Главная – Журналы – Геология и геофизика 2023 номер 9

Россыпные месторождения долины р. Миасс на Южном Урале известны с начала XIX в., за два столетия отработки из аллювиальных и делювиально-аллювиальных россыпей было извлечено более 120 т золота. Несмотря на промышленную значимость территории, самородное золото россыпных месторождений практически не изучено, отсутствуют данные и о минеральном составе шлиховых ассоциаций. В работе представлено самородное золото и минералы тяжелой фракции из семи россыпей Миасской россыпной зоны делювиально-аллювиальных и аллювиальных типов. Исследование типоморфных особенностей самородного золота и закономерностей распределения минералов тяжелой фракции в рыхлых отложениях позволит определить генетические типы коренных источников россыпеобразования. В результате минералогических исследований установлено повсеместное преобладание в шлихах хромшпинелида и ильменита, в меньшей степени распространены магнетит, эпидот, рутил, титанит, клинопироксен, гематит, циркон, гранаты, монацит, ксенотим. Хромшпинелиды различных россыпей представлены хромитом и субферрихромитом, для них характерно высокое среднее содержание Cr₂O₃ (50.9 мас. %). Особенности химического состава хромшпинелида свидетельствуют о его поступлении в россыпные отложения из пород офиолитовой ассоциации. Состав и морфологические особенности фосфатов редкоземельных элементов (монацит и ксенотим) указывают на их метаморфогенную природу и поступление в россыпи из рифейских толщ. Самородное золото характеризуется слабой степенью окатанности. Минеральные включения в самородном золоте представлены сульфидами, арсенидами, висмутидами, медистым золотом, платиноидами. Состав самородного золота россыпей Миасской долины изменяется в широких пределах. Основными примесями являются серебро (4.5-23.4 мас. %) и ртуть (до 5.14 мас. %), в нескольких зернах отмечена примесь меди (до 2.03 мас. %). Исследование внутреннего строения самородного золота с применением метода дифракции обратнорассеянных электронов показало преобладание структур первичной кристаллизации, низкую степень деформации и развитие высокопробных кайм, имеющих тонкозернистое мозаичное строение. Образование высокопробных кайм на золотинах в россыпях объяснено процессами рекристаллизации деформированных при транспортировке участков. Формирование россыпей происходило за счет разрушения коренных источников, расположенных в верховьях водотоков или непосредственной близости от них, что подтверждает низкая степень окатанности индивидов. Состав самородного золота в совокупности с набором микровключений свидетельствуют о золотосульфидно-кварцевом типе оруденения большинства коренных источников.

Исследован редкоэлементный состав апатита из нескольких разновидностей карбонатитов и связанных с ними апатитовых руд щелочно-ультраосновного карбонатитового комплекса Вуориярви (Кольский регион, СЗ России), вмещающего ряд промышленно значимых месторождений апатит-магнетитовых и пирохлоровых руд, а также масштабные неразведанные рудопроявления редкоземельной минерализации. Анализ состава апатита был выполнен с помощью методики рентгенофлуоресцентной спектрометрии с полным внешним отражением («total-reflection X-ray fluorescence spectrometry» или TXRF). Верификация полученных результатов осуществлялась путем анализа навесок монофракций апатита методом ICP-MS. Показано, что в ходе эволюции карбонатитов и связанных с ними апатит-магнетитовых руд Вуориярви в апатите увеличивалось как содержание Sr и редкоземельных элементов (РЗЭ), так и степень фракционирования последних. Полученные результаты применения TXRF при изучении состава апатита в карбонатитовом комплексе позволяют говорить об эффективности данной методики и ее высоком потенциале в прикладных, а также в фундаментальных изысканиях, связанных с исследованием состава апатита в разнообразных геологических объектах.

В колонках донных осадков Восточно-Сибирского моря голоценового периода выявлены слои с текстурами перемешивания и слои, разделенные перерывами в осадконакоплении, соответствующие двум уровням моря - современному и более низкому раннеголоценовому. Слои отличаются резко выраженной хаотичной изменчивостью текстурного рисунка (пятнистость, разнонаправленная полосчатость), колориметрических и геохимических характеристик (пилообразные кривые распределения). Такой характер изменений связывается с ледовой экзарацией - механическим воздействием на морское дно льдов/айсбергов - и может использоваться при выявлении подобных слоев в других кернах региона с целью формирования представительной базы данных, прогнозирования и разработки мер по минимизации разрушительной деятельности льдов и айсбергов на морское дно в пределах арктического шельфа.

На термальном проявлении (оз. Утиная Баня), на о. Итуруп (Курильские острова) проведен комплекс исследований, включающий: батиметрическую съемку озерной котловины, геометрическое нивелирование поперек озера, шурфование, отбор проб термальных вод озера и источников, проведены гидрохимические исследования, сделан изотопный анализ кислорода и водорода озерной воды. Форма озерной котловины близка к линзовидной с существенным концентрическим углублением, подводные газогидротермальные выходы, вал по периметру озерной котловины и наличие нескольких слоев обломочных отложений на вершине вала могут указывать на то, что озеро образовано гидротермальным извержением. Температура озера на протяжении многих лет остается постоянной и в среднем колеблется от 25 до 15 ℃ в зависимости от времени года. Вода оз. Утиная Баня представлена кислыми, сульфатными кальциевыми, пресными водами.

Интегральный характер отклика геологической среды на возбуждаемое электрокаротажными приборами поле приводит к тому, что на измерение напротив целевого пласта могут оказывать значительное влияние вмещающие его отложения. Особенно остро эта проблема встает при исследовании сложнопостроенных объектов, сложенных переслаиванием контрастных по свойствам маломощных пластов. Известны различные подходы к учету влияния вмещающих пород на сигналы каротажа от введения палеточных поправок до повышения разрешенности измеренных сигналов на основе операции деконволюции и применения продвинутых алгоритмов численной инверсии данных, позволяющих учесть вертикальную неоднородность разреза на уровне базовой модели среды. Наилучший результат достижим при использовании инструментария инверсии, однако высокая трудо- и ресурсоемкость подхода ограничивает его широкое применение. Подход на основе операции деконволюции не обладает этими недостатками, однако не позволяет учесть влияние на формы измеряемых сигналов радиального изменения свойств среды. В работе исследуется возможность использования искусственных нейронных сетей (ИНС) для повышения вертикальной разрешенности измеряемых каротажных данных. Предлагаемый подход основывается на предположении о существовании преобразования, сходного с деконволюцией, но учитывающего, в том числе и возможное изменение свойств среды в радиальном направлении. Эффективность данного подхода демонстрируется на примере алгоритма учета влияния вмещающих пород на сигналы высокочастотного индукционного каротажного изопараметрического зондирования (ВИКИЗ) - метода электрокаротажа, повсеместно применяемого на территории СНГ для исследования отложений, вскрытых нефтяными и газовыми скважинами. Апробация разработанного алгоритма с оценкой качества трансформации сигналов выполнена на практических данных ВИКИЗ, полученных в скважине Федоровского месторождения (Широтное Приобье).

Представлены новые данные по химическому и минеральному составу ультраосновных пород и габброидов Бирхинского массива в Приольхонье. Впервые для габброноритов были установлены и изучены порфировые вкрапленники и зональные зерна клинопироксена, позволившие восстановить полный тренд кристаллизации расплава от ультраосновных до габбровых парагенезисов. Аналогичные тренды кристаллизации клинопироксена были выявлены в клинопироксенитах и субвулканических анкарамитах, тела и дайки которых недавно были обнаружены в составе массива и в его ближайшем окружении. Совокупность петрологических данных показывает, что магнезиальный и высококальциевый анкарамитовый расплав в максимальной степени соответствует составу предполагаемого первичного расплава для Бирхинского массива.

На основе термохронологических исследований, основанных на U/Pb, ⁴⁰Ar/³⁹Ar и трековом методах датирования, для позднепалеозойских гранитоидов Ангаро-Витимского батолита (АВБ) реконструирована тектонотермическая эволюция Забайкалья. Последовательное закрытие изотопных систем от циркона, амфибола до биотита свидетельствует о быстром охлаждении пород АВБ сразу после кристаллизации и об эпохе интенсивной денудации пород мощностью до 4-7 км, связанной с обширной позднепалеозойской орогенией на территории Южной Сибири. После эпохи тектонической стабилизации, характеризующейся постепенным закрытием изотопной системы биотита в ранней перми-средней юре (295-170 млн лет), происходит закрытие изотопной системы полевого шпата в средней юре-раннем мелу (170-140 млн лет). Этот интервал совпадает с началом формирования Монголо-Охотского орогена и характеризуется денудацией около 3 км мощности. Далее, в палеогене-миоцене (60-5 млн лет), на территории Забайкалья происходила медленная денудация, за которой наступил период относительно резкого охлаждения пород в течение последних 5 млн лет и денудацией около 2-3 км мощности, связанной с реактивацией территории Забайкалья в результате дальнего тектонического воздействия Индо-Евразийской коллизии.

Представлены результаты комплексных исследований голоценовых донных отложений малого гиперсалинного (минерализация до 282 г/л) оз. Большой Баган, расположенного на территории Восточно-Барабинской низменности (юг Западной Сибири), методами рентгеновской дифрактометрии (XRD), ИК-спектроскопии, лазерной гранулометрии, сканирующей электронной микроскопии, элементного анализа осадков и поровых вод, радиоуглеродного датирования. На протяжении голоцена в озерном бассейне происходило интенсивное аутигенное минералообразование; среди новообразованных минеральных фаз доминируют гипс, галит и карбонаты кальцит-доломитового ряда. Математическим моделированием сложных XRD-профилей среди карбонатных минералов установлены Mg-кальциты разной степени магнезиальности, Сa-избыточные доломиты и арагонит, эпизодически встречается Mg-сидерит. Проведенные минералого-кристаллохимические исследования, дополненные результатами геохимических анализов, позволили выделить четыре стадии эволюции оз. Большой Баган в голоцене, обусловленные вариациями регионального климата. Границы стадий в целом отвечают границам климатостратиграфических подразделений шкалы Блитта-Сернандера: I - конец бореала - образование озера, влажный климат; II - атлантик - иссушение климата, обмеление; III - суббореал - неустойчивый климат, частая смена обстановок; IV - субатлантик - умеренно сухой и прохладный климат.

Непрерывный рост геомагнитных наблюдений требует адекватных методов их обработки и анализа. С другой стороны, многие исследования в области геомагнетизма требуют точных и надежных измерений, проводимых на Земле и в космосе. Математические методы геоинформатики способны обеспечить решение этих проблем. В статье представлены успехи в области интеллектуального анализа геомагнитных данных, которые непрерывно регистрируются магнитными обсерваториями и низкоорбитальными спутниками, демонстрируются результаты в области изучения быстрых вариаций главного магнитного поля, связанных с глубинными процессами Земли, а также в области исследования околоземной электромагнитной динамики. Показана прикладная ценность полученных результатов.

Ангарский разлом имеет общую протяженность около 150 км и ориентирован перпендикулярно Байкальской впадине, являясь крупным разрывным нарушением сейсмически-активной рифтовой зоны. Высокая плотность населения в пределах области его влияния обусловливает актуальность изучения строения данной структуры. Однако Ангарский разлом практически не изучен методами геофизики. По результатам проведенного в 90-е годы прошлого века спецкартирования отмечается блоковое строение Ангарской разломной зоны, но не выделен единый сместитель. Вопрос его положения до сих пор остается дискуссионным. С целью выявления сместителя Ангарского разлома и изучения его строения был использован комплекс геофизических методов, включавший в себя электроразведочную съемку методом магнитотеллурического зондирования (МТЗ), эманационную радоновую и пешеходную магниторазведочную съемки. В результате комплексных геофизических исследований, направленных на изучение южной части Ангарского разлома, выявлены аномалии во всех измеряемых полях (магнитотеллурическом, эманационном и магнитном). Наиболее явное проявление аномалеобразующего объекта, который авторы ассоциируют с погруженным сместителем Ангарского разлома, отразилось в результатах интерпретации данных магнитотеллурического зондирования (область повышенных относительно вмещающей толщи значений УЭС = 8500 Ом·м) и радоновой эманационной съемки (показатель объемной активности радона ≥ 20). В меньшей степени объект оказывает влияние на магнитное поле, что может свидетельствовать о его умеренных магнитных характеристиках или значительной глубине залегания. Выявленный аномалеобразующий объект тяготеет к левому берегу Иркутского водохранилища и находится в толще пород кристаллического фундамента, а в верхней части разреза перекрыт породами осадочного чехла.