Том 512, № 2 (2023)

Получена оценка времени накопления (530–520 млн лет) терегтигской свиты юга Тувы на основе результатов U–Pb-датирования зерен детритового циркона из терригенных и Sr-хемостратиграфии карбонатных пород. Показано, что основным источником поступления обломочного материала являлись гранитоиды с возрастом 580 млн лет. Присутствие представительной популяции зерен детритового циркона докембрийского возраста указывает на накопление отложений терегтигской свиты в пределах блока континентальной коры с длительной историей развития. В составе эродируемой суши при накоплении грубозернистых пород терегтигской свиты находились так же породы Агардагского комплекса офиолитов, о чем свидетельствуют многочисленные неокатанные обломки оливинов, пироксенов и хромшпинелидов в матриксе конгломератов.

Приведены новые данные изотопного U–Pb-исследования (метод LA-ICP-MS) циркона из интрузивных пород Чинорсайского массива, с которым пространственно и, по-видимому, генетически связано крупное вольфрам-золоторудное месторождение Джилау. Это месторождение, наряду с другими крупными месторождениями золота (Мурунтау, Зармитан, Кумтор и др.), входит в состав крупнейшего золоторудного (вольфрам-золоторудного) металлогенического пояса Тянь-Шаня. Оно представлено небольшими телами шеелитоносных скарнов и последующим крупным внутри- и околоинтрузивным штокверком жил и прожилков с шеелит-золоторудной минерализацией. Полученные конкордантные значения изотопного U–Pb-возраста циркона (301.0 ± 2.6 млн лет; СКВО = 2.6) являются более древними, чем ранее известные изотопные U–Pb-даты (порядка 288 млн лет). Это указывает на существенную длительность процесса внедрения и кристаллизации магмы, по-видимому, отвечавшей нескольким интрузивным этапам или фазам, что является важным фактором формирования ассоциирующих крупных плутоногенных месторождений золота. Кроме того, установленный изотопный возраст подчеркивает более раннее формирование золото-полиметально-вольфрамовых месторождений по сравнению с более молодыми Mo–W- и Sn–W-месторождениями в регионе, связанном с более молодыми раннепермскими интрузиями. Обнаружены также захваченные цирконы с более древним возрастом (от порядка 970 млн лет до порядка 2200 млн лет), вероятно, представляющие возраст фундамента орогена, в том числе террейнов основания Таримского или Каракумского кратонов.

Лабораторные модельные эксперименты показали, что торф, бурый уголь и составляющие его органоминеральные компоненты, а также микроскопические грибы, выделенные из бурых углей, характеризуются высоким потенциалом извлечения всех лантаноидов из водных растворов. Процессы сорбции редкоземельных элементов компонентами органического вещества протекают по механизмам физической сорбции, ионообменных реакций с участием карбоксильных и гидроксильных групп, комплексообразования – с вовлечением –ОН-, –СО- и –СООН-групп. На грибной биомассе методом СЭМ–ЭДС-анализа выявлены РЗЭ-содержащие минеральные фазы, которые образуются за счет взаимодействия с азот- и фосфорсодержащими функциональными группами белков клеточной оболочки. Это свидетельствует об участии биотической компоненты в формировании редкоземельной минерализации в буроугольных отложениях.

Впервые проведено изучение соотношений величин δ¹⁸О как в карбонатной, так и в силикатной (Ol, Phl, Mt) составляющих пород (кальцитовые карбонатиты, фоскориты, ийолиты, турьяиты) Ковдорского массива, с целью прояснения роли процессов контаминации, ретроградного обмена и высокотемпературного фракционирования в магматической системе. Установлено, что процессы коровой контаминации не фиксируются в изотопных характеристиках силикатной части пород, а величины δ¹⁸О оливина, флогопита и магнетита занижены по сравнению с составами, характерными для равновесия с мантийным перидотитом. В то же время карбонатная составляющая пород показывает комплементарное обогащение изотопом ¹⁸О по отношению к составу производных мантийных расплавов. Оценки температуры закрытия изотопной системы кислорода оливина и скоростей остывания пород не поддерживают гипотезу о ретроградном изотопном обмене. Предложена гипотеза о наличии стадии перераспределения изотопов кислорода между силикатной и карбонатной составляющими расплавов в магматической системе, которое имело место до начала становления массива Ковдор и его остывания. Согласно кислородным изотопным данным, в этот момент карбонатная составляющая могла резко преобладать (в 1.5–4.5 раза) над силикатной.

В статье описывается первая находка аутигенных карбонатов на южном фланге хребта Гаккеля в зоне его сочленения с Лаптевоморской континентальной окраиной Российской Федерации. Образцы представлены плотными магнезиальными кальцитами и арагонитами, включающими округлые и угловатые обломки терригенного материала, а также микрофитопланктон разного возраста, споры и пыльцу наземных и водных растений. Элементные и органо-химические характеристики указывают на преобладание окислительных, либо промежуточных между окислительными и восстановительными обстановками кристаллизации карбонатов, что может быть следствием их формирования вблизи поверхности дна. Изотопный состав О, С и Sr позволяет заключить, что диагенетические карбонаты хребта Гаккеля осаждались, преимущественно, в изотопном равновесии с придонной водой при температуре около 0°С, что соответствует замерам с борта судна. Большой разброс значений δ¹³С (–23.5 до –37.3) свидетельствует, что метан был важным, но не единственным источником углерода в карбонатах. Широкие вариации отношений ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.70906–0.70933), коррелирующиеся с величинами δ¹³С, показывают, что карбонат-образующим флюидом была не только современная морская вода, но также диагенетические растворы, поступавшие из осадочного чехла совместно с метаном и продуктами окисления метана и органического вещества. Интенсивная разгрузка гетерогенных метаноносных флюидов может быть связана с высокой современной тектонической активностью изученного региона.

В эксгаляциях активной фумаролы Арсенатной (вулкан Толбачик, Камчатка) установлена новая, необычная по химическому составу разновидность редкого фосфата из группы филловита – хладниита, обогащенная As⁵⁺ и лишенная Fe. Она входит в состав высокотемпературного (500–750°С) парагенезиса с кальциойохиллеритом, фторапатитом, метатенардитом, диопсидом, энстатитом, форстеритом и гематитом. Это новый генетический тип для минералов группы филловита. Решена кристаллическая структура толбачинского хладниита, R1 = 4.32%. Минерал тригональный, R–3, a     = 14.9831(2), c = 42.8050(7) Å, V = 8322.1(3) ų. Структурная формула: ^M13(Na_{0.56\(\square \)0.44})\(_{2}^{{M21}}\)(Na_0.81Ca_0.19)\(_{2}^{{}}\) \(_{{}}^{{M31}}\)(Na_{0.97\(\square \)0.03})\(_{6}^{{M12}}\)(Ca_0.64Na_0.36)\(_{6}^{{M1}}\)Mn^M2(Mg_0.54Ca_0.46)^M3-9Mg₃₀^M10(Mg_0.94Ca_0.06)\(_{6}^{{M11}}\)Mg₆(P_33.53As_2.47)O₁₄₄ (Z = 3). На материале всех находок хладниита в метеоритах и земных объектах разных генетических типов обсуждаются его кристаллохимические особенности и их связь с обстановками образования.

Представлены результаты изучения первичных и вторичных расплавных включений в макрокристах оливина и минералах основной массы пирокластов монтичеллит-нефелиновых дамтьернитов трубки Виктория, Анабарский алмазоносный район. Полученные результаты были использованы для реконструкции эволюции щелочно-ультрамафического расплава при формировании трубки взрыва. Показано, что исходные расплавы дамтьернитов имели калинатровый карбонатно-силикатный состав, при этом в первичных включениях в оливине K и Na входят в состав исключительно силикатных дочерних фаз, что отличает их по составу от аналогичных включений в оливинах из айликитов и кимберлитов и подчеркивает более щелочной характер материнских расплавов дамтьернитов. На последующих стадиях эволюции расплава, при формировании трубки, щелочи (Na и K) в изученных включениях входят не только в силикатные дочерние фазы, но также могут образовывать щелочные фосфаты, карбонаты, сульфаты и галогениды, что приводит к образованию щелочно-карбонатных и солевых сульфатно-фосфатно-хлоридно-карбонатных расплавов, что сближает эволюцию расплавов дамтьернитов с расплавами айликитов и карбонатитов, и может служить единым механизмом эволюции щелочно-ультрамафических расплавов. Дальнейшее реакционное взаимодействие флюидной фазы с оливином приводит к образованию монтичеллита и процессам дегазации.

Одной из главных проблем геодинамики является механизм образования крупных осадочных бассейнов на континентах. Формирование таких структур вдали от конвергентных границ между плитами чаще всего объясняют сильным растяжением литосферного слоя – рифтогенезом. За ним должно следовать крупное и продолжительное погружение коры, обусловленное охлаждением растянутой литосферы. Характерной особенностью пострифтового погружения является уменьшение его скорости во времени – в несколько раз за сто миллионов лет. В Западно-Сибирском бассейне рифтогенез относят ко времени формирования пермско-триасовых грабен-рифтов. С последующим (пострифтовым) погружением многими исследователями связывается образование в бассейне мощной толщи мезозойских и кайнозойских осадков. За 86 млн лет, прошедших с начала среднего триаса и до конца средней юры, скорость пострифтового погружения должна была уменьшиться примерно в три раза. В действительности имела место противоположная тенденция. Судя по данным Тюменской и Ен-Яхинской сверхглубоких скважин, пробуренных на севере бассейна, скорость погружения коры за это время возросла в несколько раз. Столь резкое различие между ожидаемым пострифтовым погружением и реальным погружением коры свидетельствует о том, что растяжение литосферы не было главным механизмом погружения, и оно могло обеспечить лишь его небольшую часть. В таких условиях основной причиной погружения было уплотнение (увеличение плотности) пород в земной коре вследствие проградного метаморфизма.

Впервые с целью геологического изучения зоны сочленения глубоководных акваторий Северного Ледовитого океана и окраинных структур континентального шельфа по инициативе Федерального агентства по недропользованию силами ФГБУ ВСЕГЕИ и АО “Росгеология” и при содействии ПАО НК “Роснефть” в августе 2022 г. было выполнено бурение малоглубинной скважины в Восточно-Сибирском море, увязанное с долгосрочной программой стратиграфического бурения ПАО “НК “Роснефть”. Бурение сопровождалось непрерывным сейсмоакустическим профилированием и скважинной термометрией. Максимальная глубина скважины составила 472 м от поверхности дна; в ней до глубины 268 м было отобрано 147.5 м керна. В разрезе выделено две осадочных толщи – нижняя полого деформированная юрско-нижнемеловая и верхняя неоген-четвертичная, залегающая горизонтально. Эти толщи разделены мощным неопробованным интервалом с горизонтами напорных вод. Юрско-нижнемеловая толща слагает моноклиналь северо-западного падения, нарушенную разломами и, вероятно, относится к комплексу заполнения Жоховского краевого прогиба Верхоянско-Чукотского орогена на шельфе Восточной Арктики.

Изучены ихнофоссилии и остатки палеопасцихнид из басинской свиты ашинской серии венда Южного Урала (юго-западная периферия Сулеймановской антиклинали, Челябинская обл., г. Усть-Катав, Шубинский карьер). Показано, что общая морфология и сохранность ихнофоссилий схожи с поздневендскими–раннекембрийскими субгоризонтальными двулопастными норами Didymaulichnus. Установлено, что палеонтологические остатки приурочены к крайне мелководным обстановкам осадконакопления и расположены стратиграфически ниже пласта вулканических туфов, циркон из которых имеет U–Pb-изотопный возраст 578 ± 7 млн лет. До настоящего момента считалось, что первое появление роющих организмов и связанная с ними “агрономическая революция” приурочены к временному интервалу ~560–550 млн лет. Результаты нашего исследования показывают, что подвижный бентос и биологическое перемешивание осадка могли появиться на 20–30 млн лет раньше, а также подтверждают гипотезу о том, что начало первой “агрономической революции” и “кембрийского взрыва” биоразнообразия значительно не совпадали по времени.

Представлены данные инструментальных наблюдений, выполненных в геофизической обсерватории “Михнево” ИДГ РАН, за вариациями магнитного поля и реакцией микробарических колебаний и электрического поля в приземной атмосфере Земли на сильную магнитную бурю 23 апреля 2023 г. (К_р = 8). При определении реакции ионосферы на магнитное возмущение в виде изменения критической частоты слоя F2 привлекались результаты ионосферного зондирования, выполненного в IAP (Leibniz-Institut Fur Atmospharen Physik). Показано, что в периоды максимальных вариаций магнитного поля регистрируются повышенные микробарические вариации и отмечаются повышенные вариации электрического поля. Магнитная буря сопровождалась также изменением критической частоты f₀F2, а также спектральных характеристик вариаций напряженности электрического поля.

Представлены результаты и технология сейсмоакустических исследований шельфа юго-восточной части Крыма, выполненные в 2020–2022 гг. сотрудниками Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, с использованием оригинального комплекса технических средств, включающего сейсмоакустический и акустический профилографы. Результаты обследования дали возможность рассмотреть положение палеодолин, выполнить сейсмостратиграфическую привязку отражающих горизонтов с выделением основных сейсмокомплексов в плейстоцен-голоценовой части разреза. Сейсмофациальный анализ волнового поля позволил уточнить палеогеографические условия формирования палеодолин.

Решена задача о дальних волновых полях, возникающих на границе раздела льда и бесконечно глубокой однородной жидкости при обтекании локализованного источника возмущений. Получено интегральное представление решения и с помощью метода стационарной фазы построено асимптотическое представление решения для различных режимов волновой генерации. Численные расчеты показывают, что при изменении скоростей потока и толщины льда происходит заметная качественная перестройка фазовых картин возбуждаемых дальних волновых полей на границе раздела льда и жидкости.

На основе проведенного анализа предположительных механизмов гистерезиса основной гидрофизической характеристики (ОГХ) кривых иссушения и увлажнения почв, а также представлений о наноструктурной организации почв сделан вывод о том, что гистерезис может быть обусловлен либо стабильной (неколлоидные частицы), либо лабильной (гели) частями твердой фазы почв. В связи с тем, до настоящего времени основное внимание уделяли изучению влияния на гистерезис ОГХ стабильной твердой фазы почв, было предложено исследовать влияние на гистерезис почвенных гелей. Для этого было изучено влияние на начальную вязкость почвенных паст влажности почвенных образцов, приготовленных иссушением и увлажнением. Установлено, что для образцов всех изученных типов почв наблюдается хорошо выраженный гистерезис. Для объяснения гистерезиса предложено два механизма, основанных на изменении почвенных гелей в процессах увлажнения–высушивания. Один из них базируется на замедленности набухания и усадки почвенных гелей при поглощении и выделении ими воды. Второй – на большей гидрофобности поверхности гелей, содержащих меньше воды, и проскальзывании воды на гидрофобных участках поверхности с уменьшением вязкости паст. Таким образом, проведенные исследования показали, что гистерезисные явления в почвах обусловлены почвенными гелями и их изменениями при иссушении и увлажнении почв.

Маловодье и зарегулирование речного стока Дона привело к необратимой трансформации естественных гидрологических и гидрохимических процессов. В конце 2022 г., несмотря на дефицит речной воды, в регионе приступили к прокладке водовода в Донбасс мощностью до 300 тыс. кубометров воды в сутки. Достаточно ли запасов водных ресурсов на все возрастающие хозяйственные нужды в течение всего года? Работа основывается на целенаправленном изучении химического состава воды при разных режимах и уровнях моря на Таганрогском взморье залива и дельты Дона. Эксперимент охватывает период с 02.12.2022 г. по 30.01.2023 г. и отдельные измерения, для сравнения, 21.02; 30.03; 17.04.2023 г. Всего выделено три типа ионного состава, характерного для протоки Свиное гирло дельты Дона. Морской – с доминированием (более 80%) суммарного содержания ионов натрия и калия, хлоридов и соленостью до 7–9 г/л. Донским водам соответствуют низкая минерализация (менее 2 г/л), повышенная доля Na⁺ + K⁺ (50–60%), близкое количество SO\(_{4}^{{2 - }}\) и НCO\(_{3}^{ - }\) (по 30–40%). С 2018 г. регулярно, при понижении уровня, регистрируется присутствие грунтовых вод. Это солоноватые воды с содержанием солей более 5 г/л. Для них типично высокое содержание натрия и калия (более 60%) и сульфат-ионов (60–80%). Наблюдения показывают, что дефицит пресной питьевой воды будет нарастать, и по мере возрастающего ее изъятия, ускоряться во времени. Будет происходить ее замещение (до 5–7 г/л) минерализованной грунтовой и черноморской водой. В каких их соотношениях в водопроводы будут закачиваться (перераспределяться по сезонам) слабосолоноватые (2–4 г/л) и солоноватые (4–8 г/л) воды, еще предстоит исследовать.