтоидов, наоборот, резко упало, их тренды стали разными. Тренд кристаллизации базальтоидов был направлен в сторону трахитовых расплавов с увеличением в них Si и уменьшением Fe, Mg, Al, щелочей. При формировании плутонических пород массива высокое давление воды препятствовало образованию плагиоклаза, расплавы становились все более обогащеными Al, K, приобретали все более высокоглиноземистый ультракалиевый состав, из которого на завершающих стадиях преобразования формировались сынныриты кальсилит-нефелин-калишпатового состава. Сделан вывод, что сынныриты кристаллизовались в температурном диапазоне, несколько превышающем 1050-1180 °С, из остаточных продуктов дифференциации и фракционирования щелочно-базальтоидной магмы в замкнутых условиях, исключающих потерю летучих компонентов. Редкая встречаемость сынныритов связана с ограниченными возможностями появления в природе замкнутых магматических камер - макроаналогов включений минералообразующих сред в минералах.

Приводятся результаты изучения геохимии рассолов и нефтепроявлений кимберлитовой тр. Удачная. Месторождение алмазов, как и все интрузивные тела Далдыно-Алакитского алмазоносного района, является своеобразной криогидрогеологической микроструктурой, имеющей отличия от вмещающих осадочных пород, а также других алмазных трубок Якутской алмазоносной провинции. До разведанных глубин на месторождении в разрезе рудных тел выделяются две обводненные зоны, которые соотносятся с верхне- и среднекембрийскими водоносными комплексами. В пределах рудных тел и вмещающих пород распространены преимущественно кислые рассолы (средние значения рН = 5.5) с величиной общей минерализации от 94.3 до 391.3 г/дм³ Cl Ca и Cl Ca-Na состава. С глубиной происходит рост общей минерализации и содержаний основных солеобразующих компонентов до горизонта -365 (абс. м), где она достигает 391 г/дм³, ниже наблюдается инверсия гидрогеохимического поля, где на горизонте -650 (абс. м) ее величина составляет 253 г/дм³. Минерализация Cl Ca, Cl Ca-Na, Cl Ca-Mg и Cl Ca-Mg-Na рассолов верхнекембрийского комплекса изменяется в пределах от 102.9 до 192.9 г/дм³, а значения pH от 4.9 до 6.2, составляя в среднем 5.6. Среди микрокомпонентов наиболее высокие средние концентрации (мг/дм³) установлены у: Br_1292.8 > S_875.7 > Sr_453.7 > Fe_79.7 > Li_53.4 > B_32.7 > I_13.3 > Si_10.8 > Mn_6.4 > Se_3.6 > Rb_2.3. Значения генетических коэффициентов варьируют в широком интервале. Так, r Na/ r Cl коэффициент колеблется от 0.18 до 0.31; r Ca/ r Mg от 1.03 до 3.6; Ca/Cl от 0.2 до 0.3, а интегрированный показатель метаморфизации S (по С.Л. Шварцеву) изменяется от 193 до 277. Среднекембрийский комплекс содержит более минерализованные рассолы и значительно шире охарактеризован фактическим материалом. В нем распространены рассолы Cl Ca, Cl Ca-Na, Cl Ca-Mg и Cl Na-Mg состава с величиной общей минерализации от 94.3 до 391.3 г/дм³. В рассолах высокими средними концентрациями характеризуются следующие микрокомпоненты (мг/дм³): Br_2224.9 > Sr_1024.9 >S_500.1 > B_202.9 > Li_147.1 > Fe_97.0 > I_33.2 > Rb_11.4 > Si_9.6 > Se_9.5 > Mn_3.6 > Ni_1.7. В сравнении с вышезалегающими среднекембрийские рассолы отличаются более широкой вариацией отношения r Na/ r Cl от 0.14 до 0.34; r Ca/ r Mg от 0.66 до 9.71; Ca/Cl от 0.03 до 0.45. Степень метаморфизации рассолов также значительно выше, что отмечается не только по отношениям r Na/ r Cl и r Ca/ r Mg, но и по показателю S , который изменяется в интервале от 278 до 316. Изучен состав стабильных изотопов (δD и δ¹⁸О) рассолов и растворенного в них неорганического углерода (δ¹³C). Предполагается седиментационно-метаморфический генезис изученных вод. Их изотопный состав отражает климатические условия времени захоронения с вероятным вкладом изотопного обмена кислородом с водовмещающими породами. Значения δ¹³C растворенной в водах углекислоты позволяет сделать вывод о ее биогенном происхождении. Механизм биогенного изотопного обмена углерода определяется соотношением метаногенных и SMT-процессов. Проведенный анализ изотопных отношений ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr и ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr исследованных рассолов показал, что воды кембрийских отложений соответствуют изотопному составу древнего океана. На масс-хроматограммах фракций насыщенных углеводородов (УВ) выделяются, по крайней мере, два индивидуальных типа нефтей и мальт. Третья разновидность представлена смешением первых двух в процессе разновременных этапов миграции, а четвертая - из зоны контакта, изменена при эксплозии кимберлитов. Самым распространенным является первый «постэксплозивный» тип нафтидов, близкий по всем геохимическим параметрам к нефтям Непско-Ботуобинской антеклизы и, в частности, нефтям Мирнинского свода. Нефти второго (доэксплозивного) типа приурочены лишь к удачнинской свите в интервале глубин 1130-1430 м.

В результате проведенных изотопно-геохронологических исследований установлено, что возраст рудных метасоматитов золоторудного месторождения Унгличикан может быть оценен в 140-136 млн лет. Данные о проявлении магматизма в пределах рассматриваемого региона с таким возрастом отсутствуют, что делает невозможным связать рудную минерализацию месторождения Унгличикан с магматическими процессами. Возраст термального события, наложенного на вмещающие породы златоустовской свиты вне рудной зоны, составляет 140 ± 2 млн лет. Таким образом, последний этап метаморфизма и деформаций регионального характера и формирование рудных метасоматитов имеют один и тот же возраст. По мнению авторов, значимую роль в мобилизации и перераспределении рудного вещества и формировании месторождения Унгличикан сыграли процессы деформации орогена, сопровождаемые гидротермальной деятельностью.

Получены первые сведения об абсолютной величине напряженности магнитного поля Земли на рубеже перми и триаса по базальтам Кузнецкого прогиба, которые рассматриваются в качестве одного из проявлений инициальной стадии траппового магматизма при формировании Сибирской крупной изверженной провинции. Хорошая сохранность информации о древнем магнитном поле Земли в изученных базальтах мальцевской свиты обусловлена наличием мелких одно- и псевдооднодоменных зерен первично-магматического титаномагнетита, «запечатанных» внутри силикатной основной массы. Полученные определения палеонапряженности по методу Телье-Коэ удовлетворяют общепринятым критериям достоверности и свидетельствуют, что интенсивность магнитного поля Земли на рубеже перми и триаса в момент формирования траппов в Кузнецком прогибе была ниже почти на порядок по сравнению с современной. При этом средние значения виртуального дипольного момента для нижней кожухтинской (1.9 ± 0.6) × 10²² А·м² и средней власовской (1.1 ± 0.7) × 10²² А·м² частей мальцевской свиты хорошо сопоставляются с определениями палеонапряженности геомагнитного поля во время формирования ивакинской свиты Норильского района Сибирской провинции, что подтверждает точность традиционных региональных корреляций.

Для получения реалистичных и корректных оценок сейсмических воздействий на трассе строительства второго Северомуйского тоннеля исследуются записи местных землетрясений, полученные сейсмостанцией Северомуйск (SVKR) в 2005-2010 гг. (магнитуды M_b ~ 4.2-5.5, гипоцентральные расстояния r ~ 15-220 км). Методами стохастического моделирования получены оценки региональных характеристик излучения и распространения сейсмических волн в Северо-Восточной Бурятии: сброшенного напряжения Δσ, форм очаговых спектров, ослабления волн на высоких частотах (каппа, k), параметров, определяющих форму и длительность акселерограмм и других. Предварительно оценено изменение длительности сильных движений в зависимости от эпицентрального расстояния, по скоростному разрезу получены оценки локального усиления A ( f ) и методом огибающих оценена добротность среды Q ( f ). Получены оценки Ds ~100 бар, k ~0.012 с, Q ( f ) в виде ~ 60 f ^1.05 для r ~15-30 км, ~ 80 f ^1.0 для r ~40-60 км, ~ 90 f ^0.9 для r ~100-110 км и ~ 150 f ^0.7 для r ~160-220 км; геометрическое расхождение в виде трехсегментной функции 1/ r для r < 50 км, 1/50 для 50 <r < 150 км и 1/ r ^0.5 для r > 150 км; длительность в виде трехсегментной функции 0 для 0 < r < 5 км, 0.222 r для 5 < r < 50 км и 10 + 0.015 r для r > 50 км. Эти оценки могут использоваться для прогноза параметров колебаний поверхности при возможных в будущем сильных землетрясениях в регионе.