Объект исследований. Предлагается новая геолого-генетическая модель щелочного магматизма, рассматривающая в качестве дополнительных источников щелочных и летучих компонентов соленосные комплексы, находящиеся на путях восходящего движения глубинных магм. Обсуждению этой проблемы посвященно три статьи.
В первой из них были охарактеризованы геологические предпосылки, позволяющие рассматривать древние соленосные комплексы в качестве участников щелочного магматизма, выделены щелочно-соляные ассоциации - пространственно-временные сочетания щелочных и соляных объектов, охарактеризованы их тектонические типы.
Данная статья посвящена более детальному обоснованию геологических аспектов модели соляно-магматических взаимодействий. Охарактеризованы эталонные соляно-щелочные ассоциации трех тектонических типов: Итальянская (покровно-складчатый тип), Верхнерейнская (рифтогенный) и Северозападно-Африканская (пассивноокраинный).
Материалы и методы. Приведены наиболее значимые тектонические, литологические и петрологические особенности, всех трех типов, восстановлена картина эволюции пространственно-временных соотношений щелочных магматических комплексов с солями. Систематизированы вещественные, структурно-морфологические и пространственные признаки, подтверждающие участие компонентов соленосных комплексов в щелочном магматизме. Рассмотрены разновозрастные вероятные аналоги эталонных объектов.
Результаты. Сделан вывод, что нахождение соленосных толщ в глубоких зонах земной коры на путях восходящего движения мантийных магм представляет собой геологически обоснованное явление, места их пересечения благоприятны для инъекционного внедрения горячих магм и образования промежуточных камер - центров их взаимодействия с компонентами соленосных (соляно-карбонатных) комплексов. Ассимиляция локализованных в этих комплексах щелочных и летучих компонентов может способствовать образованию резко обогащенных (пересыщенных) ими расплавных смесей и формированию щелочной специализации магм.
Заключение. Сумма данных позволила дать положительную оценку вероятности участия солей в щелочном магматизме и сформулировать основные положения геологической модели соляно-магматических взаимодействий. Следующая статья будет посвящена обсуждению собственно генетических аспектов предлагаемой модели с оценкой вероятной роли и значимости различных щелочных и летучих галофильных компонентов в формировании щелочных магм и сравнительному анализу различных геологогенетических моделей щелочного петрогенеза.
Объект исследований. Казахстанский (Казахско-Киргизский) палеоконтинент изучается многими исследователями. Авторы статьи провели анализ материалов, характеризующих тектоническое строение раннепалеозойского Кокчетау-Иссыккульского сиалического террейна, занимающего значительную часть территории Казахстанского континента.
Материалы и методы. Для определения палеоширотного положения Кокчетау-Иссыккульского террейна был проведен анализ данных, полученных при изучении ордовикских пород палеомагнитным методом на 11 участках. Был изучен палеомагнетизм красноцветных песчаников, алевролитов и туфоалевролитов а также базальтов, андезитов и туфогенных пород из морских отложений, принадлежность которых к различным ярусам ордовика основана на фауне трилобитов, брахиопод, граптолитов и конодонтов.
Результаты. Раннепалеозойские породы обнажены на севере Кокчетау-Иссыккульского террейна в Кокчетауском районе, и на юге - в Иссыккуль-ском районе, который охватывает территории Южного Казахстана, Северного Кыргызстана и Западного Синьцзяна. Границами Кокчетау-Иссыккульского террейна служат сутуры Чистополь-Терскейского и Ирадыр-Илийского океанических бассейнов. Породы коры этих бассейнов находятся на территории Кокчетау-Иссыккульский террейна в аллохтонном залегании. На Терскейской окраине изучена многоэтажная система шарьяжей, сложенная допалеозойскими и раннепалеозойскими породами коры океанического бассейна, вулканитами океанических островных дуг и породами континентального склона. Эта система шарьяжей перекрыта отложениями с граптолитами флоского-дарривилского возраста. Надсубдукционный вулканизм на этой окраине террейна имеет дарривилский и сандбийский возраст, граниты I-типа - дарривилский возраст. На Илийской окраине Кокчетау-Иссыккульского террейна породы коры Ирадыр-Илийского океанического бассейна были шарьированы также в среднем ордовике, а надсубдукционный магматизм происходил в позднедарривилское и сандбийское время.
Заключение. Проведенные исследования свидетельстуют о геодинамике региона. В раннем и среднем ордовике Кокчетау-Иссыккульский террейн был сиалической вулканической дугой, отделенной от других сиалических террейнов океаническими бассейнами. В среднем ордовике происходила встречная субдукция коры этих океанических бассейнов под Кокчетау-Иссыккульскую островную дугу. Этот процесс привел к закрытию Чистополь-Терскейского и Ирадыр-Илийского океанических бассейнов и к формированию Казахстанского континента путем коллизии раннепалеозойских си-алических террейнов и океанических островных дуг. Результаты изучения палеомагнетизма ордовикских пород Кокчетау-Иссыккульской островной дуги позволили определить положение средней части этой дуги на палеогеографической широте 9.1 ± 5.4°.
Объект исследования. В статье приведены результаты минералого-петрологического и геохимического исследования рудных зон и руд Кусинского ильменит-магнетитового месторождения, расположенного в пределах одноименного расслоенного габбрового массива, представляющего собой пластовую залежь. Рудные тела залегают на разных горизонтах интрузии, среди расслоенных апогабброидных амфиболитов различной основности. Исследован состав галогенов (Cl, F) в сосуществующих флюид-содержащих минералах (апатит, амфибол, ставролит), а также химический состав амфиболов из околорудных пород.
Материалы и методы. Микрозондовый анализ состава минералов выполнен в полированных шлифах на электронно-зондовом микроанализаторе JXA-5. Содержания петрогенных и микроэлементов (методы XRF, ICP-MS) в породах и рудах определены в лаборатории физикохимических методов исследования ИТГ УрО РАН.
Результаты. Установлено, что содержание Cl и F в апатите, амфиболе и ставролите, а также химический состав руд и слагающих их ильменита, магнетита и хёгбомита, зависят от положения рудных тел в разрезе интрузии. Апатиты, амфиболы и ставролиты из околорудных пород центральной части месторождения более обогащены хлором, чем эти же минералы из рудных зон приконтактовых частей интрузии. В центральной рудной зоне с максимально высоким содержанием Cl, сформированы самые крупные рудные тела, в которых руды, а также магнетит в их составе, содержат больше Fe2O3, Cr и V.
Заключение. Уна-следованность отношений TiO2/FeO в двупироксеновом габбро, в массивных магнетит-ильменитовых рудах и в околорудных хлорит-гранат-амфиболовых породах, а также особенности распределения галогенов в апатите дву-пироксенового габбро, указывают на единый магматический источник этих образований. Изучение состава галогенов во флюид-содержащих минералах в вертикальном разрезе интрузии показало, что еще на магматическом уровне произошло расслоение галоген-составляющей флюидной фазы (разное соотношение Cl и F), с участием которой в дальнейшем происходило формирование, как петрологической расслоенности, так и рудных зон с различной концентрацией Cl в рудообразующем флюиде и как следствие - образование различных по составу руд и слагающих их минералов.
Объект исследований. В статье рассмотрены особенности геохимии марганцевых отложений, приуроченных к девонским палеовулканогенным комплексам Магнитогорского пояса на Южном Урале.
Материалы и методы. Исследования проведены на материале пяти месторождений: Кызыл-Таш, Казган-Таш, Кожаевское, Биккуловское и Южно-Файзулинское. Определение содержаний главных элементов выполнено рентгеноспектральным флуоресцентным методом, редких и редкоземельных элементов - методом ICP-MS.
Результаты. Показано, что значения индикаторных литохимических модулей в марганцевых породах сопоставимы с аналогичными величинами в современных металло- и рудоносных осадках, образующихся с участием гидротермального вещества. Марганцевые породы характеризуются низкими содержаниями редкоземельных элементов, наличием в их спектре отрицательной цериевой аномалии и незначительным преобладанием тяжелых лантаноидов над легкими. По конфигурации спектров РЗЭ изученные породы близки к современным железомарганцевым отложениям гидротермального генезиса.
Выводы. Наиболее вероятным источником Li, Be, Sc, Cr, Rb, Zr, Nb, Hf и Th в марганценосных отложениях служил обломочный материал фоновых осадков, а для Co, Ni, Ge, As, Mo и Sb, доля которых заметно выше, чем в обломочной составляющей отложений, поставщиком были гидротермальные растворы. Для остальных редких элементов ситуация менее определенная, они могли поступать в осадок разными путями. В целом по особенностям распределения главных, редких и редкоземельных элементов марганцевые породы Южного Урала сопоставимы с отложениями низкотемпературных гидротермальных источников, развитых в пределах островодужных систем современного океана. Эти сведения хорошо согласуются с существующими представлениями о гидротермальноосадочном происхождении марганцевых месторождений Южного Урала и дополняют обоснование этой гипотезы новыми, полученными независимыми способами, данными.
Объект исследования. Излагаются результаты исследования фрагмента метеорита NorthwestAfrica 11781.
Материалы и методы. Материалом для исследования послужил фрагмент метеорита массой 15.56 г, из которого было изготовлено 4 прозрачно-полированных шлифа общей площадью 10.5 см2. Изучение минералогии и структурных особенностей метеорита проводилось с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM-6390LV фирмы JEOL, электронно-зондового микроанализатора CamecaSX-100, а также квадрупольного масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой ELAN 9000. Все анализы были выполнены в ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН.
Результаты. Метеорит является углистым хондритом и относится к петрологическому типу CM2. Он состоит на ≈20-30% из хондр, на 60-70% - из тонкозернистой матрицы, тугоплавкие включения (CAIs, AOAs, Forsteriterichobjects) занимают не более 3-5%. Размер хондр в среднем составляет 0.3 мм. Преобладают порфировые оливиновые и оливин-пироксеновые хондры. Матрица метеорита состоит преимущественно из слоистых силикатов и гидроксидов железа. CAIs имеют небольшие размеры (0.05-0.3 мм). Главными минералами CAIs являются шпинель, клинопироксен, хибонит и перовскит. AOAs состоят из оливина со шпинель-диопсидовыми включениями. Богатые форстеритом объекты сложены низкожелезистым оливином и окаймлены энстатитом. В метеорите установлено необычное крупное (1 мм) богатое форстеритом включение, на наш взгляд занимающее переходное положение к высокомагнезиальным хондрам. В матрице метеорита присутствуют необычные идиоморфные зерна железистого оливина (FeO - 15.35-38.89 мас. %), механизм образования которых остается дискуссионным.
Заключение. В ходе исследований было установлено, что данный фрагмент представляет собой углистый хондрит и является ранее не изученным метеоритом. Была проведена регистрация метеорита как нового углистого хондрита под названием NorthwestAfrica 11781 (NWA 11781). Метеорит не несет следов ударного воздействия и в значительной степени был подвержен земному выветриванию.
Объект исследований. Объектом исследования являются линзы, желваки и прослои гранулированного кварца, залегающие в амфиболитах и сланцах восточной части Уфалейского гнесово-амфиболитового комплекса.
Материалы и методы. С использованием метода оптической спектроскопии, на базе микроскопа Axiolab, OlympusBX50, рассмотрены петрографические особенности кварцевых тел из гранат-слюдистых, двуслюдяных, гранатслюдяных и турмалин-гранат-слюдяных сланцев и амфиболитов. На растровом электронном микроскопе TescanVega 3 Sbu с энергодисперсионным спектрометром OxfordInstrumentsX-act изучена морфология поверхности кварцевых сколов. Элементный состав исходного и глубокообогащенного кварцевых концентратов определен с использованием оптико-эмиссионного спектрометра Varian-720-ES с индуктивно-связанной плазмой. Регистрация ИК-спектров выполнена на инфракрасном Фурье-спектрометре Nicolet-6700 ThermoScientific. Спектры моделировались суперпозицией гауссовских линий в программе Peakfit. Наплав кварцевых стекол из глубокообогащенного концентрата осуществлялся на модернизированной ростовой установке ГРАНАТ-2М в атмосфере аргона.
Результаты. Кварцевые прослои, линзы и желваки мощностью от 0.5-1.0 до 1.5-3.0 м сложены мелко-среднезернистым до крупнозернистого, прозрачным и полупрозрачным гранулированным кварцем. Кварцевые тела в большинстве случаев имеют неоднородное строение, местами они интенсивно блокированы и деформированы. Кварц характеризуется низкими концентрациями водосодержащих дефектов и элементов-примесей. После проведения глубокого обогащения кварцевой крупки полученные результаты сопоставимы с кварцем марки IOTA фирмы Unimin. Высокие качественные характеристики кварца связаны с условиями его образования, в том числе с процессами перекристаллизации, при которых происходило “самоочищение” кварцевых зерен и вынос минеральных примесей в межзерновое пространство.
Выводы. Линзы, желваки и прослои гранулированного кварца восточной части Уфа-лейского гнейсово-амфиболитового комплекса являются перспективным сырьем для получения высококачественных кварцевых концентратов.
Объекты исследований. В статье представлены результаты минералого-геохимического изучения альбитовых гранитов, отличающихся повышенным содержанием редких элементов, распространенных на территории Западного Забайкалья.
Материалы и методы. Определение химического состава пород проведено методами классического силикатного анализа, рентгено-флуоресцентным и масс-спектрометрическим с индуктивно-связанной плазмой. Диагностика минералов, взаимоотношения и их однородность изучались на электронном микроскопе LEO-1430 с энергодисперсионным спектрометром IncaEnergy-300. Изотопный состав кислорода в минералах определен на масс-спектрометре FiniganMAT-253 в режиме двойной системы напуска.
Результаты. Рудная специализация изученных пород определилась присутствием ниобиевых и, в меньшей степени, редкоземельных минералов. Изученные участки представлены двумя группами - слабо альбитизированными гранитами и сильно альбитизирован-ными гранитами и альбититами. Выделенные группы различаются составом акцессорной минерализации. Сильно альбитизированные граниты относятся к щелочным рибекит-альбитовым гранитам с большим многообразием минералов ниобия, циркония, иттрия и редких земель. В этих породах помимо собственных иттриевых минералов (таленит, иттриалит, фергусонит) до 4 мас. % иттрия находится в составе титанита, чевкинита, торита, монацита. В отличие от них в слабо альбитизированных гранитах иттрий и тяжелые лантаноиды играют подчиненную роль. Здесь представлены большей частью минералы, селективно обогащенные легкими лантаноидами (монацит, алланит, флюоцерит, самарскит).
Выводы. Выделенные группы отличаются минерально-геохимическими характеристиками. Главным концентратором ниобия в альбитизированных гранитах является колумбит. Минералы из альбититов обогащены иттрием и тяжелыми РЗЭ. Ниобий в них сконцентрирован преимущественно в пирохлоре, ферсмите и фергусоните. Изотопными исследованиями установлено, что в образовании альбитизированных гранитов участвовал флюид магматического происхождения.
Актуальность работы. При проведении геологоразведочных работ постоянно возникают трудности по оперативной оценке перспектив открываемых рудопроявлений, флангов и глубоких горизонтов эксплуатируемых месторождений, новых жильных тел в пределах известных рудных полей и узлов. В этих условиях существенное значение имеет знание генетических моделей формирования золоторудного и хрустального оруденения, генетически связанного с кварцевыми жилами.
Цель работы. К сожалению, сохраняется мнение, что промышленная хрусталеносность, связанная с кварцевыми жилами, характерна исключительно для формации безрудных кварцевых жил и вследствие этого именно такая формация является основным объектом прогнозирования при поисках месторождений горного хрусталя. В то же время в хрусталеносных кварцево-жильных месторождениях Урала установлено большое количество рудных минералов, причем как в жильных телах, так и в хрустальных полостях.
Результаты. Анализ огромного фактического материала, проведенный авторами по закономерностям размещения кварцевожильных образований на уральских месторождениях хрусталеносной и золотой минерализации свидетельствует о приуроченности кварцево-жильных полей к шовным зонам, представляющим узкие протяженные тектонические ансамбли сложного геологического строения, генетически и пространственно сопряженные с долгоживущими разломами глубинного заложения. Формирование кварцевых жил относится лишь к отдельным этапам развития месторождений, а сами они всегда приурочены к определенным структурным элементам, в пределах которых в последующие стадии формирования рудных полей они подвергаются преобразованиям, нередко весьма значительным.
Выводы. Метаморфическая и метасоматическая зональности, различные термодинамические условия формирования проявляются в типоморфных особенностях жильного кварца: его внутренней структуре, химической чистоте, светопропускании, различного рода микродефектах, которые объективно отражают особенности его генезиса и могут быть использованы в качестве критериев прогнозирования и оценки объектов, в особенности на ранних стадиях геологоразведочных работ.
Исходные данные. Приведены новые данные по морфологии и геохимии гераклитов, которые представляют собой специфические продукты разрушения карбонатных палеопостроек прокариот около зон дегазации миоценового возраста. Гераклиты алевритовой и псаммитовой структур получили название микрометанолитов. Анализ имеющихся в литературе данных показывает, что образование гераклитов происходило, возможно, в верхней части осадочной толщи в условиях повышенных содержаний метана вблизи его струйных выходов.
Методы исследования. Геохимическая характеристика гераклитов различного цвета и морфологии изучена методом ICP-MS в ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН г. Екатеринбурга.
Результаты исследования. По литологическим особенностям и морфологии обломков выделены следующие разновидности гераклитов - шлаковидные, полосчатые, угловатые и плит цементации. Все морфологические разности, характеризуются высокими концентрациями Sr, Ba, Co, Ni, Bi, Ce, Nd и Yb, которые значительно превышают кларки карбонатных пород. Концентрации Rb, Cs, Nb, Th, Cu, Tl, As, Sc, Sb, Eu, Gd, Tb, Dy и Er в некоторых морфологических разностях выше кларков, а в других наблюдается их дефицит. Низкие содержания характерны для высокозарядных литофильных (Sc, Y, Zr, Hf, W, U), транзитных (Ti, V, Mn, Cr) и халькофильных (Zn, Ga, Ge, Cd, Mo и Pb) металлов. Невысокие концентрации имеют и некоторые тяжелые РЗЭ. Высокие содержания литофильных, халькофильных, сидерофильных и РЗЭ элементов указывают на глубинную природу палеофлюидов. Несмотря на то, что образование карбоната гераклитов происходило в восстановительной среде флюидов, получены данные об оксидной среде образования строительного материала построек: низкие концентрации U (0.579-2.096 г/т) и Bi (0.014-0.084 г/т) и соотношения U/Th (0.4-2.1), V/Cr (0.3-0.9) и Mo/Mn (менее 0.0014). Такие условия существовали вблизи или внутри клеточного организма прокариот. Низкие содержания U, Ti, Mn и Zr доказывают значительные скорости роста карбонатного вещества гераклитов. Незначительные различия концентраций химических элементов в гераклитах разной морфологии связаны с физикогеографическими и химическими условиями их образования в зонах региональных разломов с активным тектоническим режимом.
Выводы. Результаты геохимических исследований подтвердили предположение об образовании карбонатного материала гераклитов за счет переработки глубинных флюидов. В Юго-Западном Крыму гераклиты являются геологическим памятником углеводородной палеодегазации миоцена, которая связана с неотектоническим этапом поднятия Горного Крыма. Наличие в их составе метана, этана, пропана и нефтепродуктов позволяет сделать предположение о перспективах находок месторождений нефти и газа в Севастопольском регионе.
Объект исследований. Математический аппарат теории фракталов и развитые в его рамках алгоритмы применены для оценки статистического самоподобия полей эпицентров землетрясений Байкальского региона.
Материалы и методы. Решение реализовано на численных моделях и на трех иерархических уровнях литосферы региона. Применен модифицированный способ определения фрактальной размерности, когда аппроксимация данных скей-линга выполняется единообразно для территорий различной формы и размеров при условии максимума коэффициента парной линейной корреляции функции lnN = f(lnr). Численные реализации моделей эпицентрального поля в виде “снежинки Коха” и “ковра Серпинского” подтвердили преимущество способа в условиях ограниченности используемых массивов данных.
Результаты. Сейсмичность отражает процесс разломообразования в литосфере, а применение модифицированного способа позволяет получить более точные параметры состояния разломной структуры литосферы по полю эпицентров землетрясений Байкальского региона. Основное влияние на оценку показателя оказывают два взаимосвязанных фактора: рост объемов инструментальных данных со временем и геометрия распределения эпицентров землетрясений по территории. Использование максимального коэффициента корреляции для оценки самоподобия поля эпицентров землетрясений Байкальского региона позволяет существенно уточнить величину показателя самоподобия - отличие показателя самоподобия (D0 ≈ 1.70) значительно превышает три стандартных отклонения от клеточной размерности (D0 ≈ 1.58).
Выводы. Примененный способ имеет особое преимущество при небольшом количестве исходных данных и позволяет существенно улучшить оценку показателя самоподобия в условиях ограниченной длительности инструментального мониторинга землетрясений. При отсутствии надежных данных о глубинном строении разломно-блочной геосреды применяемый подход и полученные результаты вносят вклад в понимание современной геодинамики и сейсмотектоники литосферы Байкальского региона посредством анализа разломной структуры территорий через фрактальную размерность полей эпицентров землетрясений. В практическом плане информацию по контролю состояния разломной структуры литосферы на основе данных о землетрясениях можно использовать для характеристики сейсмической обстановки и опасности на территориях промышленного и гражданского строительства.
ISSN 2500-302X (Online)