Том 24, № 3 (2024)
Статьи
Рифей Камско-Бельского авлакогена: перерывы и литогеохимия обломочных пород
Аннотация
Объект исследований – песчаники и глинистые породы нижнего, среднего и верхнего рифея (соответственно – кырпинской, серафимовской и абдулинской серий) Камско-Бельского авлакогена. Рассмотрены изменения свойственных им значений отношений ряда оксидов и некоторых редких и рассеянных элементов – индикаторов состава пород на палеоводосборах с учетом присутствующих в разрезе перерывов разной природы и длительности. Основной метод исследований – анализ характерных для песчаников и тонкозернистых обломочных пород (глинистых сланцев, мелкозернистых глинистых алевролитов и аргиллитов) основных литостратиграфических единиц разреза усредненных величин TiO2/Al2O3, Th/Sc, La/Co и (La/Yb)N и их изменения с учетом положения ниже поверхности перерыва и выше нее. Результаты. Установлено, что на протяжении всего рифея, вне зависимости от перерывов в осадконакоплении, связанных с теми или иными перестройками в областях питания и осадконакопления, литогеохимические характеристики и песчаников и тонкозернистых обломочных пород (SiO2/Al2O3, TiO2/Al2O3, Th/Sc, La/Co, (La/Yb)N и др.) не испытывали знчимых изменений. Выводы. Представленные в разрезе рифея Камско-Бельского авлакогена перерывы, по всей видимости, не оказали какого-либо существенного влияния на средние значения ряда индикаторных отношений – показателей состава пород на палеоводосборах (K2O/Al2O3, SiO2/Al2O3, TiO2/Al2O3, Th/Sc, La/Co и (La/Yb)N) в песчаниках и глинистых породах, залегающих ниже поверхностей перерывов и выше них. Это дает основание предполагать, что кардинальных изменений состава пород на палеоводосборах, окружавших такую крупную отрицательную структуру, как Камско-Бельский авлакоген, в течение рифея не происходило, как не происходило и принципиальных изменений путей поступления кластики в область седиментации, связанную с названной структурой.
Литосфера. 2024;24(3):429-450
429-450
Карбонатно-терригенные отложения нижнеукской подсвиты верхнего рифея в стратотипическом разрезе и их корреляция в пределах Башкирского мегантиклинория Южного Урала
Аннотация
Объект исследования. Детально изучены карбонатно-терригенные отложения нижней подсвиты укской свиты в разрезе на р. Юрюзань (к востоку от г. Усть-Катав Челябинской области) и сопоставлены с отложениями подсвиты в разрезах по рекам Басу, Зилим и Большой Инзер. Материал и методы. Дано развернутое описание стратотипического разреза; проведено исследование песчаников, алевролитов и известняков в шлифах; удаленные разрезы скоррелированы друг с другом. Результаты. Рассмотрены взаимоотношения нижнеукской подсвиты с подстилающими отложениями. Представлена детальная петрографическая характеристика пород. Толщи нижнеукской подсвиты прослежены между разрезами различных структурно-тектонических зон Башкирского мегантиклинория. Выводы. Комплекс признаков свидетельствует в пользу представлений о наличии перерыва в основании укской свиты даже в наиболее полных последовательностях (в которых представлена локально развитая шубинская толща миньярской свиты). В стратотипе и других представительных разрезах нижнеукская подсвита имеет выраженное трехчленное строение: она подразделена на нижнюю (существенно терригенную) ямаштинскую, среднюю (существенно карбонатную) аккостякскую и верхнюю (терригенно-карбонатную) авдырдакскую толщи. Данные литолого-фациального анализа позволяют предполагать смену обстановок от прибрежно-морских терригенных к мелководно-морским терригенно-карбонатным (средний и внутренний рамп) за счет колебаний относительного уровня моря и, вероятно, изменений климата. Установлено, что территория Сулеймановской антиклинали в укское время позднего рифея соответствовала дистальным обстановкам седиментации по сравнению с южными и западными (Алатауским антиклинорием) районами мегантиклинория.
Литосфера. 2024;24(3):451-478
451-478
Особенности вещественного состава верхнекаменноугольно-нижнепермских пород лосиноостровской свиты и роль внебассейновых источников в их формировании (Приполярный Урал)
Аннотация
Объектом исследований являются верхнекаменноугольно-нижнепермские породы лосиноостровской свиты Бельско-Елецкой структурно-формационной зоны, вскрытые на левом берегу р. Кожим в районе устья руч. Нортничаель западного склона Приполярного Урала. Методы оптико- и электронно-микроскопические (в т.ч. катодолюминесценция), анализы химический силикатный, карбонатный и рентгенодифракционный. Результаты и выводы. Изученные породы отнесены к трем основным группам: микстолитам (породам смешанного состава), карбонатолитам и силицитолитам, внутри каждой группы выделены разновидности. Микстолиты состоят из четырех главных компонентов: карбонатного, алевритистого, глинистого и кремнистого. Изменчивое соотношение породообразующих компонентов микстолитов отчетливо отразилось на дискриминационной модульной диаграмме ГМ–(Na2O + K2O), где ГМ = (Al2O3 + TiO2 + Fe2O3 + FeO + MnO)/SiO2). Обособились поля преимущественно кремнисто-алевритистых (кластер I), глинистых (кластер III), а также переходных (кластер II) микстолитов. Среди карбонатолитов выделены относительно чистые и алевритисто-глинисто-кремнистые известняки. Чистые известняки по форменным элементам разделены на биокластовые и пелоидно-микритовые. Силицитолиты представлены: 1) радиоляритами и радиоляриевыми спонголитами; 2) алевритисто-глинистыми силицитолитами и 3) вторичными кремнистыми образованиями. Количественные соотношения породообразующих компонентов показали, что более половины изученных микстолитов в основном сложены материалом внебассейнового происхождения. Относительно повышенные содержания внебассейного тонкого материала в карбонатолитах указывают на периодические ослабления гидродинамического режима во время накопления верхней части свиты. Изученные отложения, вероятно, формировались в обстановках дистального и проксимального рампов.
Литосфера. 2024;24(3):479-506
479-506
Кварциты хобеинской свиты Приполярного Урала: вещественный состав, возрастные ограничения и возможные источники сноса терригенного материала
Аннотация
Объект исследований. Кварциты, слагающие гребневую часть хр. Росомаха в северной части Ляпинского мегантиклинория на Приполярном Урале. Материал и методы. Из кварцитов выделены детритовые цирконы и выполнены оптические и изотопно-геохронологические U-Pb (LA-SF-ICP-MS) исследования. На основе химических анализов пород с использованием индикаторных соотношений и коэффициентов установлены условия образования отложений. Результаты. Определена стратиграфическая позиция кварцитов хр. Россомаха. Уточнены время и условия формирования хобеинской свиты. Дана оценка роли полиметаморфических комплексов Приполярного Урала как возможных источников сноса терригенного материала при формировании верхнедокембрийского разреза Приполярного Урала. Выводы. Установлена принадлежность кварцитов хр. Росомаха к хобеинской свите, возраст которой ограничивается интервалом 850–800 млн лет (инзерский уровень). Показано, что источниками сноса терригенного материала могли быть кристаллические комплексы Фенноскандии и Среднерусского орогена, а также полиметаморфические комплексы кристаллического фундамента Тимано-Североуральской окраины Восточно-Европейской платформы.
Литосфера. 2024;24(3):507-525
507-525
Минералы палладия и платины в рудах Au-Pd месторождения Чудное (Приполярный Урал, Россия)
Аннотация
Объект исследований. Минералы палладия и платины, локализованные преимущественно в прожилках хромсодержащей слюды (фуксите) в риолитах. Цель исследований. Уточнение особенностей локализации минералов платиновой группы, их видового разнообразия, определение состава минералов, взаимоотношений между минералами благородных металлов, установление последовательности образования. Методы. Изучались полированные шлифы из образцов руд и монтированных в эпоксидной смоле концентратов тяжелых минералов с использованием оптического и электронного микроскопов. Состав минералов определялся на сканирующем электронном микроскопе с энергодисперсионным спектрометром. Результаты. Основные Pd минералы месторождения – изомертиит/псевдомертиит и мертиит, второстепенные – атенеит и неназванный минерал платиновой группы Pd6BiSe, платиновый минерал – сперрилит. Изомертиит/псевдомертиит образует срастания с золотом любого состава и строения, а мертиит встречается только с относительно маломедистым золотом гомогенного строения, в связи с чем для значительных участков рудных зон характерно наличие одного из арсеноантимонидов палладия. В отдельных участках руд установлено замещение изомертиита/псевдомертиита мертиитом. Выводы. Формирование фукситовых прожилков и содержащихся в них самородного золота, палладиевых минералов и сперрилита связано с одной стадией минералообразования. Cr, Au, Pd и Pt в рудах составляют единую геохимическую ассоциацию, что свидетельствует об общем источнике этих элементов, в качестве которого наиболее вероятны производные базитгипербазитового магматизма.
Литосфера. 2024;24(3):526-546
526-546
Использование состава циркона и апатита при прогнозировании Cu-Mo-Au-порфирового оруденения в Пекинском и Тессемском массивах Таймыро-Североземельской складчатой области
Аннотация
Объект исследования. Тессемский массив гранитоидов расположен в Северо-Таймырской тектонической зоне в окружении кембрийских пород. Пекинский массив гранитоидов находится в пределах Центрально-Таймырский зоны в окружении метаморфизованных протерозойских пород. Цель. Разработка методики использования состава акцессорных минералов гранитоидов для определения перспектив развития связанного с ними Cu-Mo-Auпорфирового оруденения на примере Пекинского и Тессемского массивов п-ова Таймыр. Материалы и методы исследования. Изучены акцессорные цирконы и апатиты из двух проб гранитоидов Пекинского массива (П1, П2) и двух проб гранитоидов Тессемского массива (Т2, Т3). Состав минералов исследован с помощью EPMA Cameca SX100. Содержание элементов в минералах определено методом LA-ICP-MS при помощи NexION 300S с приставкой NWR 213. Результаты. Составы пород обоих массивов попадают в поля адакитов на классификационных диаграммах. Бóльшая часть цирконов из Пекинского и Тессемского массивов сформировались при температуре <738°С в достаточно окисленной магме с ΔFMQ = 0.6–2.6, что является благоприятным признаком для выявления Cu-Mo-Au-порфирового оруденения. Цирконы характеризуются повышенными отношениями (Eu/Eu*)/Y и (Ce/Nd)n/Y, что также является благоприятным, хотя и не очень надежным признаком для выявления порфирового оруденения. Значения отношений Eu/Eu* и Sr/Y в апатитах из Тессемского массива выше, чем в апатитах из Пекинского массива. Оценки фугитивности кислорода (logfO2), рассчитанные по Mn в апатитах для четырех проб, совпадают в пределах погрешности. Выводы. Рассмотрены особенности использования состава акцессорных минералов (циркон, апатит) для определения перспективности развития связанного с гранитоидами Cu-Mo-Au-порфирового оруденения. На основе анализа состава циркона и апатита показано, что данные минералы-индикаторы могут использоваться для ранжирования массивов гранитоидов по степени их потенциальной рудоносности. На примере изучения двух гранитных интрузий п-ова Таймыр удалось показать, что Тессемский массив является более перспективным для обнаружения связанного Cu-Mo-Au-порфирового оруденения, чем Пекинский массив.
Литосфера. 2024;24(3):547-565
547-565
Подземный городской остров тепла Екатеринбурга
Аннотация
Объект исследования. Подземное тепловое поле Екатеринбурга (подземный городской остров тепла). Цель исследования. Определить критерии аномальности среднегодовых температур горных пород в Екатеринбурге, выявить закономерности пространственного распределения подземных температур, на основе математического моделирования количественно оценить ключевые факторы формирования городского острова тепла и изменение теплосодержания горных пород. Материалы и методы. Основной экспериментальный материал получен авторами в ходе годового цикла геотермических исследований в наблюдательных скважинах Екатеринбурга (22 скважины) и фоновых участков (Дегтярского, Верх-Сысертского, Гагарского – 10 скважин). При интерпретации полученных материалов использованы статистические методы анализа и математические модели, описывающие влияния климата, локальных поверхностных аномалий температуры, фильтрации подземных вод на подземное тепловое поле. Результаты. Аномальными на глубине 20 м следует считать среднегодовые температуры, выходящие за пределы интервала 5°C < Тср < 6°C. Максимальная интенсивность городского острова тепла Екатеринбурга приурочена к плотно застроенным центральным районам города. Наиболее высокие температуры (Тср > 10°C) на глубине 20 м наблюдаются в скважинах, расположенных вблизи зданий или непосредственно в них. Для них характерно быстрое уменьшение температуры с глубиной. Умеренные аномалии (6°C < Тср < 10°C) наблюдаются вдали от зданий. Удаленность от центральных районов, по-видимому, играет более важную роль в формировании температурных аномалий, чем характер городских покрытий (асфальт, бетон, газоны). Фоновые (Тср < 6°C) температуры отмечены в скважинах, расположенных за пределами Объездной автодороги. Анализ характера затухания с глубиной годовых температурных колебаний позволил выявить в районе Городского пруда участок с интенсивной вертикальной фильтрацией – до 24 м/г. Наиболее значительные изменения теплосодержания в интервале 10–50 м связаны с утечками тепла из подвалов зданий (23–46) × 107 Дж/м2. Вместе с тем это тепло в количественном сопоставлении с общим расходом энергии, затраченной на отопление, составляет лишь сотые доли процента. Выводы. Впервые представлена характеристика подземного городского острова тепла крупного российского города. Полученные результаты могут найти применение при выработке стратегии развития мегаполисов в условиях меняющегося климата.
Литосфера. 2024;24(3):566-581
566-581