Том 25, № 1 (2025)
Статьи
ЛОКАЛИЗАЦИЯ ЗОН РАЗВИТИЯ ОПАСНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ БЕРЕГОВОГО КЛИФА ПО ДАННЫМ 3D СЕЙСМОТОМОГРАФИЧЕСКОГО ПРОЗВУЧИВАНИЯ
Аннотация
Предложена методика 3D сейсмотомографического прозвучивания массива горных пород, предназначенная для выявления и локализации зон развития опасных геологических процессов, формирующихся в скальном массиве берегового клифа. Дано описание методики проведения сейсмотомографического прозвучивания для изучения состояния абразионного клифа, расположенного на участке побережья Крыма. По данным сейсмотомографической инверсии синтезированы карты распределения значений скоростей и сейсмических волн в скальном массиве на разных глубинах. Рассчитаны динамические модули упругости, характеризующие физико-механические свойства горных пород, слагающих клиф. На картах, отражающих пространственное распределение этих параметров, локализованы ослабленные зоны предположительно связанные с формированием и развитием опасных для устойчивости клифа негативных геологических процессов.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1001
ES1001
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ ПЕГМАТИТОВ ГРАНИТОИДНОГО КОМПЛЕКСА ЛАГМАН, АФГАНИСТАН
Аннотация
Редкометалльные пегматиты с промышленными содержаниями лития, тантала, ниобия, цезия, бериллия и олова приобретают растущее значение в качестве сырьевых объектов для производства электрооборудования, аккумуляторных батарей и электроники. В этой связи актуальным является изучение закономерностей их геолого-структурного положения, что позволит установить поисковые признаки для обнаружения новых ресурсных объектов и наращивания запасов уже известных пегматитовых месторождений редких металлов в зоне Нуристан в Северо-Восточном Афганистане. Здесь пегматитовые поля пространственно ассоциируют с олигоценовыми гранитами комплекса Лагман и расположены в провинциях Афганистана: Нуристан, Кунар, Лагман, Кабул, Нангархар, Каписа, Панджшер и Бадахшан. Они известны с древнейших времен как источники драгоценных камней и слюды. Гранитоидный комплекс Лагман характеризуется последовательным внедрением трех интрузивных фаз: 1 – диориты, кварцевые диориты, гранодиориты и плагиограниты; 2 – порфировидные биотитовые, амфибол-биотитовые граниты и гранодиориты; 3 – двуслюдяные и биотитовые граниты, гранит-порфиры, аплитовые и пегматоидные граниты. Редкометальные пегматиты приурочены к третьей фазе внедрения гранитов Лагман. Здесь граниты характеризуются неоднородной текстурой – от гранобластовой до гранитной с фрагментами аплитовой и пойкилитовой. Вмещающими породами пегматитов являются триасовые филлитовидные кварц-слюдяные сланцы и протерозойские гнейсы и кварциты. Кроме того, пегматиты находятся в интрузивных породах, а именно в массивах габбро-диоритов комплекса Нилау. Морфология тел редкометальных пегматитов разнообразна. Преобладают жилы с раздувами и плитообразные тела, меньше линзовидных форм и разноориентированных жил. Мощность пегматитовых жил от 1 до 60 м, длина от десятков метров до 2–5 км. Предполагается, что формирование гранитоидного комплекса Лагман есть следствие коллизии Индостанского континента с Евразией.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1002
ES1002
ОЦЕНКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД НА ОСНОВЕ СКОРОСТНОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ МЕТОДА ОТРАЖЕННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН (МОЭМВ-ОГТ)
Аннотация
Разработан алгоритм оценки удельного электрического сопротивления (УЭС) горных пород на основе скоростного анализа данных метода отраженных электромагнитных волн с изменяемой базой разноса приемника и передатчика (МОЭМВ-ОГТ). При построении геоэлектрической модели в точке («виртуальной скважины») по данным МОЭМВ-ОГТ, в отличие от алгоритмов обработки данных методов электроразведки, не требуется априорная информация о геологическом и структурном строении участка, достаточно данных измерений. Приводится пример виртуальной скважины по параметру УЭС глубиной 500 метров, построенной в ходе экспериментального исследования в криолитозоне.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1003
ES1003
СЕЙСМИЧНОСТЬ И ОЦЕНКИ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ОСЕТИНСКОГО СЕКТОРА БОЛЬШОГО КАВКАЗА. ОБЗОР
Аннотация
В статье рассмотрен Осетинский сектор Большого Кавказа с точки зрения изучения его сейсмичности и анализа оценок сейсмической опасности, построенных ранее на всех уровнях сейсмического районирования (общего сейсмического районирования (ОСР), детального сейсмического районирования (ДСР) и сейсмического микрорайонирования (СМР)). Обсуждены места возможного возникновения сильных землетрясений, идентифицированные методами распознавания образов. Результаты проведенного анализа подчеркнули высокий уровень сейсмической опасности предгорных и горных территорий региона. Приведено описание сейсмических сетей, осуществляющих непрерывный мониторинг региона. Анализ ранее созданного авторами наиболее представительного каталога землетрясений с унифицированной магнитудной шкалой и пространственных вариаций магнитуды полной регистрации показали, что уровень регистрации сейсмических событий на востоке Осетинского сектора Большого Кавказа все еще хуже, чем в его центральной и западной частях.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1004
ES1004
GEOINFORMATION ANALYSIS OF REGIONAL CLIMATIC CHANGES IN THE CENTRAL AND WESTERN RUSSIAN ARCTIC FOR RAILWAY DEVELOPMENT
Аннотация
The Arctic Zone of the Russian Federation is characterized by the rapid growth of the mining industry, aimed at the extraction of oil, gas, coal, and ores, including rare earth metals. Railways are essential in the transportation of these resources to different regions of Russia for processing and export. Part of the cargo delivery is performed via the Arctic ports connected to the railway network. Rapid climate change, including regional climate warming, is among the compromising factors for the operation of the Arctic transport infrastructure. System analysis of climatic processes and assessment of potential hazards that they may induce requires adequate geoinformation support. This paper presents the results of spatio-temporal variability analysis of various hydrometeorological parameters for selected railway mainlines within the Arctic region. For this purpose, a new geoinformation method based on the Hovmöller diagrams was elaborated. This tool is useful for representing climate dynamics along the specified railway mainlines over several decades. It allows us to determine railway sections affected by anomalous climatic conditions on the variable time scale. The presented Hovmöller diagrams proved to be an efficient instrument for the regional climate change representation. It might be quite useful for railway infrastructure maintenance, planning, operation, and adaptation.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1005
ES1005
GLOBAL VIEW ON STATISTICAL MODELS OF SEA SURFACE ELEVATIONS
Аннотация
The verification of statistical models of sea surface elevations based on the decomposition of the wave profile into degrees of a small parameter (wave steepness) and in terms of multidimensional integrals of wave spectra was carried out. For verification, wave measurement data were used to calculate the skewness and excess kurtosis of surface elevations, as well as the distribution of crests and troughs. Two factors are identified that limit the use of estimates of skewness Aη and excess kurtosis Eη obtained from existing models. First, the model estimates Aη and Eη are always non-negative, although the measurement data show that the lower limit of the ranges in which the skewness and excess kurtosis change is in the region of negative values. Secondly, almost all existing models are one-parameter models, using wave steepness and wave age as predictors; whereas the measured data indicate that there is no clear relationship. The values of Aη and Eη vary greatly for fixed values of the predictors. Existing statistical models can only describe average changes Aη and Eη. This limits the scope of their application. The analysis of the probability density functions of the troughs FT h and crests FCr showed that the function calculated for Aη < 0 in the region above the distribution mode exceeds the values corresponding to the Rayleigh distribution, and the relationship FT h ≈ FCr holds. The second order nonlinear model is inconsistent with this result. Negative skewness values are observed much less frequently than positive ones, so the functions FT h and FCr calculated for the whole ensemble of situations are consistent with the second-order nonlinear model.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1006
ES1006
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ТРОПИЧЕСКИХ ОСЦИЛЛЯЦИЙ НА АМПЛИТУДЫ АТМОСФЕРНЫХ ПРИЛИВОВ ВО ВРЕМЯ ВНЕЗАПНОГО СТРАТОСФЕРНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ
Аннотация
С целью изучения эволюции атмосферных приливов были проведены модельные расчеты общей атмосферной циркуляции с помощью 3-мерной нелинейной механистической модели МСВА. В качестве естественных тропических осцилляций рассматриваются: квазидвухлетнее колебание экваториального зонального ветра (КДК) в стратосфере и Эль-Ниньо Южное колебание (ЭНЮК). Изменения амплитуд приливов анализируются на трех 10-дневных интервалах времени перед, во время и после внезапного стратосферного потепления (ВСП). Рассматриваются композитные ВСП, состоящие из 6 событий, найденных в ансамблях расчетов, для каждой комбинации фаз КДК/ЭНЮК. Исследуются мигрирующие и немигрирующие суточные и полусуточные приливы с зональными волновыми числами, 1 и 2. Численные эксперименты, в частности, показали, что структура приливов восприимчива к воздействию ВСП, при этом во время ВСП амплитуды приливов при разных комбинациях КДК – ЭНЮК меняются по-разному. Например, при Эль-Ниньо и восточной фазе КДК заметно ослабление суточного мигрирующего прилива во время ВСП, а при Ла-Нинья и восточной фазе КДК, наоборот, амплитуда суточного прилива усиливается во время события, а после ВСП – ослабляется. Анализ численных экспериментов подтверждает существующие представления о существенной изменчивости приливов во время ВСП и демонстрирует важнейший источник этой изменчивости, связанный с комбинациями динамического воздействия КДК – ЭНЮК.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1007
ES1007
ACTIVITY OF TYPHOONS IN THE SPRATLY ARCHIPELAGO (THE SOUTH CHINA SEA)
Аннотация
On the basis of statistical analysis, studies of the features of the distribution of typhoons in the Spratly Archipelago (the South China Sea) for the period 1884–2020 were carried out using satellite information. As a result, it was revealed that 229 typhoons were observed over the water area of the Spratly Islands during this period. Of these, 27 had a maximum speed of over 33 m/s. A clear trend is identified towards an increasing number of typhoons, which could be a major source of regional climate risks in the future. This is probably due to the intense development of the East Asian Monsoon with a strong tropical convergence zone under current climatic conditions.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1008
ES1008
КРАТКОСРОЧНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И ЯВЛЕНИЙ ПОГОДЫ ВЫСОКОГО ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАЗРЕШЕНИЯ ПО ХАБАРОВСКУ
Аннотация
Представлена экспериментальная система выпуска краткосрочных численных прогнозов погоды (ЧПП) для Хабаровска на основе модели Weather Research and Forecasting (WRF) на сетке с шагом 1 км. Особенностями системы является учет в численной модели городской подстилающей поверхности при использовании параметризации single-layer urban canopy model. Городская застройка представлена тремя типами подстилающей поверхности: промышленные зоны, низко- и высокоэтажная застройка. Рассматривается задача интерпретации численных прогнозов высокого пространственно-временного разрешения в крупном населенном пункте. Расчеты на сетке с шагом 1 км по модели WRF показали более высокое качество краткосрочных прогнозов по городу в сравнении с сеткой с шагом 5 км за июнь – декабрь 2023 г. На этом периоде на сетках с шагами 1 км и 5 км осредненная абсолютная ошибка прогноза скорости и направления приземного ветра выше 10 м/c составляет 2,9 м/с и 3,2 м/с, и 14∘ и 32∘ соответственно, для приземной температуры осредненная абсолютная ошибка достигает 1,6∘ и 3,1∘.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1009
ES1009
SPATIAL AND TEMPORAL VARIABILITY OF CHLOROPHYLL-A AND THE MODELING OF HIGH-PRODUCTIVITY ZONES BASED ON ENVIRONMENTAL PARAMETERS: A CASE STUDY FOR THE EUROPEAN ARCTIC CORRIDOR
Аннотация
Over the past 20 years, increasing temperature and receding ice-cover have led to changes in the Arctic ecosystem. Our study aims to create models that predict the position of high chlorophyll-a concentration (Chl-a) zones in the European Arctic Corridor (the Barents, Norwegian and Greenland Seas) to monitor these changes. Firstly, we use remotely sensed data to assess spatial and temporal changes in correlation between Chl-a and environmental parameters that could influence Chl-a in the region – Photosynthetically Active Radiation (PAR), Sea Surface Temperature (SST), Mixed Layer Depth (MLD) and Sea Surface Salinity (SSS) – over the 2010–2019 time period. We found significant correlation (∣r∣ = 0.6–0.8) between Chl-a and PAR and SST, and medium correlation (∣r∣ = 0.4–0.6) between Chl-a and SSS and MLD, correlation was highest during spring periods. Then, using a Random Forest Machine Learning algorithm in the Classifier modification, we created models for each sea to predict the position of high-productivity zones (Chl-a > 1 mg m−3) using environmental parameters. Our results suggested that Chl-a variability in the European Arctic Corridor is mostly determined by PAR (28–32% of Chl-a class variability), SST (25–29%), and SSS (26–31%); MLD played a lesser role (12–17%). According to validation, all the models showed high performance scores (F1-score = 66–95%) and slightly underestimated the total area of high productivity.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1010
ES1010
CHARACTERISTICS OF THE DEEP STRUCTURE OF THE KIMBERLITE-CONTROLLING FAULTS OF THE ARKHANGELSK DIAMONDIFEROUS PROVINCE ACCORDING TO THE MICROSEISMIC SOUNDING METHOD. REVIEW
Аннотация
Prospecting for kimberlite pipes can be challenging due to their small size in plan. One potential solution to this problem is to search for kimberlite-controlling faults. In addition, information on the depth structure of kimberlite-controlling faults is important for studying pipe formation patterns. However, this approach is rarely used in practice due to the complex structure of the host environment. This issue is particularly pressing in areas where there is a large layer of rocks overlying the pipes, such as the Arkhangelsk diamondiferous province. The paper presents a review of the host environment structure of pipes in the Arkhangelsk diamondiferous province using the microseismic sounding method. The method was selected for its high horizontal resolving power, which enabled us to obtain more detailed information. The study reveals that the controlling structures consist of a sequence of vertical elementary faults that traverse the entire thickness of the Vendian sedimentary cover and extend into the crystalline basement. Additionally, the controlling structures do not penetrate above the Ust-Pinezhskaya formation of the Vendian sediments when at a distance from the pipes. Shear wave velocities within these faults are reduced by more than two times compared to the undisturbed medium. The pipes are interconnected with one of the elementary faults. Therefore, the method of microseismic sounding can confidently identify kimberlite-controlling structures in a complex host medium. Further application of these results could enhance the efficiency of both the search for new deposits and the study of the patterns of formation of pipes.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1011
ES1011
ШИРОТНЫЙ ФАКТОР В ПРОЦЕССЕ ВЫХОЛАЖИВАНИЯ ПРИБРЕЖНЫХ ВОД ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ
Аннотация
Выполнено исследование значимости географической широты в изменчивости процесса выхолаживания вод Балтийского моря у его восточных берегов в 2016 и 2018 годах на основе натурных данных и массивов реанализа. Показана протяженность по широте аномального режима выхолаживания, ранее отмеченного у берегов Куршской косы (Калининградская область, РФ). Получены оценки скорости изменения температуры прибрежных вод для типичного и аномального режимов выхолаживания. Показана зависимость скорости охлаждения прибрежных вод от температуры воды 9,5∘C. Достижение этой температуры с северо-востока на юго-запад происходит с запаздыванием примерно на месяц.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1012
ES1012
ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА КОЛЛЕКТОРА УГЛЕВОДОРОДОВ ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ
Аннотация
В работе представлены результаты неразрушающих цифровых исследований остаточных изменений структурных и емкостных свойств коллектора Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения в результате закачки жидкости гидроразрыва пласта. Получены снимки компьютерной рентгеновской томографии с использованием высокоразрешающего томографа ProСon X-Ray CT-MINI Института проблем механики РАН. На базе снимков созданы 3D модели коллектора для проведения цифрового анализа изменения свойств коллектора после испытаний. Проведено сравнение структуры и взаимного расположения зерен породы до и после испытаний. Выполнена оценка локальных изменений пористости в объеме образцов, включая построение карт пористости для интегрального анализа порового пространства. Построены распределения пор по размерам, сделаны выводы о характере изменения порометрических характеристик пород. На базе цифрового подхода получены значения пористости пород, показано хорошее соответствие с данными лабораторных измерений. Описаны изменения распределения пористости по объему образца крупнозернистого песчаника. Обнаружена неравномерность распределения пористости в образце после испытаний. Предложены обоснования причин описываемого изменения пористости. Показано, что при наличии существенной неоднородности структуры и порового пространства пород, применение традиционных способов измерения фильтрационно-емкостных свойств может оказаться недостаточным для точного описания изменений в породах. Подтверждено, что применение методов неразрушающего анализа позволяет значительно уточнить полученные лабораторным способом результаты измерений емкостных свойств пород, а в отдельных случаях может стать незаменимым инструментом для их корректной оценки.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1013
ES1013
GOLD IN ORES OF THE NATALKA GIANT DEPOSIT (NORTH EAST RUSSIA): CONTENT, DISTRIBUTION AND SPECIATION
Аннотация
The content, distribution and speciation of gold in ores of the Natalka deposit (North East Russia) were studied. According to atomic absorption spectrometry (AAS), the vein and veinlet-vein ores are highest grade in gold, whereas veinlet-disseminated ores are lower grade and disseminated ores are poor in gold. According to light microscopy and electron probe microanalysis, up to 85% of gold in the Natalka ores is represented by large and small grains of free native gold associated with gangue and sulfide minerals. The gold grains of 0.01 to 2 mm in size are dominated and their fineness vary from 720 to 860 ‰. Up to 20% of native gold is represented by finely dispersed particles < 0.01 mm in size and a fineness of 750–990‰. Most of this gold is fixed and bounded mainly to with sulfides. According to “phase” chemical analysis with AAS, arsenopyrite is richest in gold whereas pyrite is poorer in gold. Using AAS with analytical data selections for single crystals, two non-mineral forms of “invisible” gold were found in these sulfides, namely the structurally bound (structural) and surficially bound (surficial) forms. The structural gold is incorporated into the mineral structure. The surficial form is confined to nano-sized non-autonomous phases on the sulfide mineral surfaces and often dominates over the structural form. The maximum gold concentrations on the surface of arsenopyrite and pyrite were confirmed by LA-ICP-MS data. It is expected that not all “invisible” gold is a refractory gold. The major part of gold contained in arsenopyrite and pyrite as finely dispersed, micron- and submicron-sized particles, as well as the surficially bound gold, can be extracted with modification of current flowsheet, which enhances the value of the gold ores at the Natalka deposit.
Russian Journal of Earth Sciences. 2025;25(1):ES1014
ES1014