5. НАУКИ О ЗЕМЛЕ 54. Изучение строения и формирования

5. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
54. Изучение строения и формирования основных типов геологических структур и геодинамических закономерностей вещественно-структурной эволюции твердых оболочек Земли. Фундаментальные проблемы осадочного породообразования, магматизма,
метаморфизма и минералообразования.
Впервые рассмотрены и расклассифицированы долеритовые дайковые рои всего Урала,
названы ассоциирующие с ними в пространстве и во времени иные, родственные магматические комплексы. Выделяются следующие типы и возрастные уровни уральского дайкового
магматизма (собственные имена даны здесь по типовым местонахождениям). Эпиконтинентальный: среднерифейский машакский, позднерифейский аршинско-серебрянский, ордовикский кидрясовско-лемвинский, ордовикско-силурийский ушатский, девонский инзерско-тимаизский (наиболее протяженный из всех), раннекаменноугольный магнитогорскомугоджарский, триасовый борисовский. Многие из них так или иначе связаны с плюмовыми событиями. Океанический (спрединговый и надсубдукционный) (дайки в дайках): ордовикский океанический маньинский, девонский задуговый актогайский и девонский надсубдукционный хабарнинский. Связь их с плюмовыми процессами не устанавливается.
Проанализирован фактический материал по структурной геологии палеозоя и протерозоя
Южного Урала и Большого Кавказа, выявлены общие закономерности строения. Полученные
данные позволяют считать, что Транскавказская меридиональная зона докембрийско-палеозойских образований, простирающаяся с севера на юг через весь центральный сектор Большого
Кавказа от Манычского прогиба до Дзирульского выступа включительно является сложным аллохтоном по особенностям состава и строения сопоставляемым с одновозрастными образованиями Урала.
Установлено, что благороднометальная геохимическая специализация диабаз-пикритовых силлово-дайковых комплексов западного склона Южного Урала свидетельствует о значительном рудогенерирующем потенциале этого типа магматизма. Общая «сидерофильность»
специализации и обогащенность Au по сравнению с мантией может служить объяснением
наличия многочисленных аномальных содержаний золота (с постоянным присутствием Pt),
выявленных в терригенных породах региона.
Установлен U/Pb возраст (по бадделеитам и цирконам) никеленосных интрузивов Худолазовского комплекса (324,78±0,46 – 328,90±0,78). Рассмотрено их внутреннее строение, отражающее характер и степень дифференциации.
55. Периодизация истории Земли, определение длительности и корреляция геологических событий на основе развития методов геохронологии, стратиграфии и палеонтологии.
Работы по датированию вулканитов в типовых разрезах рифея и венда Башкирского мегантиклинория привели к существенной (до 100 млн. лет) корректировке возраста границ
выделенных здесь стратиграфических подразделений, позволили перенести из венда в рифей новое подразделение – аршиний, и подчеркнули необходимость учета полученных данных при совершенствовании международной и общероссийской шкалы протерозоя.
На примере хитинозой, конодонтов и граптолитов показано, что всплеск массового появления пелагической фауны в раннем дарривилии (средний ордовик) сменился обеднением
таксономического разнообразия в среднем ордовике, которое может быть связано с углублением бассейна и сменой мелководных фаций глубоководными.
Прослежены изменения конодонтовых биофаций в разрезах ордовика и силура от шельфовой в сторону открытого моря, а также изменение конодонтовых биофаций в палеошель89
фовых отложениях ордовика по вертикали. Бульшая часть разреза набиуллинской свиты (O3S1) охарактеризована таксонами холодноводной Северо-Атлантической провинции. В верхней части разреза отмечается появление таксонов, характерных для тепловодной Мидконтинентальной провинции. Для каждой фациальной зоны установлена последовательность конодонтовых комплексов в разнофациальных разрезах ордовикских отложений, проведена их корреляция.
Впервые в лохковских отложениях в разрезах широтного течения р. Белой выявлена последовательность конодонтовых комплексов, сопоставимых со стандартной конодонтовой
шкалой.
Для восточного склона Южного Урала данные по отпечаткам конодонтов из кремнистых
пород обобщены в сводной таблице, представляющей последовательность характерных конодонтовых комплексов, коррелируемых с конодонтовым стандартом Международной стратиграфической шкалы.
Предложен проект Унифицированной части обновленной Стратиграфической схемы карбона Урала. Стратиграфические границы и объемы подразделений приведены в соответствие с решениями МСК. Уточнен и дополнен список зональных комплексов макрофауны
(аммоноидеи) и микрофауны (фораминиферы, остракоды, конодонты).
Подготовлена объяснительная записка к корреляционной части региональной стратиграфической схемы для районов Западно-Уральской и Центрально-Уральской зон в пределах
Южного Урала.
Обновлена литологическая и палеонтологическая характеристика стратиграфических подразделений карбона Сакмаро-Икского и Киинско-Шандинского районов Центрально-Уральской зоны на основе современных данных.
Сделан анализ таксономического разнообразия фораминифер на рубеже девона и карбона
в типовых и опорных разрезах Южного Урала. Дана характеристика стратиграфического распространения остракод в верхневизейских и нижнесерпуховских отложениях опорных разрезов Русской платформы, сделан анализ изменения видового разнообразия остракод на рубеже визейского и серпуховского веков в мелководных и глубоководных фациях.
Впервые выделены и охарактеризованы стратотипы свит миоцена Южноуральского региона. ИГ
56. Физические поля Земли: природа, взаимодействие. Геодинамика и внутреннее строение Земли.
Получены новые палеомагнитные данные по осадочным породам верхневендской зиганской свиты западной части Башкирского антиклинория, который представляет собой восточную окраину Балтики. Выделена высокотемпературная компонента намагниченности, о
первичном возрасте которой говорит наличие прямой и обратной полярности и положительный тест обращения. Вычисленный средний палеомагнитный полюс по зиганской свите очень хорошо согласуется с поздневендскими данными по юго-восточному побережью
Белого моря [Popov et al., 2002; 2005; Iglesia Llanos et al., 2005]. Расстояние в 1600 км между
этими объектами является дополнительным доводом в пользу первичности высокотемпературной компоненты (ВТК) намагниченности зиганской свиты. Вычисленная по нашим данным палеоширота позволяет поместить западный склон Южного Урала в поздневендское
время в приэкваториальные широты (<10є, N или S) (Рис. 36). ИГ
58. Геология месторождений полезных ископаемых; научные основы формирования
минерально-сырьевой базы.
Разработана модель надсубдукционной металлогенической зональности палеовулканических поясов Южного Урала. В процессе субдукции происходит нарастание давления и температуры, изменение состава субдукционных флюидов, что ведет к созданию условий для экстракции, мобилизации и концентрации рудных элементов с различными геохимическими
свойствами. Ряд рудных элементов Cr, Fe,Co, Cu, Zn, Mo, Sn, Ba, W, Au, Pb по нарастанию
90
91
Рис. 36.
Кривые миграции магнитного полюса и положение верхневендских полюсов для Балтики (прямые крестики
– Зимний Берег, Белое море (Popov et al., 2002; 2005; Iglesia Llanos et al., 2005); Наклонный крестик – южная
Волынь (Elming et al., 2007); звездочка с овалом доверия – данная работа). 480 – раннеордовикский полюс для
Балтики (Torsvik and Cocks, 2005). (Получено совместно с ГИН РАН.)
Лаборатория геофизики, зав. лаб., д.ф-.м.н. И.В. Голованова.
Институт геологии УНЦ РАН
порядковых номеров и атомного веса довольно точно соответствует обобщенной схеме металлогенической зональности надсубдукционных магматических поясов.
Проявления металлогенической зональности в надсубдукционных зонах известны в большинстве окраинноконтинентальных и островодужных систем и имеют устойчивый фундаментальный характер [Силлитоэ, 1974, Рундквист, 1985, Серавкин, 2010, Ферштатер и др.
2010]. Установлено, что смена вулканических поясов на Южном Урале с колчеданными месторождениями Co-Cu ’! Cu-Zn ’! Zn-Cu ’! Zn-Cu-Au-Ba-Pb и гидротермальными Аu - W имеет тот же общемировой закономерный характер и связан с процессом палеосубдукции и рифтогенеза в палеозое Южного Урала.
Разработана модель образования золотого оруденения в углеродистых отложениях. Показано, что благороднометальная минерализация в разнофациальных углеродистых комплексах имеет полигенную осадочно-гидротермально-метаморфогенную природу. Промежуточное надкларковое обогащение золотом происходило на седиментационно-диагенетическим
этапе, последующая перегруппировка и концентрация металла в рудные залежи осуществлялись на активизационном этапе развития при участии термоградиентного динамометаморфизма и зонального контактового метаморфизма (Рис. 37).
Установлено, что рудовмещающие углеродистые отложения Амурского стратиформного
цинкового месторождения несут Pd-Au-W минерализацию. При промышленной отработке
цинковых руд данного объекта вопрос о попутном извлечении благородных и редкометальных элементов будет весьма актуальным.
Изучены изотопные, геохимические и термоэлектрические особенности сульфидной минерализации на рудопроявлении Багряшка, локализованного в нижнерифейских отложениях южной части Башкирского антиклинория. Выделено два типа пиритовой минерализации
и установлены изотопно-геохимические характеристики золотоносного пирита. По результатам исследования предложена трехстадийная модель образования рудопроявления.
Проведены работы по эколого-геохимическому мониторингу техногенного объекта – отвалов и карьера отработанного колчеданного месторождения Куль-Юрт-Тау, где ранее установлено негативное влияние окисляющихся сульфидов на окружающую среду. Техногенный
гипергенный процесс исследован в динамике. Предложена методика селективного извлечения высокотоксичных и ценных элементов и технологическая схема, в основе которой заложены - процесс получения сульфата железа и высокотехнологичных продуктов на его основе
- порошкового железа и металлокомплексного катализатора. В лабораторных условиях получены опытные образцы.
Выявлен новый источник кварцевого сырья высших сортов (КПХЧ-1 и КПХЧ-2) в северо-западной части Орско-Баймакской депрессии в рыхлых отложениях четвертичного и неогенового возраста с большими прогнозными ресурсами, составляющими в сумме по категории Р1+Р2 - 52 млн. т, в том числе по кремнию – 24 млн. т. Поверхностный характер рыхлых
отложений делает разработку и обогащение их открытым способом экономически выгодной.
В том же районе установлены значительные ресурсы других дефицитных минералов, которые можно извлекать попутно с кварцем: циркон (920 тыс. т), титановые минералы (рутил, ильменит, лейкоксен) – 14,3 млн. т, каолинит (560 млн. т), гранат – 47 млн. т. ИГ
62. Динамика и охрана подземных и поверхностных вод. Ледники. Проблемы водообеспечения страны.
Гидрогеохимическими исследованиями установлено, что на Южном Урале маломинерализованные кислородно-азотные воды зоны гипергенеза, образующиеся главным образом в
результате гидролитических взаимодействий в системе «вода – силикатная порода», на глубине >1 км сменяются солеными водами, а >2-3 км - метановыми рассолами, содержащими
спектр галофильных и биофильных микроэлементов. Рассолы связаны с осадочными, вулканогенно- осадочными и осадочно-метаморфическими толщами РR2-РZ, оказались изолированными от воздействия гипергенных факторов. В своем большинстве рассолы являются
92
93
продуктом седиментогенеза в талассогенных бассейнах различной солености и последующей метаморфизации в породах по механизму альбитизации, доломитизации и др. ИГ
94