1. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Специалистами Федерального агентства по недропользованию представлены основные итоги геологоразведочных работ в Российской Федерации за 2014 г. и задачи на 2015 г. В 2014 г. ГРР впервые полностью осуществлялись в соответствии с показателями Подпрограммы «Воспроизводство минерально-сырьевой базы, геологическое изучение недр». В течении года работы выполнялись по 695 объектам. В Российской Федерации наблюдалась тенденция роста ассигнований на геологическое изучение недр и воспроизводство минерально-сырьевой базы как из федерального бюджета, так и из внебюджетных источников. Инвестиции из внебюджетных источников в работы по воспроизводству минерально-сырьевой базы в 2014 г. по предварительной оценке составили около 251,5 млрд руб.
Приоритетными направлениями геологоразведочных работ общегеологического и специального назначения являются: повышение геологической, гравиметрической и гидрогеологической изученности территории и континентального шельфа России на основе проведения региональных мелко- и среднемасштабных работ; продолжение работ по созданию глубинной геологической основы прироста ресурсного потенциала территории и континентального шельфа России; продолжение геолого-геофизических работ по обоснованию внешней границы континентального шельфа Российской Федерации в Северном Ледовитом океане, направленных на подготовку российской заявки в Комиссию ООН по определению границ континентального шельфа в Арктике; обеспечение геополитических интересов Российской Федерации в Антарктике и на архипелаге Шпицберген; формирование фонда объектов, перспективных для постановки геолого-съемочных и поисковых работ.
В 2014 г. велось составление и издание Государственного баланса запасов полезных ископаемых Российской Федерации, пополнение Государственного кадастра месторождений и проявлений полезных ископаемых и массива документов и картограмм всех видов геологической изученности территории Российской Федерации. Осуществлялось ведение реестра геологоразведочных работ, массива лицензионных материалов и реестра лицензий на право пользования.
В 2015 г. начнутся ГРР по 17 новым объектам; количество их резко сократилось в сравнении с 2014 г. за счет изменения принципов их формирования, в частности объединения групп и блоков листов по технологическим этапам производства геолого-съемочных работ в пределах конкретных федеральных округов [Итоги Федерального агентства по недропользованию в 2014 году и планы на 2015 год. // Министерство природных ресурсов и экологии РФ. Федеральное агентство по недропользованию. -М. -2015.].
1.1. Тектоника
Общие вопросы. В настоящее время, отмечает Г.Г. Кочемасов, когда получен богатейший научный материал по почти всем небесным телам Солнечной системы, невозможно проводить углубленное научное изучение планеты Земля без сравнения ее с другими небесными телами. Сравнительная планетология сначала опиралась на сравнение Земли с Луной. Но за прошедшие 400 лет появились материалы и по другим телам Солнечной системы почти по всем планетам и нескольким десяткам спутников и астероидов. Внимательно изучая их поверхности и другие физические характеристики, можно заметить, что есть нечто общее, объединяющее их между собой и с Землей. Причиной такого единства оказалась волна, которая коробит (деформирует) все тела, поскольку все они движутся по эллиптическим кеплеровским орбитам с периодически меняющимися ускорениями. В результате все тела приобретают двуполушарное строение одно полушарие возвышается, противоположное вдавливается. Так сказывается действие универсальной стоячей фундаментальной волны 1 длиной 2πR (R-радиус тела), опоясывающей тело [Кочемасов Г.Г. От строения Земли к сравнительной волновой планетологии и тектоноантропологии. // Система «Планета Земля». 20 лет Семинару «Система «Планета Земля» 1994-2014, Москва. -М. -2014.].
Е.Б. Осипова предлагает модель, которая дает возможность объяснить характер движения трехслойной тектоносферы зоны перехода под действием локального разуплотнения в слое пониженной вязкости в астеносфере. При этом движение астеносферного вещества имеет характер конвекции, поддерживаемой притоком и оттоком флюидов, а движение надастеносферного и подастеносферного слоев связано с их механическим взаимодействием с конвектирующей астеносферой. Таким образом в астеносфере, разделенной на звенья Западно-Тихоокеанской зоны перехода, образуются постоянно действующие конвективные ячейки, продуцирующие тектогенез вышележащий литосферы [Осипова Е.Б. Моделирование механизма инверсии вертикальных движений литосферы Западно-Тихоокеанской зоны перехода. // Материалы 45 Тектонического совещания, Москва, 5-8 февр., 2013. -М. -2013.].
Верхняя часть коры континентов, считают А.Д. Павленкин, Л.В. Подгорных и Л.Г. Поселова, имеет необратимую эволюцию и при смене геодинамических процессов перераспределяется по площади. Нижняя часть коры планеты в целом и большая часть верхней части коры океанов при определенных условиях могут интегрироваться с подстилающей мантией. Все эти процессы определяют изменение уровня границы Мохоровичича во времени и физические свойства подстилающей мантии [Павленкин А.Д., Подгорных Л.В., Поселова Л.Г. Граница М и разделяемые ею земная кора и верхняя часть мантии в геодинамических процессах и изостатических моделях. // Материалы 45 Тектонического совещания, Москва, 5-8 февр., 2013. -М. -2013.].
Сценарий формирования океанических впадин при объяснении дрейфа континентов, сообщает Е.С. Кучин, не станет полностью достоверным до тех пор, пока не будет дан ответ на вопрос: почему именно в начале мезозоя единый континент начал разламываться на части и начались площадные излияния траппов? Единственным объяснением могло бы послужить увеличение в тот период скорости вращения Земли вокруг своей оси, что как будто подтверждается получением новых геохронометрических данных по ископаемым остаткам, которые свидетельствуют о существовании такого ускорения, начавшемся очень близко к рубежу пермь-триас. И, конечно же, интересно было бы знать, как долго Земля может увеличиваться в своих размерах и чем может это закончиться? [Кучин Е.С. Дрейф континентов это реально. // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. Статьи по материалам Региональной научно-практической конференции, Пермь, 21-22 мая, 2013. -Пермь. -2013.].
Горные породы, недавно обнаруженные на северо-восточном побережье Гудзонова залива в Канаде, как показывает К. Циммер, возможно, одни из самых древних когда-либо найденных на нашей планете, но ученые спорят по поводу их возраста: 3,8 или 4,4 млрд лет. Более ранняя датировка относит эти породы ко времени образования Земли. Разрешение споров зависит от усовершенствования методов определения геологического возраста по атомам мелких образцов горных пород зарождающейся Земли. Если этим породам действительно 4,4 млрд лет, то они могут дать ключи к разгадке того, как поверхность Земли обрела свои черты, когда появились океаны, и как быстро после этого возникла жизнь [Циммер К. Древнейшие породы Земли. // В мире науки. -2014. -№ 5.].
Одну из важнейших проблем начинающегося постклассического этапа развития геологии А.А. Предовский связывает с необходимостью разработки общей модельной схемы необратимой и, как представляется автору, достаточно мощной эволюции всех геологических процессов и систем в истории Земли. Поскольку эта история нашей планеты, вероятно, наиболее полно записана в составе и строении супракрустальных толщ стратосферы в современном понимании этого слова, постольку необходимо соблюдение некоторых общих условий исследования осадочной компоненты супракрустальных толщ (и в том числе их состава) от раннего архея до современности. Попытка сформулировать эти условия и составляет содержание настоящей работы [Предовский А.А. Некоторые условия эффективности изучения роли литогенеза в эволюции геологических процессов Земли. // Геохимия литогенеза. Материалы Российского совещания с международным участием, Сыктывкар, 17-19 марта, 2014. -Сыктывкар. -2014.].
Л.И. Иогасоном рассматривается эволюция взглядов В.В. Белоусова на происхождение океанов, увязанное с направленностью развития Земли. В более ранних работах он называл стадию, на которой возникают океаны, «базальтовой», а в последних «океанической», увязывая ее проявление с процессами преобразования мантийного вещества. Конечной стадией развития Земли В.В. Белоусов полагал повсеместную океанизацию. В настоящее время количество данных, подтверждающих процессы океанизации, существенно возросло, хотя механизм океанизации по-прежнему не разработан [Иогасон Л.И. Проблема океанизации континентальной земной коры вчера и сегодня. // Бюл. Моск. об-ва испыт. природы. Отд. геол. -2013. 88. -№ 5.].
В качестве актуальных вопросов геологии океанов Б.А. Блюман рассматривает состав, строение коры океанов, взаимоотношения осадочного и вулканического слоев коры, условия становления и выветривания базальтов океанов, перерывы и несогласия в океанах, их длительность и возможная природа. В качестве актуальных вопросов геологии континентов рассматриваются региональные и глобальные особенности строения земной коры и мантии подвижных областей и платформ, природа офиолитовых ассоциаций, латеральная и вертикальная неоднородности состава и строения коры и литосферы, направленность геологического и металлогенического развития континентов в докембрии и фанерозое, происхождение первичной сиалической коры и гранит-зеленокаменных ассоциаций. Ответы на актуальные вопросы вступают в противоречие с базовыми положениями как тектоники литосферных плит, так и с рядом положений геосинклинально-платформенной концепции. Обосновывается положение о том, что геология океанов и геология континентов смежные науки о Земле, обладающие свойственными им методами исследований, которым в равной мере присущ принцип историзма направленности и необратимости развития. По мере движения вглубь истории геологического развития Земли намечается все больше расхождений специфики геологического развития континентов и океанов. Общность геологии океанов и геологии континентов намечается лишь в области новейшей тектоники. Концепции фиксизма и мобилизма, претендующие на универсальность интерпретации истории развития и океанов, и континентов, оказываются во многом несостоятельными. Сегодня представляется преждевременной идея создания «всеобщей» геодинамической концепции, применимой в равной мере для геологии континентов и геологии океанов. Оценивается роль геологической картографии применительно к оценке состоятельности ныне существующих геодинамических концепций [Блюман Б.А. Актуальные вопросы геологии океанов и геологии континентов. // ФГУП «ВСЕГЕИ». -СПб. -2013.].
М. Кузьмин, В. Ярмолюк и др. показывают, что большие изменения в геологических знаниях произошли за последние полвека. Благодаря успехам сейсмической томографии в глубинах Земли обнаружены две огромные области более горячей материи, простирающиеся до самого ядра планеты. Интересно, что их проекции на поверхность практически совпали с так называемыми горячими полями мантии, которые были выделены советскими геологами еще тридцать лет назад по косвенным показателям. Данные открытия легли в основу концепции глубинной геодинамики, позволившей установить взаимодействие глубинных процессов в мантии с геологией, формирующей поверхность нашей планеты [Кузьмин М., Ярмолюк В. и др. Глубинная геодинамика основной механизм развития Земли. // Наука в России. -2013. -№ 6.].
Доклад Т.Ю. Тверитиновой посвящен возрасту трещин, линеаментов и полям напряжений. История геологического развития различных регионов разная. Древние платформы отражают спокойное развитие на протяжении фанерозоя. Подвижные пояса более мобильны. Здесь есть области полициклического развития и поэтому существуют структуры разного возраста складчатости. Возраст трещин (и разломов) приповерхностной зоны при этом остается «современным» каждой тектонической эпохе. В стабильных областях морфологический облик исходных трещин (одновозрастных субстрату) изменяется мало. Здесь практически нет новообразованных трещин. В подвижных областях облик трещин меняется с каждой эпохой структурных преобразований. Например, в полициклической области каледоно-герцинского развития современные разрывно-трещинные структуры будут отражать своей морфологией особенности докаледонских (возраст исходных деформируемых комплексов), каледонских (возраст каледонских структур), герцинских и, наконец, постгерцинских структур. Каждая эпоха оставит свои следы, но в составе единой современной структуры, которая наблюдается сейчас. Каждой существующей в ту или иную эпоху системе разрывно-трещинных структур соответствует более общая система линеаментов (включающая как проявленные элементы (разрывно-трещинные структуры), так и еще непроявленные зоны концентрации деформаций). Линеаменты всегда «современные» линейные (полосчато-линейные) объекты, отражающие текстурно-структурную неоднородность геологической среды в «современном» поле тектонических напряжений [Тверитинова Т.Ю. Возраст трещин, линеаментов и полей напряжений. // Тезисы докладов Всероссийского совещания с участием приглашенных исследователей из других стран, Иркутск, 11-16 авг., 2014. -Иркутск.-2014.].
Е.А. Долгинов и А.З. Долгинов предложили объяснение возникновения глобальных широтных линеаментов как результата дифференцированного вращения вещества ранней расплавленной Земли в соответствии с механизмом подобных движений, хорошо изученных для Солнца, звезд, «газовых» планет-гигантов Солнечной системы. Кратко обсуждается возможное влияние потоков вещества и тепла в земном ядре на образование меридиональных поясов растяжения и сжатия неогея [Долгинов Е.А., Долгинов А.З. Глобальная система широтных линеаментов и ее возможное происхождение. // Вестн. РУДН. Сер. Инж. исслед. -2013. -№ 4.].
В.В. Куликова, В.С. Куликов и Я.В. Бычкова на основании многолетних исследований склоняются к тому, что первоначальные границы фрагментов палеоархейской коры состава «ТТГ-амфиболиты» предшествовали зарождающимся структурам, соответствующим по форме шестигранным ячейкам Релея-Бенара (или «снежинке Кооха»), но сформированным на остывающей базитовой коре. Центральные части (ядра, аттракторы) практически всех блоков идентифицировались только в палеопротерозое за счет внедрения крупных расслоенных плутонов (Бураковский в Водлозерском блоке, Кийостровский в Маленгском и т.д.). Их можно рассматривать как аттракторы (аттрактор динамической системы притягивающее, замкнутое, инвариантное множество в ее фазовом пространстве, возникновение которых обусловлено предыдущей динамикой астеносферы, выступающей в роли неистощенной части мантии поставщика крупных порций магмы (плюмов) соответствующего состава). Авторы используют этот термин как базовый, предполагая: 1) это устойчивые особые точки для местоположения плутонов и 2) нерегулярные (сложные, неустойчивые) траектории быстро расходящихся систем, которые в дальнейшем остаются на аттракторе (привязаны к нему), или системы разломов на утолщенной литосфере, контролируемые точечной динамикой астеносферы. В геометрическом плане фрагменты фракталов становятся более крупными [Куликова В.В., Куликов В.С., Бычкова Я.В. Палео- и мезоархейские структуры ЮВ Фенноскандии как следствие фрактального тектонообразования литосферы в докембрии. // 11 Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле», Москва, 9-12 апр., 2013. Доклады. -М. -2013.].
М.А. Харькиной и др. сделано предположение, что совокупность знаний и гипотез о вопросе возникновения жизни не удается объединить в единую, логичную и убедительную гипотезу. Если предположить земное происхождение жизни, то роль литосферы в этом процессе значительна, т.к. именно в ней создались условия для возникновения и последующего развития живой материи [Харькина М.А. и др. Литосфера и условия возникновения жизни. // Школа экологической геологии и рационального недропользования. Материалы 13 Межвузовской молодежной научной конференции, Санкт-Петербург, 3-5 мая, 2013. -СПб.-2013.].
Региональная геотектоника. Террейновый анализ структуры Центрально-Азиатского складчатого пояса позволяет М.М. Буслову утверждать, что в нем тектонически совмещены окраинно-континентальные комплексы пород, сформированные при эволюции двух крупнейших океанических плит. Одна из них, плита Палеоазиатского океана, аналог современного Индо-Антлантического сегмента Земли, характеризуется наличием континентальных блоков в составе океанической коры и формированием океанических бассейнов в результате деструкции Родинии и Гондваны. В результате ее эволюции происходили процессы распада суперконтинентов и повторное объединение блоков в составе Казахстано-Байкальского континента. Фундамент Казахстано-Байкальского континента сформирован в венде-кембрии в результате субдукции под юго-восточную окраину Сибирского континента (в современных координатах) океанической коры Палеоазиатского океана, включающей докембрийские микроконтиненты и террейны гондванской группы. Субдукция и последующая коллизия микроконтинентов и террейнов с Казахстано-Тувино-Монгольской островной дугой привели к консолидации земной коры и формированию составного континента. Другая плита, Палеопацифики, аналог современного Тихоокеанского сегмента Земли, характеризуется длительной тектономагматической эволюцией без участия континентальной коры и сложными процессами формирования материковых окраин. В результате его эволюции созданы венд-палеозойские окраинно-континентальные комплексы западной части Сибирского континента, состоящие из венд-кембрийской Кузнецко-Алтайской островной дуги, комплексов пород ордовикско-раннедевонской пассивной окраины и девонско-раннекарбоновой активной окраины. В аккреционных клиньях Кузнецко-Алтайской островной дуги широко представлены только фрагменты вендско-раннекембрийской океанической коры, состоящей из офиолитов и палеоокеанических поднятий. Современным аналогом Центрально-Азиатского складчатого пояса является ю.-в. окраина Азии, представленная зоной сочленения Индо-Австралийской и Тихоокеанской плит [Буслов М.М. Террейновая тектоника Центрально-Азиатского складчатого пояса. // Геодинам. и тектонофиз. -2014. 5. -№ 3.].
Раннепалеозойская коллизионная система Ольхонского региона (западное побережье Байкала) возникла в процессе столкновения Сибирского палеоконтинента и сложного агрегата из фрагментов микроконтинента, островных дуг, задуговых структур, аккреционных призм. Основные события были связаны с тотальной реализацией сдвигового тектогенеза, инициированного косым характером коллизии. В современной структуре тектонически совмещены самые различные компоненты былых геодинамических систем, разделенные когда-то десятками и сотнями километров. Постоянным участником коллизионных комбинаций являются необычные синметаморфические инъекционные тела карбонатных пород. Они образуют две группы: мраморные меланжи и коровые карбонатные выплавки. Очевидный факт карбонатные породы, составлявшие исходные пласты и горизонты стратифицированных толщ, в процессе косой коллизии локально или более широко кратковременно (или более длительно) в той или иной мере теряют вязкость и обнаруживают совершенно необычные свойства: они внедряются в окружающие породы силикатного состава. Формирование синметаморфических мраморных меланжей прямое следствие геодинамики косой коллизии, чувствительный индикатор такого режима. В.С. Федоровским, А.М. Мазукабзовым и Д.П. Гладкочубом высказывается предположение о том, что появление мраморных меланжей связано с катастрофической потерей вязкости карбонатных пород вследствие резкого возрастания скорости сдвиговых деформаций, сопровождавших косую коллизию [Федоровский В.С., Мазукабзов А.М., Гладкочуб Д.П. Тектоническая позиция мраморного меланжа в аккреционно-коллизионной системе раннего палеозоя Западного Прибайкалья. // Геодинам. и тектонофиз. -2014. 5. -№ 3.].
Структура юго-западного обрамления Сибирского кратона, считают М.М. Буслов, Д. Отгонббатор и М.А. Абилдаева, является результатом наложения двух коллизионных орогенических этапов, первый из которых - раннекаледонский - связан с аккрецией Казахстанско-Байкальского составного континента, включающего Тувино-Монгольский микроконтинент и ряд других террейнов, к окраине Сибирского континента, а второй –герцинский- с внутриконтинентальным орогенезом, связанным с коллизией Восточно-Европейского континента с Северо-Азиатским, созданным аккрецией Сибирского и Казахстанско-Байкальского континентов. Одновозрастное формирование позднепалеозойских деформационных структур и плюмового магматизма на территории южной Сибири может быть связано с глобальными геодинамическими событиями, обусловленными взаимодействием тектонических плит и влиянием плюма [Буслов М.М., Отгонббатор Д., Абилдаева М.А. Позднепалеозойская покровно-сдвиговая тектоника Алтае-Саянской складчатой области. // Тектоника, глубинное строение и минерагения Востока Азии. 8 Косыгинские чтения: Материалы Всероссийской конференции, Хабаровск, 17-20 сент., 2013. -Владивосток.- 2013.].
В.Д. Чехович и О.Г. Шеремет делают вывод о том, что в Алеутской океанической котловине и на Беринговоморском континентальном шельфе выявлена единая кайнозойская сдвиговая система, вероятно, отражающая положение границы между Евразией и Северной Америкой на этапе от середины эоцена до конца миоцена. Краевая часть погребенного поднятия Витус в Алеутской океанической котловине представляет собой «структуру выталкивания», сформированную в палеогене. Данные о позднемеловых условиях растяжения, установленные в области Берингова пролива, возможно, могут быть распространены на всю сдвиговую зону в пределах Беринговоморского шельфа [Чехович В.Д., Шеремет О.Г. Кайнозойская сдвиговая система в океанической и континентальной коре Берингова моря. // Докл. РАН. -2013. 451. -№ 2.].
Литосфера в целом и отдельные геологические структуры разбиты на блоки различной величины. Закономерность чередования размеров блоковых моделей земной коры впервые применил в сейсмологии и геодинамике академик М.А. Садовский. Помимо тектонических границ (разломов, тектонических нарушений) существуют геофизические основания для выделения на разной глубине в земной коре и мантии сейсмических разделов [Пущаровский, 2001 г.]. Границы между блоками могут быть выделены по изменениям значений сейсмических скоростей, по сейсмическим данным на основе видимых смещений сейсмических границ, нарушений сплошности и непосредственно видимых на разрезах разломных зон. Положение таких границ, разделов и блоков подробно описано в работах Т.К. Злобина. В настоящей работе Т.К. Злобин и А.Ю. Полец показали делимость на блоки литосферы о. Итуруп и прилегающих акваторий, рассмотрены подвижки в этих блоках и проявление в них сейсмических процессов, выразившихся в землетрясениях. По сейсмическим данным в литосфере были выявлены разломы и блоки. Движение блоков рассматривалось на основе изучения механизмов очагов землетрясений. Сейсмические процессы, выраженные в подвижках при землетрясениях, проявляются в блоках литосферы по-разному. На большей части разреза имели место взбросовые подвижки. Однако в блоках верхнего слоя земной коры и в западной части подкоровой мантии отмечены сдвиговые и надвиго-поддвиговые перемещения. В земной коре сдвиговые, надвиговые и поддвиговые перемещения происходили в центральной части острова в двух блоках. По краям острова в земной коре сейсмические процессы проявлялись в виде сбросов. Сбросовые подвижки имели место также в западной части и в нижнем «базальтовом» слое коры. В верхней мантии землетрясения с подвижками типа сдвиги, поддвиги и надвиги были установлены в западной части острова на глубинах 6080 км. Ниже клинообразно залегает область со сбросовыми подвижками. В остальной части мантии в основном преобладали взбросы [Злобин Т.К., Полец А.Ю. Сейсмические процессы в блоках литосферы острова Итуруп (Курильские острова) и прилегающих акваторий. // Тезисы докладов Всероссийского совещания с участием приглашенных исследователей из других стран, Иркутск, 11-16 авг., 2014. -Иркутск. -2014.].
Г.Л. Лейченков представил принципиальную модель строения земной коры пассивной невулканической континентальной окраины. Исследования последних лет, выполненные в Антарктиде, показывают, что ее пассивная (рифтогенная) континентальная окраина имеет сходство с хорошо изученными невулканическими окраинами северной Атлантики, но демонстрирует некоторые особенности своего строения, которые позволяют развить представления о механизме и рифтогенезе с экстремальной степенью растяжения земной коры. Ширина пассивной окраины Антарктиды (окраинного рифта) изменяется от 200 до 500 км и демонстрирует различные структурные стили, определяемые особенностями геодинамической эволюции [Лейченков Г.Л. Механизмы формирования осадочных бассейнов с аномально тонкой корой на пассивных невулканических континентальных окраинах. // Материалы 45 Тектонического совещания, Москва, 5-8 февр., 2013. -М. -2013.].
|
