Том 509, № 1 (2023)

Выполнены геохимические, геохронологические (U–Pb по цирконам, ID-TIMS) и изотопно-геохимические (Sm–Nd) исследования гранитоидов копринского типа тукурингрского комплекса, локализованных исключительно в зоне Джелтулакского структурного шва, который разделяет Джугджуро-Становой и Западно-Становой супертеррейны Центрально-Азиатского складчатого пояса. Установлено, что они могут быть классифицированы как постколлизионные гранитоиды повышенной щелочности и основности адакитового типа, сформированные в возрастном интервале 127 ± 1–126 ± 1 млн лет, входящими в состав позднемезозойского постколлизионного Станового вулкано-плутонического пояса. Этот пояс простирается в субширотном направлении от Охотского моря вглубь континента субпараллельно Монголо-Охотской сутурной зоне более чем на 1000 км и сшивает тектонические структуры Джугджуро-Станового и Западно-Станового супертеррейнов. Структурная позиция массивов гранитоидов копринского типа фиксирует верхнюю возрастную границу формирования Джелтулакского структурного шва. Формирование исходных магм этих гранитоидов связано с существенно литосферным источником, образованным в результате смешения раннедокембрийского и более молодого, по-видимому, фанерозойского компонента. Сходство по изотопному составу Nd гранитоидов копринского типа с близкими по составу и возрасту гранитоидами Западно-Станового супертеррейна указывает скорее всего на сходство их источников, а также на то, что Джелтулакская шовная зона “погружается“ в северо-восточном направлении под структуры Джугджуро-Станового супертеррейна. Это находится в полном соответствии с современными представлениями об особенностях глубинного строения области сочленения Евразиатской и Амурской литосферных плит.

На основе анализов геохимии тектонических псевдотахилитов и вмещающих их пород рассмотрены особенности перераспределения главных, редких и редкоземельных элементов в процессе сейсмогенного фрикционного плавления метатерригенных пород аркозового типа из трех разнотемпературных зон регионального метаморфизма (зеленосланцевая, амфиболитовая, гранулитовая) Северного Приладожья. Выявлены разнонаправленные тренды в изменениях содержаний оксидов главных элементов в триаде протолит–бластокатаклазит–псевдотахилит, но при этом установлено однонаправленное повышение основности фрикционного расплава в сравнении с протолитом. Рассмотрены геохимические свидетельства частичного избирательного плавления исходных пород. Показаны особенности фракционирования редких и редкоземельных элементов при переходе в расплав протолитового материала, а также при последующей его частичной раскристаллизации. Отмечено проявление пика повышенных содержаний европия относительно протолита в расплавном матриксе всех трех точек опробования. По изменениям концентраций этих элементов в зонах генерации псевдотахилитового субстрата, в участках его перемещения и нагнетания даны оценки их дифференциальной мобильности при фрикционном плавлении в зоне динамической подвижки.

В настоящей работе были исследованы вторичные включения карбонатного расплава в гранатах и клинопироксенах карбонатно-силикатных пород сверхвысоких давлений. Вторичные карбонатные включения располагаются в залеченных трещинах, приуроченных к крупным (100 мкм – 3 мм) первичным карбонатным включениям в гранате. В некоторых случаях залеченные трещины образуют плоскости, которые секут как гранат, так и включения калийсодержащего клинопироксена в гранате. Высокое содержание K₂O (0.64 мас. %) в залеченных трещинах в клинопироксенах-включениях свидетельствует о том, что их образование и залечивание происходило на этапе сверхвысоких давлений. Интерпретация КР-спектров вторичных включений карбонатного расплава в гранате и клинопироксене позволила подтвердить присутствие следующих фаз: метан, графит, кальцит, доломит, мусковит и флогопит. Полученные данные позволяют впервые выделить стадию метаморфизма ультравысокобарических карбонатно-силикатных пород Кокчетавского массива, в ходе которой происходило накопление метана в карбонатном расплаве.

При давлении 3.0, 5.5 и 7.8 ГПа и температуре 750–1030°С хлор- и карбонатсодержащий пелит претерпевает серию реакционных превращений, которые обеспечивают его трансформацию в эклогитоподобную ассоциацию твердых фаз и образование хлорсодержащего преимущественно водно-углекислого флюида. С ростом РТ-параметров экспериментов в соответствии со средней и горячей субдукционными геотермами эклогитоподобная ассоциация фаз остается стабильной, но карбонат полностью растворяется во флюидной фазе уже при Р ≥ 5.5 ГПа. При этом содержание CO₂ в закаленном флюиде достигает 20–30 мас. %. Однако предварительная дефлюидизация пелита при 3.0 ГПа и 750°С с выносом из него всего хлора, приводит к тому, что карбонат оказывается стабилен в равновесии со следующими, не содержащими хлора порциями флюида как при 5.5 ГПа, так и при 7.8 ГПа. Сопоставление имеющихся данных для упрощенных модельных систем и новых данных для хлор- и карбонатсодержащего пелита свидетельствуют о том, что хлориды существенно увеличивают растворимость карбоната во флюиде. Таким образом, эффективность транспорта в мантию карбонатов зависит от режима выноса хлора из зон субдукции.

В работе проведен комплексный анализ морфометрического атрибута “генеральная кривизна” для рельефа дна Баренцева моря, сейсмических и сейсмоакустических данных, содержащих в волновом поле тектонические нарушения, выходящие на поверхность, разломной сети в осадочном чехле, подтвержденной сейсморазведкой, и сейсмотомографических данных, показывающих неоднородную глубинную структуру распределения скоростей сейсмических волн в верхней мантии. Анализ этих данных показал наличие связи реологически неоднородных и подвижных блоков верхней мантии и консолидированной части земной коры с разломной сетью глубинного заложения, выходящей на поверхность дна и являющейся рельефообразующим фактором, формирующим характерные домены с разной текстурой в отображении морфометрического атрибута “генеральная кривизна”.

В основании некучанской свиты (верхняя часть чансинского яруса) бассейна р. Дыбы (Южное Верхоянье) обнаружены аммоноидеи Paramexicoceras aldanense Popow. Это первая в верхнепермских отложениях Северо-Востока Азии находка гониатитов, благодаря которой уточнено биостратиграфическое деление пограничного пермско-триасового интервала. Объем зоны Otoceras concavum в своей нижней части сокращается посредством установления в основании некучанского горизонта слоев с Paramexicoceras aldanense. Полученные данные свидетельствуют о том, что род Paramexicoceras, ранее считавшийся долгоживущим, относится к наиболее молодым и короткоживущим таксонам семейства Cyclolobidae, представляющим терминальную фазу исторического развития гониатитов. Сделанная находка позволила сопоставить основание некучанского горизонта Южного Верхоянья с верхами группы Фолдвик Крик Восточной Гренландии.

Исследованы вариации микросейсмических шумов, полученные на широкополосных и короткопериодных сейсмических станциях в районе Южного Байкала до и после сильного Кударинского землетрясения 9 декабря 2020 г. с M_w = 5.6. За 10 дней до землетрясения наблюдается постепенное увеличение амплитуд колебаний в частотном диапазоне от 0.01 до 0.1 Гц, увеличение фона наблюдалось также в течение 4 дней после главного толчка (период с 01.12.2020 до 13.01.2021 г.). Максимальное увеличение амплитуд колебаний составляет 19.5 относительно фона. За это время было зафиксировано 48 афтершоков. Анализ направления движения частиц в сейсмических волнах за указанный период выявил резкую смену ориентации колебаний, хорошо согласующуюся с азимутом на эпицентр основного толчка. Анализ сейсмограмм за последующий период (с 13 декабря) после Кударинского землетрясения подобных эффектов в поле микросеймических шумов не показал. По-видимому, в поле микросейсмических шумов отразился процесс медленных движений по разлому перед землетрясением и после основного срыва (толчка) с последующим затуханием.

Рассматривается трансформация многокомпонентного баротропного прилива в Охотском море в рамках полнонелинейных негидростатических расчетов. Для инициализации модели используются данные приливной модели и параметризуемые рельеф дна и вертикальные профили плотности морской воды на основе данных открытых международных атласов. Получены оценки амплитуд волн суточного и полусуточного бароклинного прилива в терминах смещения изопикнических поверхностей на различных горизонтах, представленные в виде географических карт. Показано, что распределение амплитуд существенно зависит от глубины, имеет сложную пространственную структуру с заметным преобладанием амплитуд бароклинных волн суточного периода и основными экстремумами, расположенными на шельфе напротив м. Елизаветы, Охинского перешейка и м. Терпения. Реализованный подход к построению карт амплитуд внутренних приливов может быть применен для других шельфовых акваторий морей РФ и использован при прогнозировании этих явлений, в том числе в инженерных оценках для проектирования и эксплуатации морской инфраструктуры.

Представлены методические и технические возможности проведения мониторинга температурных полей на тысячекилометровой трассе в Японском море методом акустической термометрии. Предложенный томографический метод мониторинга динамики и структуры вод основан на излучении и приеме сложных фазоманипулированных сигналов на диагностируемой трассе с определением времени распространения по различным лучевым траекториям с последующим определением скорости звука и температуры. Физические предпосылки для практической реализации термометрических исследований на больших расстояниях базируются на эффекте акустического “оползня” – явления перехода акустической энергии из придонной области шельфа в подводный звуковой канал глубокого океана. На примере Японского моря предложена и экспериментально апробирована высокоточная система акустической термометрии на базе томографических схем с мобильными и стационарными гидроакустическими излучателями и приемными системами.

Изучение и анализ малакофауны из колонок донных отложений и кернов азовских кос показал характер изменения при переходе от древнеазовских к новоазовским слоям, неравномерность распределения сообществ во времени и пространстве. Раковинный материал из прибрежных малакоценозов и мелководных банок служит основным компонентом для формирования кос. На основании серии кернов мощностью до 25 м с косы Долгой показано, что ее формирование началось около 2500 л.н. и карбонатный материал отражает историю развития бентосной фауны моря.

Выдвинута гипотеза о формировании повышенной дисперсии концентрации загрязняющих воду речного потока веществ под влиянием внутренних синергетических факторов. Эффект проявляется в разбросе контролируемых показателей качества, превышающем их среднее значение, что на практике затрудняет управление водопользованием. Сделано предположение, что подобная дисперсия – следствие нелинейности систем, находящихся вдали от термодинамического равновесия. Возможно, что движущей силой при этом служит турбофорез частиц примеси в турбулентном, как правило, водном потоке.

В работе показана тенденция удлинения периода высокой устойчивости антарктического полярного вихря в позднюю весну и раннее лето (ноябрь–декабрь), прослеживающаяся последние 30 лет. Такая тенденция проявляется как в динамике основных характеристик полярного вихря (площади вихря и скорости ветра по границе вихря), так и в площади антарктической озоновой дыры. Ярким проявлением этого является динамика полярного вихря в 2020 г., когда наблюдались аномально высокие значения скорости ветра по границе вихря в течение всего периода его существования и рекордные значения площади вихря и площади озоновой дыры с середины ноября по декабрь. При этом полярный вихрь существовал до последней недели декабря, что является беспрецедентным случаем. Для анализа динамики антарктического полярного вихря использовался метод оконтуривания вихрей по значениям геопотенциала, определенным по максимальному градиенту температуры и максимальной скорости ветра, характеризующим границы вихря.

Предложено развитие метода восстановления двумерных пространственных спектров возвышений морского волнения по спутниковым изображениям высокого пространственного разрешения, позволяющее оценивать угловые распределения энергии ветровых волн. Валидация метода выполнена по результатам комплексного эксперимента, который включал спутниковую съемку акватории Черного моря оптической аппаратурой и подспутниковые измерения в контролируемых условиях со стационарной океанографической платформы. Проведено сопоставление углового распределения энергии морских волн, восстановленного по пространственным спектрам фрагментов спутникового изображения, с результатами измерения частотно-угловых спектров по данным, полученным с помощью решетки струнных волнографов. Показано, что результаты измерений дистанционным и контактным методами согласуются в диапазоне длин морских волн от 2.8 до 30 м, причем величина среднего модуля относительной ошибки составляет 0.3.