Материалы портала «Научная Россия»

Российские геологи при участии коллег из Японии запатентовали новый способ картирования

Российские геологи при участии коллег из Японии запатентовали новый способ картирования
Новая методика основана на модели стратиграфии океанической плиты и корректной интерпретации данных, полученных в ходе полевых исследований

Международная группа ученых разработала и запатентовала новый способ картирования сложных геологических объектов — аккреционных комплексов: массивов пород, образованных в результате надвигания одной тектонической плиты на другую при закрытии древнего океана и последующего горообразования, сообщает издание «Наука в Сибири». С геологическими процессами, приводящими к образованию аккреционных комплексов, связано и появление месторождений полезных ископаемых, в том числе редких и редкоземельных элементов, цветных и тяжелых металлов.

Метод, предложенный исследователями Новосибирского государственного университета, Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, Дальневосточного геологического института Дальневосточного отделения РАН и Токийского института технологий (Япония) основан на модели стратиграфии океанической плиты (СОП — последовательности образования и накопления геологических пород на ней) и корректной интерпретации данных, полученных в ходе полевых исследований. Обычно при составлении геологической карты принято руководствоваться законом Стено, который постулирует, что если один пласт горных пород лежит на другом, то нижний образовался раньше. Однако в аккреционных комплексах исходное расположение слоев нарушено: часто более древние породы расположены поверх тех, что моложе. Поэтому при картировании участков складчатых поясов без учета предложенной методики могут возникать значительные ошибки: как минимум исследователи просто не выделяют аккреционные комплексы и/или элементы СОП и последующая реконструкция геологических событий может быть искажена.

«СОП — это устойчивая ассоциация пород, которые образуются на различных участках океанического дна по мере движения океанической плиты от места ее зарождения в зоне срединно-океанического хребта до места ее исчезновения в зоне субдукции (там океаническая кора “умирает”, погружаясь в мантию. — Прим. ред.). Наш метод построен на изучении фрагментов пород СОП, оставшихся на поверхности, а эти “кусочки” могут быть и очень маленькими по геологическим меркам, и достаточно большими — от нескольких до сотен метров. В процессе закрытия океана часть пород срезается с верхней части океанической плиты и входит в состав аккреционного комплекса. Причем временные промежутки между такими “соскабливаниями” могут составлять десятки, а то и сотни миллионов лет», — говорит автор патента заведующая лабораторией эволюции палеоокеанов и мантийного магматизма геолого-геофизического факультета НГУ, старший научный сотрудник лаборатории магматизма и рудообразования ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Инна Юрьевна Сафонова.

Представьте: в далеком прошлом (например, триста миллионов лет назад) под континентальную плиту двигалась океаническая, и с последней постоянно срезались пачки горных пород, одинаковых по составу (базальты — кремни — аргиллиты — песчаники). Эти пачки присоединялись друг к другу, причем более молодые пододвигались под более древние, образуя своеобразный слоеный пирог, то есть аккреционный комплекс. Геологам, исследующим такой объект, важно найти поверхности срыва, определить наклон и направление смещения разрывных нарушений и возраст каждой пачки, что в дальнейшем позволит определить направление субдукции). Задача сильно осложняется тем, что в тот момент, когда происходил срыв, породы были слабо консолидированными, насыщенными водой, и поэтому поверхности раздела между ними практически не видны.

«Проблема в том, что мы часто не наблюдаем видимых признаков разрывных нарушений (надвигов, поддвигов), и можем установить их наличие, только определив возраст пород в каждой пачке. Исследователи, работавшие на аккреционных комплексах ранее, называли их просто хаотическими. А при более детальном изучении выясняется, что хаос — это только на первый взгляд; применяя наш метод, можно реконструировать исходную последовательность пород даже в таких сложно построенных геологических структурах, как аккреционный комплекс», — говорит Инна Сафонова. 

Пачки пород, составляющие аккреционный комплекс, часто расположены субвертикально, и чтобы определить верх и низ геологического разреза, что является основой картирования, ученые используют косвенные признаки: расположение элементов фауны в донных осадках, форму «подушек» застывшей базальтовой лавы. Например, последние часто похожи на конус и его «острие» маркирует нижнюю часть базальтового слоя. Возраст пород из пачек устанавливают по остаткам скелетов мельчайших морских организмов (радиолярий и других) или с помощью изотопного датирования, в первую очередь цирконов из песчаников. (Циркон — минерал, встречающийся почти во всех магматических породах, очень стойкий к механическому разрушению, поэтому он накапливается в песчаниках. В кристаллическую решетку минерала легко встраивается уран, что позволяет использовать циркон для U — Pb датирования). 

В результате последовательного развертывания геологической летописи исследователи смогут составить корректную карту, установить направление субдукции — это очень важный факт для разработки тектонических моделей и реконструкций — и уточнить места, перспективные для поиска полезных ископаемых.

«Разведка месторождений, особенно связанных с внутриконтинентальными горными массивами, которые образовались при закрытии океанов, не может быть объективной без хорошей геологической карты. Созданный и запатентованный нами метод позволяет надежно диагностировать наличие древнего океана или островной дуги (цепочка вулканических островов над зоной субдукции, где одна литосферная плита погружается под другую. — Прим. ред.), а ведь именно с надсубдукционными комплексами связано формирование месторождений многих полезных ископаемых. Например, медно-порфировых, однако процесс их образования досконально не изучен. Предполагается, что как раз тектоническое разрушение островных дуг является триггером к появлению этих типов залежей меди», — комментирует Инна Сафонова.

Регистрация патента позволит его авторам с большей уверенностью обосновывать значимость дальнейших исследований аккреционных комплексов.

«Если говорить о практической стороне, конечно, нам бы очень хотелось, чтобы организации, которые занимаются геологической съемкой, прогнозированием месторождений металлов и полуметаллов, взяли на вооружение наши разработки. Во-первых, очень важно обнаружить и выделить аккреционный комплекс, во-вторых, он должен картироваться крупномасштабно, съемка 1:100 000, 1:200 000 не даст достаточно детальных, а следовательно, достоверных данных о геологическом строении объекта, его истории и, как результат, о практических перспективах, связанных с ним», — отмечает Инна Сафонова.

 

Источник: www.sbras.info

аккреционный комплекс картирование стратиграфия океанической плиты

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий