ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ГЕОЛОГИЯ И РАЗВЕДКА 2010, № 4 PROCEEDINGS OF HIGHER EDUCATIONAL ESTABLISHMENTS GEOLOGY AND EXPLORATION 2010, N 4 СОДЕРЖАНИЕ Геология Комаров В.Н. О неполноте геологической летописи. Статья 2. Об успехах в сокращении неполноты и не только ………………………………………………………………………………………………………………………………………3 Приведены сведения об успехах в сокращении неполноты геологической летописи, связанных с интен‐ сивными геологосъемочными работами на континентах, широкомасштабными геолого‐геофизическими исследованиями океанов, бурным развитием новых направлений в палеонтологии, совершенствованием техники и методики исследований. Критически рассмотрены взгляды о достигнутом в настоящее время «преодолении» неполноты палеонтологической летописи. Ключевые слова: Чарльз Дарвин; «Происхождение видов»; неполнота геологической летописи. Коmarоv V.N. On imperfection of the geological record. Article 2. Progress in reducing the imperfection and some other issues …………………………………………………………………………………………………………………………..3 The author discusses the progress achieved in reducing the imperfection of the geological record due to intense geological continental surveying, large‐scale geological and geophysical oceanographic researches, rapid development of new branches in paleontology, improvements of research techniques. He treats critically the views on «overcoming» of imperfection of paleontological record supposedly achieved at present. Key words: Charles Darwin; «Origin of Species»; imperfection of geological record. Жмакин В.М. Эволюция газов в протопланетном облаке и недрах внутренних планет …………..9 Водород при аккреции внутренних планет поступал на планеты в основном в составе Н2О, а углерод — в твёрдом виде и окислялся в недрах водой с выделением H2. Приведенные содержания газов (кг/кг массы планеты) на внутренних планетах и Юпитере почти линейно изменяются от расстояния до Солнца. Оба фактора привели к дефициту воды на Венере. Дегазация недр сопровождается растворением и раздельной миграцией Na и К. В магматическом процессе они обеспечивают выделение рудной фазы или изменение первичного состава магмы, а также вытеснение Са и его избыток над Na в осадках. Ключевые слова: протопланетное облако; атмосфера; диссипация; приведенное содержание; планеты; магма; дегазация; реакции; константа равновесия; генерация руд. Zhmakhin V.M. Gas evolution in protoplanetary cloud and interiors of inner planets ……………………..9 In the course of inner planet accretion, hydrogen came to the planets mainly as H2O component, while carbon came in a solid state and it was oxidized in the interior by water with the emission of H2. The reduced gas contents on inner planets and Jupiter (kg/kg planet weight) have almost linear dependence on the distance to the Sun. The both factors result in water deficit on Venus. Interior degassing is accompanied by dissolution and separate migration of Na and K. In igneous processes they provide separation of ore phase or alteration of the primary magma composition as well as separation of Ca and its predominance, as compared with Na, in sediments. Key words: protoplanetary cloud; atmosphere; dissipation; reduced content; planets; magma; degassing; reaction; equilibrium constant; ore generation. Минералогия, петрография, литология Котельников Д.Д., Зинчук Н.Н. Накопление и преобразование глинистых минералов в осадочном чехле земной коры. Статья 2. Аридный литогенез …………………………………………………………15 Глинистые минералы в аридных (и семиаридных) климатических поясах приурочены либо к песчано‐ алевритовым и глинистым прослоям, либо составляют дискретно распределённую примесь в отложениях терригенно‐карбонатных и карбонатных (на основе CaMg(CO3)2), а также галогенных формаций. В условиях засушливого климата и весьма ограниченного поступления обломочного материала с суши в пределах таких поясов в течение осадконакопления большое значение приобретают процессы хемогенного минералообразования. На стадии преддоломитонакопления образуются сингенетичные прослои сепиолита, трансформирующегося на ранних стадиях литогенеза в Mg‐сапонит, а на поздних стадиях в тальк‐сапонит (алиеттит) и гидротальк, вплоть до талька в зоне МГ. В свою очередь в песчано‐алевритовых прослоях соленосных толщ при аутигенезе глинистых минералов в наибольшей степени реализуется полная кристаллографическая огранка частиц с общим упорядочением их структуры. Значительное влияние на особенности литогенеза как в гумидных, так и в аридных поясах оказывают наложенные процессы вулканической, а также гидротермальной деятельности, включая дополнительное гипергенное изменение выведенных на поверхность ранее накопившихся толщ. Такие процессы искажают прогрессивное катагенетическое преобразование отложений различных формаций, протекающее в соответствии с гидрохимическими и термобарическими параметры среды, с образованием аномальных зон в разрезе осадочного чехла земной коры. При накоплении отложений вулканогенных формаций это сопровождается, в частности, замедлением интенсивности преобразования отложений, а внедрение в дислоцированные осадочные толщи (особенно при их подъёме в стратисфере) гидротерм обусловливает развитие регрессивных катагенетических процессов с образованием минералов, характерных для более низких термобарических параметров среды. Ключевые слова: аридный литогенез; доломит; монтмориллонит; монтмориллонит‐гидрослюдистые смешанослойные образования; «сарошпатокит»; серицит; сепиолит; Mg‐сапонит; тальк‐сапонит (алиеттит); гидротальк; тальк. Kotel'nikov D.D., Zinchuk N.N. Accumulation and transformation of clay minerals in the sedimentary cover of the Earth's crust. Article 2. Arid lithogenesis ………………………………………………………….15 Clay minerals in arid (and semiarid) climatic belts are either confined to sand‐sandstone and clay partings or they form discretely distributed admixture in terrigene‐carbonate, carbonate ( based on CaMg(CО3)2) and halogen formations. Under conditions of dry climate and rather limited entry of detrital material from the land, in the course of sedimentation the chemogenic mineral‐forming processes come into importance within such belts. At pre‐dolomite accumulation stage, syngenetic sepiolite partings are formed, which then are transformed into Mg‐ saponite at the early stages of Uthogenesis, and into talc‐saponite and hydrotalc at the late ones. The lithogenesis features both in arid and humid belts are greatly influenced by the imposed processes of igneous and hydrothermal activity, including supergene alteration of exposed strata that were accumulated earlier. Such processes distort the progressive katagenetic transformation of different deposits, which is in line with hydrochemical and thermobaric characteristics of the environment, and form anomalous zones in the of earth's sedimentary cover. With accumulation of volcanogenic formations, this is accompanied, in particular, by decrease in transformation intensity, and intrusion of hydrothermas into dislocated sedimentary strata results hi regressive katagenetic processes with formation of minerals typical for lower thermobaric characteristics of the environment. Key words: arid Uthogenesis; dolomite; montmorillonite; montmoriUonite‐hydromica mixed layered formations; sericite; Mg‐saponite; sepioUte; talc—saponite; hydrotalc; «sarospatakite». Левицкий И.В. Породы основного состава зеленокаменных и гранулитовых комплексов Присаянского выступа (Восточная Сибирь) ……………………………………………………………………………………22 Изучены породы основного состава зеленокаменных и гранулитовых комплексов Присаянского краевого выступа Сибирской платформы, выявлены геодинамические режимы формирования протолитов по петролого‐геохимическим данным. Гранулитовый шарыжалгайский комплекс состоит из неоархейской инфраструктуры с метагаббро‐анортозитами, метамикрогаббро и щелочными метабазальтоидными биотит‐ двупироксеновыми плагиосланцами, и палеопротерозойской супраструктуры — с метатолеитовыми двупироксеновыми плагиосланцами и гнейсами. Основные породы инфраструктуры формировались в об‐ становке активных континентальных окраин, а супраструктуры — в обстановке океанических островов. В зе‐ ленокаменных областях доминируют амфиболиты, реконструируемые в инфраструктуре как океанические платобазальты, а в супраструктуре — океанические и континентальные толеитовые базальты. Основные по‐ роды зеленокаменных комплексов по геохимическим характеристикам су] товых и поэтому не могли быть их протолитом в Присаянском выступе. Ключевые слова: основные породы; метагаббро; метабазальт; зеленокаменный, гранулитовый, шарыжалгайский, китайский комплексы; Присаянский выступ; фундамент. Levitsky I.V. Basic rocks of greenstone and granulitic complexes of Presayan protrusion (Eastern Siberia) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….22 Petrological and geochemical data serve the basis for studying the basic rocks of greenstone and granulitic comple‐ xes of Presayan protrusion of Siberian Plate and determining the geodynamic regimes of protolite formation. Granulitic sharyzhalgaisky complex consists of Neo‐Archean infrastructure with metagabbro‐anorthosites, metamicrogabbro and alkaline metabasaltic biotite‐bipyroxene plagioslates, and Paleo‐Proterozoic suprastructure with metatholeiitic plagioslates and gneisses. The basic rocks of infrastructure were formed under the conditions of active continental margins, and those of suprastructure were formed in the oceanic island environment. In greenstone areas the dominating rocks are amphibolites reconstructed in infrastructure as oceanic plateau‐ basalts, while oceanic and continental tholeitic basalts are dominants in suprastructure. The basic rocks of greenstone complexes differ greatly from those of granulitic complexes by geochemical characteristics and therefore could not be their protolite in Presayan protrusion. Key words: basic rocks; metagabbro; metabasalt; greenstone; granulitic; sharyzhalgaisky, kitoisky, Onotsky, Presayan complexes; foundation. Полезные ископаемые, методика их поисков и разведки Некрасов Е.М. Крупнейшие и крупные золоторудные месторождения, локализующиеся в связи с разломами высоких порядков ………………………………………………………………………………………………..30 Показано, что из 66 крупнейших в мире месторождений золота эндогенного класса (с суммой запасов, ресурсов и добытого металла более 300 т) две трети пространственно связаны со сравнительно непротяжен‐ ными рудоконтролирующими разломами третьего—пятого порядков. Определена последовательность проведения поисковых работ, направленных на обнаружение подобных месторождений. Ключевые слова: рудоконтролирующие разломы; золоторудные месторождения; рудные тела. Nekrasoy Ye.M. Great and large gold deposits localized due to faults of high order …………………….30 It is shown that among the 66 world largest gold deposits of endogenous category (with 300 tons of total resources, reserves, and metal produced), the two‐thirds are connected spatially with relatively small faults of the third‐fifth orders. The succession in performing prospecting work aimed at finding such deposits is determined. Key words: ore‐governing faults; gold deposits; ore bodies. Осовецкий Б.М., Казымов К.П., Губин С.А. Поиски кимберлитов в восточных районах Восточно‐ Европейской платформы ……………………………………………………………………………………………………………37 Рассмотрены вопросы прогнозирования и поисков кимберлитов на территории восточных районов Вос‐ точно‐Европейской платформы. Применена комплексная методика изучения вещественного состава алма‐ зоносных отложений с отбором и обработкой шлиховых и малообъемных (до 3 м3) проб. Основное внимание уделено минералам‐спутникам (пиропы, хромдиопсиды, хромшпинелиды, пикроильменит) и мелким алмазам. Установлены промежуточные коллекторы алмазов (базальтные крупнообломочные отложения нижнего триаса и средней юры). Для данной территории предложен прогнозно‐поисковый комплекс на кимберлиты. Ключевые слова: Восточно‐Европейская платформа; кимберлит; минералы‐спутники; алмазы; прогнозно‐поисковый комплекс. Osovetsky B.M., Kazymov K.P., Gubin S.A. Prospecting for kimberlites in the eastern regions of East European Plate ………………………………………………………………………………………………………………………..37 The problems of prospecting for kimberlites on the territory of East European Plate are considered. Special investi‐ gation methods are used for diamondiferous deposits. The emphasis is on kimberlite indicator minerals (pyropes, Сг‐diopsides, Cr‐spinelides, Mg‐ihnenites) and fine diamond grains. Prediction‐prospecting complex for kimberlites is proposed. Key words: kimberlite; pyropes; diamonds; prospecting. Гидрогеология и инженерная геология Воронин С.Г. Определение коэффициента фильтрации глинистых грунтов аналитическим методом в процессе геотехконтроля при строительстве экрана верхнего водоема Днестровской ГАЭС ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….43 При возведении противофильтрационного грунтового экрана верхнего водоема Днестровской ГАЭС производится геотехнический контроль. Основными параметрами качества возведения экрана являются плотность‐влажность и коэффициент фильтрации грунта. При массовых исследованиях плотности—влажно‐ сти глинистых грунтов в теле экрана оценка водопроницаемости требует длительного времени и специального оборудования. Поэтому информативность о водопроницаемости глинистых грунтов, предназначенных для противофильтрационного экрана, как правило, не является достаточно полной. Для представительности объема информации о параметрах качества возведения противофильтрационного экрана верхнего водоема Днестровской ГАЭС в ОАО «НИИЭС» были выполнены исследования с разработкой аналитического метода определения коэффициента фильтрации монтмориллонитовых глинистых грунтов. Ключевые слова: коэффициент фильтрации; водопроницаемость; коэффициент пористости; число пластичности; геотехнический контроль; монтмориллонитовые грунты. Voronin S.G. Analytic determination of clay filtration coefficient during geotechnical control over the construction of upper reservoir screen of Dnestr GAES ………………………………………..……………………………..43 The construction of antifiltration earth screen of the upper reservoir of Dnestr GAES is accompanied by geotechnical control. The main quality parameters of the screen construction are density‐humidity and earth filtration coefficient. With mass studies of clay density‐humidity in the screen body, permeability estimation requires much time and special equipment. Therefore information about permeability of clay soils assigned for antifiltration screen is, as a rule, incomplete. To enlarge information content the scientific research institute (ОАО «НИИЭС») carried out researches and developed the analytical method of determining the filtration coefficient of montmorillonite clay soils. Key words: filtration coefficient; permeability; porosity coefficient; plasticity index; geotechnical control; montmorillonite soils. Геофизические методы поисков и разведки Юдин М.Н., Попов Ю.А., Паршин А.В. Теоретические модели метода измерений тепловых свойств пород с применением кругового источника ……………………………………………………………………………………48 Представлены результаты аналитической оценки пространственно‐временных вариаций поля температур, создаваемого круговым источником постоянной мощности, действующим на поверхности однородного полупространства с адиабатической границей. Показано, что характер изменения избыточной температуры в процессе нагрева аналогичен как при измерении ее средних значений для области, занятой круговым источником, так и при регистрации в фиксированных точках, например, в центре круга нагрева. На основе аналитического подхода получены формулы, описывающие асимптотическое поведение решений прямых задач и устанавливающие достаточно простые связи между измеряемой температурой и тепловыми свойствами среды. На базе этих формул предлагаются теоретические модели метода измерений тепловых свойств твердых тел при их нагреве круговым источником тепла в различные периоды времени после начала его действия. Ключевые слова: круговой источник; поле температур; тепловые свойства пород. Yudin M.N., Popov Yu.A., Parshin A.V. Theoretical models in measuring rock thermal properties with the use of circular heat source ……………………………………………………………………………………………………………48 The author presents the results of analytical estimation of space‐time variations of temperature field produced by a circular source of a sustained power operating on the surface of a half‐space with an adiabatic boundary. Measurements of mean temperature values show that surplus temperature changes in the course of heating are the same in the area occupied by the circular source and in the fixed points, for example, in the center of the heating circle. Analytical approach provides formulas describing a symptom‐free behavior of direct problems solving and establishing simple connections between the temperature measured and medium thermal properties. These formulas serve the basis for theoretical models of the method implying the measurement of thermal properties of solids when heated by circular heat source at different time, beginning from the moment the source starts operating. Key words: circular source; temperature field; thermal properties of rocks. Попков В.И. Строение дислокаций Северо‐Западного Кавказа по геофизическим данным ……..55 На основании анализа геолого‐геофизических материалов раскрыты морфологические особенности дислокаций Северо‐Западного Кавказа. Показано широкое распространение в регионе структур, образованных в обстановке бокового сжатия: надвигов и асимметричных фронтальных антиклиналей. Выявлено плановое смещение сводов антиклиналей с глубиной, достигающее нескольких сотен метров. Установленные закономерности в строении дислокаций могут способствовать более целенаправленному ведению геологоразвeдочных работ на нефть и газ. Ключевые слова: тектоника; складки; надвиги; тангенциальный стресс; сейсмические разрезы; коллекторские свойства; нефтегазоносность. Popkov V.I. Dislocation structures in Northwest Caucasia based on geophysical data ……………………55 Geological and geophysical materials reveal the morphological features of dislocations in Northwest Caucasia. It is shown that such structures as thrusts and asymmetrical front anticlines, formed by lateral compression, are abundant in the region. The plane displacement of the anticline arches with depth up to some hundreds of meters is discovered. The regularities in dislocation structures established can promote more purposeful prospecting for oil and gas. Key words: tectonics; folds; thrusts; tangential stress; seismic sections; collector properties; oil‐and‐gas content. Дискуссии Сейфуль‐Мулюков Р.Б. Нефтеродные функции нефтематеринских свит. Неочевидность догмы …………………………………………………………………………………………………………………………………………………60 Проанализированы два постулата нефтяной геологии: об источнике исходного вещества нефтематеринских свит и сохранении нефти в недрах в неизменном виде несколько сотен миллионов лет, составляющие основу гипотезы органического происхождения. На известных данных биологии, экологии и микропалеонтологии показана невозможность вывода органического углерода из природного круговорота в количествах, адекватных Сорг нефтематеринских пород. Законы и положения термодинамики и информатики позволили показать нереальным сохранение состава нефти неизменным, нефть в недрах не имеет рифейский, палеозойский или мезозойский возраст. Ключевые слова: нефтематеринские свиты; исходное вещество нефти; катагенез керогена; бактерии; исходное вещество нефти; законы информатики нефти. Seiful—Mulуuкоv R.B. Oil‐generating functions of source formations. Unobviousness of the dogma …………………………………………………………………………………………………………………………………………………60 The author analyzes two postulates of oil geology — about the source of initial material in source beds and oil conservation in unchanged condition in earth interior during hundreds of millions of years. These form the foundation of the hypothesis about its organic origin. Using biological, ecological and micropaleotological data the authors show that it is impossible to remove from the natural circulation the amounts of carbon adequate to COIg of source beds. The laws and postulates of thermodynamics and computer science allow one to show that it is impossible to preserve oil composition unchanged, and, therefore, it is unreal to find Riphean, Paleozoic, or Mesozoic oil. Key words: source beds; oil initial material; kerogen katagenesis; oil‐forming bacteria; oil‐forming algae; laws of computer science. Геоэкология Иванов Д.В. Скорость формирования бактериального окислительного фильтра в дренажной аэрирующей системе ………………………………………………………………………………………………………………………..65 В толще техногенных грунтов, обогащенных бытовыми и строительными отходами, протекают интенсивные процессы бактериального метаногенеза. При застройке таких территорий необходимо предусмотреть меры защиты сооружений и коммуникаций от метановой опасности. Рассматривается принципиальная возможность использования в качестве барьера для потоков метана дренажных аэрирующих систем. Эффективность таких систем в первую очередь обеспечивается деятельностью метанокисляющих микроорганизмов. Изотопно‐химические исследования показали, что в летнее время года нарушенный метанокисляющий биоценоз восстанавливается в среднем за полтора месяца. Влияние дренажной аэрирующей системы постепенно распространяется на расстояние до 3 м по латерали и до 1 м по вертикали. Ключевые слова: биофильтр; газогенерирующие грунты; дренаж; изотопный состав углерода; метан. Ivanоv D.V. Formation rate of bacterial oxidation filter in aerating drainage …………………………………65 The processes of bacterial methane‐genesis are intensive inside technogeneous soils enriched by domestic waste and building refuse. When such territories are being built up it is necessary to provide measures protecting buildings and communications from methane danger. The authors consider the possibility to use aerating drainage systems as the barrier for methane flows. The efficiency of such systems is provided, first of all, by methane‐ oxidizing activity of microorganisms. Isotopic and chemical analyses show that during summer time disrupted methane‐oxidizing biocenose can be renewed, on average, in a month and a half. The effect of aerating drainage extends horizontally up to 3m and vertically up to 1 m. Key words: biofilter; gas‐generating soils; drainage; isotopic composition of carbon; methane. Из истории науки Литвиненко А.К., Барнов Н.Г. История памирских самоцветов …………………………………………….70 Приводятся оригинальные сведения об открытии месторождений драгоценных камней Памира с VII в. Самоцветы Памира имеют давнюю историю, уходящую в раннее средневековье, а открытия последних десятилетий свидетельствуют об огромных богатствах недр Памира. Рассматриваются вопросы открытия всех главных месторождений региона. Ключевые слова: шпинель; клиногумит; рубин; сапфир; лазурит; горный хрусталь; кордиерит; скаполит; Нуристан‐Южнопамирская камнесамоцветная провинция. Litvinenko A.K., Вarnоv N.G. History of the Pamirs gems ………………………………………………………….70 The authors present original data on discovering gem deposits in the Pamirs beginning from the 7th century. The Pamirs gems have the old history going back to the early Middle Ages, and the discoveries made during the recent decades are evident of great riches hidden deep within the Pamirs. The problems of discovering all the main deposits in the region are discussed. Key words: spinel; clinohumite; ruby; sapphire; lazurite; rock crystal; cordierite; scapolite; Nuristan‐South Pamir gem province. Краткие сообщения Романюк А.В., Попов М.А., Комаров В.Н. Новый вид аркуатобеккусов (ринхолиты) из нижнего мела Юго‐Западного Крыма …………………………………………………………………………………………………………..75 Romanyuk A.V., Popov M.A., Komarov V.N. New species of arkuatobeccus (rhyncholites) from Lower Cretaceous of Southwest Crimea ………………………………………………………………………………………………..75 Дьяконов Д.Б., Гаранин В.К., Гаранин К.В., Еналиева М.А., Япаскурт В.О. Крупнокристаллический ильменит на поисковых площадях районов Кумгбо (Либерия) и Лунда Норте (Ангола) ………..77 Dyakonov L.B., Garanin V.K., Yenalieva M.A., Yapaskurt V.O. Coarse‐crystalline ilmenite on prospecting areas in Kumgboe ( Liberia) and Lunda Norte (Angola) ………………………………………………………………………77 Критика и библиография К вопросу о критериях эффективности About efficiency criteria …………………………………………………………………………………..81 …………………………………………………………………………………………………………..81 Хроника Конкурс Российского государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе (РГГРУ), посвященный Дню геолога ……………………………………………………………………….82 Contest of Russian State Geological Prospecting University named after Sergo Ordzhonikidze, devoted to Geologist's Day.... ………………………………………………………………………………………………………………………………..82 VI международная научно‐практическая конференция «Наука и новейшие технологии при поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых» ………………………………..83 The 6th international conference «Science and high technologies in prospecting, exploration and exploitation of mineral deposits» ………………………………………………………………………………………………83