Том 516, № 2 (2024)

В работе, основанной на геолого-геофизических материалах, полученных в 55 рейсе НИС “Академик Николай Страхов” рассматривается строение трога Кинг и его ближайшего окружения (мезоструктурный кластер Кинг), расположенных на восточном фланге Срединно-Атлантического хребта в Северной Атлантике. По результатам батиметрического картирования в пределах юго-восточной части трога Кинг выделено шесть провинций, каждая из которых имеет свой морфоструктурный облик, сформировавшийся в результате многостадийных тектонических и вулканических процессов, чередующихся и сопряжённых друг с другом по времени. По данным сейсмоакустического профилирования выявлены три основных типа сейсмофаций: а) пелагические комплексы; б) отложения турбидитовых потоков; в) хаотические фации гравитационного генезиса. Показано, что аномальное магнитное поле полигона представляет собой суперпозицию линейных и изометричных аномалий. Первые образовались при формировании океанической коры в осевой зоне спрединга. Вторые связаны с вулканическими массивами, сформировавшимися во внутриплитных условиях. Полученные данные подтверждают предположения о том, что образованию трога Кинг предшествовало формирование протяжённого сводового поднятия, которое стало ареной интенсивного внутриплитного вулканизма, интенсивность которого возрастала с юго-востока на северо-запад. За этим последовало проседания осевой части поднятия с образованием трога Кинг и впадин Пик и Фрин.

Работа посвящена решению проблемы корректного определения функций капиллярного давления при математическом моделировании процессов вытеснения нефти при заводнении продуктивных пластов. Показано, что использование этих функций, определяемых в лабораторных условиях по традиционным методикам с применением капилляриметров и высокоскоростных центрифуг, при моделировании процессов вытеснения нефти из низкопроницаемых продуктивных коллекторов может приводить к значительным ошибкам. В работе отмечено, что при проведении лабораторных исследований в образцах породы не происходит формирования остаточной нефти в неподвижной форме в то время, как в реальных условиях вытеснения нефти водой из продуктивных пластов остаточная нефть в породе образуется, причём в низкопроницаемых пластах остаточная нефтенасыщенность может достигать 50% и более от порового объёма. Для получения кривых капиллярного давления, более достоверно отражающих реальные процессы в продуктивных пластах при их заводнении, предложено при подготовке образцов породы к лабораторным исследованиям предусматривать процесс предварительного формирования в этих образцах остаточной нефтенасыщенности. Это позволит более достоверно моделировать процессы вытеснения нефти при заводнении продуктивных пластов в реальных условиях, особенно, при разработке низкопроницаемых коллекторов нефти и газа.

В статье приведены новые данные изотопного U–Pb-датирования (метод LA-ICP-MS) циркона в главных типах интрузивных пород скарнового молибден-медно-золотого месторождения Куру-Тегерек, расположенного в Чаткальском сегменте Срединного Тянь-Шаня. Это и другие месторождения золота, меди, вольфрама и молибдена входят в состав протяжённого позднепалеозойского металлогенического пояса Тянь-Шаня. Полученные конкордантные значения изотопного U–Pb-возраста автокристов циркона для пород последовательных интрузивных фаз охватывают интервал от примерно 323 до 311 млн лет. Этот интервал включает кристаллизацию габбро-диоритов (от 323.5±2.5 млн лет до 323.2±6.8 млн лет) и тоналитов (от 321.4±3.8 млн лет до 311±3.8 млн лет). Полученные возрастные датировки автокристов циркона отвечают становлению этих умеренно-калиевых интрузий в позднем карбоне и почти полностью совпадают с имеющимися изотопными датировками цирконов высококалиевых интрузий порфировых Cu–Au–Mo-месторождений Алмалыкского рудного района (Кураминский сегмент Срединного Тянь-Шаня), также относимыми к позднему карбону (порядка 330–310 млн лет). Это соответствует субдукционному тектоническому режиму, проявленному в регионе в это время в связи с крутым (в Кураминском сегменте) или пологим (в Чаткальском сегменте) погружением субдуцируемой плиты в северном направлении, под структуры континентального массива Казахстана-Северного Тянь-Шаня и аккретированных к ним сегментов Срединного Тянь-Шаня. В изученных интрузивных породах месторождения Куру-Тегерек установлены также ксенокристы циркона (в том числе слагающие ядра сложных кристаллов), с изотопным U–Pb-возрастом порядка 1.9–2.1 млрд лет. Эти датировки согласуются с возрастом метаморфических пород фундамента Таримского кратона и указывают на присутствие древней континентальной коры в данном сегменте Срединного Тянь-Шаня.

Натурные исследования гидроминеральных месторождений Южного Урала, а также результаты изучения ионно-солевого и газового состава подземных вод показывают, что жидкие стоки колчеданных месторождений региона в перспективе могут стать серьёзными месторождениями вторичного минерального сырья. Подотвальные воды представляют собой минеральное ресурсы на редкие металлы, в которых по уровню концентраций содержание главных элементов соизмеримо со средним содержанием в рудах.

Получены новые свидетельства о раннесилурийской подлитосферной магматической активности в восточной части Алтае-Саянской складчатой области, протекавшей в интервале между масштабными эпизодами мантийного магматизма среднего–позднего ордовика и девона. Таковыми стали дайки пикродолеритов (MgO 15–22 мас. %) Нарынского комплекса в западной части Тувино-Монгольского супертеррейна. В составе дайкового комплекса установлены простые пикродолеритовые дайки и комбинированные с центральной пикродолеритовой зоной и гранитоидами по контактам с минглинг-взаимоотношениями между контрастными породами. Геохимические характеристики пикродолеритов близки к обогащённым базальтам срединно-океанических хребтов или внутриплитных областей и свидетельствуют о доминировании подлитосферного источника. Реконструкция условий выплавления родоначальных расплавов пикродолеритов показывает глубину магмогенерации около 120–140 км, температуру 1600–1640°С и степень плавления до 20% при условии сухого перидотитовго источника, что согласуется с условиями генерации магм горячих точек. Гранитоиды комбинированных даек имеют коровые геохимические характеристики и формировались за счёт анатексиса пород Тувино-Монгольского супертеррейна, инициированного внедрением пикродолеритов. U–Pb (SHRIMP-II)-возраст циркона из лейкогранита комбинированной дайки составляет 439±3 млн лет и интерпретируется как возраст дайкового комплекса. Раннесилурийская мантийная магматическая активность наиболее вероятно обусловлена миграцией Сибирского палеоконтинента над Африканским горячим полем мантии.

Рубеж архея и протерозоя в истории Земли отмечен значительными изменениями динамики мантии и её температурных режимов. Заметным следствием является исчезновение обеднённых алюминием коматиитов в конце архея и практически полное отсутствие характерных для архея перидотитовых коматиитов начиная с протерозойского времени. В данной работе мы представляем исследование коматиитовых базальтов Ветреного пояса возрастом 2.41 млрд лет, относящихся к начальному периоду протерозоя. Представлены уникальные данные по составам оливина и хромита, а также по температурам кристаллизации по Al-геотермометру в оливине для коматиитовых базальтов Ветреного пояса. Температуры наиболее ранних стадий кристаллизации составляли приблизительно 1240±25°C, что свидетельствует о наличии воды в расплаве и согласуется с измеренными содержаниям 0.4±0.2 мас. % H2O в расплавленных включениях. При этом в процессе кристаллизации расплав коматиитовых базальтов испытал дегазацию, что привело к массовой кристаллизации системы и подъёму температур на ~20°С за счёт высвобождения скрытой теплоты плавления. Дегазация воды из расплава свидетельствует о кристаллизации в поверхностных условиях.

Снос терригенного материала, участвующего в строении неогеновых редкометалльно-титановых россыпей северо-восточного борта Днепровско-Донецкой впадины (ДДВ) определен с помощью литологических и минералогических методов, включая U–Pb геохронологическое и химическое исследование детритового циркона. Особенности ассоциации акцессорных минералов тяжелой фракции россыпей, морфология отдельных зерен, а также обедненность большей части популяции циркона U, Th, Y, Yb указывают, на то, что источником являлись коры химического выветривания, развитые предположительно по метаморфическим породам протерозойского (70%) и неоархейского (15%) возраста. Присутствие кристаллов циркона палеозойского U–Pb возраста с повышенным содержанием U, Th, Y, Yb, свидетельствует о разрушении магматических пород неопротерозойских-раннепалеозойских трапповых формаций, девонских изверженных и вулканогенно-осадочных образований ДДВ. Вовлечению обломков вышеперечисленных пород в осадочный рециклинг способствовало развитие соляной тектоники, широко проявленной в пределах ДДВ.

Впервые методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) проведены исследования REE минерализации в щелочных риолитах Печальнинского рудного поля (Северо-Восток России) – потенциально больше-объемном источнике HREE. С использованием методов рентгеноспектрального микроанализа (РСМА), и катодолюминесценции (КЛ) показано, что микрокристаллические агрегаты пироксенов и/или амфиболов в щелочных риолитах содержат тончайшую вкраплённость REE выделений (5–7 мкм). С помощью СЭМ было определено, что наиболее крупное из этих выделений представляет собой фосфат церия. В реликтах кристаллов титаномагнетита ЭДС выявлены концентрически-зональные и радиально-лучистые REE выделения. Первые – представлены силикатами, обогащенными Y и REE, а содержание каждого из РЗЭ закономерно изменяется от центра к краю. Радиально-лучистые агрегаты представлены оксидами и/или карбонатами, содержащими REE (преобладают La, Ce и Nd). Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологии обогащения.

Проведён анализ проявлений вулканизма вдоль Курило-Камчатской островной дуги (ККОД). На основании геофизических наблюдений показаны вариации параметров слэба. Изменение угла наклона слэба формирует различную ширину вулканического пояса на севере и юге ККОД. Резкие изменения скорости движения слэба в центральном сегменте ККОД, возможно, генерируют рифтовую систему пролива Буссоль. Высказывается предположение о доминирующей роли задугового бассейна в формировании различных параметров слэба и проявлений вулканизма вдоль ККОД.

Приведены геохронологические, геохимические и изотопные Sr–Nd-характеристики позднемезозойских вулканитов, сопряжённых с развитием Нерчинской впадины Восточного Забайкалья. В её строении участвуют толщи высококалиевых вулканических пород умеренной щёлочности с содержанием SiO₂ от 55 до 73 мас.%. Проведено изотопное ⁴⁰Ar/³⁹Ar-датирование валовых образцов пород. Получены оценки возраста их формирования: 150.8±1.8 млн лет для высококалиевого андезибазальта и 131.0±1.6 млн лет – для латита. Для вулканитов характерны пониженные содержания гидрофобных Ti, Nb и Ta, умеренно-отрицательные значения εNd(T), но повышенные значения εSr(T), которые отклоняются в сторону составов пород, формирующихся при добавлении коровых субстратов в область магмообразования. По своим геологическим и вещественным характеристикам породы Нерчинской впадины соответствуют шошонит-латитовым сериям тыловой части Большехинганской вулканической области, формирующейся в обстановке континентальной активной окраины, связанной с субдукцией.

Приводятся результаты математического и экспериментального моделирования диссоциации порового гидрата метана в льдо- и газосодержащих породах при снижении внешнего давления ниже равновесного. Описываемая модель диссоциации порового газогидрата при отрицательных температурах наряду с экспериментом позволяет рассчитать кинетику данного процесса. Проведён сравнительный анализ результатов. Предлагаемая математическая модель, подтверждает ранее полученную экспериментальным путём закономерность уменьшения гидратонасыщенности мёрзлой грунтовой среды в виде S_h ~ Aτ⁻ⁿ. Выполненные эксперименты позволили вычислить значения коэффициентов A и n, а математическое моделирование показывает, как эти коэффициенты зависят от параметров задачи. Рассчитанные теоретически свойства коэффициента полностью подтверждают экспериментальные данные. На основе экспериментального и математического моделирования рассмотрены основные факторы, определяющие самоконсервацию поровых гидратов метана в мёрзлых породах.

При обработке спутниковых данных полного электронного содержания на трассе между спутниками ГЛОНАСС, GPS и наземными приёмными станциями, расположенными в Приморском крае России, выделены возмущения электронного слоя с периодами в пределах от 5 мин до 45 мин, вызванные собственными колебаниями области атмосферы. Выделенные колебания, воздействую на морскую поверхность, вызывают в водной среде колебания с периодами в пределах от 5 мин до 40 мин.

Получены прогностические оценки изменения климатологической границы зоны вечной мерзлоты как функции среднегодовой температуры воздуха на территории Большеземельской тундры при различных сценариях развития мировой экономики до середины XXI века. Показано, что наблюдаемое в период с 1950 по 2010 гг. смещение климатологической границы многолетней мерзлоты, определяемой пороговым значением среднегодовой температуры воздуха, в северо-восточном направлении по скорректированным сценарным прогнозам, полученным с помощью климатической модели, продолжится в ближайшие десятилетия при любом сценарии развития мировой экономики и является неизбежным последствием антропогенного влияния на климат. Результаты проведённого исследования важны для оценки перспектив и развития сети долгосрочных наблюдений, которая создаётся для мониторинга состояния многолетней мерзлоты и потоков парниковых газов на территории РФ.

В горах хребта Кодар в Забайкалье обнаружено несколько мест, регулярно посещаемых снежными баранами (Ovis Nivicola) с целью потребления каменного угля (чепинская свита, юра). По данным с фотоловушек, за один раз взрослый баран съедает от десятков до сотен граммов угольной дресвы и пыли. Выполнено комплексное исследование “съедобных” углей, в том числе их геохимии, включая определение содержаний и баланса подвижных форм микроэлементов, в том числе редкоземельных элементов (РЗЭ). Установлено, что сумма РЗЭ в угле варьируется от 0.19 до 0.27 кг/т, что в 3.5–4 раза выше кларковой. В составе РЗЭ преобладают элементы лёгкой подгруппы (ЛРЗЭ). С помощью аналитической сканирующей электронной микроскопии установлено присутствие в поедаемых углях монацита, ксенотима и рабдофана. Кислотная (HCl, pH-1) вытяжка из них показала, что среди высвобождаемых из угля элементов наибольшее значение для животных, вероятнее всего, могут иметь лишь некоторые микроэлементы, включая ЛРЗЭ. Полученные данные, с учётом проведённых нами ранее ландшафтно-геохимических исследований в районах массовой геофагии в Сихотэ-Алине, Горном Алтае и на о. Ольхон (Байкал), позволяют предположить, что причина регулярного потребления снежными баранами углей на хребте Кодар обусловлена стремлением животных восстановить нарушенный баланс РЗЭ в организме.

В статье рассмотрен опыт применения метода обучения искусственных нейронных сетей и других вероятностных подходов при прогнозировании уровненного режима реки Мармарик с различной заблаговременностью. Выявлено, что при долгосрочном прогнозировании уровней воды на р. Марамарик по п. Агавнадзор целесообразно ориентироваться на оценку математического ожидания случайного процесса. При краткосрочном прогнозировании уровней воды на один срок вперёд (12 часов) следует ориентироваться на значение уровня воды, приходящиеся на дату выпуска прогноза, стандартная ошибка такого прогноза составляет 5 см. Для прогноза уровня воды на 24 часа вперёд целесообразна разработка нейросетевых моделей прогнозирования с учётом развития ситуации на р. Гомрагет – п. Меградзор.