Preview

Геодинамика и тектонофизика

Расширенный поиск
Том 13, № 2s (2022)

ОТ РЕДАКЦИИ 

ПАЛЕОГЕОДИНАМИКА 

218
Аннотация

С помощью оптической микроскопии (ОМ), сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионной спектрометрией (СЭМ-ЭДС), рентгеноспектрального микроанализа (РСМА), фазового химического анализа на основе атомно-абсорбционной спектрометрии (ФХА-ААС) и метода статистических выборок аналитических данных для монокристаллов с применением ААС (СВАДМ-ААС) проведено изучение особенностей распределения и форм нахождения (ФН) Au в рудах и минералах Наталкинского золоторудного месторождения (северо-восток России). К наиболее «богатым» здесь относят жильные и прожилково-жильные руды, к менее «богатым» – прожилково-вкрапленные, к «бедным» – вкрапленные. До 80–85 % Au в руде находится в свободном самородном состоянии в ассоциации с кварцем и сульфидными минералами. По данным ОМ, СЭМ-ЭДС и РСМА преобладают золотины размером 0.01–2.00 мм и пробностью 720–900 ‰. До 15–20 % приходится на долю тонкодисперсных и субмикронных частиц элементного золота (Au0), большая часть которых заключена в арсенопирите и пирите. По данным ФХА-ААС самые высокие концентрации Au отмечены в арсенопирите (до 1383 г/т), менее высокие – в пирите (до 158.2 г/т). С помощью метода СВАДМ-ААС в этих сульфидах установлены две неминеральные ФН «невидимого» Au – структурная и поверхностно-связанная. Первая входит в структуру минералов, вторая, преобладающая, приурочена к наноразмерным неавтономным фазам (НФ) на их поверхности. Наряду с «невидимым» Au часто на поверхности и в поверхностном слое сульфидов развиты микровключения самородного Au, что согласуется с моделью постростовых преобразований наноразмерных НФ, приводящих к возникновению нано- и микрочастиц Au0. Предполагается, что большую часть золота, находящегося в сульфидах в виде тонкодисперсных и субмикронных частиц, а также поверхностно-связанного золота в НФ можно извлечь при доработке уже имеющихся схем обогащения, что повышает ценность добываемого сырья и значительно увеличивает перспективы месторождения.

74
Аннотация

Проведена оценка содержаний Fe, Ni, Cu, Zn, As, Cr, Pb, Hg в почвах жилых поселков и окружающих территорий, подверженных техногенной нагрузке за счет горно-добывающей деятельности. Объект расположен на территории Кузнецкого Алатау (часть Саралинского золоторудного узла (СЗУ), пос. Приисковый и хвостохранилища пос. Орджоникидзевский, Республика Хакасия). Фоновые содержания в почвах СЗУ составляют: Fe 3.08–5.06 %, Ni 24.74–45.13 г/т, Cu 22.33–38.81 г/т, Zn 86.72–200 г/т, As 5.45–11.25 г/т, Cr 35.60–73.25 г/т, Pb 14.12–26.17 г/т, Hg 0.01–0.14 г/т. Зафиксировано, что фоновый участок имеет повышенные природные содержания исследуемых элементов. Почвы на территории хвостохранилища выделяются повышенными содержаниями элементов относительно фоновых значений и особенно резким скачком содержаний As и Zn (аномальные содержания). Содержания элементов в почвах территорий вблизи хвостохранилища также превышают фоновые значения СЗУ с разной долей случаев и имеют повышенные содержания As, Cr и Pb относительно предельно допустимых концентраций почв. Кластеризация данных показывает наличие двух кластеров, отражающих присутствие фоновых и аномальных значений, связанных с техногенным влиянием горно-добывающей промышленности на изученном участке Саралинского золоторудного узла.

131
Аннотация

Проведено комплексное изучение стратотипического разреза кинтерепской свиты Северо-Западного Салаира, включающее геохимические, изотопно-геохимические (Sr, С, О) исследования карбонатных пород и U-Pb датирование (LA-ICP-MS) магматогенных кристаллов циркона из туффитов. Изученные карбонатные породы представлены чистыми известняками с величиной Mg/Са менее 0.007 и низкой долей нерастворимого остатка (в среднем 5 %). Кинтерепские известняки характеризуются значениями δ18OSMOW от 19.8 до 23.8 ‰ и δ13СPDB от –0.7 до +0.9. Изотопный состав Sr в известняках кинтерепской свиты варьируется в узком диапазоне значений 87Sr/86Sr между 0.70851 и 0.70859. Сопоставление полученных изотопных характеристик (87Sr/86Sr и δ13СPDB) известняков кинтерепской свиты с обобщенной мировой кривой вариации 87Sr/86Sr и значений δ13СPDB в палеоокеане предполагает два равновероятных варианта интерпретации времени накопления известняков кинтерепской свиты: 550–540 и 525–510 млн лет. U-Pb датирование кристаллов магматогенного циркона из туффита, слагающего прослой среди известняков кинтерепской свиты, показало возраст формирования на рубеже ~515 млн лет. Таким образом, с помощью комбинации методов изотопной (Sr, С) хемостратиграфии карбонатных пород и U-Pb датирования кристаллов магматогенного циркона из сингенетичных известнякам туффитов установлены ограничения на время формирования кинтерепской свиты Салаирского бассейна 525–510 млн лет. Карбонатные породы, имеющие схожий возраст и аналогичные особенности изотопного состава, известны в соседних районах (например, Кузнецкий Алатау) и в пространственно отдаленных от Салаирского бассейна регионах Сибирской платформы и микроконтинентов Центральной Азии (Тувино-Монгольского и Дзабханского).

91
Аннотация

В работе рассмотрены химико-аналитические аспекты подготовки проб морских железомарганцевых образований (ЖМО) по методике постадийного селективного выщелачивания для определения их фазового состава. Изучено поведение отличных по минеральному и химическому составу образцов на различных этапах пробоподготовки на примере ЖМО Восточной Пацифики. Показана необходимость применения дополнительных исследований с использованием метода сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) для контроля полноты перехода в раствор соединений железа, отвечающих за накопление микроэлементов, являющихся геохимическими индикаторами. 

132
Аннотация

Представлены первые результаты U-Pb LA-ICP-MS датирования 150 зерен обломочного циркона из песчаников терминальной перми разреза Боевая Гора (Оренбургская область, Южное Предуралье). В полученном по 95 кондиционным оценкам изотопного возраста распределении отчетливо доминирует палеозойская популяция с двумя максимумами – 381 и 529 млн лет. Предполагается, что обломочный материал поступал в бассейн осадконакопления главным образом за счет эрозии как раннегерцинских комплексов Уральского орогена, так и реликтов Протоуральско-Тиманского складчатого сооружения. 

128
Аннотация

В отличие от традиционной рентгенофлуоресцентной спектрометрии, рентгенофлуоресцентная спектрометрия с полным внешним отражением не является распространенным и рутинным методом анализа твердых образцов с минеральной матрицей, но имеет большой потенциал для геохимических, геологических и археологических исследований. Быстрый многоэлементный анализ очень малого количества образца может быть выполнен с помощью способа внутреннего стандарта, который не требует стандартных образцов для калибровки. Это несомненное преимущество метода TXRF по сравнению с традиционным рентгенофлуоресцентным методом, особенно при ограниченном количестве доступного материала объекта и отсутствии подходящих эталонных образцов. В этой статье представлен наш опыт применения TXRF-спектрометрии для элементного анализа апатита, керамики, осадков, руд и конкреций. Особое внимание уделено процедуре пробоподготовки, поскольку она является одним из основных источников ошибок при анализе. Приготовить тонкий однородный образец из твердого образца со сложной минеральной матрицей непросто. Стратегию пробоподготовки следует выбирать с учетом особенностей аналитического объекта, содержания определяемых элементов и точности, необходимой для надежной интерпретации. Рассмотрены примеры приготовления суспензии для экспресс-анализа руд и осадков, оригинальные процедуры химического разложения апатита и керамики.

203
Аннотация

Изотопные отношения стронция 87Sr/86Sr широко используются для выявления источниковстронция и исследования его поведения в (био)геохимических циклах, а в поверхностных водах они могут отражатьусредненный состав биодоступного (доступного для дальнейшего поглощения растениями и животными)стронция на конкретной территории водосбора, на основании чего могут быть составлены региональные картыраспределения биодоступного стронция (Sr изоскейпы). Уральская горная система характеризуется блочнойструктурой, отдельные части (блоки) которой сложены разнообразными по возрасту, генезису и геохимическимособенностям горными породами, которые могут радикально изменяться на расстоянии нескольких десятковкилометров. Такая вариативность будет отражаться и в изотопных отношениях стронция, что позволит с достаточновысокой точностью определить локальные метки биодоступного стронция.

Целью работы являлось исследование изотопных отношений стронция 87Sr/86Srв воде ряда рек Южного Урала.В образцах речной воды, отобранных в 2019–2020 гг. с территорий Оренбургской и Челябинской областей и РеспубликиБашкортостан, определены содержания (квадрупольная масс-спектрометрия с индуктивно связаннойплазмой) и изотопные отношения стронция (мультиколлекторная масс-спектрометрия с индуктивно связаннойплазмой и термоионизационная масс-спектрометрия после хроматографического выделения стронция).

Впервые в поверхностной воде ряда рек Южного Урала (Урал, Белая, Тобол, Карагайлы-Аят, Сим и др.) определеныизотопные отношения 87Sr/86Sr и проанализированы их вариации. Для рек бассейна р. Урал значения87Sr/86Sr варьируются в диапазоне 0.70666–0.71063 (среднее 0.70908), для бассейна р. Кама – 0.70749–0.71058(среднее 0.70924), для бассейна р. Тобол – 0.70946–0.71176 (среднее 0.71071). Подобные особенности изотопногосостава стронция могут быть обусловлены типом подстилающих горных пород водосбора, дренируемых речнойводой. Полученные данные могут быть использованы для выявления источников поступления стронция в воднуюсистему при гидрологических и экологических исследованиях, для подтверждения аутентичности пищевыхпродуктов растительного и животного происхождения, для проведения сопоставлений при исследованияхмиграций древних людей и животных, а также для определения сырьевых ареалов для производства растительногои шерстяного текстиля, деревянных изделий в древности.

88
Аннотация

С целью разработки экспресс-методов количественной оценки свойств и выбора референсных образцов, близких к исследуемому, для обеспечения схожих условий испарения вещества и параметров фракционирования микроэлементов при ЛА-ИСП-МС, выполнен сравнительный анализ данных по U-Pb-изотопному составу, особенностям спектров комбинационного рассеяния света и катодолюминесценции международных референсных образцов циркона GJ-1, Plesovice, 91500, Temora-2, Mud Tank. Проанализированы вариации положения и значений ширины на половине высоты (FWHM) моды асимметричных валентных колебаний ν3(SiO4) B1g, а также значений накопленной авторадиационной дозы Dα и эквивалентной дозы Dαэк. Показано, что в ряду Mud Tank→91500→Temora-2→GJ-1→Plesovice фиксируется рост степени авторадиацинного повреждения: первые три образца – слабоповрежденные, Plesovice – среднеповрежденная разность. Проанализированные стандарты могут быть корректно использованы при ЛА-ИСП-МС-анализе проб слабоповрежденных цирконов магматитов, а также фрагментов (зон) зерен цирконов метаморфитов слабой и средней степени повреждения структуры. Впервые с использованием СЭМ Jeol JSM6390LV, оборудованного приставкой Horiba H-CLUE iHR500, получены спектры катодолюминесценции референсных образцов циркона в диапазоне 200–800 нм с локальностью до 1 мкм. Установлено, что интегральная яркость свечения варьируется по пробам более чем на порядок; спектры носят сложный суперпозиционный характер; их разложение на элементарные составляющие неоднозначно; выделяется большое число составляющих, которые объединены в три основные Аi–Вi–Сi группы широких полос в ближней ультрафиолетовой (УФ), сине-зеленой и желтой областях с Eмакс=4.3–5.0, 2.6–3.5 и 2.1–2.3 эВ соответственно. Впервые предложено использовать тройную Аi–Вi–Сi диаграмму для дискриминации цирконов по люминесцентным свойствам; установлено, что положение стандартов цирконов на ней значимо различается, что предлагается использовать как основу для экспресс-оценки их свойств и выбора. Выполнен сравнительный анализ результатов по U-Pb-изотопному составу, дискордантности возрастных определений, особенностям спектров комбинационного рассеяния света и катодолюминесценции для большой выборки проб акцессорного циркона из кимберлитов и алмазоносных россыпей Якутии, а также метаморфических и магматических пород Урала – из гранита заключительной фазы Неплюевского плутона, высокомагнезиального диорита Челябинского массива, из высокобарических гранатитов Миндякского лерцолитового массива, из лептинитов Талдыкского блока Мугоджар. На Аi–Вi–Сi диаграмме выполнено сопоставление с аналогичными данными по катодолюминесценции референсных образцов циркона.

118
Аннотация

Широкое распространение электронно-зондового микроанализа в варианте сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), оборудованного энергодисперсионным спектрометром (ЭДС), с одной стороны, и сопоставимость метрологических характеристик ЭДС и волнодисперсионного спектрометра (ВДС) в случае определения основных слагающих минерал элементов – с другой, являются благоприятным фоном для исследования возможности применения СЭМ-ЭДС с целью химического датирования урановой минерализации. Углеродистокремнистые образования дабанжалгинской свиты распространены в карбонатных отложениях нижнего палеозоя в Окинской структурно-формационной зоне Восточного Саяна и представляют собой глубоководные отложения задугового бассейна. Для всех разновидностей углеродисто-кремнистых пород дабанжалгинской свиты характерны повышенные содержания U, Au, Ag, Pt, Pd, Mo, V, P, Cu, которые в 5–10 раз превышают таковые для других черносланцевых отложений Восточного Саяна. Уран образует собственные минералы – уранинит и браннерит в ассоциации с углеродистым веществом и сульфидами, а также входит в состав безводных фосфатов – ксенотима, монацита. В работе представлены данные по изучению состава и определению возраста браннерита и уранинита в образцах углеродисто-кремнистых сланцев, отобранных на трех участках: Убэр-Жадой, Дэдэ-ХараЖалга и Эрье-Хара-Жалга. Полученные оценки изохронного возраста зерен уранинита и браннерита для рассматриваемых участков составляют 523±26, 506±10 и 511±17 млн лет соответственно. Было показано, что эти датировки могут быть сопоставлены с возрастом метаморфизма на месторождении Сухой Лог, оцененным с помощью современных методов изотопной геохронологии. Следует отметить, что средние значения оценок возраста уранинита и браннерита на всех изучаемых участках дабанжалгинской свиты меньше, чем соответствующие оценки изохронного возраста, что, вероятно, обуславливается частичной потерей радиогенного свинца. Для участка Убэр-Жадой было проведено сопоставление данных ЭДС и ВДС и показано, что при использовании ЭДС существует занижение содержания Pb в уранините и, как следствие, занижение возраста уранинита.

71
Аннотация

Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) и лазерной абляцией (ЛА) широко применяется для изучения микроэлементного состава минералов, в том числе силикатных. Тем не менее в настоящее время методические работы в этой области, цель которых – повышение чувствительности и локальности, снижение погрешности определения, остаются актуальными. В статье описаны методические подходы к изучению микроэлементного состава ряда силикатных минералов, реализованные на квадрупольном ИСП-МС NexION 300S с ЛА приставкой NWR 213, полученные на стандартных синтетических стеклах NIST SRM 612 и 610, а также на ряде межлабораторных образцов сравнения циркона Mud Tank, GJ–1, 91500, Plesovice, Temora-2 и внутрилабораторных образцов сравнения клинопироксена 1636 и 1780 из клинопироксенита Нижнетагильского массива (Урал). Представлены метрологические характеристики методики анализа (правильность определения элементов от Li до U) и вариации чувствительности по разным элементам, полученные при диаметре кратера 13, 20, 25, 50 и 100 мкм; проанализирован дрейф чувствительности МС за время аналитической сессии в течение 8 ч, проведена сравнительная характеристика полученных и литературных данных; получено удовлетворительное согласие результатов. Достигнутые погрешности анализа позволяют использовать методики для проведения исследований при решении различных геохимических проблем.

146
Аннотация

Ковыктинско-Хандинская зона, включающая Ковыктинское газоконденсатное месторождениегигант,

расположена в области сочленения Ангаро-Ленской ступени с краевой областью платформы – Прибайкальским прогибом. Здесь по результатам многолетних геологоразведочных работ выявлено Верхнеленское поднятие, северная часть которого отражена на тектонических картах как Ковыктинский выступ. При этом геологическое строение месторождения на сегодняшний день основывается на стандартной модели: слабонарушенный платформенный чехол – фундамент. Однако новыми геофизическими исследованиями выявлено, что осадочный чехол восточной части зоны интенсивно деформирован и имеет двухъярусное надвиговое строение (нижний ярус – автохтон, верхний – аллохтон). Основным объектом газопоисковых работ в пределах Ковыктинского месторождения являются вендские отложения. Средняя (галогенно-карбонатная) часть разреза изучена фрагментарно, в основном как объект геологических осложнений при проходке глубоких скважин. Привлечение новых данных площадных сейсмо- и электроразведочных исследований позволило уточнить структурно-тектоническое строение Ковыктинского газоконденсатного месторождения, оценить потенциал вторичных карбонатных коллекторов в аллохтоне, проявляющихся интенсивными притоками пластовых флюидов (природный газ, высокоминерализованные рассолы).

96
Аннотация

Проведено послойное сканирование (с шагом 1 мм) донных отложений термального оз. Фумарольного с помощью РФА-СИ (рентгенофлуоресцентный анализ с применением синхротронного излучения). Озеро находится в кальдере вулкана Узон (Камчатка). Разрез донных отложений IV оз. Фумарольного, охватывающий временной интервал с 260 г. н.э. по 2012 г., разнообразен по химическому и минеральному составу, наблюдаются два пирокластических горизонта. Химический состав донных отложений показал наличие различных слоев, в которых концентрируются такие химические элементы, как Ca, Sr, As, Sb, Mo. Кластерный анализ, проведенный для химических элементов, выявил границы слоев, различающихся по геохимическим характеристикам. Границы этих слоев совпадают с горизонтами, выделенными по данным минералогического анализа. При этом статистические методы обработки геохимических данных позволили однозначно выделить пирокластические горизонты по элементному составу. В работе показано, что данные РФА-СИ анализа в совокупности с кластерным анализом можно использовать в качестве способа разделения колонки на слои. Они хорошо согласуются с данными разделения на слои с помощью минералогических методов.

84
Аннотация

Представлены результаты исследования особенностей динамики решетки в диапазоне температур 83–873 К шеелитоподобных соединений – природного и синтетического шеелита, а также синтетических CaMoO4 и SrMoO4 методом температурно-зависимой in situ спектроскопии комбинационного рассеяния света. Обработка спектроскопических данных выполнена как в рамках классического подхода «peak fitting», так и при использовании статистических подходов. Высказано предположение, что при повышении температуры трансформация тетраэдров MoO4 и WO4 в пространстве неодинакова, для Ca-содержащих соединений объем элементарной ячейки при повышении температуры увеличивается медленнее, чем объем полиэдра WO4 (MoO4). Подобное различие определяется тепловым расширением, контролируемым преимущественно расширением полиэдров CaO8 (SrO8).

61
Аннотация

Для минерала апатита типично широкое разнообразие спектра и кинетических характеристик люминесценции; люминесцентные изображения зерен часто зональны. Разнообразие условий формирования минерала в разных типах ассоциаций и вмещающих пород способствует появлению в его структуре примесей различных ионов-люминогенов. Разнообразие люминесценции связано с примесями d-металлов, РЗЭ, разных типов анионов, а также с эффектами соактивации в различных комбинациях. В работе представлены результаты сравнительного исследования фото-, катодо- и синхротронной люминесценции фторапатита (на примере проб из хрусталеносных месторождений Неройского района, Приполярный Урал). С использованием СЭМ Jeol JSM6390LV, оборудованного приставкой Horiba H-CLUE iHR500, получены спектры катодолюминесценции фторапатита в диапазоне 200–800 нм. Впервые проанализированы спектры и кинетические характеристики люминесценции фторапатита при возбуждении синхротронным излучением вакуумного ультрафиолетового диапазона при 10 и 300 К; рассмотрена физическая природа полос возбуждения трех основных центров свечения Ce3+, Eu2+ и Mn2+; показано, что возбуждение люминесценции с передачей энергии может осуществляться в процессах, первоначально инициированных межзонными переходами или фотоионизацией. Полученные данные важны для расширения возможностей катодолюминесцентной спектроскопии зерен минерала с пространственным и спектральным разрешением и использования ее в решении прикладных минералого-геохимических задач.

106
Аннотация

На сегодняшний день известно, что угли можно рассматривать как источник ценных элементов. В Иркутской области угледобыча обеспечивается ресурсами Иркутского угольного бассейна. Иркутский бассейн – крупная площадь развития континентальных осадочных отложений юрского возраста на юге Сибирской платформы с выделенными черемховской, присаянской и кудинской свитами. Все угольные месторождения бассейна связаны с верхней подсвитой черемховской свиты. В данной работе рассматриваются геохимические данные пласта Каратаевского угольного разреза. Концентрации микроэлементов получены с помощью рентгенофлуоресцентной спектрометрии. Среднее содержание Th в изученном пласте выше, чем в большинстве углей мира, и составляет 14.24 ppm. В углистом сланце, состоящем преимущественно из каолинита (90 %), концентрации Co (35 ppm), F (1008 ppm), Sn (12 ppm), Th (34 ppm) выше нормы углей. При эксплуатации углей необходимо учитывать повышенные относительно мирового угля концентрации потенциально опасных элементов. Исследованные угли могут представлять интерес в связи со слабым обогащением Y, со средней концентрацией 19.7 ppm, что в 2.4 раза выше, чем в мировом угле.

172
Аннотация

В работе представлены первые результаты U/Pb датирования детритовых цирконов и исследования геохимии терригенных пород Рымникской и Набильской зон Восточно-Сахалинского аккреционного террейна (район Восточно-Сахалинских гор), выполненных в Центре коллективного пользования ДВГИ ДВО РАН. Установленные геохимические особенности позволяют предположить, что источником терригенного материала пород обеих зон являлись кислые породы глубоко эродированной эпиконтинентальной островной дуги (дуг). При сходстве геохимических характеристик породы Набильской и Рымникской зон резко различаются по спектрам распределения возрастов детритовых цирконов. В песчанике Набильской зоны 75 % зерен циркона имеют среднемеловой возраст (94–108 млн лет) с пиком 96 млн лет, 15 % − среднепермско-раннеюрский возраст и 10 % − докембрийский (главным образом палеопротерозойский). Песчаник Рымникской зоны имеет более сложный (полимодальный) спектр распределения возрастов детритового циркона, со значительным вкладом докембрийских зерен (37 %). Большинство зерен имеют раннеюрский (пик 196 млн лет) и раннемеловой (пик 137 млн лет) возраст при 47 % мезозойских зерен. Вероятными источниками терригенного материала являлись среднемеловые магматические дуги восточной окраины Азии и более древние комплексы континента.

91
Аннотация

Методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой определены содержания микроэлементов в дайках ультрамафитовых лампрофиров (айлликитов), щелочных силикатных породах и карбонатитах Большетагнинского ийолит-сиенит-карбонатитового массива, имеющих близкий возраст около 650–640 млн лет и пространственно совмещенных в северной части Урикско-Ийского грабена на юго-западной окраине Сибирского кратона. Выявлены два типа спектров распределения микроэлементов, присущие, соответственно, айлликитам и силикатным щелочным породам Большетагнинского массива; спектры обоих типов демонстрируют значительное (более чем на два порядка) обогащение наиболее несовместимыми элементами относительно примитивной мантии. Айлликиты имеют наклонные вправо спектры распределения редких элементов с минимумами по Rb, К, Pb, Sr-P, Zr-Hf, ±U и менее выраженным минимумом по Y. Мультиэлементные спектры ийолитов-мельтейгитов характеризуются минимумами по Th, Та, Pb, Hf, ±Zr, ±Ti, что находит отражение и на спектрах нефелиновых сиенитов и карбонатитов. Айлликиты и щелочные породы Большетагнинского массива отличаются между собой также по отношениям Nb/Ta, Zr/Hf, Th/Nb, Th/U. Геохимические различия позволяют предполагать, что родительские расплавы дайковых айлликитов и щелочных пород Большетагнинского массива имели разные мантийные источники.

86
Аннотация

Изотопный состав меди представляет большой интерес для исследователей в различных областях науки, в частности в геохимии и гидрологии, где рассматриваются вариации изотопного состава земной коры и внеземного вещества, водных бассейнов, а также вопросы происхождения и процессы переноса вещества. Изотопы Zn перспективны для определения источников и путей загрязнения окружающей среды. Целью данного исследования является уточнение и валидация методики измерения изотопных соотношений цинка и меди, охватывающей весь процесс – от разложения образца до измерений методом МК ИСП-МС. Для оценки пригодности методики анализа образцов окружающей среды был проведен изотопный анализ Zn и Cu в стандартных образцах BHVO-2, BCR-2 и AGV-2, сертифицированных Геологический службой США. Разработан метод определения отношений стабильных изотопов Cu и Zn с помощью мультиколлекторной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в экологических пробах. Применение смолы AG MP-1 с оптимизированными параметрами слоя (высота слоя смолы 3.5 см, диаметр 1 см) обеспечивает получение фракций Cu и Zn высокой чистоты. Метод отличается высокой производительностью и удовлетворительными метрологическими характеристиками при использовании брекетинга для коррекции дискриминации ионов по массе. Процедурные бланки (холостые пробы), относящиеся к процедурам химического растворения и хроматографии, составляют менее 1 нг для Cu и 3 нг для Zn, что гарантирует отсутствие значимого влияния холостой (контрольной) пробы на изотопный состав образцов. Точность и прецизионность, полученные при измерениях изотопов Cu и Zn в сертифицированных геологических стандартных материалах BHVO-2, BCR-2 и AGV-2, демонстрируют хорошее согласие с опубликованными сертифицированными значениями.

111
Аннотация

Критическим элементом при построении тектонических моделей эксгумации базальтов, претерпевших высокобарический метаморфизм, является диагностика синхронности и генетической связи между деформациями и высокобарическими метаморфогенными изменениями. В настоящем сообщении данные вопросы обсуждаются на примере метабазальтов Чарского офиолитового пояса. В подошве блока базальтов с отдельностью подушечных лав, вблизи фермы Буршабулак, обнаружены и проанализированы трещинно-жильные системы с высокобарическими минеральными ассоциациями, что прямо указывает на их тектоническое происхождение. Показано, что условия образования подобных жильных минеральных ассоциаций отвечают эклогитовой фации (P=18.5 кбар, T – не более 520 °C). Возраст высокобарического метаморфизма базальтов, синхронного с деформациями по данным 40Ar/39Ar изотопного датирования амфиболов, не может быть моложе рубежа 452±14 млн лет.

62
Аннотация

В статье приводится оценка температур термального метаморфизма на родительских телах хондритов с помощью оливин-хромшпинелевого геотермометра. Для расчета температур используются результаты микрозондового (EPMA) анализа главных и примесных элементов в оливине и хромшпинелиде метеоритов Каргаполье, Орловка, Саратов, Еленовка, Бушхов, Бюрбёлле и Княгиня. Полученные температуры согласуются с концентрической моделью строения планетезималей, при которой наиболее метаморфизованные хондриты находятся ближе к источнику нагрева (Бушхов, L6 – 734 °С), метеориты 5-го петрографического типа (п.т.) занимали промежуточную позицию (Орловка, H5 – 687 °С; Еленовка, L5 – 691 °С; Княгиня, LL5 – 700 °С), а хондриты 4-го п.т. находились ближе к поверхности (Каргаполье, H4 – 691 °С; Саратов, L4 – 670 °С; Бюрбёлле, LL4 – 682 °С). Метеориты Каргаполье и Саратов характеризуются несогласными с концентрической моделью оценками температур уравновешивания Mg и Fe, что объясняется индивидуальной историей метеорита (например, импактный метаморфизм, медленный и продолжительный нагрев).

87
Аннотация

Изучены особенности распределения Au по фракциям 7-ступенчатой методики выщелачивания с применением модельных веществ, приближенных по составу к природным образцам из ореола рассеяния сульфидных хвостохранилищ. Применялись модельные вещества с известными формами нахождения Au: крупное самородное золото, наноразмерное самородное золото, Au-содержащие пирит, гуминовые кислоты и оксиды/гидроксиды Fe(III). На их основе были приготовлены смеси с веществами-наполнителями с низкими содержаниями Au (кварц, известняк, гуминовые кислоты, оксиды/гидроксиды Fe(III)).

Установлено, что при ступенчатом выщелачивании наблюдается совместное извлечение нескольких форм золота в одной фракции. Наноразмерное Au0 и золото, связанное с органическим веществом, совместно извлекаются в легкоокисляемой (органической) фракции; золото, связанное с соединениями Fe(III), и комплексы Au, хемосорбированные на поверхности других минералов (сульфиды, алюмосиликаты), – в восстанавливаемой (гидроксидной) фракции; «невидимое» золото в сульфидах, наноразмерное и, частично, крупное (с размером частиц >1 мкм) Au0 – в трудноокисляемой (сульфидной) фракции. Крупное Au0 извлекается преимущественно в остаточной фракции. Мобильные формы элемента представляют собой Au, связанное с легкорастворимыми органическими соединениями, и комплексы ионного Au, десорбированные с поверхности минералов.

91
Аннотация

В статье рассмотрен первый пример применения экогеохимического метода в стратиграфии, основанного на анализе вариаций изотопного состава углерода конодонтовых элементов. В основу метода положена гипотеза о практической изохронности (как минимум в пределах бассейна) существенных изменений изотопного фракционирования углерода в пелагических экосистемах, которое отражается и сохраняется в изотопном составе углерода конодонтовых элементов. Этим методом сопоставлены разнофациальные франские последовательности северо-запада Русской плиты (прибрежно-морские фации) и востока Печорской плиты (депрессионные фации). Прослежены три изотопных экскурса: отрицательный вблизи подошвы зоны MN5 (подошва доманикового горизонта), отрицательный на границе зон MN5 и MN6 и двойной положительный экскурс в верхней части зоны MN6. В глубоководных фациях амплитуда экскурсов, как правило, намного меньше. Присутствие сходных вариаций в изотопном составе углерода конодонтов в географически удаленных и фациально различных франских осадочных последовательностях северо-запада Русской плиты и востока Печорской плиты подтверждает возможность использования этого параметра для стратиграфической корреляции. 

СОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКА 

205
Аннотация

В работе представлены результаты георадиолокационных исследований многолетнемерзлых пород и аэрофотосъемки, выполненных на ключевых участках в долине р. Сенца (Окинское плоскогорье, Восточные Саяны).

При геофизических исследованиях использовался георадар ОКО-2 в комплекте с экранированным антенным блоком АБ-90, максимальной глубиной зондирования до 20 м и разрешающей способностью 0.5 м. Для учета высотных отметок местности тахеометром Trimble TS635 и дальномером Leiсa DISTO D 510 выполнены гипсометрические измерения с шагом 1.0 м. Аэрофотосъемка проведена дистанционным пилотируемым летательным аппаратом DJI Inspire 1 pro, оснащенным фотокамерой Zenmuse 3X (разрешение 3840×2160 пикселей) с пространственным разрешением 5.7–7.8 см/пиксель (в разные годы).

В строении мерзлых озерно-аллювиальных отложений выделены три георадарных комплекса, соответствующих слою сезонного оттаивания и мерзлым породам с различным количеством шлиров, линз и прослоев текстурообразующих льдов. Анализ ортофотоплана местности и результатов тахеометрической съемки показал, что разрушение бугров пучения происходит со второй половины апреля до первой половины октября. Наибольшее изменение морфологии рельефа обусловлено оттаиванием льдистых пылеватых суглинков, что приводит к формированию блоков отседания в уступе террасы р. Сенца. Боковая термоэрозия р. Сенца также способствует разрушению бугров пучения.

119
Аннотация

По данным, полученным на оборудовании пункта комплексного мониторинга опасных геологических процессов ИЗК СО РАН «Бугульдейка» (Центр коллективного пользования «Геодинамика и геохронология» ИЗК СО РАН) и Центра коллективного пользования «Ангара» ИСЗФ СО РАН, проведен анализ характеристик Кударинского землетрясения (09.12.2020) и поведения ионосферы во время этого события. Получены значения очаговых параметров землетрясения – сейсмический момент землетрясения (M0=3.02·1017 Н·м), моментная магнитуда (Mw=5.6), размеры очага (2.43 км), величина сброшенного напряжения (1.26 МПа).

Проведенный с помощью приемников GPS/ГЛОНАСС анализ поведения ионосферы не выявил возмущений, вызванных Кударинским землетрясением, что, вероятнее всего, обусловлено относительно малой магнитудой этого землетрясения. Анализ рядов наблюдений в отношении Кударинского землетрясения показал эффективность использования оборудования центров коллективного пользования и пунктов комплексного мониторинга для исследования сейсмичности, которая является наиболее опасным природным процессом для Байкальского региона.

112
Аннотация

На основе изучения особенностей проявления сейсмичности в пределах распространения сплошной мерзлоты и в переходных климатических зонах выявляется влияние природных и климатических факторов на величину сейсмических воздействий. Обобщаются результаты исследований, выполненных для разработки региональной методики прогноза параметров сейсмических воздействий сильных землетрясений Монголо-Сибирского региона при деградации мерзлоты. Они основаны на данных комплексных геофизических измерений и направлены на развитие методов и приемов оценки сейсмических воздействий сильных землетрясений на ответственные инженерные сооружения, расположенные в пределах криолитозоны, и на разработку рекомендаций по проведению сейсмического микрорайонирования в различных сейсмоклиматических зонах Сибири и Монголии с учетом вероятных очагов землетрясений.

Основная цель исследований – использование полученных данных при планировании и строительстве в сейсмоактивных районах, охваченных мерзлотой. Разработанные способы и подходы представляются на современном уровне требований, предъявляемых к проектированию сейсмостойких сооружений в условиях криолитозоны на конкретных территориях: на участке «Уянга» – сомон, расположенный в Северной Монголии, и на участке «Тупик» (на примере строительства дамбы хвостохранилища), расположенном в России в Забайкальском крае. Первый участок находится в зоне островного распространения мерзлоты с вероятностью возникновения 8-балльных землетрясений, второй – в зоне сплошного распространения мерзлоты с вероятностью 7-балльных землетрясений.

Предложенный и реализованный методический комплексный подход позволяет получать на современном уровне исследований для естественного и прогнозируемого состояния грунтов в основаниях проектируемых сооружений набор сейсмических характеристик (акселерограммы, спектры, частотные характеристики) и основных параметров сейсмических воздействий для прогнозируемых сильных землетрясений (максимальные ускорения, преобладающие частоты, максимумы спектров и резонансных частот). Отмеченный набор характеристик и параметров сейсмических воздействий соответствует современным требованиям проектировщиков и является необходимым для проектирования и строительства сейсмостойких сооружений, в различных сейсмоклиматических зонах Монголо-Сибирского региона.

71
Аннотация

Изучение эволюции геомагнитного поля на малых временных масштабах, в частности таких характерных событий, как геомагнитные инверсии и экскурсы, в наши дни приобрело особую актуальность в связи с возросшим вниманием человечества к окружающей среде. В значительной мере дискуссионным остается вопрос о том, как именно резкие изменения характеристик геомагнитного поля отражаются на климате и биосфере; представления о скорости и динамике этих изменений также весьма расплывчаты. «Классические» геологические объекты и существующие методы исследований предоставляют ограниченные возможности для высокодетальных реконструкций вариаций геомагнитного поля, поэтому палеомагнитологи ищут новые объекты и подходы для решения этой задачи. Начатое нами исследование предполагает использование – впервые в России – спелеотемов для изучения вековых вариаций геомагнитного поля.

В настоящем кратком сообщении представлены палеомагнитные записи двух кернов из натечной плотины пещеры Воронцовской, располагающейся на западном крыле Кавказских гор в долине р. Кудепста. Предварительные результаты указывают на наличие записи геомагнитного экскурса в обоих кернах. Дальнейшее изучение образцов из пещеры Воронцовской позволит сопоставить выявленное событие с известными экскурсами, а также уточнить его возраст, продолжительность и динамику.

70
Аннотация

С использованием коды региональных землетрясений получены оценки характеристик затухания сейсмических волн (добротность и частотный параметр) в литосфере Тянь-Шаня и Байкальского рифта. Сопоставление полученных зависимостей добротности от частоты показывает, что затухание сейсмических волн выше в литосфере Тянь-Шаня, что может объясняться большей раздробленностью и неоднородностью среды по сравнению с Байкальским рифтом. 

268
Аннотация

Приведен пример обработки временных рядов GPS-наблюдений для оперативного исследования горизонтальных косейсмических смещений при Хубсугульском землетрясении в Монголии 11 января 2021 г. (М=6.7). Разработан методический подход для изучения косейсмических смещений в момент землетрясения. В работе представлены результаты определения значений горизонтальных косейсмических смещений, которые в зоне сочленения Хубсугульской и Тункинской впадин составляют 0.6 мм, а для районов Сибирского блока и Забайкалья – сотые доли миллиметра. Для станций, расположенных на южной окраине Сибирского блока, и станций Забайкалья, косейсмические смещения направлены на запад. Рассчитанные векторы смещений близлежащих к эпицентру станций (MNDY и BADG) направлены на юго-восток. 

182
Аннотация

В работе приведены результаты сейсмотомографической инверсии по данным локального сейсмологического мониторинга, полученным в районе научно-исследовательской станции «Остров Самойловский» (дельта р. Лены) в 2019–2021 гг. Полученная сейсмотомографическая модель была использована для уточнения гипоцентров локальных землетрясений и геологической интерпретации. Результаты приведены в виде скоростных аномалий P- и S-волн, а также их соотношения Vp /Vs , для глубин 5 и 10 км. Анализ структуры скоростных аномалий позволил интерпретировать зону пониженного соотношения Vp /Vs как слой пород, относящийся к Сибирской платформе, а также сопоставить границу области пониженного Vp /Vs с известным геологическим разломом, проходящим вдоль Оленёкской протоки. 

144
Аннотация

В работе показана методика обнаружения признаков подготовки землетрясений по данным о вариациях микросейсмического шума на примере близких умеренных и сильных сейсмических событий. Для восьми землетрясений Байкальской рифтовой системы с энергетическим классом К=10.1–15.9 на эпицентральных расстояниях от 3 до 81 км установлено значимое понижение уровня микросейсмического шума за несколько часов перед толчком. Зафиксированное понижение уровня может классифицироваться как краткосрочный предвестник, связанный с консолидацией среды за 4–5 часов до землетрясения.

ТЕКТОНОФИЗИКА 

150
Аннотация

В статье представлены результаты совместной обработки гидрогеологических и сейсмических данных, полученных на уникальной научной установке «Среднеширотный комплекс геофизических наблюдений "Михнево"» ИДГ РАН за 12-летний период наблюдений. В сформированной базе данных выделены отклики системы «пласт – скважина» на прохождение сейсмических волн от удаленных землетрясений с магнитудой 6.3–9.0, зарегистрированных на эпицентральных расстояниях от 1863 до 16507 км. Определены максимальные значения вариаций уровня подземных вод и скорости смещения грунта при сейсмическом воздействии. Установлена степенная зависимость амплитуд уровней напорного и слабонапорного водоносных горизонтов от максимальной скорости смещения грунта по вертикальной компоненте. Выполнен спектральный анализ выборки 6-часовых интервалов (3 ч до и 3 ч после землетрясения) сейсмических и гидрогеологических данных. На нормированных спектрах определены частоты, соответствующие максимальным значениям скорости смещения грунта и вариациям уровня подземных вод. В низкочастотной области выделены интервалы, в пределах которых прослежены экстремумы гидрогеологических откликов при фоновых значениях скорости смещения грунта. Амплитудно-частотные характеристики систем «пласт – скважина» при сейсмическом воздействии на эпицентральных расстояниях до 4901 км различаются. При регистрации землетрясений на эпицентральных расстояниях 11024–14026 км реакция систем подобна.

166
Аннотация

Цель работы – проанализировать вариации объемной активности радона в подземных водах Южного Приангарья, а также выявить и изучить отклик эманационного поля на наиболее крупные сейсмические события, произошедшие на территории Байкальского региона в 2021 г. Для достижения намеченной цели организован ежедневный мониторинг радиоактивности подземных вод исследуемой территории. Анализ полученных рядов позволил установить амплитуду флуктуаций объемной активности радона (Q) (от 13.2 до 48.4 Бк/л), а также среднегодовой (26 Бк/л) и среднесуточный (4.5 Бк/л) показатели.

Из числа землетрясений, произошедших в течение года на территории Байкальского региона, создана выборка, включающая 40 наиболее значимых (М≥4) событий, для которых рассчитывались радиусы областей влияния. Установлено, что в трех случаях пункт опробования располагался в пределах радиуса влияния или находился от него в непосредственной близости, в четырех случаях фактическая дистанция от пункта мониторинга до эпицентра в полтора-три раза превышала расчетный радиус, в оставшихся тридцати трех случаях это расстояние было превышено более чем в три раза.

Выявлено три типа эманационного отклика на сейсмические события, один из которых может быть зафиксирован перед землетрясением, т.е. является прогностическим признаком. В число сейсмических событий, демонстрирующих такой эффект, вошло Хубсугульское землетрясение, являющееся наиболее сильным на территории исследования за последние десять лет. Группировка по удаленности очага от пункта опробования относительно радиуса влияния произошедшего события практически совпадает с группировкой землетрясений по времени регистрации и типу фиксируемых откликов.

Таким образом, колебания эманационного поля распространяются от области подготовки землетрясения на значительные расстояния с постепенным затуханием, а момент фиксации отклика и вид проявившейся на графике аномалии зависят от мощности готовящегося события, а также от расстояния между эпицентром землетрясения и пунктом опробования. Проведенное исследование показывает, что выявление эманационных предвестниковых эффектов перед сильными землетрясениями на территории Байкальского региона возможно при удовлетворении двум главным условиям: во-первых, достаточной силе готовящегося землетрясения; во-вторых, расположению пункта опробования в пределах радиуса области влияния данного события.

100
Аннотация

В апреле – мае 2021 г. на Дальнем Востоке РФ Федеральным исследовательским центром «Единая геофизическая служба РАН» были развернуты временные сети в Хабаровском крае и Сахалинской области как часть уникальной научной установки – комплекса непрерывного сейсмического мониторинга Российской Федерации, сопредельных территорий и мира. Установка новых станций надежно обеспечила интеграцию данных, поступающих с пунктов в режиме реального времени, в единую систему сейсмического мониторинга в Сахалинской области.

Проведено исследование сейсмичности в Углегорском районе Сахалинской области, на территории которого расположено Солнцевское буроугольное месторождение, являющееся самым перспективным на острове. Приведены результаты регистрации сейсмических событий различного происхождения с момента ввода станций в эксплуатацию. Отмечено значительное повышение точности определяемых эпицентров и возможностей детерминирования землетрясений и промышленных взрывов. Показаны результаты работы системы мониторинга для исследования механизмов землетрясений. Созданная система мониторинга позволяет вести представительную регистрацию сейсмических событий с ML≥0.5 в непосредственной близости от угольных разрезов, что дает возможность с повышенной точностью контролировать проводимые взрывные работы, а также слабую и возможную наведенную сейсмичность, сформировавшуюся вследствие постоянного техногенного воздействия на недра.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2078-502X (Online)