Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Некоторые перспективы применения радиологических исследований к решению комплексных геологических проблем

Некоторые перспективы применения радиологических исследований к решению комплексных геологических проблем

16.11.2017

В тесном и органическом единении с другими пауками о Земле изотопная геология в состоянии внести существенный вклад в освещение вопросов состава, строения и истории развития земной коры, происхождения и закономерностей размещения полезных ископаемых, а также истории Земли как планеты.

В настоящее время серьезной задачей являются поиски наиболее древних горных пород. Накопленные геохронометрические данные пока не дают цифр возраста, превышающих 3,5 млрд. лет. Вместе с тем изотопия свинца позволяет оценивать возраст земного вещества в 4,5 млрд. лет. Отсюда возникает задача по выяснению термодинамических условий существования Земли в течение миллиарда лет, предшествовавшего ее геологической истории.

Определение возраста Земли и восстановление всех крупных геологических событий, имевших место с «момента» ее становления как планеты, освещение истории формирования земной коры в ее современном виде — ее вещества (горные породы, минералы и руды), ее мега-, макро-, мезо-и микроструктур — вот та грандиозная работа, к которой геохронологи вместе со специалистами других наук только-только приступают. Построение единой и региональных геохронологических шкал — один из аспектов этой проблемы.

О реальности создания шкалы по вулканогенно-осадочным сериям, отложившимся на стабилизированных участках земной коры, говорилось выше.

Использование методов изотопной геохронологии в совокупности с методами других отраслей геологии делает реальной разработку проблемы периодичности геологических и космических, а также биологических (эволюция живого вещества) процессов, и в частности определения длительности периодов разного порядка.

Как уже отмечалось, порфировидные граниты «батолитового» типа, относящиеся к середине карбона и характеризующие один из этапов герцинского гранитного магматизма, дают идентичные цифры 310—315 млн. лет и в Кураминском хребте (Средняя Азия), и на Северном Кавказе, Вогезах, а также в других районах развития герцинского магматизма.

Гранитный этап герцинского магматизма (середина верхнего карбона) дает цифры возраста 270—280 млн. лет также во многих районах России и в Западной Европе, например дартмурские граниты Англин по определениям K-Ar и Rb-Sr методами показывают возраст 280 млн. лет.

Заключительный этап герцинского магматизма, относящийся к перми (Англия — Корнуэлл, США — Северные Аппалачи, штат M эн; Северный Кавказ и другие районы СССР), датируется в 260 млн. лет.

В последние годы много новых данных по геологии и петрологии получено для фундамента Русской платформы. В частности, получены важные данные по петрологии формации норитов—анортозитов—гранитов рапакиви Украины и запада Русской платформы (О.А. Богатиков, ИГЕМ, А.П. Биркис, Управление геологии Латвы). Определен абсолютный возраст: норитов — 1900, анортозитов — 1700 и рапакиви — 1600 млн. лет. Возможна корреляция этих данных с однотипными проявлениями Кольского полуострова и Воронежского массива. На выветрелой поверхности докембрийского фундамента севера Русской платформы залегают лавовые покровы щелочных базальтов с возрастом 600 млн. лет (данные бурения).

Вулканизм на Русской платформе выявлен и для среднего палеозоя. Буровыми скважинами в пределах Припятского прогиба вскрыта мощная франско-фаменская толща вулканогепов, среди которых существенную роль играют щелочные (до фоиолитов) породы (ИГЕМ — В.И. Гоньшакова, АН Белоруссии — В.П. Корзун).

Создание учеными ряда стран (создатели советской шкалы 1964 г., Холмс, Калп) идентичных геохронологических шкал фанерозоя в абсолютном летоисчислении доказывает важность абсолютного датирования для проблем теоретической и практической геологии. Поскольку подавляющая часть спорных точек для шкалы основана па определениях возраста минералов из гранитных интрузий и кислых эффузивов, то сама возможность создания шкалы на материале разных континентов показывает анхисинхронную планетарность таких геологических процессов, как гранитообразование и метаморфизм.

В региональном плане возможности изотопной геологии реализуются в расшифровке разнообразных, в том числе наиболее сложных, вопросов строения земной коры, и в частности глубинного ее строения. К подобным вопросам среди множества других относятся: 1) расчленение и корреляция докембрийских образований и кристаллических формаций различного возраста и генезиса; 2) выделение структурных этажей и ярусов; 3) датирование поясов геосинклинальной складчатости и орогенеза (по синтектоническому и синорогенному магматизму и метаморфизму); 4) выявление тектонических блоков различного масштаба (срединных массивов, протрузий, тектокластов); 5) выявление времени заложения и этапов подновления долгоживущих глубинных разломов и структурных швов, а также зон постгеосинклинальной тектонической активизации и радиологического омоложения, связанных с перераспределением или подъемом глубинных тепловых потоков, и пр.

В этом отношении изотопно-геологические исследования опираются на весьма важное преимущество радиологических методов, позволяющее по небольшим минеральным выделениям или даже по потере из пере-кристаллизованных, милонитизированных или интенсивно «прогретых» пород и минералов радиогенных продуктов устанавливать время проявления соответствующих эндогенных процессов, что совершенно недостижимо для методов относительной геохронологии.

Радиологическое и изотопно-геохимическое изучение эндогенного оруденения позволяет датировать процессы оруденения (непосредственно, по рудам, или косвенно, по околорудным ореолам и дорудным и послерудным магматическим телам), устанавливать этапность и последовательность формирования рудных и магматических образований, освещать взаимосвязи между рудообразующими процессами и магматизмом, выяснять источники рудного вещества и характер металлоносных растворов, реконструировать направления их движения и температурный режим, разграничивать аутигенные и регенерированные месторождения цветных металлов, оценивать роль метаморфизма в формировании рудных тел, выделять и датировать металлогенические эпохи, этапы и фазы, коррелировать их в различных горнорудных районах и т. д.

В качестве примера можно указать, что в настоящее время, пожалуй, не вызывает сомнений существование связи редкометальной (U, например) минерализации с кислыми магмами герцинид (дерхний карбон-пермь) в планетарном масштабе. Урановые рудопроявления Корнуэлла (Англия) имеют возраст 275 млн. лет, т. е. относятся к границе карбона и перми. По данным Рожковича (Братислава, 1969 г.), пермские вулканогены Северных Гемерид несут U-Mo-Cu минерализацию. Вулканогенные и гипабиссальные образования перми и карбона Северного Кавказа, Центрального Казахстана обладают той же металлогенической спецификой. Достаточно определенно выявлена генетическая связь колчеданных месторождений с вулканогенно-экструзивно-осадочными формациями D2-D3 (360 млн. лет) Кавказа, Урала и других районов и с аналогичной формацией юры (—150 млн. лет) Кавказа. Все это, включая специфику магматизма отдельных эпох, необходимо для построения теории рудообразования на широкой исторической и генетической основе.

Перед радиогеологией стоят также две конкретные проблемы общегеологического и геофизического значения.

Магматические горные породы образуют комагматичные серии как эффузивного (вулканического), так и интрузивного (плутонического) происхождения.

Магматические породы дают информацию о составе глубинных частей земной коры и так называемой верхней мантии. Детальное радиогеологическое изучение комагматов может помочь решению проблемы родоначальных магм и закономерностей их дифференциации с образованием в истории Земли повторяющихся петрографических типов пород.

Другая почти неизведанная область — геология океанического дна. Здесь исследования только начинаются! Ho уже имеющиеся данные выдвигают чрезвычайно важные проблемы.

Профессор Юинг в докладе о результатах бурения в ряде мест Атлантического и Тихого океанов указал, например, что в пределах подводного хребта Шатского бурением вскрыты юрские отложения. С другой стороны, по данным бурения в Мексиканском заливе, с пробуриванием соляного купола, высказывается предположение о том, что на месте современного Мексиканского залива с «океанической» корой в юре, вероятно, было мелководное море, в котором происходило соленакопление. Имеющиеся до сих пор данные по абсолютному датированию горных пород из океанических областей охватили главным образом плиоценоплейстоценовые вулканические образования океанических островов. За последние годы появились радиологические данные по трахитам мелового возраста (80—90 млн. лет). Круммена и Нецлин выявили породы с возрастом 147—156 млн. лет. Давно известны гранито-гнейсы с возрастом 60 млн. лет на Сейшельских островах в глубоководной части Индийского океана. Наряду с этими данными совершенно отсутствуют данные по датированию метаморфических (фация зеленых сланцев) пород срединных Атлантического, Аравийского и Индийского хребтов.

Более планомерное и широкое применение геохронометрии для датирования горных пород островов и подводных хребтов океана позволило бы внести существенный вклад в проблему состава земной коры, с гипотетическим выделением типов коры — «континентальный» и «океанический». Кроме того, эти данные могут помочь решить вопрос о возрасте океана или, может быть, вернее, о разновозрастности отдельных его частей.

В настоящей статье могли быть затронуты только некоторые стороны состояния современной радиогеологии, так же как крайне фрагментарно намечены те направления, где с наибольшим успехом для решения сложных геологических проблем могут и должны быть применены методы радиогеологии.