Том 69, № 2 (2024)

Разработана модель генезиса стишовита и других фаз SiO₂ в земном веществе, объединяющая физико-химические и геодинамические условия их образования. На основе экспериментальных данных построена РТ-диаграмма полиморфных модификаций SiO₂ в сочетании с границами геосфер и геотермой. В период аккреции метеоритов (50 млн лет) стишовит и другие фазы SiO₂ космического импактного синтеза были захоронены в ранней Земле. Эти фазы SiO₂ полностью ассимилированы расплавами пиролитового глобального магматического океана, существовавшим 500 млн лет. К рубежу 2.0 млрд лет магматический океан раскристаллизовался, возникли земная кора, верхняя мантия, переходная зона, нижняя мантия со слоем D” (с сейсмическими границами между ними). В этот период происходило обособление основной массы ядра Земли, завершенное к 2.7 млрд лет. В результате усилилось гравитационное поле, что способствовало фракционной ультрабазит-базитовой эволюции мантийных магм с перитектическими реакциями рингвудита-акимотоита переходной зоны и бриджменита нижней мантии с расплавами и образованием стишовита (установлены экспериментально при 20 и 26 ГПа). В алмазообразующих карбонат-силикат-углеродных расплавах эти реакции обеспечили образование стишовита, который был захвачен как парагенное включение алмазами и перемещен на поверхность Земли восходящими магмами. Генезис стишовита в земных условиях обусловлен также глобальной мантийной конвекцией. Субдукционное погружение литосферных плит до слоя D” у жидкого ядра сопровождалось образованием стишовита, а затем его превращением в пост-стишовитовые фазы. При восхождении суперплюмов от слоя D” до земной коры вероятны перитектические реакции пост-перовскита и бриджменита, а затем рингвудита-акимотоита с расплавами с образованием стишовита и последующим его превращением в фазы SiO₂ низкого давления. С возникновением земной коры возобновляется импакт-метеоритный генезис стишовита. На поверхности Земли стишовит, образующийся в земных условиях, появляется как включение в сверхглубинных алмазах. Стишовит космического импактного синтеза сохраняется в метеоритных кратерах. В обоих случаях стишовит – метастабильная фаза.

Приводятся результаты U–Pb датирования, Nd–Sr–Pb изотопной систематики и геохимического изучения кварцевых диоритов, ассоциированных с рудоносными (Cu–Pd–Au–Ag) габбро Волковского массива, локализованного в пределах Платиноносного пояса Урала, у его восточной границы с силурийско-девонскими вулканогенными комплексами Тагильской мегазоны. Возраст кварцевых диоритов по данным U–Pb (TIMS) датирования 429 ± 9 млн лет, СКВО = 0.009. Sr–Nd–Pb изотопные характеристики (Ɛ_Nd(T) = +5.5 ÷ +6.7; (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_t = 0.70382−0.70392; ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.38–18.57; ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.56–15.58; ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb = 38.14–38.30) указывают на ювенильный источник с модельным возрастом 570–760 млн лет. Полученные данные не выходят за пределы значений, характерных для базальтов энсиматических островных дуг. Геохимические особенности гранитоидов Волковского массива (низкая концентрация РЗЭ, дифференцированность их спектра (La/Yb = 8–14) при слабой положительной Eu-аномалии (Eu/Eu* = 0.9–1.4)) согласуются с характеристиками расплавов, полученных в экспериментах по водному плавлению базитов в равновесии с амфибол-пироксеновым реститом. Аномальная концентрация стронция (более 1000 г/т) в кварцевых диоритах обусловлена высоким содержанием этого элемента в источнике. Таким источником могли служить наиболее ранние породы Платиноносного пояса Урала – оливиновые габбро и метаморфические породы их окружения. Одновозрастность кварцевых диоритов Волковского массива и монцонитоидов Кушвинского массива позволяет рассматривать эти породы как результат сближенного во времени плавления мантии и коры на завершающей стадии формирования Тагильской островодужной системы.

В работе дается комплексная оценка изменения интенсивности загрязнения почв и растений сосняков по мере удаления от основных источников загрязнения. В пределах лесостепной зоны Челябинской области выявлены зоны экологической напряженности по суммарным показателям загрязнения почв подвижными формами химических элементов и по уровню загрязнения корки сосны. Основными элементами-загрязнителями выступили Cr, Pb, Zn, Cd, содержание которых в почвах в десятки раз превосходило фоновые значения. Для корки сосны отмечены те же загрязнители и Cu, но их концентрации значительно ниже и превышают фоновые лишь в разы. Высокие значения коэффициентов корреляции между показателями загрязнения для почв и корки отмечены по Pb, Cu, Zn и суммарному показателю загрязнения. Содержание большинства изученных химических элементов в хвое сосны не превышает фоновые значения, но содержание Al и Ni на некоторых участках вблизи промышленных предприятий может в 2–4 раза превышать фоновые.