Geodynamics & Tectonophysics (E-Journal) / Геодинамика и тектонофизика
Not a member yet
725 research outputs found
Sort by
О ВОЗМОЖНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СИЛЬНОГО (МАГНИТУДА М≥6.0) ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ В ЮЖНО-ФЕРГАНСКОЙ СЕЙСМОАКТИВНОЙ ЗОНЕ В БЛИЖАЙШИЕ ГОДЫ
Get PDFThere were investigated seismic mode and stress state of the Earth’s crust in the South Fergana seismic activity zone. In the central part of the zone, there was identified an area of a long-term seismic quiescence during which no earthquakes with energy class K≥12 (M≥4.5) were recorded. Along the entire length of the seismic quiescence area, there occur an activation of earthquakes of lower energy classes, as well as anomalous fluctuations of the recurrence curve slope. To localize the place of seismic activation probability, the current stress of earth’s crust in the South Fergana seismic activity zone was reconstructed according to focal earthquake mechanisms by the methods of cataclastic analysis of displacements. There were identified the areas with low values of effective confining pressure and maximum shear stresses where strong earthquakes usually occur. Taking into account the stressed state of the Earth’s crust, on the basis of the prognostic parameters of the seismic regime within the South Fergana seismic activity zone there were identified two areas in which M≥6.0 earthquakes may occur in the coming years.Исследован сейсмический режим и напряженное состояние земной коры Южно-Ферганской сейсмоактивной зоны. В центральной части зоны выявлен участок, на котором наблюдается длительное сейсмическое затишье по землетрясениям с энергетическим классом К≥12 (М≥4.5). По всей протяженности области сейсмического затишья отмечается активизация по землетрясениям низких энергетических классов, а также аномальные флуктуации угла наклона графика повторяемости землетрясений. Для локализации места возможной сейсмической активизации проведена реконструкция современного напряженного состояния земной коры Южно-Ферганской сейсмоактивной зоны методами катакластического анализа разрывных смещений с привлечением механизмов очагов землетрясений. Определены участки с низкими значениями эффективного всестороннего давления и максимальных касательных напряжений, в которых, как правило, реализуются сильные землетрясения. С учетом особенностей напряженного состояния земной коры по совокупности прогностических параметров сейсмического режима в пределах Южно-Ферганской сейсмоактивной зоны выделены две области, в которых в ближайшие годы могут произойти землетрясения с магнитудой М≥6.0
АНАЛИЗ РАЗЛОМНО-БЛОКОВОЙ СТРУКТУРЫ И НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА НА ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ: ОСНОВЫ ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКОГО ПОДХОДА
Get PDFConsideration is being given to the tectonophysical approach to the reconstruction of structure formation mechanisms and stress-strain state of rocks in hydrocarbon deposits localized in the platform cover, which has a complex structure in terms of rheological layering and disturbance by different-rank fractures. With the Kovykta gas condensate field, largest in Eastern Siberia, there were shown the main methods and ways of using modern achievements in tectonophysics for interpreting geological and geophysical information on the upper and lower parts of the sedimentary cover, unique in terms of volume and significance, that was obtained during geological exploration therein. Regularities of changes in the stress-strain state of rocks, found during the research, are combined into a tectonophysical model, which can be used as a base for other hydrocarbon deposits. The model is based on the concept of a zone-block structure of the platform cover, which is formed by a network of subvertical and subhorizontal fault zones that divide it into less faulted blocks. Disjunctive structures are highly fractured zones with concentration of relatively small low-amplitude faults, i.e. represent the early stages of faulting. The zone-block structure is formed mainly by tectonic or gravitational forces; in the first case, the stages and fracture characteristics are transformed onto the platform from the surrounding mobile belts, and in the second case they are determined by the presence of ductile rocks in the section capable of gravitational sliding. The graphic component of the tectonophysical model is 3D datasets that show the zone-block structure and stress state of rocks for the deposit with the degree of detail provided by key geophysical materials and, primarily, by seismic data. By modern GIS, this information can be quickly retrieved for any-size area of the studied rock mass and then used as a basis for solving production issues related to the development of deposits in fracture-pore reservoirs, or for analyzing general problems of their formation and dynamics.Рассмотрено содержание тектонофизического подхода к реконструкции механизмов структурообразования и напряженнодеформированного состояния пород на месторождениях углеводородов, локалиующихся в платформенном чехле, который отличается сложным строением в плане реологической расслоенноти и нарушенности разноранговыми разрывами. На примере крупнейшего Ковыктинского газоконденсатного месторождения в Восточной Сибири показаны основные приемы и способы использования современных достижений тектонофизики для интерпретации уникальной по объему и значимости геологогеофизической информации, полученной для верхней и нижней части осадочного чехла при проведении геологоразведочных работ. Закономерности напряженнодеформированного состояния пород, установленные в ходе исследований, объединены в тектонофизическую модель, которая может использоваться в качестве базовой для других месторождений углеводородного сырья. Основу модели составляют представления о зонноблоковой структуре платформенного чехла, которую образует сеть субвертикальных и субгоризонтальных разломных зон, разделяющих его на менее нарушенные блоки. Дизъюнктивные структуры являются зонами повышенной трещиноватости и сгущения сравнительно мелких малоамплитудных разрывов, т.е. представляют ранние стадии разломообразования. Зонноблоковая структура формируется главным образом под действием сил тектонической и гравитационной природы, причем в первом случае этапность и характер разрывообразования трансформируются на платформу со стороны окружающих подвижных поясов, а во втором – определяются наличием в разрезе пластичных пород, способных к гравитационному скольжению. Графической составляющей тектонофизической модели являются 3D объемы информации, отражающие зонноблоковую структуру и напряженное состояние пород для место рождения с той степенью детальности, которую обеспечивают ключевые геофизические материалы, и прежде всего данные сейсморазведки. При помощи современных ГИС эта информация может оперативно извлекаться для любого по размеру участка изучаемого породного массива и затем использоваться в качестве основы для решения производственных вопросов, связанных с разработкой залежей в трещиннопоровых коллекторах, или для анализа общих проблем их образования и динамики
ТРЕХМЕРНАЯ СКОРОСТНАЯ СТРУКТУРА ЗЕМНОЙ КОРЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ОЗЕРА БАЙКАЛ ПО ДАННЫМ ЛОКАЛЬНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ
Get PDFThis work deals with the importance of studying seismicity and deep structure of the Earth’s crust in the region of the Baikal rift zone. The study presents a three-dimensional velocity structure of the Earth’s crust in the central part of Lake Baikal, obtained from the results of tomographic inversion of the travel times of P- and S-waves from more than 800 seismic events. Synthetic tests provide substantiation for the resolution of the tomographic inversion algorithm. The seismic structure of the crust was obtained to a depth of 35 km and has a direct relationship with the geological structure. The three-dimensional distributions of seismic P- and S-wave velocity anomalies are in good agreement with each other.The sharp contrast between the anomalies may indicate a difference in the material composition of the basement of the Central Baikal basin. At a 15-km depth below the Selenga River delta, there is observed a strong low-velocity anomaly which confirms the presence of a thick sedimentary cover therein. In the basement (at depths of 20 km or greater), to the northeast of the intersection between the Delta fault and the Fofanov fault, there occurs a high-velocity anomaly elongated towards the Olkhon Island. This anomaly is probably related to a rigid block in the earth’s crust. The same depths, on the western side of the Baikal-Buguldeika fault, show a reduced Vp/Vs ratio: 1.56–1.65 versus 1.70–1.75 in the adjacent areas. This indicates another type of basement rock composition and the presence of consolidated matter there.Besides, there has been made a more accurate hypocenter determination for further comparison between seismic events and active fault structures. For the central part of Lake Baikal, the distribution of seismicity mainly corresponds to depths of 10–22 km. The situation is different below the Selenga Delta – the only area where seismicity is observed at depths greater than 22 km, – which can be attributed to complex fault interactions.The velocity anomalies discussed herein are confined to reliably identified active faults and correlate well with the distribution of seismicity and gas hydrate structures.Работа посвящена актуальной теме изучения сейсмичности и глубинной структуры земной коры в районе Байкальской рифтовой зоны. В исследовании представлена трехмерная скоростная структура земной коры в центральной части оз. Байкал, полученная по результатам томографической инверсии времен пробега P- и S-волн от более чем 800 сейсмических событий. С помощью синтетических тестов обоснована разрешающая способность алгоритма томографической инверсии. Определена сейсмическая структура коры до глубины 35 км, которая имеет четкую связь с геологическим строением. Получены трехмерные распределения аномалий скоростей сейсмических P- и S-волн, которые согласуются между собой.Резкие контрасты аномалий могут свидетельствовать о различии в вещественном составе фундамента Центральной Байкальской котловины. На глубинах до 15 км в районе дельты р. Селенги наблюдается сильная низкоскоростная аномалия, что подтверждает наличие мощного осадочного чехла в этой области. В фундаменте (глубина 20 км и более), к северо-востоку от пересечения Дельтового и Фофановского разломов, наблюдается высокоскоростная аномалия, вытянутая в сторону о-ва Ольхон. Данная аномалия, вероятно, отражает жесткий блок в земной коре. На этой же глубине c западной стороны от Байкало-Бугульдейского разлома наблюдается пониженное соотношение Vp/Vs: 1.56–1.65 против 1.70–1.75 в прилежащих областях. Это свидетельствует об отличии породного состава фундамента и наличии здесь консолидированного вещества.Также в работе была уточнена локализация гипоцентров сейсмических событий для их последующего сопоставления с активными разломными структурами. Для центральной части озера Байкал распределение сейсмичности в основном соответствует глубинам 10–22 км. Под дельтой р. Селенги ситуация меняется (что авторы связывают со сложным взаимодействием разломов) – это единственная область, где сейсмичность наблюдается на глубинах более 22 км.Обсуждаемые в работе скоростные аномалии ограничены достоверно установленными активными разломами и коррелируют с распределением сейсмичности и газогидратных структур
МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ПОСЕЛКЕ ЛИСТВЯНКА (ЮГО-ЗАПАДНОЕ ПОБЕРЕЖЬЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ)
Get PDFA systematic monitoring of the hydrosphere is important and necessary to maintain a good ecological status of Lake Baikal. The article presents the results of a five-year monitoring of the groundwater and surface waters quality in Listvyanka settlement. The goal is to determine the contamination level of drinking water supply system. In the field studies, portable measurement devices were used for monitoring temperature, pH, Eh, electrical water conductivity and water levels in wells, and water samples were taken for a complete chemical analysis. The analysis of the macrocomponent composition of water was carried out by various methods (flame photometry, volumetric titration, weight method, colorimetry) at the Center for Geodynamics and Geochronology of the Institute of the Earth’s Crust SB RAS (Irkutsk); the trace element composition was determined by the ICP MS method on the Element-2 device (Finnigan MAT, Germany) at the Institute of Geochemistry SB RAS (Irkutsk); microbiological analysis of water samples was performed at the Irkutsk Interregional Veterinary Laboratory; the analysis of isotope characteristics (δ 18O and δD) of water samples was performed in the Laboratory of Hydrogeology of the Institute of the Earth’s Crust SB RAS (Irkutsk) on a Picarro L2140-i gas analyzer.The results obtained indicate a change in macrocomponent composition of waters and an uneven distribution of pollutants over the area. The content of 42 trace elements in groundwater and river waters generally does not exceed the regulatory requirements for drinking water; the exceptions are Fe and Mn. Ten wells do not meet the sanitary and epidemiological rules and norms SanPiN 2.1.4.1074-01. The main sources of groundwater pollution are leaking septic tanks of numerous hotel complexes located in the valleys and on the valley slopes. The processes of water pollution and restoration of natural regime of water are of different intensity. For groundwater and river waters, there were determined the relative concentrations of stable isotopes of hydrogen and oxygen (δD and δ18О), and δD=5.5307·δ18 O–31.815 relationship and the deuterium excess values were obtained. Characteristics δD and δ18 O are the bases of the isotope database for the aquatic environment of Listvyanka settlement.Систематический мониторинг состояния гидросферы актуален и необходим для сохранения благоприятной экологической обстановки оз. Байкал. В статье представлены результаты пятилетнего мониторинга качества подземных и поверхностных вод пос. Листвянка с целью определения уровня загрязнения вод, используемых для питьевого водоснабжения. В ходе полевых исследований портативными приборами были измерены температура, рН, Eh и электропроводность воды, уровень воды в колодцах и отобраны пробы воды для полного химического анализа. Анализ макрокомпонентного состава вод выполнен различными методами (пламенной фотометрии, объемным титриметрическим, весовым, колориметрическим) в ЦКП «Геодинамика игеохронология» Института земной коры (г. Иркутск); микрокомпонентный состав определен методом ICP MS на приборе Element-2 (Finnigan MAT, Германия) в Институте геохимии СО РАН (г. Иркутск); микробиологическийанализ проб воды выполнялся в Иркутской межобластной ветеринарной лаборатории; анализ изотопных характеристик (δ18О и δD) проб воды выполнен в лаборатории гидрогеологии Института земной коры СО РАН (г. Иркутск) на газовом анализаторе Picarro L2140-i.Полученные результаты свидетельствуют об изменении макрокомпонентного состава вод и о неравномерном по площади поступлении поллютантов. Содержание 42 микрокомпонентов в подземных и речных водах в основном не превышает нормативных требований к питьевой воде, исключение составляют Fe и Mn. По эпидемиологическим показателям десять водопунктов не соответствуют СанПиН 2.1.4.1074-01. Основными источниками загрязнения подземных вод являются утечки бытовых стоков из септиков многочисленных гостиничных комплексов, расположенных в долинах и по бортам распадков. Интенсивность процессов загрязнения и восстановления природного состояния вод различна. В подземных и речных водах определены относительные концентрации стабильных изотопов водорода и кислорода (δD и δ18О), получено уравнение связи δD=5.5307·δ18O–31.815 и значения эксцесса дейтерия. Характеристики δD и δ18О являются основой базы изотопных данных водной среды пос. Листвянка
ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ РИФТОВОЙ ЗОНЫ С МОЩНЫМ ВИБРАТОРОМ ЦВО-100
Get PDFThe article provides an overview of vibroseismic studies carried out in the Baikal rift zone using LargeScale Research Facilities – a powerful CVO-100 seismic vibrator, installed at the South Baikal geodynamic test site SB RAS. Research is carried out according to several methods focused on different tasks: study of the structure of the Earth’s crust and upper mantle in the BRZ, active vibroseismic monitoring, and verification of velocity models of the Earth’s crust. To study the structure of the Earth’s crust and the upper mantle, there were done the vibrator-generated wavefield recordings at the stationary regional network of seismic stations in the Buryat and Baikal branches of the Federal Research Center of the GS RAS, as well as the experimental studies involving the mobile networks deployment (ICMMG SB RAS, SIPE RAS, GIN SB RAS). The aim of the work is to carry out deep vibroseismic sounding of the Earth’s crust (vibro-DSS) at the junction of the Siberian platform, the BRZ and the Sayan-Baikal folded area. The methodology is based on the study of vibration seismograms with the determination of arrival times of the main groups of waves and their correlation with the velocity models of the Earth’s crust in the BRZ. A CVO-100 vibrator and a regional network of seismic stations are used to carry out active vibroseismic monitoring of the southern part of the BRZ. The active monitoring area is about 500×200 km. During vibroseismic monitoring, there were done thorough studies of seasonal variations of the vibrator-generated wavefield and the development of techniques for spectral correction of seismograms. A seismic vibrator CVO-100 was used to carry out experimental verification of the velocity models of the Earth’s crust, developed based on the BEST and PASSCAL experimental data. The vibrational deep seismic sounding (vibro-DSS) on the Baikal – Ulan Bator profile was carried out by the ICMMG SB RAS, GIN SB RAS and BB FRC GS RAS (Russia) in cooperation with IAG MAN (Mongolia). В статье приведен обзор вибросейсмических исследований, выполняемых в Байкальской рифтовой зоне с использованием уникальной научной установки – мощного сейсмического вибратора ЦВО-100, установленного на Южно-Байкальском геодинамическом полигоне СО РАН. Работы проводятся по нескольким методикам, ориентированным на решение различных задач: исследование структуры земной коры и верхней мантии в Байкальской рифтовой зоне (БРЗ), активный вибросейсмический мониторинг, верификацию скоростных моделей земной коры. Для изучения структуры земной коры и верхней мантии проводится регистрация волнового поля вибратора на стационарной региональной сети сейсмостанций Бурятского и Байкальского филиалов ФИЦ ЕГС РАН, а также экспериментальные исследования с развертыванием мобильных сейсмических групп (ИВМиМГ СО РАН, ИФЗ РАН, ГИН СО РАН). Целью работ является проведение глубинного вибросейсмического зондирования земной коры (вибро-ГСЗ) в зоне сочленения Сибирской платформы, БРЗ и Саяно-Байкальской складчатой области. Основу методики составляет изучение вибрационных сейсмограмм с определением времен прихода основных групп волн и их увязка со скоростными моделями земной коры в БРЗ. С использованием вибратора ЦВО-100 и региональной сети сейсмических станций проводится активный вибросейсмический мониторинг южной части БРЗ. Область активного мониторинга составляет примерно 500×200 км. При проведении вибросейсмического мониторинга были детально исследованы сезонные вариации волнового поля вибратора и разработаны методики спектральной коррекции сейсмограмм. С использованием сейсмического вибратора ЦВО-100 была выполнена экспериментальная часть работ по верификации скоростных моделей земной коры, построенных по данным экспериментов BEST и PASSCAL. Работы по вибро-ГСЗ на профиле Байкал – Улан-Батор проводились ИВМиМГ СО РАН, ГИН СО РАН, Бурятским филиалом ФИЦ ЕГС РАН (Россия) совместно с ИАГ МАН (Монголия).
НАЛОЖЕННЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ГЕРЦИНСКОГО ВРЕМЕНИ В СТРУКТУРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ГОЛЕЦ ВЫСОЧАЙШИЙ (БАЙКАЛО-ПАТОМСКИЙ ПОЯС), 40AR/39AR ДАННЫЕ
Get PDFThe paper presents the results of the detailed structural analysis and 40Ar/39Ar dating of the deformations in the Golets Vysochaishii deposit area. The geological and structural studies showed the folded-deformation sequence from large lying folds through axial-plane cleavage formation and cleavage to quartz-filled fractures. The 40Ar/39Ar dating of syntectonic sericite yielded the ages of two Hercynian tectonic impulses – 340 and 320 Ma. This stage is characterized by the earlier-known successive complication of the Early Paleozoic fold-nappe structure of the area. Analysis has been made on four samples taken from different sites and characterized by different sets of deformational structures. The 40Ar/39Ar age of 340 Ma reflects the formation of small-size folds as a result of interlayer sliding and sliding along the cleavage axial planes. The 40Ar/39Ar age of 320 Ma reflects the formation of discretely manifested crenulation cleavage and low-Au, low-sulfidation quartz veins oriented obliquely to the elements of bedding and axial-plane cleavage.В работе приведены результаты детального структурного анализа и изотопно-геохронологического 40Ar/39Ar датирования деформаций, проявленных на территории месторождения Голец Высочайший. В ходе выполнения геолого-структурных работ установлена последовательность проявления складчатых деформаций от крупных лежачих складок через формирование кливажа осевой поверхности и кренуляционного кливажа до разрывных нарушений, заполненных кварцевым материалом. С помощью 40Ar/39Ar датирования синтектонического серицита удалось установить возраст двух тектонических импульсов герцинского этапа – 340 и 320 млн лет. Этот этап характеризуется последовательным осложнением покровно-складчатой структуры района, сформированной на раннепалеозойском этапе, известном по литературным данным предшественников. Проанализированы четыре пробы, отобранные в различных местах и характеризующиеся различным набором деформационных структур. 40Ar/39Ar возраст 340 млн лет отражает формирование мелкой складчатости в результате межслоевых скольжений и скольжений по плоскостям кливажа осевой поверхности. 40Ar/39Ar возраст 320 млн лет отражает формирование дискретно проявленного кренуляционного кливажа и слабозолотоносных, малосульфидных кварцевых жил, занимающих секущее положение по отношению к элементам слоистости и кливажа осевой поверхности
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ, ВЫЯВЛЕННЫЕ ПО ДАННЫМ ПОЛЕВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В РАЙОНЕ УМ ТАГИР, ВОСТОЧНАЯ ПУСТЫНЯ, ЕГИПЕТ
Get PDFThe current study presents the integration between field observations and remotely sensed data for detection and extraction of geological structural features using Sentinel-2A and Aster DEM images. The area under investigation is represented by the Neoproterozoic East African Orogeny encompassing a part of the Arabian Nubian Shield. All the rock units studied belong to the Late Cryogenian-Ediacaran periods that are divided into two large terrains (continental arc terrain and oceanic arc terrain). The metagabbro and metavolcaniclastic rocks make up the oceanic terrain, while the gabbro, tonalite, granodiorite, dokhan volcanic, monzogranite and alkali feldspar granite comprise continental arc terrain. The Sentinel-2A remote sensing and ASTER DEM data have meaningful application in respect of geological interpretation. Lineament analysis is one of the most useful tools in geological mapping and mineral exploration. Several methods of processing and extracting lithological information and lineaments were applied to the Sentinel-2A and ASTER DEM data covering the present study. The methods include various image enhancements (FCC, MNF and PCA) and the application of directional filters (Sobel). The study results show that the area was subjected to stresses of various directions (WNW – ESE, NW-SE, NE-SW, N-S, NNE – SSW, and E-W). There occurred some important structure-related and mineralization events like migmatization (in granodiorites) and bearing mineralization (in gabbro), which are associated with major elements of evidence-based structural control of the area and with the proximity of the Quena Safaga shear zone-related mineralization.Темой исследования является интеграция данных полевых наблюдений и дистанционного зондирования с целью обнаружения и извлечения геолого-структурных признаков с помощью спутниковых снимков Sentinel-2A и цифровой модели рельефа ASTER DEM. Исследуемый район представляет собой неопротерозойскую восточно-африканскую орогению, охватывающую часть Нубийско-Аравийского щита. Изучаемые толщи пород относятся к позднему криогению – эдиакарию и образуют два террейна (континентальный дуговой террейн и океанический дуговой террейн). Океанический террейн сложен метагаббро и метавулканокластическими породами, а габбро, тоналиты, гранодиориты, доханские вулканиты, монцониты и щелочные полевошпатовые граниты слагают континентальный дуговой террейн. Данные со спутника Sentinel-2A, а также данные ASTER DEM используются для геологической интерпретации. Линеаментный анализ является одним из наиболее полезных инструментов геологического картирования и разведки полезных ископаемых. В рамках исследования были использованы методы для обработки данных Sentinel-2A и ASTER DEM, извлечения литологической информации из снимков и проведения линеаментного анализа снимков. Это различные методы увеличения изображения (FCC, MNF и PCA) и применения направленных фильтров (Sobel). Результаты исследования указывают на то, что в данной области имели место напряжения различной направленности (ЗСЗ – ВЮВ, СЗ-ЮВ, СВ-ЮЗ, С-Ю, ССВ – ЮЮЗ и В-З). Образовалось несколько крупных сопутствующих структур и произошло несколько событий в процессе минерализации, таких как мигматизация (в гранодиоритах) и минерализация по простиранию (в габбро), обусловленных главными элементами научно обоснованного структурного контроля территории и близостью нахождения минерализованной зоны сдвига Кена-Сафага
ПРИМЕСНЫЕ ЦЕНТРЫ СВЕЧЕНИЯ ВО ФТОРАПАТИТЕ ИЗ ХРУСТАЛЕНОСНОГО ПАРАГЕНЕЗИСА ПО ДАННЫМ ФОТО-, КАТОДО- И СИНХРОТРОННО-ИНДУЦИРОВАННОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ
Get PDFApatite is typically characterized by a wide variety of spectrum and kinetic characteristics of luminescence; luminescent images of grains are often zonal. A variety of conditions for the formation of the mineral in various types of associations and in many types of host rocks contributes to the occurrence of impurities of various luminogen ions in its structure. The variety of luminescence is associated with impurities of d-metals, REE, different types of anions, as well as with the effects of co-activation in various combinations. The paper presents the results of a comparative study of photo-, cathode- and synchrotron luminescence of apatite (by the example of samples from crystal-bearing deposits of the Neroi region, Subpolar Urals). Using a Jeol JSM6390LV SEM equipped with a Horiba H-CLUE iHR500 attachment, cathodoluminescence spectra of apatite were obtained in the 200–800 nm range. The spectra and kinetic characteristics of apatite luminescence upon excitation by synchrotron radiation at 10 and 300 K have been analyzed for the first time; the physical nature of the excitation bands of the three main luminescence centers Ce3+, Eu2+ and Mn2+ has been examined; it is shown that the luminescence excitation with the energy transfer can be carried out in processes initially initiated by interband transitions or photoionization. The data obtained are important for expanding the possibilities of mineral cathodoluminescence with spatial and spectral resolution and its use in applied problems.Для минерала апатита типично широкое разнообразие спектра и кинетических характеристик люминесценции; люминесцентные изображения зерен часто зональны. Разнообразие условий формирования минерала в разных типах ассоциаций и вмещающих пород способствует появлению в его структуре примесей различных ионов-люминогенов. Разнообразие люминесценции связано с примесями d-металлов, РЗЭ, разных типов анионов, а также с эффектами соактивации в различных комбинациях. В работе представлены результаты сравнительного исследования фото-, катодо- и синхротронной люминесценции фторапатита (на примере проб из хрусталеносных месторождений Неройского района, Приполярный Урал). С использованием СЭМ Jeol JSM6390LV, оборудованного приставкой Horiba H-CLUE iHR500, получены спектры катодолюминесценции фторапатита в диапазоне 200–800 нм. Впервые проанализированы спектры и кинетические характеристики люминесценции фторапатита при возбуждении синхротронным излучением вакуумного ультрафиолетового диапазона при 10 и 300 К; рассмотрена физическая природа полос возбуждения трех основных центров свечения Ce3+, Eu2+ и Mn2+; показано, что возбуждение люминесценции с передачей энергии может осуществляться в процессах, первоначально инициированных межзонными переходами или фотоионизацией. Полученные данные важны для расширения возможностей катодолюминесцентной спектроскопии зерен минерала с пространственным и спектральным разрешением и использования ее в решении прикладных минералого-геохимических задач
ГЕОРАДАРНАЯ И РАДИОИМПЕДАНСНАЯ ДИАГНОСТИКА АКВАТОРИИ РЕКИ СЕЛЕНГИ
Get PDFThe relevance of the work is determined by the fact that no radiowave methods have ever been used to study the water areas of rivers and lakes and their geoelectric sections within the Baikal natural territory (BNT) in winter time. The purpose of the research is to determine the electrical and geometric characteristics of the layered medium "ice – water – bottom soil" and the ice cover of the Selenga River on the BNT in the VLF-LF and VHF radio wave bands according to the data of instrumental radiophysical measurements by GPR and radio impedance methods, including the determination of the structure of the ice crossings over the Selenga River. Using the Selenga River as an example, consideration has been given to the results of combining VLF-LF and VHF methods of electromagnetic diagnostics of a layered medium in a wide range of radio waves (from tens of kilohertz to units of gigahertz). Radio impedance profiling and sounding in the VLF-LF bands with the IPI-300 equipment made it possible to determine the sub-bottom structure of the soil from the change in impedance and geoelectric section. GPR in the VHF band made it possible to differentiate the fine structure of the Selenga River in winter by thickness of snow, ice and water. The sounding involved the use of georadar "Oko-2" with antenna units "Triton" (central frequency 50 MHz), AB-400 (central frequency 400 MHz), AB-700 (central frequency 700 MHz), and AB-1700 (central frequency 1700 MHz). The thickness of ice of the road crossing in the Mostovoy microdistrict of Ulan-Ude city was 0.5–1.2 m – 0.1–0.2 m thicker than that beyond the road crossing. It was found that the presence of snow cover beyond the road crossing prevents the ice mass from freezing. Calibration sounding of ice with borehole drilling yielded ice dielectric constant ε=3.17. The specific electrical resistance (SER) of water from boreholes is 71–74 Ohm·m at a temperature of 1 °C. The methods used complement each other and provide a quantitative description of the object of research. The integration of various methods of radio wave diagnostics provides more detailed information on the structure of the layered medium "ice – water – bottom soil". The obtained results and the developed methods of radio impedance and GPR sounding and profiling of an inhomogeneously layered underlying environment in winter time can be used in engineering and geological surveys in the eastern and northern regions of Russia.Актуальность работы определяется тем, что в пределах Байкальской природной территории (БПТ) исследования акваторий рек и озер в зимнее время и их геоэлектрических разрезов радиоволновыми методами почти не проводились. Цель исследований – определение электрических и геометрических характеристик слоистой среды «лед – вода – донный грунт» и ледяного покрова р. Селенги на БПТ в СДВ-ДВ и УКВ диапазонах радиоволн по данным инструментальных радиофизических измерений георадиолокационным (георадарным) и радиоимпедансным методами, в том числе определение структуры ледовых переправ через р. Селенгу. На примере р. Селенги рассмотрены результаты комплексирования СДВ-ДВ и УКВ методов электромагнитной диагностики слоистой среды в широком диапазоне радиоволн (от десятков килогерц до единиц гигагерц). Радиоимпедансное профилирование и зондирование в СДВ-ДВ диапазонах аппаратурой ИПИ-300 позволило по изменению импеданса и геоэлектрического разреза определить поддонную структуру грунта. Георадиолокация в УКВ диапазоне дала возможность дифференцировать тонкую структуру акватории р. Селенги в зимнее время по толщине снега, льда и воды. Для зондирования использован георадар «Око-2» с антенными блоками «Тритон» (центральная частота 50 МГц), АБ-400 (центральная частота 400 МГц), АБ-700 (центральная частота 700 МГц) и АБ-1700 (центральная частота 1700 МГц). Толщина льда на ледовой переправе в микрорайоне Мостовом г. Улан-Удэ составляла 0.5–1.2 м и превышала толщину льда за пределами переправы на 0.1–0.2 м. Установлено, что наличие снежного покрова за пределами переправы сдерживает промерзание ледовой толщи. Калибровочное зондирование льда с бурением скважины дало диэлектрическую проницаемость льда ε=3.17. Удельное электрическое сопротивление воды из скважин составляет 71–74 Ом·м при температуре 1 °С. Использованные методы дополняют друг друга и позволяют количественно описать объект исследования. Комплексирование различных методов радиоволновой диагностики дает более подробную информацию о структуре слоистой среды «лед – вода – донный грунт». Полученные результаты и разработанные методики радиоимпедансного и георадарного зондирования и профилирования слоисто-неоднородной подстилающей среды в зимнее время могут быть использованы при инженерно-геологических изысканиях в восточных и северных районах России
ПРИМЕНЕНИЕ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГО- И ВОЛНОДИСПЕРСИОННОГО СПЕКТРОМЕТРОВ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ДАТИРОВАНИЯ УРАНОВОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ НА ПРИМЕРЕ УГЛЕРОДИСТЫХ СЛАНЦЕВ ДАБАНЖАЛГИНСКОЙ СВИТЫ (ВОСТОЧНЫЙ САЯН)
Get PDFOn the one hand, the widespread use of electron microprobe analysis in the version of a scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy dispersive spectrometer (EDS) and, on the other hand, the comparability of the metrological characteristics of the EDS and wavelength dispersive spectrometry (WDS) in the case of determining the major components of minerals are a favourable background for investigating the possibility of using SEM-EDS for chemical dating of uranium mineralization. Carbonaceous-siliceous formations of the Dabanzhalga suite are widespread in carbonate deposits of the Lower Paleozoic in the Oka structural-formational zone of the East Sayan and represent deep-water deposits of the back-arc basin. All varieties of carbonaceous-siliceous rocks of the Dabanzhalga suite are characterized by increased U, Au, Ag, Pt, Pd, Mo, V, P, Cu. Their amounts are 5–10 times higher than those for other black shale deposits of the Eastern Sayan. Uranium forms its minerals – uraninite and brannerite, in association with carbonaceous matter and sulfides, and is also part of anhydrous phosphates – xenotime, monazite. The paper presents data on the composition and dating of brannerite and uraninite in samples of carbonaceous-siliceous shale sampled at three sites: Uber-Zhadoy, Deed-Khara-Zhalga and Erye-Khara-Zhalga. The obtained estimates of the isochronous dates of uraninite and brannerite grains for these areas are 523±26, 506±10, and 511±17 Ma, respectively. It was shown that these dates could be compared with the age of metamorphism at the Sukhoi Log deposit, estimated using modern methods of isotope geochronology. It should be noted that the average estimates of the dates of uraninite and brannerite in all studied areas of the Dabanzhalga suite are lower than the corresponding estimates of the isochronous date, which is probably due to the partial loss of radiogenic lead. For the Uber-Zhadoy site, a comparison of the EDS and WDS data was carried out, and it was shown that when using the EDS data, there is an underestimation of the Pb content in uraninite, and, as a consequence, an underestimation of the age of uraninite. Широкое распространение электронно-зондового микроанализа в варианте сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), оборудованного энергодисперсионным спектрометром (ЭДС), с одной стороны, и сопоставимость метрологических характеристик ЭДС и волнодисперсионного спектрометра (ВДС) в случае определения основных слагающих минерал элементов – с другой, являются благоприятным фоном для исследования возможности применения СЭМ-ЭДС с целью химического датирования урановой минерализации. Углеродистокремнистые образования дабанжалгинской свиты распространены в карбонатных отложениях нижнего палеозоя в Окинской структурно-формационной зоне Восточного Саяна и представляют собой глубоководные отложения задугового бассейна. Для всех разновидностей углеродисто-кремнистых пород дабанжалгинской свиты характерны повышенные содержания U, Au, Ag, Pt, Pd, Mo, V, P, Cu, которые в 5–10 раз превышают таковые для других черносланцевых отложений Восточного Саяна. Уран образует собственные минералы – уранинит и браннерит в ассоциации с углеродистым веществом и сульфидами, а также входит в состав безводных фосфатов – ксенотима, монацита. В работе представлены данные по изучению состава и определению возраста браннерита и уранинита в образцах углеродисто-кремнистых сланцев, отобранных на трех участках: Убэр-Жадой, Дэдэ-ХараЖалга и Эрье-Хара-Жалга. Полученные оценки изохронного возраста зерен уранинита и браннерита для рассматриваемых участков составляют 523±26, 506±10 и 511±17 млн лет соответственно. Было показано, что эти датировки могут быть сопоставлены с возрастом метаморфизма на месторождении Сухой Лог, оцененным с помощью современных методов изотопной геохронологии. Следует отметить, что средние значения оценок возраста уранинита и браннерита на всех изучаемых участках дабанжалгинской свиты меньше, чем соответствующие оценки изохронного возраста, что, вероятно, обуславливается частичной потерей радиогенного свинца. Для участка Убэр-Жадой было проведено сопоставление данных ЭДС и ВДС и показано, что при использовании ЭДС существует занижение содержания Pb в уранините и, как следствие, занижение возраста уранинита