Введение: Рассматриваются методика и результаты экспериментальных исследований современных тектонических движений Воронежского кристаллического массива (ВКМ) с использованием данных деформационного мониторинга, и связанные с ними вопросы моделирования природных, техногенных, и экологических систем. Методика: Обозначены основные положения методики мониторинга и визуализации современных тектонических движений в виде векторного поля по результатам цикловых геодезических измерений. Результаты и обсуждение: Показано, что в качестве ключевого источника информации о тектонических движениях, проводимых на больших пространственно-временных базах, целесообразно использовать не абсолютные значения величин векторов сдвижений наблюдательных пунктов, а их скорости, приведенные к годовому циклу. Заключение: На основании экспериментальных данных установлен вихревой характер современных тектонических движений как индикатор активных тектонических нарушений.
Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология
2020. — Выпуск 4
Содержание:
Введение: На юго-восточной окраине села Коротояк (Воронежская область) в трех местонахождениях разного возраста (Коротояк-1, Коротояк-3 и Коротояк-4) найдены остатки земноводных и пресмыкающихся. Целью статьи является информация о результатах определения этих остатков и их интерпретация. Систематическая часть. Приводятся описания и идентификация найденных костей амфибий и рептилий. Обсуждение и выводы. Всего две кости, идентифицированные как Pelophylax ridibundus и Natrix sp., происходят из местонахождения Коротояк-1 позднеплиоценового возраста. В раннеэоплейстоценовом местонахождении Коротояк-3 были определены Palaeobatrachus sp. - 1, Bufo sp. - 2, Anura indet. - 2, Lacertidae indet. - 1, Serpentes indet. - 2. Коллекция Коротояк-4 мучкапского возраста включает Bombina sp. - 1, Pelobates sp. - 5, Palaeobatrachus sp. - 1, Bufo verrucosissimus - 1, Bufo sp. - 3, Pelophylax ridibundus - 1, Rana temporaria - 2, Rana sp. - 1, Ranidae indet. - 3, Lacerta cf. agilis - 1, Elaphe dione - 2, Colubridae indet. - 1, Vipera sp. - 1. Остатки амфибий и рептилий во всех местонахождениях говорят о благоприятных условиях среды во время их формирования. Находки остатков Bufo sp. и Palaeobatrachus sp. свидетельствуют о сравнительно влажных лесных условиях во время формирования местонахождения Коротояк-3. Герпетофауна местонахождения Коротояк-4 позволяет предположить существование лиственного или смешанного леса и более теплый по сравнению с нынешним климат. В ее составе найдены современные виды, ареалы которых находятся вдалеке от местонахождения. Bufo verrucosissimus обитает ныне на Кавказе. Северная граница ареала Elaphe dione в настоящее время проходит через Ростовскую область. Сфенэтмоид палеобатрахуса найден на территории Восточно-Европейской равнины впервые. Этот экземпляр в деталях отличается от всех находок сфенэтмоидов в Западной и Центральной Европе. Однако из-за невозможности оценить изменчивость этого элемента скелета он определен только до родового уровня. Три фрагмента этой коллекции имеют патологические изменения: срастание позвонков у чесночницы и утолщение под котилярным ободом на позвонках узорчатого полоза и гадюки.
Ключевые слова
Введение: Отложения ястребовской свиты нижнего франа содержат уникальные по генезису вулканогенно-осадочные россыпи титана, развитые на юго-востоке Воронежской антеклизы (ВА). Они были описаны рядом авторов, но образования свиты в пределах всей этой палеозойской структуры остались недостаточно изученными. Этот пробел и восполняет настоящая статья. Методика и фактический материал: Основным методом исследований отложений был литолого-фациальный. При построении фациальных карт использованы разрезы нескольких сотен скважин. Результаты и обсуждение: на основании подробной литологической характеристики основных типов ястребовских образований ВА показано, что их формирование практически на всей исследуемой территории происходило в прибрежно-морских и мелководно-морских условиях со слабой и средней активностью гидродинамического режима, а на юго-востоке антеклизы - также в лагунных и дельтовых условиях. Дана характеристика титаноносности вулканогенно-осадочных отложений на юго-востоке исследуемой территории. Заключение: Ястребовские отложения формировались в условиях теплого гумидного климата при малоамплитудных тектонических движениях. Море трансгрессировало с востока, а с юга и запада шел снос терригенного материала. Характерной особенностью рассматриваемых образований является примесь в них содержащего ильменит пирокластического материала на юго-востоке ВА, поступавшего из действующих вулканов. Поэтому вулканогенно-осадочные породы свиты на данной территории являются титаноносными. Мощность вскрышных пород от 12-20 м до 181 м. Содержание условного ильменита от первых килограммов до 389 кг/м3. Промышленная добыча погребенных титановых россыпей на сегодняшний день является нецелесообразной, вследствие сложных горнотехнических условий (большая мощность вскрыши, обводненность), но вполне могут извлекаться как сопутствующее полезное ископаемое при комплексном освоении имеющихся медно-никелевых месторождений и при разработке карьеров для получения гранитного щебня.
Ключевые слова
Введение: С использованием специализированной программы «MineralogicalAnalyse» были исследованы парагенетические особенности состава хромшпинелидов из непромышленной россыпи Дьюкунах (Якутия). Коренные источники алмазов, за счет которых сформировалась россыпь, не установлены, поэтому россыпь представляет поисковый интерес. Совместно с алмазами в россыпи присутствуют гранат и хромшпинелид. Методика: Программа «MineralogicalAnalyse» специально создана для определения парагенетической принадлежности кимберлитовых минералов на основе их состава и способна распознавать среди хромшпинелидов 20 парагенезисов. Всего из отложений россыпи Дьюкунах было изучено 457 зерен хромшпинелидов. Состав хромитов предварительно был исследован на электронном микроанализаторе. С целью определения парагенетической специализации хромшпинелидов все анализы были подвергнуты пересчету с помощью программы «MineralogicalAnalyse». Результаты и обсуждение: Детально описаны особенности состава хромшпинелидов из определяемых программой парагенезисов и их взаимоотношения. Установлено, что в россыпи Дьюкунах по составу преобладают хромшпинелиды некимберлитового генезиса, на долю которых приходится более 70%. Кимберлитовые хромшпинелиды имеют подчиненное значение (23.6%). Среди типичных кимберлитовых хромшпинелидов в отложениях россыпи преобладают разности из неалмазоносных лерцолитов. Выводы: Установленные в россыпи хромшпинелиды некимберлитового генезиса не могут ассоциировать с алмазами и гранатами в плане их общих первоисточников. Поэтому ассоциацию кимберлитовых минералов в россыпи Дьюкунах более правильно называть не как пироп-хромшпинелидовую, а как пироповую или алмаз-пироповую. Таким образом, программы «MineralogicalAnalyse» позволяет более достоверно судить о генезисе хромшпинелидов не только в кимберлитах, но и в россыпях.
Ключевые слова
Введение: Территория Республики Нигер и прилегающих стран Западной Африки относится к областям слабо обеспеченным данными наземных и аэрогеофизических съёмок, нацеленными на региональное изучение земной коры. Цель настоящей статьи - обобщение данных наземных и спутниковых съёмок гравитационного поля, предназначенных для изучения земной коры в условиях неполноты исходной геолого-геофизической информации. Задачей последующей интерпретации выявляемых гравитационных аномалий является создание обновлённой схемы мощности земной коры территории Республики Нигер, для которой до настоящего времени известно несколько существенно различных вариантов строения коры. Методика: Объединение результатов наземных гравиметрических съёмок 60-х годов и современных цифровых спутниковых моделей гравитационного поля с целью формирования синтетической модели аномального поля, пригодной для последующей его интерпретации на основе использования самой общей стохастической модели с сингулярными источниками в горизонтальном слое. Результаты и обсуждение: Результаты интерпретации гравитационных аномалий на основе стохастической модели источников поля позволили составить карту оценок мощности земной коры для территории исследований и сопредельных областей. Построенная схема, сопоставленная с результатами предшествующих работ по определению мощности земной коры, демонстрирует значимые различия моделей коры, особенно в восточной части региона. Выполненный анализ статистической связи полученных оценок мощности земной коры и усреднённых величин рельефа территории демонстрирует некоторую тенденцию связи между этими параметрами, что позволяет сделать вывод о частичной изостатической компенсации для крупных блоков коры региона. Анализ данных по мощности земной коры и схемы поверхностных геолого-тектонических элементов строения территории Республики Нигер позволил наметить связи геодинамической эволюции коры с положением границы раздела кора-мантия. Заключение: Составленная синтетическая модель гравитационного поля в редукции Буге может служить достоверной основой при решении задач регионального гравиметрического моделирования. Результаты стохастической интерпретации гравитационного поля региона позволили получить оценки мощности земной коры изучаемой территории в рамках принятой модели слоя со случайным распределением плотностных неоднородностей. Сопоставление полученных оценок мощности земной коры с данными стандартной модели CRUST1 демонстрирует существенное несоответствие последней для изучаемой территории. Анализ новых данных о мощности земной коры позволил наметить особенности глубинного строения блоков литосферы, отождествляемых с крупными элементами тектонической схемы территории Республики Нигер.
Ключевые слова
Введение: При сравнении пульсаций силы тяжести на станциях и обсерваториях различных континентов обнаружена синхронность колебаний. Часто при обработке оказывается, что измерения проведены с различной дискретностью. В таких случаях приходится проводить дискретизацию, чтобы измерения со всех станций имели один шаг дискретизации. Как правило, все измерения приравнивают к измерениям, где шаг дискретизации наибольший. Аналогичная ситуация возникает в случае, когда имеется переизбыток наблюдений, когда компьютеры не могут справиться с объемом вычислений. Тогда приходится проводить искусственно дискретизацию данных путем увеличения шага наблюдений. Дискретизация может проводиться или путем выборки отдельных значений через определенный интервал или путем вычисления среднеинтервального значения. Методика: Оба способа дискретизации были опробованы на измерениях двухшарового сверхпроводящего гравиметра. Измерения данного гравиметра позволяют оценить не только выборку значений силы тяжести, но ее вертикального градиента. Гравиметр выбран из-за того, что является наиболее точным прибором на сегодняшний день. Измерения проводятся с дискретизацией в одну секунду, что позволяет искусственно изменять дискретизацию и оценивать влияние дискретизации на различного рода трансформации с наблюдениями. Исходные данные по измерениям указанного прибора взяты из общедоступных источников. Результаты и обсуждение: Дискретизация с использованием осреднения сохраняет практически большую часть информации и должна использоваться при расчетах. Дискретизацию при простой выборке можно использовать преимущественно при качественной интерпретации результатов измерений. Заключение: По результатам опробования рекомендуется использовать дискретизацию на основе среднеинтервального осреднения.
Ключевые слова
Введение: На кимберлитовом месторождении им. В. Гриба принят поверхностный способ отработки, при котором осушению подлежат все водоносные породы над рабочим горизонтом. Фильтрация воды в отработанное пространство осуществляется по бортам карьера по всему периметру, что затрудняет ведение горных работ и может привести к негативным инженерно-геологическим явлениям в карьере (прорыву воды, оползням, обвалам). Основная цель исследований заключается в изучении процессов фильтрации подземных вод при осушении месторождения им. В. Гриба с использованием численного метода моделирования. Методика: Кимберлитовая трубка прорывает осадочные докембрийские отложения и перекрыта толщей среднекаменноугольных и четвертичных отложений. В районе исследований расположены многочисленные реки и озера, сооружено хвостохранилище. Определение источников формирования водопритоков в карьер осуществлялось с помощью разработанной численной геофильтрационной модели, на которой учитывались все элементы дренажной системы, активная взаимосвязь подземных и поверхностных вод, геолого-гидрогеологические особенности месторождения. Расчетная модель состоит из четырех слоев: четвертичный и олмугско-окуневский, урзугско-воереченский, падунский и мезенский комплексы. Фильтрационная задача решалась по программе MODFLOW лицензионного пакета GMS. Результаты и обсуждение: В процессе идентификации модели выявлен характер гидравлической связи водоносной толщи с речными и озерными долинами, определены участки питания и разгрузки водоносных пластов, фильтрационные потери из хвостохранилища Верхотинского ГОКа, установлены источники формирования водопритоков к дренажной системе карьера. Установлено, что водопритоки в карьер формируются за счет подземных вод и атмосферных осадков в зоне с активной гидравлической взаимосвязью подземных и поверхностных водных объектов. Заключение: С использованием численной модели определены основные источники формирования водопритоков в карьер: водоносные комплексы, получающие дополнительное питание из поверхностных водоемов и водотоков, установлена взаимосвязь изучаемого водоносного массива с долинами рек и озер, выявлены места питания и разгрузки исследуемой водоносной толщи, оценены инфильтрационные потери воды из хвостохранилища Верхотинского ГОКа.
Ключевые слова
Введение: В стратегическом плане развития города Лиски Воронежской области в качестве одной из главнейших проблем названа проблема улучшения качества жизни населения. При этом важнейшими задачами, требующими решения в рамках улучшения качества жизни, являются: обеспечение бесперебойного снабжения водой жителей города; обеспечение полного соответствия качества питьевой воды действующим нормативам. В настоящее время водоснабжение г. Лиски осуществляется следующими водозаборами: водозабор «Богатое» составляет 5.14 тыс. м3/сутки; водозабор «Песковатское» - 6.4 тыс.м3/сутки. Перспективная потребность для города Лиски составляет 15.0 тыс. м3/сутки. Строительство водозабора «Никольский» вызвано дефицитом и прогрессирующим ухудшением качества питьевой воды, добываемой на существующих водозаборах. Методика и обсуждение результатов: Участок водозабора расположен в 5 км восточнее х. Никольский и имеет протяженность около 5 км вдоль правобережья реки Дон. В качестве перспективных водоносных подразделений были определены: современный аллювиальный горизонт, имеющий гидравлическую связь с р. Дон, аптсеноманский терригенный горизонт и девонский терригенный комплекс. Данные горизонты находятся в определенной гидравлической взаимосвязи. На настоящий момент времени на участке водозабора имеет место неблагоприятная гидрогеохимическая ситуация со значительным превышением содержаний железа (в четвертичном горизонте до 18 мг/л), с его повышенным содержанием в водах девонского комплекса до 3.2 мг/л. В водах четвертичного горизонта фиксируется постоянный рост показателя жесткости до 12 мг-экв/л. Повышенной жесткостью отличаются и воды девонского комплекса до 10.9 мг-экв/л. В четвертичном горизонте отмечены повышенные значения марганца до 1 .02 мг/л. Основными поставщиками данных элементов являются природные минеральные и органические соединения и комплексы. В современном горизонте воды в настоящий момент характеризуются и значительным превышением по таким показателям как цветность и мутность, что связывается с опытными откачками и вероятным вовлечением в дренируемый поток коллоидов и различных органических соединений. Выводы и рекомендации: Главными причинами ухудшения гидрогеохимической ситуации на исследуемом участке является возрастание уровня отдельных показателей качества подземных вод за счет нарушения естественного режима формирования химического состава и сложившегося геохимического равновесия. При откачках, особенно если они носят хаотический характер, резко изменяются гидрогеодинамические условия. В зону искусственного дренирования потока вовлекаются смежные структуры с повышенным содержанием кальция и магния, основных компонентов определяющих жесткость вод. Для выработки рекомендаций по оптимизации работы водозабора из существующих скважин с возможным дополнительным обустройством новых скважин требуется проведение работ мониторингового характера в полевых условиях (за режимом дебита, уровня и химического состава), по сути решающих задачи эксплуатационной разведки.
Ключевые слова
Введение: В статье представлена вышедшая в июле 2020 г. в издательстве «Научный мир» Петроплотностная карта докембрийского фундамента Воронежского кристаллического массива масштаба 1 : 1 000 000 и объяснительная записка к ней. В комплект Петроплотностной карты входит компакт-диск с полным объёмом авторских материалов. Методика: В работе над созданием карты участвовал коллектив авторов - сотрудников геологического факультета Воронежского госуниверситета: Глазнев В. Н., Муравина О. М., Жаворонкин В. И., Лебедев И. П., Воронова Т. А.. Карта является итогом многолетнего труда по обобщению и анализу данных о плотностных свойствах структурно-вещественных комплексов докембрийского фундамента Воронежского кристаллического массива. Обсуждение результатов: В объяснительной записке карте даётся описание плотностных свойств структурно-вещественных геологических комплексов докембрийского фундамента Воронежского кристаллического массива центральной части Восточно-Европейской платформы. Приведены генерализованные сведения об изученности пород фундамента, его геологии, тектонике, дана характеристика осадочного чехла. Дано систематическое описание плотностных свойств пород фундамента территории исследований и рассмотрены закономерности связей петрофизических характеристик пород с наблюдаемыми геофизическими полями, а также корреляции значений плотности с другими петрофизическими данными. Выводы: Результативная модель плотности кристаллического фундамента Воронежского массива раскрывает новые возможности интерпретации гравитационных аномалий и построения трёхмерных плотностных моделей региона в различных масштабах. Петроплотностная карта и объяснительная записка к ней будут полезны в качестве учебного пособия по специальным разделам курса петрофизики и интерпретации потенциальных полей на уровне магистратуры и аспирантуры. Акцент на практические возможности использования петроплотностных данных представляет интерес для геофизиков и геологов производственных организаций.
Ключевые слова
Введение: Авторами статьи на территории ФГБУ «Воронежский государственный природный биосферный заповедник им. В. М. Пескова» было исследовано местонахождение валунов, локализованных на достаточно ограниченной площади, в 8 км на северо-запад от Центральной усадьбы заповедника на склоне надпойменной террасы в правобережье реки Студенки в болотистой низине на небольшом удалении от русла. Валуны представлены гранитогнейсами и характеризуются сходным составом, однако, размеры и степень окатанности валунов разнятся. Часть валунов задернована и погружена в грунт, что свидетельствует о значительном времени их залегания на местонахождении. Методика исследования: С целью сохранности валунов для изучения были отобраны образцы из наименее крупного валуна. Прозрачно-полированные шлифы были изготовлены в двух проекциях: ортогонально гнейсоватости и в её плоскости. Исследование шлифов производилось с использованием поляризационного микроскопа Olympus BX51 с последующим определением составов породообразующих минералов с использованием растрового электронного микроскопа Jeol 6380 LV с энергодисперсионным анализатором INCA 250. Обсуждение результатов: Под микроскопом породы характеризуются лепидогранобластовой структурой. Породообразующие минералы свойственны для гранитогнейсов и представлены в основном плагиоклазом, калиевым полевым шпатом и кварцем, а также мелкочешуйчатым агрегатом биотита, образующим с полевым шпатом и кварцем характерные прорастания. Так же выявлено наличие акцессорных граната, монацита, циркона, ильменита в виде включений в других минералах. Характер петрографического состава и взаимоотношения породообразующих минералов показывают значительное отличие от известных разновидностей кислых пород Воронежского кристаллического массива, что позволяет авторам с учетом интерпретации ряда факторов отдать предпочтение антропогенной версии местонахождения валунов. Заключение: Для установления материнских пород для валунов характерными петрографическими признаками служат: а) вкрапленность гранатов, представленных как отдельными зернами, так и образующих крупные агрегаты альмандина; б) «пятнистая» текстура пород за счет отдельных удлиненных скоплений калиевого полевого шпата бледно-желтого цвета; в) обилие карбонатных жил разной мощности; г) взаимное прорастание биотита и кварца.
Ключевые слова