Geodynamics & Tectonophysics (E-Journal) / Геодинамика и тектонофизика
Not a member yet
725 research outputs found
Sort by
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДАЙКОВЫХ АЙЛЛИКИТОВ И ЩЕЛОЧНЫХ ПОРОД БОЛЬШЕТАГНИНСКОГО МАССИВА (УРИКСКО-ИЙСКИЙ ГРАБЕН, ВОСТОЧНОЕ ПРИСАНЬЕ)
Get PDFThe ICP-MS determinations have been made on microelement content of ~650–640 Ma ultramafic lamprophyre-aillikite dikes and alkaline silicate rocks and carbonatites from the Bolshetagninsky ijolite-syenite massif, spatially overlapped in the northern Urik-Iya graben on the southwestern margin of the Siberian craton. There have been identified two types of spectra of microelement distribution, typical of the Bolshetagninsky massif aillikites and alkaline silicate rocks, respectively; both types of spectra demonstrate significant (more than two orders of magnitude) enrichment in most incompatible elements relative to the primitive mantle. Aillikites have tilt-left distribution spectra of rare elements with Rb, К, Pb, Sr-P, Zr-Hf, ±U minimums and less-pronounced Y minimum. Multi-element spectra of ijolites-melteigites are characterized by Th, Та, Pb, Hf, ±Zr, ±Ti minimums which is also reflected in nepheline syenite and carbonatite spectra. The Bolshetagninsky massif aillikites and alkaline rocks differ also in Nb/Ta, Zr/Hf, Th/Nb, Th/U ratios. Geochemical differences imply that the parental melts of dike aillikites and alkaline rocks are derived from different mantle sources.Методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой определены содержания микроэлементов в дайках ультрамафитовых лампрофиров (айлликитов), щелочных силикатных породах и карбонатитах Большетагнинского ийолит-сиенит-карбонатитового массива, имеющих близкий возраст около 650–640 млн лет и пространственно совмещенных в северной части Урикско-Ийского грабена на юго-западной окраине Сибирского кратона. Выявлены два типа спектров распределения микроэлементов, присущие, соответственно, айлликитам и силикатным щелочным породам Большетагнинского массива; спектры обоих типов демонстрируют значительное (более чем на два порядка) обогащение наиболее несовместимыми элементами относительно примитивной мантии. Айлликиты имеют наклонные вправо спектры распределения редких элементов с минимумами по Rb, К, Pb, Sr-P, Zr-Hf, ±U и менее выраженным минимумом по Y. Мультиэлементные спектры ийолитов-мельтейгитов характеризуются минимумами по Th, Та, Pb, Hf, ±Zr, ±Ti, что находит отражение и на спектрах нефелиновых сиенитов и карбонатитов. Айлликиты и щелочные породы Большетагнинского массива отличаются между собой также по отношениям Nb/Ta, Zr/Hf, Th/Nb, Th/U. Геохимические различия позволяют предполагать, что родительские расплавы дайковых айлликитов и щелочных пород Большетагнинского массива имели разные мантийные источники
ПЕРВЫЕ ДАННЫЕ ПО U/PB ДАТИРОВАНИЮ ДЕТРИТОВЫХ ЦИРКОНОВ ИЗ ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД ВОСТОЧНО-САХАЛИНСКОГО АККРЕЦИОННОГО ТЕРРЕЙНА
Get PDFFirst detrital zircon geochronology data and results of geochemical studies for clastic rocks of the Rymnik and Nabil zones of the East Sakhalin accretionary terrane, located within the region of the East Sakhalin Mountains, are presented. The studies have been carried out at the Center for Collective Use of Far Eastern Geological Institute of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences in Vladivostok. The established geochemical features suggest that the source of the clastic material of the zones was felsic rocks of the deeply eroded continental island arc or arcs. Although the geochemical characteristics are similar, there are sharp differences between the detrital zircons’ age distribution patterns of rocks of these zones. In the sandstone of the Nabil zone, 75 % of the zircon grains are of the middle Cretaceous age (94–108 Ma) with a peak of 96 Ma, 15 % are the middle Permian-Early Jurassic, and 10 % are the Precambrian (mainly Paleoproterozoic). The sandstone of the Rymnik zone has a more complex (polymodal) pattern of the detrital zircon age distribution, with a significant contribution of the Precambrian grains (37 %). Most of the grains belong to the Early Jurassic (peak 196 Ma) and the Early Cretaceous (peak 137 Ma), with 47 % of the Mesozoic grains. The likely provenances of the clastic material were the Middle Cretaceous volcanic arcs of the Asian eastern margin older complexes of the continent.В работе представлены первые результаты U/Pb датирования детритовых цирконов и исследования геохимии терригенных пород Рымникской и Набильской зон Восточно-Сахалинского аккреционного террейна (район Восточно-Сахалинских гор), выполненных в Центре коллективного пользования ДВГИ ДВО РАН. Установленные геохимические особенности позволяют предположить, что источником терригенного материала пород обеих зон являлись кислые породы глубоко эродированной эпиконтинентальной островной дуги (дуг). При сходстве геохимических характеристик породы Набильской и Рымникской зон резко различаются по спектрам распределения возрастов детритовых цирконов. В песчанике Набильской зоны 75 % зерен циркона имеют среднемеловой возраст (94–108 млн лет) с пиком 96 млн лет, 15 % − среднепермско-раннеюрский возраст и 10 % − докембрийский (главным образом палеопротерозойский). Песчаник Рымникской зоны имеет более сложный (полимодальный) спектр распределения возрастов детритового циркона, со значительным вкладом докембрийских зерен (37 %). Большинство зерен имеют раннеюрский (пик 196 млн лет) и раннемеловой (пик 137 млн лет) возраст при 47 % мезозойских зерен. Вероятными источниками терригенного материала являлись среднемеловые магматические дуги восточной окраины Азии и более древние комплексы континента
НОВЫЙ ПОДХОД К ПРОГНОЗУ СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ В ЮЖНО-БАЙКАЛЬСКОМ РЕГИОНЕ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ МОНИТОРИНГА ДЕФОРМАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД: МЕТОДОЛОГИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Get PDFThe Southern Baikal is located within the actively developing Baikal rift zone (BRZ) that is characterized by a significant seismic potential, and M>7 earthquakes occur periodically with intensive shaking in the epicenters (up to 10 units). The problem of prediction and forecasting of strong earthquakes has always been critical for this region, considering its increasing urbanization, industrial clusters and transport systems. The article describes the methodology based on rock deformation monitoring data, which aims at developing a technology capable of efficient prediction and forecasting of strong earthquakes. In the Institute of Earth’s Crust SB RAS a set of studies is carried out in order to solve this problem, including those associated with the instrumental study of current movements of the lithosphere through GPS geodesy and deformations of rocks by strain gauges. The existing GPS sites and deformation measurements are combined into the Large-Scale Research Facilities "South Baikal instrumental complex for monitoring hazardous geodynamic processes" in frame of the Shared Research Facilities "Geodynamics and Geochronology" at the Institute of the Earth’s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Science.In this article, the deformation monitoring methodology is described in application to the monitoring sites installed in the study area. The description includes the details of its conceptual basis, technical support and data processing methods. The discussion focuses on the instrumental measurements of rock deformation related to three strong events in the study area – Kultuk (August 27, 2008), Bystrinskoe (September 21, 2020), and Kudara (December 10, 2020) earthquakes. The features of the deformation process before these seismic events are given special attention with account of the structural-geodynamic settings and positions of local monitoring sites relative to the earthquake epicenters.Южное Прибайкалье (ЮП) находится в пределах активно развивающейся Байкальской рифтовой зоны (БРЗ), обладающей значительным сейсмическим потенциалом. Здесь периодически происходят землетрясения с магнитудой более 7 и с интенсивностью сотрясений в эпицентрах до 10 баллов. В условиях высокой степени урбанизации ЮП и активного развития в его пределах промышленных кластеров и транспортных систем существенно повышается актуальность проблемы прогноза сильных землетрясений. В ИЗК СО РАН для решения этой проблемы проводится комплекс исследований по разным направлениям. Одно из них связано с инструментальным изучением современных движений литосферы на больших базах посредством GPS-геодезии и деформаций горных пород на малых базах штанговыми тензометрическими датчиками. Существующе пункты GPS и деформационных измерений объединены в уникальную научную установку «Южно-Байкальский инструментальный комплекс для мониторинга опасных геодинамических процессов» (УНУ «ЮБИК»), входящую в состав ЦКП «Геодинамика и геохронология».В статье рассмотрены методические вопросы деформационного мониторинга на малых базах. Описаны его концептуальная основа, техническая база и методы обработки получаемого фактического материла. На примере произошедших в последнее время в ЮП трех сильных землетрясений – Култукского (27.08.2008 г.), Быстринского (21.09.2020 г.) и Кударинского (10.12.2020 г.) – показаны предшествующие им особенности развития деформаций горных пород, а также влияние на них структурно-геодинамических условий в местах расположения пунктов мониторинга и пространственного положения этих пунктов относительно готовящегося очага землетрясения
ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИТТРИЙ В УГЛЕ КАРАТАЕВСКОГО РАЗРЕЗА, ИРКУТСКИЙ БАССЕЙН
Get PDFIt is now known that coals throughout the world contain many valuable elements. In the Irkutsk Region, coal mining is provided by the resources of the Irkutsk coal-bearing basin. The Irkutsk basin is a large area of the Jurassic continental sedimentary deposits in the south of the Siberian craton, with the Cheremkhovo, Prisayan and Kuda formations. The upper Cheremkhovo formation is the primary coal-bearing formation of the Irkutsk basin. This paper presents the geochemical data on the Karataevsky coal mine. Trace element concentrations were obtained using X-ray fluorescence spectrometry. The average Th content (14.24 ppm) in the studied coal seam is higher than that in most of the world coals. The Co (35 ppm), F (1008 ppm), Sn (12 ppm), Th (34 ppm) concentrations in the coal shale consisting primarily of kaolinite (90 %) are higher than in ordinary coals. The coals should be used considering the concentrations of potentially hazardous elements that are high relative to the world coals. The studied coals can be interesting in terms of their slight enrichment in Y, with an average concentration of 19.7 ppm, which is 2.4 times higher than that in the world coal.На сегодняшний день известно, что угли можно рассматривать как источник ценных элементов. В Иркутской области угледобыча обеспечивается ресурсами Иркутского угольного бассейна. Иркутский бассейн – крупная площадь развития континентальных осадочных отложений юрского возраста на юге Сибирской платформы с выделенными черемховской, присаянской и кудинской свитами. Все угольные месторождения бассейна связаны с верхней подсвитой черемховской свиты. В данной работе рассматриваются геохимические данные пласта Каратаевского угольного разреза. Концентрации микроэлементов получены с помощью рентгенофлуоресцентной спектрометрии. Среднее содержание Th в изученном пласте выше, чем в большинстве углей мира, и составляет 14.24 ppm. В углистом сланце, состоящем преимущественно из каолинита (90 %), концентрации Co (35 ppm), F (1008 ppm), Sn (12 ppm), Th (34 ppm) выше нормы углей. При эксплуатации углей необходимо учитывать повышенные относительно мирового угля концентрации потенциально опасных элементов. Исследованные угли могут представлять интерес в связи со слабым обогащением Y, со средней концентрацией 19.7 ppm, что в 2.4 раза выше, чем в мировом угле
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА КАЛЬЦИТОВ ЩЕЛОЧНО-УЛЬТРАМАФИЧЕСКИХ ДАЕК УРИКСКО-ИЙСКОГО ГРАБЕНА
Get PDFThe isotope composition of carbon and oxygen was studied in calcite of dykes and veins of ultramafic lamprophyres, kimberlite, alkaline mica picrites from the Yarma above-intrusion zone, and pyroxene-free picrites intruding the rocks of the Bolshetagninsky carbonatite massif within the Urik-Iya graben hosted by the East Sayan Mountains. The data on δ13C (from −6.6 to −3.9 ‰ relative to VPDB) disclose the ideas on the mantle origin of the carbonate substance of dykes. High values of δ18O (from +13.9 to +11.8 ‰ relative to VSMOW) suggest the impact of deuteric fluids, i.e. magmatic fluids separated from melts, at later stage of formation of the calcite-bearing alkaline ultramafic rocks.Исследован изотопный состав углерода и кислорода в кальците даек и жил ультрамафических лампрофиров, кимберлита, щелочных слюдяных пикритов Ярминской надинтрузивной зоны и беспироксеновых пикритов, прорывающих породы Большетагнинского карбонатитового массива в пределах Урикско-Ийского грабена (Восточное Присаянье). Данные δ13C (от −6.6 до −3.9 ‰ относительно VPDB) соответствуют представлениям о мантийном происхождении карбонатного вещества даек. Высокие значения δ18O (от +13.9 до +11.8 ‰ относительно VSMOW) свидетельствуют о воздействии дейтерических флюидов (магматические флюиды, отделившиеся от расплавов) на поздней стадии формирования кальцитсодержащих щелочно-ультрамафических поро
МЕХАНИЗМЫ ОЧАГОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ В ЗАПАДНОЙ ЗОНЕ СУБДУКЦИИ ТИХООКЕАНСКОЙ ЛИТОСФЕРНОЙ ПЛИТЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОСОБЕННОСТЕЙ ЕЕ ПОГРУЖЕНИЯ
Get PDFDeformation features of the subducting Pacific lithospheric plate are considered according to the data on earthquake focal mechanisms. The territory includes the convergent boundaries between the Pacific Plate and the North American (in the Aleutian arc region), the Okhotsk, the Eurasian and the Philippine plates.It has been shown that the angle of subducting Pacific Plate in the Aleutian subduction zone affects the focal mechanisms of earthquakes that occurred in the upper, 35 km part of the oceanic plate in the zone of its bending. There occur normal-fault earthquakes at a steep-angle subduction and rare thrust earthquakes at a shallow-angle subduction. The azimuthal orientation of P-axes of the focal mechanism solutions in the upper (1–70 km) contact zone corresponds to the Pacific Plate displacement vector when the plate fragments are subducting west-northwestwards. There occurs a change in azimuthal orientation of the compression axes in the subducting plate at a depth of more than 70 km: the axes occupy different azimuthal sectors showing difference in the orientation of their slope, with the orientations of the T-axes become multidirectional.The calculation of seismotectonic deformations was carried out based on the data on focal mechanisms of 7768 earthquakes. It was revealed that the Exx and Ezz deformation fields are the most homogeneous at depths of 1–70 km. The pattern of seismotectonic deformations changes abruptly for deep parts of the subducting plate (105–200, 200–400, and 400–700 km), there are observed heterogeneous deformation fields Exx, Eyy and Еzz with alternating episodes of extension and shortening.There has been proposed the author’s scheme of the influence of the upper mantle convection structure on the geometry of the subducting plate (slab) as a potential catalyst for the processes responsible for the separation of seismic activity zones and the change of earthquake types with depth and in different parts of the extended subduction zone.Исследуются особенности деформирования погружающейся Тихоокеанской литосферной плиты по данным механизмов очагов землетрясений. Территория включает зоны конвергентных границ Тихоокеанской плиты с Северо-Американской (в районе Алеутской дуги), Охотоморской, Евразийской и Филиппинской плитами.Показано, что угол наклона Тихоокеанской плиты в зоне субдукции Алеутской дуги оказывает влияние на механизмы очагов землетрясений, произошедших в верхней части (до 35 км) океанической плиты в области ее изгиба. При крутом наклоне погружения плиты возникают сбросовые смещения в очагах, при пологом – редкие надвиговые землетрясения. Азимутальная ориентация Р-осей механизмов очагов землетрясений верхней части зоны контакта (1–70 км) соответствует направлению вектора смещения Тихоокеанской плиты при погружении ее фрагментов к западу-северо-западу. Глубже 70 км в погружающейся плите происходит изменение азимутальной ориентации осей сжатия: они занимают разные азимутальные секторы и, фиксируется разнообразная ориентация их наклона, ориентации осей Т становятся разнонаправленными.На основе данных о механизмах очагов 7768 землетрясений выполнен расчет сейсмотектонических деформаций. Выявлено, что поля деформаций Ехх и Еzz наиболее однородны для глубин 1–70 км. Картина сейсмотектонических деформаций резко меняется для глубоких частей погружающейся плиты (105–200, 200–400 и 400–700 км), наблюдаются неоднородные поля деформаций Ехх, Еуу, Еzz с перемежающимися участками удлинений и укорочений.Предложена авторская схема влияния структуры конвекции в верхней мантии на геометрию погружающейся плиты (слэба) как вероятного катализатора процессов, ответственных за раздельность зон сейсмоактивности и смену типов землетрясений с глубиной и в разных частях протяженной зоны субдукции
ДЕФОРМАЦИИ ЮЖНОЙ ЧАСТИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ ПО ДАННЫМ GPS-ИЗМЕРЕНИЙ
Get PDFThis paper presents quantitative estimates of the strain rates for the southern part of the Siberian craton derived from GPS data. The obtained results confirmed the theoretical concept of low strain rates (10–9×year–1) in the intra-platform areas. The paper is based on raw measurement data from open sources, previously reported displacement velocities, and measurement data from the Laboratory of Recent Geodynamics of the Institute of the Earth's Crust SB RAS. It is shown that of the 5 mentioned EFT-CORS stations, the BRTK site (Bratsk city) cannot be used to estimate the longterm velocity of the Siberian craton.В настоящей работе получены количественные оценки скоростей горизонтальных деформаций южной части Сибирской платформы по данным спутниковой геодезии. Количественно подтверждено теоретическое представление о низком уровне деформаций внутриплатформенных территорий (10–9×год–1). В работе использовались «сырые» данные измерений из открытых источников, ранее опубликованные скорости смещений и данные измерений лаборатории современной геодинамики Института земной коры СО РАН. Показано, что из пяти рассматриваемых станций наблюдения, свободно предоставляемых компанией «EFT-CORS», пункт в г. Братске не может использоваться для оценки долгосрочной скорости смещения Сибирской платформы
ПОСТРОЕНИЕ СЕЙСМОТОМОГРАФИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАЙОНА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ СТАНЦИИ «ОСТРОВ САМОЙЛОВСКИЙ» ПО ДАННЫМ ЛОКАЛЬНОГО СЕЙСМОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЗА 2019–2021 гг.
Get PDFIn our paper we present the results of seismotomographic inversion for the local seismological monitoring data obtained in the area of the Samoylov Island (Lena River delta) in 2019–2021. Tomographic velocity model was used for refining hypocenter locations of local earthquakes and for geological interpretation. The results are shown as maps of anomalies of seismic waves and Vp /Vs ratios for the 5 and 10 km depths. The velocity anomalies structure made it possible to interpret low Vp /Vs ratio as rocks related to the Siberian platform, and to compare between the boundary of the low Vp /Vs area and the trace of the known geological fault running along the Olenekskaya Channel. В работе приведены результаты сейсмотомографической инверсии по данным локального сейсмологического мониторинга, полученным в районе научно-исследовательской станции «Остров Самойловский» (дельта р. Лены) в 2019–2021 гг. Полученная сейсмотомографическая модель была использована для уточнения гипоцентров локальных землетрясений и геологической интерпретации. Результаты приведены в виде скоростных аномалий P- и S-волн, а также их соотношения Vp /Vs , для глубин 5 и 10 км. Анализ структуры скоростных аномалий позволил интерпретировать зону пониженного соотношения Vp /Vs как слой пород, относящийся к Сибирской платформе, а также сопоставить границу области пониженного Vp /Vs с известным геологическим разломом, проходящим вдоль Оленёкской протоки.
ВАРИАЦИИ СОСТАВА И СТРОЕНИЯ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ ПОД РАЗНОВОЗРАСТНЫМИ КИМБЕРЛИТОВЫМИ ПОЛЯМИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
Get PDFWe discuss herein the differences both in composition and structure of the lithospheric mantle of the Siberian Platform under kimberlite fields of different ages. Having analyzed the pyrope garnets from kimberlites of different ages this study aimed to identify the genesis, extent and probable causes for the evolution of the composition and structure of the lithospheric mantle within various SP blocks. Acquired results revealed noticeable differences in the lithosphere thickness of different blocks for Middle Paleozoic and Mesozoic, as well as within the same time. It was found, that the greatest differences in the thickness of the lithosphere individual blocks are typical for the Middle Paleozoic. The results obtained for pyrope garnets from the Paleozoic sedimentary secondary collectors was used to get direct evidence on the existence of thick lithosphere blocks (230–240 km) under the southern margin of the Olenek uplift, north and south of the Kyutyungde trough, as well as under the western and eastern margins of the Udzhinsky uplift. Significant variations in the intensity and extent of silicate-type metasomatism were identified by investigating of pyropes from peridotites of the lithospheric mantle, sampled by kimberlites of both Middle Paleozoic and Triassic fields. Direct evidence indicates high prospects for discovering new fields of diamondiferous high-grade kimberlites of the Middle Paleozoic age in some areas of the Siberian Platform, primarily in its Arctic region.Обсуждается проблема различий состава и строения литосферной мантии Сибирской платформы под разновозрастными кимберлитовыми полями. Целью работы являлось выяснение характера, масштабов и вероятных причин эволюции состава и строения литосферной мантии различных блоков платформы на основании изучения пироповых гранатов из разновозрастных кимберлитов различных полей. Анализ полученных результатов показал наличие существенных различий в мощности литосферы различных блоков не только на разное время (среднепалеозойское и мезозойское), но и для одного времени, причем наибольшие различия мощности отдельных блоков литосферы характерны для среднепалеозойского времени. На основании изучения пироповых гранатов из осадочных коллекторов палеозойского возраста получены прямые признаки существования на донижнекарбоновое время блоков мощной литосферы (до 230–240 км) под южным обрамлением Оленекского поднятия (участки к северу и югу от Кютюнгдинского прогиба), а также под западным и восточным обрамлением Уджинского поднятия. Значительные вариации интенсивности и масштабов метасоматоза силикатного типа установлены на основании изучения пиропов из перидотитов разрезов литосферной мантии, «опробованных» кимберлитами полей как среднепалеозойского, так и триасового возраста. Полученные результаты прямо указывают на высокие перспективы выявления новых полей высокоалмазоносных кимберлитов среднепалеозойского возраста в ряде районов Сибирской платформы, в первую очередь ее арктических территорий