Том 25, № 1 (2025)

Объект исследования. Литосфера Среднеуральской области повышенной сейсмичности.Цель исследования. Изучение упругих свойств и широтной зональности земной коры и верхней мантии этой области по данным многоволновых глубинных сейсмических зондирований и сопоставление выявленных особенностей глубинного строения с расположением тектонических землетрясений.Материал и методы исследования. По результатам переинтерпретации уральских материалов глубинных сейсмических зондирований методом двумерной сейсмической томографии построены градиентные скоростные разрезы земной коры и верхов верхней мантии по меридиональному профилю Вижай–Нижняя Тура–Орск и фрагментам двух геотраверсов: Костомукша–Нижний Тагил–Семипалатинск (Рубин-1) и Нижний Тагил–Уренгой (Рубин-2). Разрезы в изолиниях равных скоростей, построенные по первым вступлениям продольных и поперечных волн независимо друг от друга, пересчитаны на основе известных функциональных и корреляционных зависимостей в разрезы, отражающие распределение в земной коре ряда упругих параметров: плотности, коэффициента Пуассона, отношения скоростей распространения продольных и поперечных волн, модуля объемного сжатия и модуля сдвига.Результаты. Получены новые данные о глубинном строении Среднеуральской области. По материалам меридионального профиля Вижай–Нижняя Тура–Орск установлено, что Тагильский прогиб, по сравнению с Магнитогорским, характеризуется менее мощной и более высокоскоростной корой по распространению как продольных волн Vp, так и поперечных волн Vs, при этом отношение скоростей Vp/Vs в ней пониженное по сравнению с корой Магнитогорского прогиба, что свидетельствует о большей тектонической нарушенности. В средней части земной коры выделен ослабленный, разупрочненный слой, отличающийся пониженной скоростью продольных волн Vp и пониженными значениями параметра Vp/Vs и коэффициента Пуассона. К этому слою приурочено большинство очагов местных землетрясений. Выделены и физически охарактеризованы контрастные по плотности и упругим параметрам блоки в земной коре, в том числе широтные зоны повышенной трещиноватости. Эти зоны соответствуют в основном широтным дислокациям, выделенным ранее по другим критериям, уточняют их расположение и упругие свойства. Выявлен один из признаков подобных, секущих уральские структуры, трещиноватых зон – повышенная скорость распространения поперечных волн при пониженной скорости продольных. Показана приуроченность эпицентров уральских землетрясений к местам пересечения двух субмеридиональных зон, пограничных между орогеном и обрамляющими его прогибами, с выделенными широтными зонами повышенной трещиноватости.Выводы. Совместная интерпретация продольных и поперечных волн позволила получить новую информацию о глубинном строении Среднеуральской области повышенной сейсмичности и объяснить закономерность локализации эпицентров уральских землетрясений в этой области ее повышенной тектонической нарушенностью. Результаты исследования подтверждают геологическую информативность многоволновой сейсмики и могут быть использованы в дальнейшем для оценки вещественного состава земной коры, ее напряженно-деформированного состояния, истории развития, а также для сейсмического и минерагенического прогнозирования.

Объект исследований. Изучены нижнесилурийские карбонатные отложения в разрезе П-ВК6 (бассейн верхнего течения р. Илыч, Северный Урал).Материал и методы. Материалом для статьи послужило полевое описание разреза и образцы горных пород (24 образца), изученные классическими оптико-микроскопическими и изотопными методами. Выделение конодонтовых элементов из карбонатных пород проводилось по стандартной методике в 8%-й уксусной кислоте.Результаты. Поверхность перерыва в осадконакоплении представлена эрозионной поверхностью и кавернами в микробиальных ламинитах. Среди элементов подземного палеокарста выделяются два типа: 1) вертикальные полости (до 2–3 см), залеченные гравитационным кальцитом с волокнистым погасанием и блоковым спаритом; 2) палеопустоты (от 5 до 20 см) неправильной или трубкообразной формы, заполненные слоистым глинисто-карбонатным осадком. Первый тип отмечается до глубины 2.5 м непосредственно ниже поверхности перерыва. Этот интервал также подчеркивается изотопным трендом “линии метеорного кальцита” (изменчивые значения δ13С и неизменные значения δ18О). Второй тип заполнен в основном глинистодоломитовым материалом, вероятно, нерастворимым осадком из растворенных пород. Максимальная глубина регистрации этих элементов – 5 м ниже поверхности перерыва. Биостратиграфический анализ конодонтов показал, что карстованию подверглись породы маршрутнинского горизонта теличского яруса. Из отложений выше перерыва в осадконакоплении определен вид Ozarkodina bohemica (Walliser), что позволило впервые палеонтологически подтвердить существование регионального перерыва на границе маршрутнинского горизонта лландоверийского отдела и войвывского горизонта венлокского отдела.Заключение. Возраст перерыва в осадконакоплении, таким образом, на основании биостратиграфических данных и региональных предпосылок определяется как ранневенлокский.

Объект исследований – глинистые породы (глинистые алевролиты, глинистые сланцы и аргиллиты) нижнего, среднего и верхнего рифея Башкирского мегантиклинория Южного Урала (стратотип рифея).Метод исследований. По валовому химическому составу (основные породообразующие оксиды и некоторые редкие и рассеянные элементы) для глинистых пород рассчитаны величины αAlE, позволяющие судить об интенсивности выветривания материнских пород на водосборах. Выполнено сопоставление значений αAlE, характерных для илов и взвеси современных рек Южной Африки, Северной Евразии и Северной Америки, а также глинистых пород ряда свит рифея Южного Урала.Результаты. Установлено, что кривые αAlЕ для глинистых пород различных свит рифея Южного Урала в существенной степени похожи друг на друга. Для них характерны умеренные величины αAlNa, достаточно высокие αAlСa и αAlSr и преимущественно низкие значения ряда других αAlЕ. Для глинистых пород большинства стратиграфических уровней стратотипа рифея αAlNaср близки или сопоставимы с теми, что свойсвенны взвеси рек умеренного климата. Средние величины αAlК в глинистых сланцах также сопоставимы с величинами данного параметра, рассчитанными нами для взвеси рек умеренного климата, например Лены или Гудзона. Илы рек Южной Африки обладают, напротив, несколько более высокими αAlК. В то же время глинистые сланцы стратотипа рифея обладают несколько более высокими αAlВаср, нежели илы рек Южной Африки или взвесь рек умеренного климатического пояса Северной Евразии или Северной Америки.Выводы. “Прямое” сопоставление рядов подвижности αAlЕ для глинистых пород стратотипа рифея и таковых для илов и взвеси ряда рек Южной Африки, Северной Евразии и Северной Америки позволяет высказать предположение, что для эпох накопления терригенных отложений рифея Южного Урала был характерен климат, напоминавший современный умеренный климат северного полушария.

Объект исследования – крупное месторождение золота Вернинское (Бодайбинский район, Иркутская область).Цель – изучить распределение микроэлементов и REE в рудах и вмещающих породах и сделать выводы об особенностях рудообразования.Материалы и методы – рентгенфлуоресцентный анализ и массспектрометрия с индуктивно связанной плазмой.Результаты. Вмещающие породы незначительно обогащены широким спектром элементов (по мере уменьшения коэффициента обогащения): As, Ag, W, Cr, Au, Ni, Cd, Ba, V, Bi, Sc, Sr, Co, Mo, Cs и Ti. Руды сильно обогащены Au, As и Ag. Обогащение руд Мо и Bi может быть связано с повышенной примесью этих элементов в диагенетическом пирите, широко развитом во вмещающих породах. Обогащенность Sr указывает на заимствование его в руды из вмещающих известковистых песчаников. Отложение заметного количества арсенопирита в рудах могло быть связано с дополнительным поступлением As из пород рудовмещающей аунакитской свиты, обогащенных этим элементом.Выводы. Показано, что по индикаторным геохимическим показателям большинство вмещающих пород месторождения относятся к сланцам и грауваккам, а некоторые образцы – к Fe-песчаникам. Распределение микроэлементов и REE в рудах свидетельствует о взаимодействии рудообразующего флюида с вмещающими породами. Полученные результаты соответствуют метаморфогенной модели формирования орогенных месторождений золота. Приведенная в статье информация имеет практическое значение для региональных прогнозно-металлогенических построений, поисков и оценки месторождений золота.

Объект исследований. Хвосты флотации отвальных литых шлаков Среднеуральского медеплавильного завода после 15 ч выщелачивания при 90°С серной кислотой с концентрацией 300 г/дм3.Цель. Изучить вещественный состав продуктов выщелачивания хвостов флотации медеплавильных шлаков. На основе полученных данных описать процессы, протекавшие при выщелачивании данного типа отходов.Материал и методы. Использованы методы рентгенофлуоресцентного и спектрального анализа (EDX-8000 и CPM-35), масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (NexION 300S), порошковой рентгеновской дифракции (ДРОН-3 и D8 ADVANCE), сканирующей электронной микроскопии (TESCAN MIRA LMS (S6123) со спектрометром INCA Energy 450 X-MaxEDS).Результаты. Установлено, что сернокислотное выщелачивание хвостов флотации медеплавильных шлаков сопровождается уменьшением содержания цинка, меди, марганца, мышьяка и увеличением содержания серы в кеке, преимущественно состоящим из SiO2 (32.5 мас. %) и Fe2O3 (18.0 мас. %). С использованием рентгенофазового анализа в продукте выщелачивания обнаружены следующие минеральные фазы: минералы группы пироксенов, аморфный кремнезем, гипс, барит, минералы группы шпинели, сульфиды, сульфатные формы двухвалентного железа, представленные мелантеритом и ссомольнокитом, сульфат трехвалентного железа – кокимбит, который с течением времени окисляется и дегидратируется, превращаясь в ярозит. По данным сканирующей электронной микроскопии, фазовый состав кеков представлен ассоциацией кремнезема, кристаллической серы, кислородсодержащих соединений железа, свинца, цинка, меди и их сульфидов. Во всех вновь образованных железистых фазах присутствует цинк. Мышьяк приурочен к кремнезему. В выделениях серы обнаруживается медь. Кристаллическая сера, как правило, встречается в сочетании с сульфидами. Выявлена редкоземельная минерализация, представленная фосфатом церия, неодима, лантана, а также фосфатом неодима в ассоциации с ниобием и висмутом. Фазовый состав кеков является отражением протекающих во время выщелачивания химических процессов – электрохимического окисления сульфидов, кислотного гидролиза силикатов, реакций ионного обмена.Выводы. Полученные данные по химическому и минералогическому составу продуктов сернокислотного выщелачивания хвостов флотации медеплавильных шлаков представляют интерес для разработки эффективных способов их использования, утилизации или захоронения с учетом экологических последствий для окружающей среды.