Введение: В прогнозных построениях на алмазоносность древних кратонов доминируют представления о тяготении кимберлитовых диатрем к участкам развития наиболее мощной архейской (древнее 2.5 млрд лет) коры. Коренные источники воронежских алмазов, по аналогии с другими алмазоносными провинциями, должны быть локализованы в пределах данных областей. Мелкие алмазы в пределах Воронежской антеклизы обнаружены только в породах базальных горизонтов осадочного чехла, залегающих на разных глубинах. Алмазы сопровождаются минералами-индикаторами кимберлитов (МИК), основные из них пироп, пикроильменит, хромшпинелиды и хромдиопсид. Для выхода на коренные источники алмазов помимо исследования акцессориев необходимо проведение фациального анализа базальных горизонтов. Методика: В 2004-2006 гг. в различных частях антеклизы были отобраны 50 опорных проб объемом 0.25-10 м3 из алевропесчаных пород палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Они были обработаны в НПП «Недра», г. Симферополь, где из них выделены минералы-индикаторы кимберлитов. Типоморфные и химические особенности выделенных МИК изучены под бинокуляром, на электронном микроскопе с рентгеновским микрозондовым анализатором Camebax 50-SX (МГУ). При проведении геолого-съемочных работ (ГДП-200) в 2003-2017 гг. изучено 250 шлиховых проб из девонских, каменноугольных, юрских, меловых, палеогеновых и неогеновых отложений. Начальный объем шлиховой пробы составил 20 литров (0.02 м3). Промывка проб проводилась на лотке сибирского типа в три стадии: отмучивание проб, смыв легких частиц и доводка шлиха. Перед проведением минералогического анализа была проведена расситовка на классы крупности +1.0 мм, -1.0+0.25 мм, -0.25+0.1 мм и -0.1 мм, деление материала в тяжелой жидкости (бромоформе) с плотностью 2.9 г/см3, разделение тяжелой фракции проб на магнитную, электромагнитную и немагнитную составляющие. Химический состав минералов был изучен на электронном микроскопе Jeol 6380 LV с энергодисперсионной системой количественного анализа Inca-250 (ВГУ) и электронном микроскопе JSM 5300 со спектрометрометром Link:ISIS (ЦНИГРИ), проведено 1000 анализов. Составлены геологические, фациальные и палеогеографические карты. На основе их анализа выявлены связи распределения МИК с фациальными особенностями отложений базальных горизонтов. Результаты и обсуждение: В изученных пробах обнаружено 683 мелких алмаза и большое количество их минералов-спутников. Среди последних количественно доминируют пиропы, особенно умеренно хромистые разности, характерные для лерцолитов. Встречены зерна, составы которых идентичны гранату из алмазоносных гарцбургит-дунитов, а также те, которые характерны для включений в алмазах. В изученных пробах обильно представлены ильмениты с широкими вариациями химического состава, в том числе пикроильмениты. По сравнению с гранатом и ильменитом. хром-шпинелиды более редкие, но и среди них встречены разности с составом, отвечающим потенциально алмазоносной коэситовой субфации глубинности. Алмазы и их минералы спутники в промежуточных коллекторах ВА, судя по типоморфным признакам и составу, происходят из коренных алмазосодержащих пород, что должно рассматриваться как прямой поисковый признак при прогнозных построениях. Заключение: Анализ палеогеографических карт нового поколения (масштабы 1:200 000 - 1:500 000), данные опробования (50 проб массой 0.5-20 т каждая) свидетельствуют в пользу гипотезы о местном происхождении алмазов и локализации их материнских пород в осадочном чехле Воронежской антеклизы. Палеогеографические исследования, непременный компонент поисковой активности, и данные по МИК позволили оконтурить две площади, где предполагаются продуктивные диатремы.
Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология
2020. — Выпуск 3
Содержание:
Введение: В южном сегменте Восточно-Европейского кратона - Сарматии - давно известно существование палеоархейской коры на Украинском щите. В восточной части Сарматии, в Курском блоке, породы обоянского комплекса относились к раннему архею, несмотря на отсутствие прецизионных изотопных датировок абсолютного возраста. Признаки палеоархейской коры здесь фиксируются многочисленными находками пород с палеоархейской коровой предысторией по Sm-Nd и Lu-Hf изотопным данным. Цель настоящей статьи - выявить эпизоды роста палеоархейской коры на основе изотопного U-Pb датирования и изотопной Lu-Hf систематики цирконов из метапелитовых гранулитов Курско-Бесединского домена. Методика: Определен возраст и Lu-Hf изотопный состав циркона из метапелитовых гранулитов Курско-Бесединского домена, а также содержание в породах петрогенных, оксидов и редких элементов. Результаты и обсуждение: При изотопном датировании установлены разные значения возрастов для широких оболочек и ядер циркона. Возраст кайм составляет около 2.8 млрд лет и интерпретируется как возраст гранулитового метаморфизма. Палеоархейские возрасты установлены для всех ядер цирконов из метапелитов, причем они образуют несколько кластеров (3535 ± 13, 3464 ± 9 и 3334-3384 млн лет), по-видимому, отражающих, эпизоды роста коры и указывающих на гетерогенную природу источника сноса. Хотя Lu-Hf изотопная система в цирконе демонстрирует широкие вариации изотопного состава Hf, все модельные возрасты THf(DM) являются палеоархейскими, эоархейскими и даже гадейскими. По геохимическим данным палеоархейские осадки представлены незрелыми пелитами и псаммитами, источниками сноса для которых были породы кислого состава. Заключение: В строении палеоархейской коры Курско-Бесединского домена выделяется более древний фундамент, сложенный породами тоналит-трондьемит-гранодиоритовой ассоциации, на котором первоначально залегали вулканогенно-осадочные породы чехла, представленные пелитами, хемогенными железисто-кремнистыми формациями и основными вулканитами. Такая супракрустальная ассоциация предполагает формирование, вероятно, в условиях пассивной окраины. В результате метаморфической переработки около 2.8 млрд лет назад данные породы были превращены в ортогнейсы, метапелитовые и мафитовые гранулиты и породы железисто-кремнистой формации. В цирконе из метапелитов зафиксировано несколько эпизодов роста коры: 3535-3556, 3464-3472 и 3334-3384 млн лет назад. Метапелиты имеют длительную коровую предысторию, древние эоархейские и даже гадейские источники вещества. Возраст циркона 3334-3384 млн лет может быть принят как верхняя граница возраста накопления протолита метапелитов.
Ключевые слова
Введение: Россыпь Нюрбинская - уникальное погребенное месторождение алмазов ближнего сноса в Накынском кимберлитовом поле (НКП) Сибирской платформы. Нижнюю залежь россыпи представляют отложения дяхтарской толщи, для которой характерно неравномерное распределение кимберлитовых минералов. С целью выявления закономерностей размещения алмазов в осадочных отложениях исследованы особенности кристаллов дяхтарской толщи и проведен анализ изменения их свойств с удалением от трубки Нюрбинская. Методика: Результаты исследований базируются на комплексной минералогической и оптикоспектроскопической характеристике более 2000 кристаллов из дяхтарских отложений россыпи Нюрбинская крупностью от 8 до 0.25 мм. Помимо гранулометрических характеристик для каждого кристалла определены 13 физиографических параметров, получены интегральные спектры поглощения в инфракрасной области, рассчитаны концентрации С-, А-, В1-, В2-дефектов, усредненные значения концентраций азота в определенных формах и водорода. Построены статистические распределения алмазов по определенным параметрам. Результаты и обсуждение: Кристаллы из отложений дяхтарской толщи характеризуются признаками, характерными для НКП в целом. По сравнению с верхними горизонтами трубок Нюрбинская и Ботуобинская в отложениях дяхтарской толщи в среднем отмечается повышение доли кристаллов класса -1+0.5 мм. Среди них чаще встречаются кристаллы с зелеными пятнами пигментации и окраской «морской волны». Анализ распределения свойств алмазов дяхтарской толщи показал отсутствие планомерного изменения свойств алмазов с удалением от трубки Нюрбинская. Уже на участке россыпи в пределах карьера трубки Нюрбинская и рядом с ним наблюдается примесь кристаллов, более характерных для мелких даечных тел НКП. Алмазы одного из участков россыпи, удаленного от трубки Нюрбинская, по совокупности своих параметров ближе к трубке Ботуобинская. Выводы: В пределах россыпи Нюрбинская наблюдается зональность по свойствам алмазов в отложениях дяхтарской толщи. Различия отдельных участков россыпи, скорее всего, обусловлены особенностями строения плотика россыпи и концентрации материала из разных коренных источников, чем сортировкой кристаллов в процессе осадконакопления. Полученные результаты имеют значение для решения вопросов локального прогнозирования коренных источников на изучаемой территории.
Ключевые слова
Введение: Вертикальный градиент силы тяжести в любой точке Земли определяется изменением силы тяжести по вертикали и играет важную роль при изучении Земли и околоземного пространства. К сожалению, вариометра для измерения вертикального градиента до сих пор не создано. Сейчас измерения ведутся с помощью гравиметров, расположенных на разных высотах. Методика: Рассмотрено вычисление значений вертикального градиента на основе измерений силы тяжести двухшаровым сверхпроводящим гравиметром по данным измерений на обсерватории BFO (Шварцвальд, Германия). Обсуждение результатов: В настоящие момент созданы сверхпроводящие гравиметры с двумя датчиками на разных высотах, которые позволяют измерять градиент с высокой точностью. Синхронность датчиков легко согласуется по собственным измерениям. Градиент зависит от наличия метеорных потоков, атмосферных фронтов и других космических и атмосферных явлений. Выводы: В результате исследований можно утверждать, что пульсации вертикального градиента существуют наравне с пульсациями силы тяжести и в тех временных рамках, в которых существуют пульсации силы тяжести. Следовательно, источником для пульсаций вертикального градиента являются метеорные потоки и метеорологические факторы (тайфуны, ураганы и т.д.).
Ключевые слова
Введение: В статье приведен сравнительный анализ эколого-геологического состояния компонентов природной среды в районе добычи строительного камня «Микашевичи» и Гомельского химического завода. Данные горнодобывающие районы относятся к наиболее крупным на территории Беларуси. Горнодобывающий комплекс «Микашевичи» эксплуатирует один из самых крупных в Европе карьеров. Полезным ископаемым является гранит, который используется в строительстве. Гомельский химический завод является перерабатывающим предприятием, производящим минеральные удобрения. Методика: Для анализа преобразования экологических функций литосферы в районах предприятий использовались методы полевых наблюдений, геоинформационного моделирования территорий, систематизации данных химического анализа подземных вод. Результаты и обсуждение: Установлены факторы формирования техногенного рельефа, его преобладающие элементы и морфометрические характеристики. Выявлено, что глубина карьерной выемки существенно превышает естественную глубину расчленения рельефа и составляет около 120-130 м от поверхности. Радиус депрессионной воронки достигает 3 км. Эколого-геохимическая функция литосферы наиболее преобразована в районе перерабатывающего предприятия. Подчеркивается, что процесс постоянного водоотлива, нередко достигающий 60 тыс. м3/сут, существенным образом изменил гидродинамические параметры водоносных горизонтов. Источниками воздействия являются производственные цеха и отвалы фосфогипса. Заключение: Сравнительный анализ исследуемых объектов выявил типичные экологогеологические ситуации, связанные с техногенным влиянием на природный рельеф и подземные воды. Техногенная трансформация рельефа выражается в возникновении крупных положительных и отрицательных вторичных форм. Техногенное воздействие на подземные воды приводит к существенному колебанию их уровней, нарушению природного химического состава и формированию эколого-гидрогеохимических аномалий. В результате исследований выявлено, что общая площадь загрязнения оценивается сформировавшейся эколого-гидрогеохимической аномалией длиной 4 км и шириной до 1.5 км
Ключевые слова
Методика: Оценка состояния водоносного турон-коньякского карбонатного комплекса проводилась на основании изучения экологических функций подземных вод. Ресурсная экологическая оценка водоносного турон-коньякского карбонатного комплекса производилась на основании расчета и анализа следующих параметров: литологии водовмещающих пород, мощности водоносного горизонта, глубины залегания подземных вод, положения статического уровня; размеров зон санитарной охраны подземных вод; бактериологических характеристик подземных вод; органолептических характеристик подземных вод. Эколого-гидрогеохимическая оценка водоносного турон-коньякского карбонатного комплекса приводилась на основании сравнения фактических концентраций веществ с предельно-допустимыми концентрациями, расчета средних и максимальных значений суммарного показателя загрязнения. Мониторинг за состоянием качества подземных вод осуществлялся с 2012 по 2019 года. Эколого-геофизическая оценка подземных вод производилась по следующим показателям: удельная суммарная α-активность, удельная суммарная β-активность, удельная активность радона-222. Эколого-гидродинамическая оценка водоносного турон-коньякского карбонатного комплекса производилась на основании расчета основных гидродинамических показателей. Результаты и обсуждение: Для проведения исследовательских работ были использованы 3 разведочно-эксплуатационных скважины глубиной 95 метров каждая. Выявлено, что водовмещающие породы представлены мелами трещинноватыми, мощностью 20 метров, величина напора - 15-19 метров. Размер зон санитарной охраны 1 пояса - 30 м, 2 пояса -86.7 м, 3 пояса -1061.3 м. По результатам оценки выявлено превышение по следующим показателям: мутности (16.6 ПДК), сухому остатку (3.21 ПДК), общей жесткости (4.39 ПДК), хлоридам (4 ПДК), магнию (1.63 ПДК), железу общему (10.7 ПДК). В результате эколого-гидродинамической оценки выявлено, что удельный дебит скважин составляет 0.14 л/с/м, коэффициент водопроводимости - 17 м2/сут, коэффициент уровнепроводности 104 м2/сут, допустимое понижение - 27.7 м, расчетное понижение уровня подземных составляет 24.18 м, максимально допустимое водопотребление - 405.09 м3/сут. Максимальные превышения содержания загрязняющих веществ в подземных водах отмечаются по концентрации железа - 3.2 мг/дм3 (10.7 ПДК) и суммарному показателю загрязнения, который составляет 10.7. Заключение: По результатам проведенной оценки сформирован комплекс природоохранных мероприятий, среди которых одним из основных является: установка системы обратного осмоса для снижения концентрации хлоридов, магния, железа, сухого остатка, а также уменьшения показателей жесткости и мутности. В заключении сделан вывод о проблемах применения существующей теории изучения экологических функций литосферы к оценке экологического состояния подземных вод и необходимости доработки и обеспечения связи учения с реальной ситуацией.
Ключевые слова
Введение: На территории Центрально-Черноземного района (ЦЧР) россыпи титана и циркония являются ценным и одновременно дефицитным сырьем. Повышенные содержания минералов титана и циркония отмечены в песчаных отложениях почти всех стратиграфических подразделений геологического разреза, но перспективными на обнаружение их россыпей в пределах ЦЧР являются: песчано-глинистые отложения верхнего девона (коми надгоризонт), барремского, аптского, альбского ярусов нижнего мела, сеноманского яруса верхнего мела и неогена. Несмотря на наличие поставленных на баланс россыпей, таких как Центральная (сеноманский ярус верхнего мела), отработка их как самостоятельных полезных ископаемых остается нерентабельной. Поэтому стоит вопрос о попутном извлечении минералов титана и циркония при добыче строительных, стекольных и формовочных песков. Этот вопрос решался при проведении работ ГДП-200. Методика: Решение поставленных задач определило использование комплекса методик. Были проведены полевые исследования, камеральные построения фациальных карт и разрезов, лабораторные и технологические испытания. На основании комплексного анализа полученных данных выделены таксоны для регионального минерагенического районирования в рангах: минерагенические (рудные) зоны (РЗ), районы (РР) и узлы (РУ). В процессе проведения работ задокументирован и опробован керн более 50 скважин, описаны и опробованы породы свыше 100 точек наблюдений (обнажения и карьеры) в пределах Воронежской, Курской, Липецкой, Орловской областей. Подготовлены пробы, с помощью прецизионных методов изучен минеральный и химический составы песчаных отложений около 100 образцов. Результаты и обсуждение: Перспективные на стекольное сырье пески аптского яруса были обследованы на предмет содержания в них минералов тяжелой фракции. Тяжелая фракция представлена цирконом, лейкоксеном, ильменитовой ассоциацией с незначительным содержанием дистена, рутила, ставролита и турмалина. Формирование россыпей происходило за счет перемыва и шлихования алевро-песчаного материала в континентальных и прибрежно-морских обстановках. Многократные перемывы и шлихование песков - одно из главных условий накопления минералов тяжелой фракции. Титан-циркониевые россыпи относятся к россыпям дальнего переноса. Источниками сноса для них служили более зрелые палеозой-мезозойские осадочные породы Воронежской антеклизы. Выводы: В результате работ ГДП-200 впервые выделены и поставлены на учет рудные узлы, для которых посчитаны прогнозные ресурсы категории Р3 для титана, циркония и стекольных песков.
Ключевые слова