Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Связь поверхностных структур земной коры с глубинными: Материалы XIV международной конференции. Часть 1

Голосов: 0

Сборник включает материалы, представленные на Международную конференцию "Связь поверхностных структур земной коры с глубинными". Конференция является традиционной ежегодной конференцией научного сообщества России и сопредельных стран в области современной геодинамики, эндогенных иэкзогенных процессов. В научных статьях рассматривается широкий круг проблем: соотношение между поверхностными и глубинными структурами земной коры и верхней мантии; процессы в коре и верхней мантии, состояние и состав геосфер Земли; крупномасштабные неоднородности литосферы регионов Евразии по геофизическим данным; магматизм, металлогения и некоторые вопросы петрофизики; современные геологические и геофизические процессы, сейсмичность на примере регионов; тектоника, глубинное строение, палео- и современная геодинамика; эволюция земной коры и минерагенический потенциал Евро-Арктического региона. Сборник представляет интерес для широкого круга специалистов в области геологии и геофизики, а также для преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений соответствующих специальностей.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
                         МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ




      Рис. 2. Средние величины скорости продольных VP и сдвиговых VS волн некоторых приповерхностных
                 и глубинных образцов в зависимости от давления (а), (b) и температуры (c), (d) [3].
          Образцы Р5 и РР363 отобраны на земной поверхности. Образцы 31115 и 36058 изготовлены из керна Кольской СГ-3

       Анализ данных показал, что механизм передачи упругих возмущений в микротрещиноватой породе
одинаков как для продольных, так и для сдвиговых волн. Однако в породе, находящейся под давлением, при
котором микротрещиноватость не оказывает существенного влияния на скорость распространения колебаний,
прирост скорости продольных волн с увеличением глубины происходит быстрее, чем поперечных.
       Особо следует отметить роль упругой анизотропии как одного из параметров, характеризующих свойства
глубинных пород. Способ оценки тенденции изменения средних величин скорости распространения продольных и
поперечных волн с возрастанием глубины не всегда пригоден для сугубо анизотропных пород. Как показал опыт
изучения разреза СГ-3, большая часть образцов метаморфизованных пород, вскрытых этим разрезом, обладает
анизотропией упругих свойств [5]. Упругая анизотропия существенным образом влияет на процессы распростра-
нения сейсмических колебаний в земной коре. Параметры анизотропии на разгруженных, извлеченных из значи-
тельной глубины образцов, не соответствуют тем, которые присущи породам в массиве [3].
       Характеристики анизотропии в зависимости от приложенной всесторонней нагрузки в поверхностных и
глубинных образцах приведены в работах [3, 4]. Результаты расчета коэффициента анизотропии АP представлены
на рис. 3. Согласно данным рис. 3 наблюдается, в целом, существенное снижение показателя АP для глубинных по-
род при возрастании давления. Например, для образцов 43560, 43726 коэффициент АP изменяется при повышении
давления в десятки раз. Для образцов 31115, 36058 он изменяется более чем в 3 раза. Причем, самое большое изме-
нение этого параметра происходит в диапазоне нагрузок 1-100 МПа. Слабую анизотропию, сравнительно мало ме-
няющуюся при возрастании нагрузки (рис. 3), показали поверхностные образцы.
       Упругая (скоростная) анизотропия, в отличие от величин скорости распространения упругих колебаний, су-
щественно снижается при росте давления. Вместе с этим, при РТ-условиях массива анизотропия пород может дос-
тигать 18% по скорости продольных и 38% – по скорости сдвиговых волн [6].


140


                         МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

       В целом, сравнивая глубинные и приповерхностные породы можно сделать вывод, что на скоростные (сейс-
мические) свойства первых микротрещиноватость и трещиноватость оказывает влияние до глубин ~3-5 км (в пре-
делах до нагрузок 100-150 МПа). На больших глубинах их свойства определяются (за исключением зон разуплот-
нения) кристаллической основой породы. В метаморфических породах на распространение сейсмических волн су-
щественное влияние будет оказывать упругая (скоростная) анизотропия.




                            Рис. 3. Зависимости показателя анизотропии AP, рассчитанного
                      по скорости распространения продольных волн, от приложенного давления.
                                     Образцы №№ Z1, P2, P5, M1 отобраны на земной поверхности.
                      Образцы 26975, 31115, 35400, 36058, 38098S, 43560, 43726 изготовлены из керна Кольской СГ-3

      Поскольку приведенные результаты опираются на прямые экспериментальные исследования глубинного
вещества, по нашему мнению, их следует учитывать при построении геофизических скоростных разрезов земной
коры в кристаллических массивах.
        Работа поддержана грантом № 07-05-00100 Российского Фонда фундаментальных исследований.

                                                          ЛИТЕРАТУРА

        1. Горяинов П.М., Давиденко И.В., Горбацевич Ф.Ф., Ланев В.С., Медведев Р.В., Смирнов Ю.П. Теоретические и экспе-
риментальные основы тектоно-кессонного эффекта (явления дезинтеграции), геодинамические следствия. Глубинное строение
и геодинамика кристаллических щитов Европейской части СССР. Апатиты: Изд-во КНЦ АН СССР. 1992. С. 136-144.
        2. Горбацевич Ф.Ф. Акустополярископия горных пород. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН. 1995. 204 с.
        3. Kern H., Popp T., Gorbatsevich F., Zharikov A., Lobanov K.V. and Smirnov Yu.P. Pressure and temperature dependence of
Vp and Vs in rocks from the superdeep well and from surface analogues at Kola and the nature of velocity anisotropy // Tectonophysics.
2001. V. 338. P. 113-134.
        4. Головатая О.С., Горбацевич Ф.Ф., Керн. Х, Попп Т. Свойства некоторых пород из разреза Кольской сверхглубокой
скважины при изменении РТ-параметров // Физика Земли. № 11. 2006. С. 1-14.
        5. Горбацевич Ф.Ф., Головатая О.С., Ильченко В.Л., Керн Х., Попп Т., Смитсон С., Ай Е., Христенсен Н. Упругие свой-
ства некоторых образцов пород по разрезу Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3), определенные при атмосферных условиях
и условиях «in situ» // Физика Земли. № 7. 2002. С. 46-55.
        6. Строение литосферы российской части Баренц-региона / Под ред. Н.В. Шарова, Ф.П. Митрофанова, М.Л. Вербы,
К. Гиллена. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. 2005. 318 с.


                                                                                                                                  141


                   МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

                      РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
                В ОНЕЖСКОЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СКВАЖИНЕ (при забое 2073 м)

                        Горбачев В.И., Есипко О.А., Неронова И.В., Шахрай А.В.
                                ОАО НПЦ «Недра», г. Ярославль, log@nedra.ru

      Бурение проводится ОАО НПЦ «Недра» (правопреемник ФГУП НПЦ «Недра» с 8 мая 2007 г.), располо-
женным в г. Ярославле, ул. Свободы 8/38. Проектная глубина скважины – 3500 м. Проектный горизонт – мигмати-
зированные гранито-гнейсы архейского возраста, залегающие ниже вулканогенно-осадочного комплекса метамор-
физованных образований нижнего протерозоя.
      Геофизические исследования проводятся специалистами КГП ОАО НПЦ «Недра».

                           КОМПЛЕКС ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
       Для изучения физических свойств, геохимических параметров, литологических особенностей, литолого-
стратиграфического расчленения разреза, выделения зон трещиноватости, тектонического дробления, выяснения
характера их насыщения флюидом проведен следующий комплекс ГИС: ст.каротаж КС (2 зонда), ПС, БК, ИК,
БМК+МКВ, КМВ, КМП, резистивиметрия, ГК, СГК, ГГК-П (плотностной), НГК, ННК-Т, ННК-НТ, АКШ, (ФДК,
ВК), кавернометрия-профилеметрия, термометрия, резистивиметрия, инклинометрия.
       Для литолого-стратиграфической привязки сейсмических отражающих горизонтов, необходимой для повы-
шения качества интерпретации сейсморазведочных данных МОГТ и уточнения структурных условий, в Онежской
параметрической скважине планируется выполнение НВСП.

                                ФОРМИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ГИС
      Сформированная база данных ГИС Онежской скважины включает 189 003 п.м. каротажных кривых.
      По околоскважинному пространству собран материал ГИС и сформирована база данных по следующим
опорным скважинам:
      1. Западно-Вашозерская № 1
      2. Восточно-Ровкозерская № 4
      3. Укшозерская № 5
      4. Северо-Пялозерская № 9
      5. Северо-Ровкозерская № 2
      6. Северо-Сундозерская № 8.
      Сформированная БД насчитывает 12 194 п.м. каротажных кривых, а также данные исследований керна и
шлама.

                                 РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ГИС
       В результате комплексной интерпретации материалов ГИС Онежской параметрической скважины и опор-
ных скважин околоскважинного пространства проведено литологическое расчленение разреза скважины, установ-
лены основные литолого-стратиграфические границы, определена их природа, выделены интервалы с обильной
рудной вкрапленностью, породы с повышенным содержанием урана, зоны разуплотнения. Ниже приводится гео-
физическая характеристика разреза.
       Вашозерская свита (9-38 м).
       Представлена супесчаными породами с галькой и валунами по данным исследований керна соседних опор-
ных скважин. Открытый ствол характеризуется вывалами пород из стенок скважины и образованием каверн глу-
биной более 500 мм.
       Кондопожская свита (38-259 м).
       Верхняя подсвита (интервал 38-126.5 м) представлена переслаиванием полимиктовых песчаников с алевро-
литами, аргиллитами и конгломератами (по данным исследований керна скважин Северо-Ровкозерская №2, Запад-
но-Вашозерская №1). Породы подсвиты характеризуются высокими значениями естественной радиоактивности до
6 мкР/час, связанными с повышенным содержанием калия, средними значениями тория и урана. Значения удель-
ного электрического сопротивления пород (УЭС) составляет 150-170 Омм. Границей между подсвитами является
брекчированные песчаники в интервале 122-126.5 м, которые характеризуются понижением интервальных времен
упругих волн до 180 мкс/м на фоне 340 мкс/м по продольной волне и 320 мкс/м на фоне 570 мкс/м по поперечной
волне, УЭС в пласте снижается до 30-50 Омм.
       Нижняя подсвита в интервале 126.5-259 м сложена граувакковыми песчаниками, алевролитами и аргилли-
тами с прослоями конгломератов. В пределах нижней подсвиты показания естественной радиоактивности понижа-


142


                    МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

ются до 4 мкР/час, показания УЭС существенно не меняются. С глубины 218 м до отметки 238 м разрез сложен,
возможно, конгломератами, характеризующимися понижением УЭС до 30-100 Омм, высоким содержанием калия
(до 3 %) и средними значениями тория и урана 4 и 2 PPM соответственно.
       В интервале 238-259 м – зона брекчированных пород на контакте кондопожской и суйсарской свит. В об-
ломках брекчии, судя по геофизическим характеристикам, породы кондопожской свиты – вулканомиктовые песча-
ники и алевролиты. УЭС в пределах первого десятка Омм, интервальные времена продольной волны – 300-310
мкс/м, поперечной волны – 650 мкс/м, содержание калия до 1.5-2 %.
       Суйсарская свита (259-876 м).
       Вскрытый разрез суйсарской свиты представлен лавами базальтов и меланобазальтов, туфами и туффитами,
меланобазальтами. УЭС в пределах первого десятка Омм, интервальные времена продольной волны – 300-310
мкс/м, поперечной волны – 650 мкс/м, содержание калия снижено до 0.5 %, что соответствует содержанию калия в
базальтах по литературным источникам.
       Литологическое расчленение разреза проводилось, в основном, по данным СГК, как одного из профили-
рующих методов, отражающих вещественный состав пород, а также по АКШ, БК, ГГК-П и данным скважинной
магниторазведки.
       Базальты и меланобазальты выделяются пониженным содержанием калия (до 0.5 %), тория до 2 PPM, объ-
емной плотностью по ГГК-П в среднем 2.8-2.86 г/см3. Лавы базальтов по СГК определяются по содержанию калия
до 1 %, тория 2-2.5 PPM, объемная плотность составляет от 2.8 до 2.92 г/см3. В туфах и туффитах содержание ка-
лия превышает 1 %, содержание тория составляет 2-3 PPM, объемная плотность по ГГК-П в среднем 2.75-2.8 г/см3.
УЭС базальтовой толщи меняется в широких пределах: от 1до 10 Омм в верхней части разреза и от 1000 до 10000
Омм в нижней части. Интервальное время продольной волны в базальтах составляет в среднем 165 мкс/м, попе-
речной – 300 мкс/м. По АКШ в интервалах 395-397 м и 475-486 м выделяются зоны разуплотнений. Долериты и
диабазы по данным СГК характеризуются низким содержанием калия (менее 0.4 %), объемной плотностью по
ГГК-П 2.9-2.95 г/см3, интервальным временем Р-волны – (150-160) мкс/м, S-волны – (280-290) мкс/м. Содержание
урана в исследуемом интервале остается стабильным и в среднем не превышает 1 %. По данным КМВ и КМП раз-
рез сложен практически немагнитными породами. Интервалы оруденения отсутствуют.
       С глубины 538 м по данным исследований керна, шлама и ГИС разрез сложен в интервале 538-584 м пре-
имущественно диабазами, в интервале 584-652 м преимущественно черными сланцами, интервал 652-870 м пред-
ставлен, в основном, долеритами и ниже переслаиванием долеритов и черных сланцев с обильной сульфидной
вкрапленностью.
       Черные сланцы отмечаются высокими содержаниями ЕРЭ (К до 2 %, Th до 4 PPM, U до 1.5 PPM). УЭС ме-
няются от 10 до 1000 Омм. Показания ГГК-П в среднем составляют 2.75 г/см3. Интервальные времена P- и S-волн
160 и 300 мкс/м соответственно.
       Долериты характеризуются низкими содержаниями ЕРЭ: K – 0.4 %, Th – 0.8 PPM, U – 0.4 PPM. Показания
ГГК-П максимальные – 3.0 г/см3, интервальные времена Р-волны – 140-150 мкс/м, S-волны – 255-265 мкс/м, УЭС
максимальные – больше 10000 Омм.
       В интервалах 652-655 м, 720-723 м, 790-798 м, 813-818.5 м, 832-834 м, 876.5-914 м, 945-949 м выделяются
зоны сульфидной вкрапленности. По данным АКШ и ГГК-П эти зоны отмечаются как разуплотненные. По СГК
содержания ЕРЭ в этих интервалах максимальные: К до 6 %, Th до 8 PPM, U возрастает до 30 PPM, что характерно
для трещиноватых пород. УЭС минимальные и составляют первые Омм. На кривых составляющих магнитного по-
ля в интервале 876.5-914 м наблюдаются скачки, соответствующие аномалии пересечения, и возрастание магнит-
ной восприимчивости от 10000 до 12000 10-5 ед. СИ.
       Заонежская свита (876-2070 м)
       Вскрытый разрез заонежской свиты в интервале 876-1380 м представлен черными и серыми сланцами, алев-
росланцами, а также долеритами.
       Долериты по данным СГК характеризуются низким содержанием калия (менее 1 %), тория (от 1 до 6 PPM),
урана (1-2 PPM), интервальным временем Р-волны – (140-150) мкс/м, S-волны – (265-285) мкс/м, высокими и мак-
симальными значениями УЭС по БК.
       Сланцы отмечаются повышением естественной радиоактивности по калию в среднем до 3 %, по урану в
среднем до 8 PPM, по торию в среднем до 8 PPM. В разрезе заонежской свиты аномально высокими значениями
содержания урана (30-40 PPM) выделяются несколько интервалов, приуроченных к сланцам. В интервале 1106-
1118 м содержание урана достигает 97 PPM, что соответствует 0.01 % от общего объема породы. По данным аку-
стического каротажа сланцы отмечаются интервальным временем Р-волны 160-170 и более мкс/м, S-волны 290-
320 и более мкс/м, пониженными значениями УЭС (от единиц до первых десятков Омм), что связано с наличием
рудной вкрапленности.
       С глубины 1380 м до 1496 м разрез представлен преимущественно диабазами, которые отделяет от нижеле-
жащей толщи габбро-диабазов зона дробления в интервале 1496-1499 м.


                                                                                                          143


                    МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

       Диабазы и габбро-диабазы отмечаются низкими значениями содержания тория и урана (0.5-3 PPM), сред-
ним и низким содержанием калия (до 1 %), высокими УЭС, значениями интервального времени Р-волны 150-160
мкс/м, S-волны 280-290 мкс/м.
       В интервалах 1077-1092 м, 1101-1106 м, 1400-1406 м, 1540-1544 м, 1583-1597 м в разрезе выделяются поро-
ды, характеризующиеся минимальными значениями естественной радиоактивности (содержание калия – 0.1-0.3 %,
тория 0.2-0.3 PPM, урана 0.3-0.4 PPM). По описанию керна это черные глинистые сланцы с жилками, выполненны-
ми карбонатом.
       По данным КМВ и КМП в разрезе заонежской свиты выделены интервалы с обильной рудной вкрапленно-
стью: 882-914 м, 945-949 м, 1011-1014 м, 1068-1077 м, 1107-1126 м, 1221-1229 м, 1350-1361 м, 1396-1406 м, 1417-
1425 м, 1430-1443 м, 1495-1499 м, 1535-1545 м, 1588-1598 м, 1684-1702 м, 1686-1691 м, 1717-1777 м, 1784-1792 м,
1798-1805 м, 1870-1900 м, которые приурочены, в основном, к контактам между сланцами и интрузивными поро-
дами и совпадают с интервалами трещиноватости по АКШ и радиоактивных аномалий по СГК.
       По данным ГИС кровля нижней подсвиты заонежской свиты предположительно отмечается на глубине
1903 м.
       В интервале 1903-2070 м разрез сложен, в основном, зелеными доломитовыми сланцами и алевросланцами.
Породы характеризуются высокими и максимальными значениями УЭС, высокими значениями естественной гам-
ма-активности за счет повышенного содержания калия и в меньшей степени тория, значениями интервального вре-
мени Р-волны 170 мкс/м, S-волны 320 мкс/м, объемной плотностью 2.8 г/см3.
       В интервале 2018-2070 м разрез представлен черными сланцами, характеризующимися по керну сильной
трещиноватостью. По данным АКШ открытая горизонтальная и субгоризонтальная трещиноватость в породе от-
сутствует.
       В интервалах 1792-1795 м, 1866-1871 м, 1900-1903 м, 1915-1918 м в разрезе выделяются кремнистые поро-
ды, характеризующиеся минимальными значениями естественной радиоактивности (содержание калия – 0.1-0.3 %,
тория 0.2-0.3 PPM, урана 0.3-0.4 PPM).


            СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДРЕВНИХ СТРУКТУР
              И ЛИНЕАМЕНТНЫХ ФОРМ УЧАСТКА ВЕП (на примере Подмосковья)

                                     Горбунова Э.М., Иванченко Г.Н.
       Институт динамики геосфер РАН, г. Москва, emgorbunova@idg.chph.ras.ru, ivanchenko@idg.chph.ras.ru

       Сопоставление древнего и современного структурных планов территории направлено на выделение
участков унаследованного геодинамического развития. Выбранный масштаб исследований контролирует ранг
структур, прослеживаемых в системе кристаллический фундамент – осадочный чехол – рельеф. На данном
этапе проведена апробация усовершенствованной методики автоматизированного дешифрирования (пакет
LESSA). Линеаментные формы фиксируются в виде протяженных линеаментных структур, составленных из
малых фотолинеаментов близкого простирания. Кроме того, выделяются «линии тока» (достоверно установ-
ленные векторы, характеризующие удлинение роз- диаграмм малых фотолинеаментов в скользящем окне)
применительно к центральной части Восточно-Европейской платформы (ВЕП) – Подмосковному региону. В
качестве геологической основы для интерпретации линеаментного рисунка использованы схемы структур по-
верхности кристаллического фундамента, карты дочетвертичных и четвертичных отложений Московской об-
ласти масштаба 1: 500 000 [1, 2].
       При обработке космоснимка системы "Landsat" с разрешением около 30 м наряду с автоматизирован-
ной методикой привлечены результаты мануального дешифрирования, позволившие заверить положение и
основные направления протяженных линеаментных зон. Сочетание методик подтверждает наличие морфо-
метрических неоднородностей в современном рельефе. В то же время, автоматизированное дешифрирование
способствует количественному и качественному приросту информации, позволяющему получить более пол-
ную характеристику линеаментных форм и провести корректный геодинамический анализ территории.
       Впервые линеаментный анализ выполнен с учетом интерпретации отчетливо выраженных «линий то-
ка», соответствующих преимущественной ориентировке направления удлинения роз трещиноватости, под-
черкивающих границы, положение и состояние основных морфоструктур. Элементы более высокого порядка
при заданном размере расчетной скользящей «ячейки» не выражены самостоятельно, имеют подчиненное
значение и входят в ансамбль региональных структур, интерпретируемых в рамках предложенного пакета
LESSA. При дешифрировании космоснимка учтена высокая техногенная освоенность территории (наличие
крупной Московской агломерации) путем искусственной отбраковки линеаментных зон, связанных с антро-
погенной деятельностью, и опорой на статистические методы анализа линеаментов, устойчивые к шумам.


144


                         МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

       Структура фундамента центральной части ВЕП представляет собой гетерогенное образование и отчетливо
разделена по петрофизическим, вещественным, стратиграфическим и тектоническим особенностям строения на
шесть структурно-вещественно-петрофизических областей (СВПО) [2]. К наиболее древним архей-раннепротерозой-
ским фрагментам в кристаллическом основании отнесены Лотошинская и Сокольническая СВПО. Относительно мо-
лодая архей-позднепротерозойская Московская СВПО срезает структуры Дмитровской и Серпуховской (рис.).




         Совмещенный план современных линеаментных форм и древних структур центральной части ВЕП
                                          (Московская область)
(1 – 3 – линеаментные формы, выделенные: 1 – мануально; 2, 3 – с использованием программного пакета LESSA: 2 – протяженные
линеаментные формы, 3 – линии тока; 4 – границы структур поверхности кристаллического фундамента, и их номера; 5 – границы между СВПО
и их номера; 6 – современная гидрография)
Главные формы рельефа поверхности кристаллического фундамента:
– положительные (Решетниковский вал – 2, Тучковско-Черноголовкинский выступ – 6, Домодедовский выступ – 8, Северо-Мещерский выступ
– 11, Рошальский выступ – 13, Серпуховско-Каширский выступ – 15, Куровский гребень – 14);
– переходные (Микулинская ступень – 1, Запрудненская ступень – 3, Рузско-Софринская ступень и Звенигородская депрессия – 5, Коломенские
валы – 10, Новомосковская ступень – 16);
– отрицательные (Гжатско-Сергиев-Посадский авлакоген – 4, Подмосковный авлакоген – 7, Пачелмский авлакоген – 9, Кривандинская
депрессия – 12)
Структурно-вещественно-петрофизические области (СВПО): Лотошинская – I, Дмитровская – II, Московская – III, Серпуховская – IV,
Веневская – V, Сокольническая – VI.


                                                                                                                                   145


                    МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

       Ориентировка осевых линий региональных тектонических нарушений, сопряженных с границами СВПО,
меняется с северо-восточного направления на субширотное. Тектонические границы областей выражены в сильно
дифференцированном рельефе поверхности кристаллического фундамента, зафиксированном по данным бурения
глубоких скважин на абсолютных отметках от – 900 м в пределах главных положительных структур до – 4000 м
для главных линейных отрицательных структур. Перепады высот достигают 3100 м. Часть внешних границ глав-
ных положительных структур поверхности кристаллического фундамента (Решетниковский вал, северо-восточная
и южная границы Серпуховско-Каширского выступа, северо-западная граница Северо-Мещерского выступа) и от-
рицательных структур (южные борта Гжатско-Сергиев-Посадского и Подмосковного авлакогенов, северная и юго-
восточная границы Пачелмского авлакогена) приурочены к региональным и локальным тектоническим границам
между СВПО (рис.).
       Особое место в тектоническом развитии осадочного чехла территории исследований занимает этап заложе-
ния Московской синеклизы, интенсивно прогибавшейся к север-северо-востоку. В результате современная поверх-
ность кристаллического фундамента регионально наклонена в северо-восточном направлении. Соответственно, де-
вонско-каменноугольный комплекс, образованный терригенными и терригенно-карбонатными породами, наибо-
лее полно представлен на северо-востоке территории.
       Юрско-меловой комплекс, сложенный преимущественно континентальными и морскими глинисто-песча-
ными образованиями, имеет ограниченное распространение в центре, на северо-востоке и юге [1]. Неогеновые от-
ложения распространены фрагментарно, преимущественно в центре территории, выполняют эрозионные ложби-
ны, врезанные в карбон. Четвертичные отложения, представленные континентальными образованиями, развиты
повсеместно.
       Рельеф региона представлен равнинами разного типа: пологоволнистой, холмистой и грядово-холмистой.
Абсолютные отметки высот варьируют от 280-310 м на северо-западе (Смоленско-Московская возвышенность) и
на севере (Клинско-Дмитровская гряда) до 120-160 м на востоке (Мещерская низменность).
       Крупные неотектонические структуры отличаются разной степенью согласованности со структурными пла-
нами осадочного чехла и поверхности кристаллического фундамента и находят соответствующее выражение в по-
ле линеаментов. В пределах рассматриваемой территории прослежены серии разноориентированных линеамент-
ных зон I-го порядка, сопровождаемые оперяющими областями сгущений линий тока (рис.).
       Преобладают зоны северо-восточного направления, согласованные, в целом, с общим структурным планом
фундамента. В зоне сопряжения разнонаправленных линеаментных зон прослеживается соответствующее измене-
ние плана линий тока, разворот северо-восточного плана простирания на северо-западный. К северу от выделен-
ной зоны выдерживается согласованность основных направлений линеаментных зон и линий тока, выраженных
наиболее значимо в северо-западном направлении.
       Через центральную часть Московского региона проходит линеаментная зона северо-западного простира-
ния, состоящая из двух субпараллельных протяженных линеаментов, секущих основные структуры поверхности
кристаллического фундамента (Рузско-Софринская ступень, Гжатско-Сергиев-Посадский авлакоген). Выделенная
линеаментная зона контролирует границы распространения меловых отложений. Линеаметный рисунок северо-
восточной части территории структурирован слабо в связи с увеличением общей мощности осадочного чехла за
счет сохранения меловых терригенно-осадочных отложений в отличие от поля линеаментов, расположенного юго-
западнее, характеризующегося повышенной плотностью линий тока преимущественно северо-восточной ориенти-
ровки. Такое соотношение косвенно указывает на относительно «молодой» возраст выделенной линеаментной зо-
ны северо-западного простирания.
       Сгущение линий тока в западной части Тучковско-Черноголовского выступа, Рузско-Софринской ступени,
Гжатско-Сергиев-Посадского авлакогена, в пределах Решетниковского вала и Микулинской ступени совпадают с
областью распространения отложений карбона, ограниченной линеаментом север-северо-восточного простирания,
выделенным мануально (рис.). Разворот линий тока по створу Звенигород-Наро-Фоминск обусловлен западной
границей распространения неогеновых отложений.
       Расходящиеся «пучки» линий тока в отдельных случаях трассируют положение региональных границ раз-
дела, приуроченных к поверхности кристаллического фундамента (н., положение Серпуховской СВПО). Характер
изменения рисунка и ориентировки линий тока оконтуривает положение структур более высокого ранга (н., Ре-
шетниковский вал – Запрудненская ступень).
       Новомосковская ступень в поле линеаментов отличается малой плотностью линий тока и субмеридиональ-
ной ориентировкой. Северная граница ступени маркируется субширотноориентированными линиями тока, сопря-
женными с серией линеаментов северо-восточного простирания, откартированных мануально.
       Серпуховско-Каширский выступ характеризуется невысокой плотностью линий тока, представленных от-
дельными линиями. Северная граница практически не выражена в поле линеаментов за исключением субширотно-
го участка долины реки Оки, подчеркнутого согласным залеганием линий тока и тяготеющего к границе сочлене-
ния положительной и отрицательной структур – Серпуховско-Каширского выступа и Пачелмского авлакогена.


146


                     МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

       Подобная разреженность линеаментных форм, предположительно, свидетельствует об относительной ста-
билизации геодинамического режима в южной части Подмосковья, в частности, в пределах сочленения древних
фрагментов Сокольнической и Веневской СВПО (рис.).
       Над Пачелмским авлакогеном ориентировка линий тока северо-восточная, подчеркивающая блоковое
строение линейной отрицательной структуры. Выделенные линии тока сохраняют свою северо-восточную ориен-
тировку на переходной структуре – Коломенских валах, что косвенно указывает на сопоставимость геодинамиче-
ского режима двух разнородных блоков. На востоке Коломенские валы ограничены линеаментной зоной северо-
западного простирания, сопряженной с западной границей Северо-Мещерского выступа, в пределах которого ори-
ентировка линий тока меняется на субширотную. Смена рисунка линий тока, вероятно, обусловлена геодинамиче-
ской активизацией выделенного блока.
       Вдоль простирания Подмосковного авлакогена ориентировка и степень сгущения линий тока изменяется
неравномерно. В юго-западной части морфология авлакогена определяет общий план линий тока. В средней части,
отделенной субширотной границей сгущения линий тока, плотность линеаментов возрастает в северо-восточном
направлении. Восточная часть Подмосковного авлакогена маркируется сгущением и сходимостью линий тока в
периклинальной части.
       Северо-западная часть территории имеет единый рисунок пликативных деформаций, выраженный в повы-
шенной плотности линий тока, ориентированных в северо-восточном направлении, косвенно свидетельствующий
об относительной подвижности наиболее древнего Лотошинского фрагмента и сопряженных глубинных структур
– Микулинской ступени и Решетниковского вала.
       Сравнительный анализ линеаментных форм, выделенных по программе LESSA, со строением поверхности
кристаллического фундамента и положением глубинных структур указывает на геодинамическую активизацию
регионального разрывного нарушения между Лотошинской и Дмитровской СВПО, южных границ Гжатско-Серги-
ев-Посадского, Подмосковного и, частично, северной границы Пачелмского авлакогенов. Сопоставление геолого-
тектонического строения и структур фундамента с полем линеаментов позволяет детализировать геодинамическое
районирование территории Подмосковья.
       Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 07-05-00454-а)

                                                  ЛИТЕРАТУРА

       1. Отчет о результатах работ по теме «Составление комплекта карт геологического содержания масштаба 1:500000 и
мельче по территории деятельности Центрального ДПР. М.: Центргеология, 2001
       2. Отчет по проведению аэрогеофизических работ для обеспечения геофизической основой геологосъемочных работ
масштаба 1:200 000 на территории Московского региона в 1993-1998 г.г. М.: Аэрогеофизика, 1999.


      ГЛУБИННОЕ СТРОЕНИЕ И РУДОНОСНОСТЬ ДОКЕМБРИЙСКИХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ
                КОМПЛЕКСОВ КОСТОМУКШСКОГО РУДНОГО РАЙОНА

                                         Горьковец В.Я., Раевская М.Б.
                  Институт геологии Карельского НЦ РАН, г. Петрозаводск, gorkovets@krc.karelia.ru

       Материалы геологических, геолого-геофизических исследований и космических съемок наглядно пока-
зали, что существует четкая взаимосвязь между поверхностными и глубинными структурами земной коры.
Эта взаимосвязь вызвана совокупностью определенных геофизических, физико-химических и палеогеографи-
ческих условий, которые приводят, в том числе, к формированию очень крупных, суперкрупных или ком-
плексных крупных месторождений.
       Становлению Фенно-Карельского кратона предшествовало длительное формирование данного участка
земной коры – с раннего архея до фанерозоя включительно. Это нашло своё отражение в разнообразии геоло-
гических процессов в породных комплексах. Последние дают возможность восстановить геологическую ис-
торию развитие региона и оптимально объясненить металлогенические особенности его развития, установить
причину формирования комплекса рудных месторождений и рудопроявлений в том числе в Костомукшском
рудном районе, включающим Костомукшское железорудное месторождение позднеархейского возраста –
крупнейшего по железу на Фенноскандинавском щите, а также формированию в этом районе крупных золо-
торудных проявлений протерозойского возраста и интенсивного развития рифейских алмазоносных кимбер-
литов и лампроитов.
       Материалы космических съемок и геологические научно-исследовательские работы достоверно пока-
зали, что на поверхности земной коры проявлены довольно многочисленные кольцевые образования диамет-


                                                                                                                 147


                   МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

ром десятки и сотни километров. Возникновение кольцевых структур в значительной степени обусловленных
геологическими процессами – геодинамическими, тектоническими, вулканическими, магматическими, экзо-
генными, метаморфическими и их сочетания между собой.
        Особенности размещения геологических комплексов архея Фенноскандинавского щита, в том числе и
Фенно-Карельского кратона, зональность распространения фациальных и литогенетических типов вулканоген-
но-осадочных метаморфизованных образований, формационная, металлогеническая зональность, возрастные и
геофизические данные обоснованно свидетельствуют, что развитие архейской подвижной области происходило
над восходящими мантийными диапирами (мегасводами, купольно-вулканическими поднятиями) [3,8]. Поздне-
архейские зеленокаменные пояса представляют собой останцы (реликты) палеобассейнов и служат поверхност-
ным выражением – проекцией термальных плюмов, зародившихся на границе ядра и мантии. Формирование
рифтогенных и радиальных структур было обусловлено механическим подъемом и термальным воздействием
мантийных диапиров.
        На основе геологических исследований, подтвержденных материалами космических съемок в пределах
Фенно-Карельского кратона, выделяется несколько деформированная кольцевая структура диаметром около 500
км, сложенная по периферии позднеархейскими вулканогенными и вулканогенно-осадочными комплексами –
эшелонированными зеленокаменными поясами [6,7], представляющий собой реликты краевой части крупного
мантийного диапира (мегасвода). Центральная часть этого крупного диапира представлена гранит-зеленокамен-
ной областью сложенной позднеархейскими зеленокаменными и белокаменными поясами [2,10], содержащими
хемогенно-осадочные железисто-кремнистые формации. В пределах Фенноскандинавского щита возможно вы-
деление серии крупных мантийных диапиров (мегасводов) [2].
        Не менее характерно выделение в пределах мегасводов (купольно-вулканических поднятий) кольцевых
структур второго порядка, древнейших раннеархейских блоков – Вокнаволокского и Водлозерского с реликта-
ми гранулитовых комплексов. Районы раннеархейских блоков имеет зональное строение. В центральной части
выделяется древнейшее ядро диаметром 50-90 км с повышенной плотностью микролинеаментов, представлен-
ных эндербитами, гранулитами, чарнокитами и тоналитами (плотность 2,79 г/см3). На Вокнаволокском блоке
интенсивная гравиметрическая аномалия отражает наличие здесь подъема верхней кромки «нижней коры» над
мантийным диапиром на 15-20 км, что подтверждается на сейсмическом разрезе МОГТ сейсмического профиля
4В [1].
        Центральное ядро окружено зоной шириной 40-70 км зеленокаменных поясов с тектоническими дуговы-
ми и радиальными элементами. В южной части этой зоны в районе оз. Кийтехенярви в виде субширотной поло-
сы на расстоянии 15 км прослежены сотни интенсивно переработанных, будинированных долеритовых, габбро-
долеритовых, коматиитовых даек, представляющих собой реликты подводящих вулканических трещинных ка-
налов, служащих путями подъема магмы при формировании лопийских базальтовых, коматиитовых лав архей-
ских зеленокаменных поясов (возраст 2,9 млрд.лет). В период протерозойской активизации образовались интру-
зивные комплексы долеритов, габбро-долеритов (возраст 2,45 млрд.лет) и рифейские лампроиты и кимберлиты
(возраст 1,23 млрд.лет). Эту глубинную мантийную долгоживущую (с Arch по настоящее время) структурную
зону с широко развитыми дуговыми и радиальными тектоническими элементами, оконтуривающими раннеар-
хейское ядро мы выделили как зона Маанселька.
        Основное структурное положение рудных формаций в зоне Маанселька определяется их нахождением в
пределах позднеархейской подвижной зоны и протерозойской зоны активизации, располагающихся на границе
с раннеархейским ядром. Пояс Маанселька в позднем архее был кратонизирован, но оставался областью разви-
тия глубинных разломов, по которым происходили интенсивные подвижки на этапе протерозойской активиза-
ции, и, соответственно, явились причиной формирования рудных концентраций. Таким образом, дуговые, поло-
совидные и радиальные тектонические структуры, возникнув в архее этого района, затем не однократно активи-
зировались в различные геологические эпохи и служили каналами тепломассопереноса, соединяющих мантию,
земную кору и поверхность.
        Железонакопление в Костомукшском рудном районе в позднем архее представляет собой сложный и
длительный процесс, сопоставимый с этапами геологического времени 2,90-2,70 млрд.лет. На этом участке под-
вижной области формирование хемогенно-осадочных железисто-кремнистых формаций обусловлено сочетани-
ем эндогенных и экзогенных процессов, проявлению многократных процессов тектоники и метаморфизма. Эта
активная тектоническая зона на рифтогенной стадии мегасвода контролировала интенсивное формирование
многокилометровых толщ базальтового, коматиитового мантийного вулканизма и, вероятно, корового риодаци-
тового с вулканогенно-осадочными железисто-кремнистыми образованиями [2,5]. На стадии инверсии тектони-
ческого режима мегасвода Фенно-Карельского участка земной коры произошло формирование позднеархейско-
го глубоководного бассейна седиментации. На этой стадии экзогенные процессы привели к интенсивному вы-
ветриванию уже метаморфизованных подстилающих лопийских вулканогенно-осадочных толщ и пород гнейсо-
гранитного фундамента [4]. Экзогенные процессы выветривания в этой активной зоне сформировали протяжен-


148


                    МАТЕРИАЛЫ ЧЕТЫРНАДЦАТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

ные (n·10 км) и мощностью до 0,45 км толщи железистых кварцитов в ассоциации с терригенными песчано-гли-
нистыми осадками флишевого типа. Это привело к формированию крупнейшего на Фенноскандинавском щите
Костомукшского железорудного месторождения с запасами многие миллиарды тонн. Рейтинг запасов железных
руд месторождения относительно подтвержденных (разведанных) запасов железных руд месторождений мира
составляет 1,04%, что позволяет отнести это месторождение в разряд весьма крупных [5].
       В Костомукшском рудном районе рудопроявление золота встречаются в пределах всего Костомукшского
рудного поля и относятся к одному из перспективных типов золоторудных месторождений – золото-сульфидно-
кварцевому типу зеленокаменных поясов, связанных с железисто-кремнистыми формациями [9].
       В безрудных и малорудных железистых кварцитах, углеродсодержащих сланцах, а также поздних пласто-
восекущих телах коматиитов Костомукшского рудного поля и месторождения присутствует рассеянная вкрап-
ленность и линзовидные обособления пирротина и пирита. Начальный этап концентрации золота в железистых
кварцитах и вмещающих толщах связан с региональным метаморфизмом. В результате сформировалось первич-
норассеянное тонкораспыленное низкопробное, зачастую медистое, отвечающее составу аурикуприда. Золото-
носность сингенетических и ранних эпигенетических сульфидов крайне низка и составляет 0,005-0,01 г/т.
       Геолого-структурные и вещественно-морфологические особенности золоторудных проявлений Косто-
мукшского рудного района позволяют трактовать гидротермальный генезис Au руд, образовавшихся при реге-
нерации и переотложении рудного вещества вмещающих комплексов, несущих сингенетическое и ранее эпиге-
нетическое оруденение. Формирование Au руд происходило в два этапа и в значительной степени было оторва-
но от первичного отложения железорудных толщ гимольской серии и позднелопийских интрузивных комплек-
сов коматиитового и риодацитового составов.
       Первый этап формирования Au проявлений ассоциируется с гранитоидами с возрастом 2,72 млрд.лет и
контролируется дуговыми тектоническими структурами глубинного заложения зоны Маанселька. Для этого эта-
па характерны золото-кварцевый и золото-пирит-кварцевый типы орудинения.
       Второй, наиболее продуктивный, этап формирования руд связан с селецкими микроклиновыми гранита-
ми и рапакивиподобными гранитами с возрастом 2,45 млрд.лет и контролируется региональными секущими
тектоническими зонами СЗ 3100 простирания. Такие трансструктурные протерозойские разрывные дислокации
являются ведущим фактором размещения центров магматических проявлений (малые интрузии) и обуславлива-
ет высокую активность метасоматических процессов [8]. Для этого этапа характерен золото-арсенопирит-квар-
цевый тип орудинения.
       Прогнозные ресурсы Au рудопроявления Луупеансуо, открытого в 2005 г., по категории P1 составляет 70 т,
что соответствует крупному по запасам Au рудопроявлению. Размер зерен самородного золота от 2 до 250 мкм
(средний 42 мкм). Золото высокопробное (786-950), легкообогатимое, что предполагает оптимистические оценки
для использования традиционных как гравитационных, так и флотационных технологий переработки руд.
       Для докембрия Фенноскандинавского щита в последнее время приобрел реальное значение выявленный
кимберлитовый и лампроитовый магматизм. Находки алмазов, минералов-спутников, поля трубок кимберлитов
и многочисленные дайки лампроитов известны во многих частях щита.
       Анализ распределения кимберлитовых и лампроитовых полей Фенно-Карельского кратона, как и всего
Фенноскандинавского щита позволяет считать, что необходимым условием его проявления является предшест-
вующий активный разновозрастный базальтовый и коматиитовый вулканоплутонизм, эволюция которого отра-
жает последовательное углубление источников расплава. Наиболее перспективными для поисков алмазов явля-
ются краевые наддиапировые зоны, испытавшие многократную тектоническую переработку, для которых ким-
берлитовый и лампроитовый магматизм является завершающим. Неравномерное распределение даек лампрои-
тов и диатермовых трубок кимберлитов в Костомукшском рудном районе объясняет их приуроченностью к уз-
лам пересечения сопоставимых по рангу дуговых и линейных тектонических структур глубинного заложения. В
таких местах возникают наиболее благоприятные условия для формирования высокопроницаемых участков,
способных спровоцировать внедрение в земную кору мантийных веществ. Пространственное сочетание ранне-
архейского Вокнаволокского блока и рифейского ультраосновного – щелочного магматизма зоны Маанселька
имеет черты сходства со взаимоотношением архейских ядер и подвижных зон Западной Австралии, Южной и
Западной Африки, которые контролируют структурное положение лампроитовых и кимберлитовых интрузий.
       В лампроитах и кимберлитах Костомукшского рудного района обнаружены кристаллы алмазов размером
0,2-1,3 мм. Кристаллы тетраэдрической и октаэдрической формы, в основном бесцветные. Возраст лампроитов
и диатерм кимберлитов – оранжитов рифейский – 1,230 млрд. лет.
       Таким образом, наличие комплекса крупнейшего на Фенноскандинавском щите Костомукшского желе-
зорудного месторождения, золотого и алмазоносного рудопроявлений на данном участке земной коры свиде-
тельствует о длительности, многоэтапности и закономерном сочетании процессов рудообразования, способ-
ствовавших созданию условий для формирования крупных рудных концентраций, определяемые глубинными
структурами земной коры и верхней мантии.


                                                                                                         149



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика