Том 513, № 1 (2023)

В статье рассмотрены результаты геолого-геофизических исследований прибрежных районов Восточно-Сибирского моря, начатые в 2018 г. в рамках проектов по государственному геологическому картированию (ГК-1000/3) и продолженные в 2022 г. в ходе выполнения гранта РНФ. Составлена сейсмостратиграфическая схема четвертичных отложений, предложена концепция палеогеографического развития региона в позднем неоплейстоцене-голоцене.

Изучен возраст магматических пород основного состава, отобранных на поднятии Альфа-Менделеева в Северном Ледовитом океане с помощью научно-исследовательской подводной лодки, на основании измерения U/Pb-возраста зерен циркона, выделенных из них. На поднятии наиболее распространены раннемеловые породы умеренно щелочной серии, сформировавшиеся на рубеже 112 млн лет. Эти породы содержат большое количество древних ксеногенных зерен циркона, анализ возраста которых показывает, что субщелочные расплавы взаимодействовали с коровыми породами на двух уровнях: с горизонтом раннемеловых песчаников и с породами позднеархейского кристаллического фундамента с возрастом 2675.1 ± 11.6 млн лет. Также в них встречено небольшое количество более молодых зерен циркона с возрастом 83–87 млн лет, которые, вероятно, возникли при перекристаллизации раннемеловых цирконов под влиянием позднемелового магматизма.

Задачей исследования являлось определение возраста наиболее древних островодужных вулканических серий Северного Тянь-Шаня с целью уточнения ранних этапов эволюции субдукционных систем в западных областях Центрально-Азиатского складчатого пояса. Проведено U–Pb (LA–ICP–MS)-датирование цирконов в андезитовых туфах султансаринской и таштамбекторской свит, относившихся ранее к нижнему кембрию и среднему кембрию – нижнему ордовику соответственно. Полученные оценки возраста 491 ± 3 и 487 ± 3 млн лет свидетельствуют, что обе свиты имеют позднекембрийский возраст и представляют образования крупной магматической дуги с гетерогенным фундаментом, эволюционировавшей в Северном Тянь-Шане в конце кембрия и начале ордовика.

Проблема расчленения и корреляции верхнечетвертичных отложений, выполняющих долины магистральных рек Западной Сибири (прежде всего Оби и Енисея), интенсивно дискутировалась во второй половине ХХ века и окончательно не решена к концу первой четверти XXI века. Традиционно четвертичная история речных долин региона рассматривалась в рамках парадигмы “лестницы террас”, согласно которой в неоген-четвертичное время осуществлялось последовательное формирование аллювиальных террас от более древних верхних к более молодым нижним. Факторами, контролировавшими их образование, считались неотектоника, динамика палеоклимата, менявшая полноводность рек, морские трансгрессии и регрессии, влиявшие на базис эрозии, а также неоднократное перегораживание речных долин северными ледниками, что приводило к формированию во внеледниковой зоне подпрудных озер и перигляциального аллювия. Однако не только в публикациях, но и на государственных картах четвертичных отложений высоты, возраст и даже число террас существенно различаются. К настоящему времени накопилось много данных, противоречащих представлениям о вертикальной лестнице последовательно врезанных циклоклиматических террас и о перигляциальном аллювии, фациально замещающем подпрудно-ледниковые озера севера на юге Западной Сибири. Сформулирована и обоснована обновленная концепция строения отложений верхнего неоплейстоцена в магистральных долинах региона, учитывающая данные о трех гляциальных суперпаводках из межгорных котловин на равнину, интенсивная эрозионная и аккумулятивная деятельность которых до сих пор недооценивалась.

Вещественный состав, структурно-текстурные особенности золото-медно-порфировой руды отражают условия рудоообразования и имеют определяющее значение для прогнозирования технологических свойств руды и повышения комплексности использования минерального сырья. Представлена последовательность рудоообразования с выделением трех стадий: грейзеновой, сульфидной (продуктивной) и взрывных микрозон в пределах изученного интервала рудного тела. Выявлены особенности рудных и рудообразующих минералов, определяющие их флотационное поведение и свойства, влияющие на флотационную активность. Установлен комплексный состав исследуемой руды.

Изотопный состав Sr в карбонатных породах с возрастом 980–920 млн лет определен в единственном разрезе Мира – формации Huainan Северо-Китайской платформы, время накопления которой ограничено по данным U–Pb-датирования зерен обломочного циркона. Нами в верхней части нижнетунгусской свиты Туруханского поднятия среди карбонатных отложений установлено присутствие измененных вулканитов и продуктов коры выветривания по ним – бедных бокситовых и шамозитовых руд. На основе изотопного U–Pb-датирования циркона возраст вулканитов составляет 963 млн лет. Для наименее измененных известняков верхней части нижнетунгусской свиты получены значения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 0.70532–0.70578, близкие к тем, что установлены в породах формации Huainan. Информация о геохронологическом возрасте изученных известняков дает возможность получить более корректные данные, что позволяет уточнить предложенную ранее конфигурацию кривой вариаций изотопного состава Sr в раннем неопротерозое. Нижнетунгусская свита выгодно отличается от формации Huainan тем, что является единственной корректно геохронологически обоснованной (по циркону из субсинхронных вулканитов) карбонатной последовательностью раннего неопротерозоя в Мире.

Необычный состав протолита, его структурно-текстурная неоднородность, ограниченный массоперенос и высокие температуры являются причинами возникновения редких минералов и минеральных ассоциаций при метаморфизме и метасоматозе. Чаще всего это наблюдается в малоглубинных условиях (давление до 3 кбар) при поступлении в породы дополнительного тепла магматическими интрузиями. В статье эти вопросы обсуждаются на ряде отечественных примеров, в которых детально исследованы процессы минералообразования.

Татарское месторождение бокситов на территории РФ сформировалось в результате седиментации в контактово-карстовых депрессиях продуктов денудации латеритных кор выветривания амфиболитов. Детальные минералогические исследования бокситов дали возможность достоверно восстановить условия их образования. Как выяснилось, из-за близкого расположения областей питания и аккумуляции, происходила денудация как уже выветрелых, так и исходных пород. При этом в карстовых депрессиях продолжались химические процессы. Впервые для контактово-карстовых бокситов выявлено присутствие наночастиц аморфного оксида алюминия. Эта характерная особенность формы выделения глинозема связана с последующим прекращением процессов латеритизации и затуханием их с глубиной. Наличие аморфного моногидрата алюминия необходимо учитывать при подборе схемы обогащения бокситов.

В работе представлены новые модели глубинного скоростного строения земной коры и верхней мантии в районе Хибинско-Ловозерского тектонического узла, расположенного на Кольском полуострове. Обсуждаются артефакты плюм-литосферных взаимодействий, развивавшихся в изучаемом районе с протерозойского по палеозойское время. Проведено детальное сопоставление скоростного строения Имандра-Варзугской рифтогенной структуры, Хибинской и Ловозерской интрузий и прилегающей к ним архейской части Фенноскандинавского щита. Показана существенная неоднородность строения коры, верхней мантии, а также структуры и глубины залегания коро-мантийного перехода. Выявлено присутствие зоны пониженных сейсмических скоростей в верхней мантии, связанной со средне-литосферной неоднородностью (MLD). Особенности строения зоны Мохо и верхней мантии в районе Хибинской и Ловозерской интрузий впервые интерпретированы как артефакты плюмового процесса.

При детальном анализе локальных особенностей напряженно-деформированного состояния в рамках геомеханической модели Южной Калифорнии выделена быстроразвивающаяся высокоамплитудная аномалия деформации сдвига в интервале верхней земной коры (на глубинах до 10 км) – т.н. “взрывной квант деформации” – с максимальным возрастанием амплитуды на два порядка в течение 0.5 мес. Подобные “кванты” могут являться неотъемлемыми элементами всего глубинного деформационного процесса, связанного с сейсмичностью. В работе обсуждаются количественные характеристики глубинных деформационных “квантов” и условия их возникновения.

Впервые выполнены непрерывные двухгодичные исследования потоков вещества и сопутствующих параметров среды в осевой зоне арктического сегмента Срединно-Атлантического хребта в месте сочленения хребтов Мона и Книповича (Норвежское море). Постановка седиментационных ловушек проводилась с борта НИС “Академик Мстислав Келдыш” в июне 2019 г. в северо-восточной части хр. Мона с ревизией в августе 2020 г. и подъемом в июле 2021 г. Показано, что осаждение частиц в районе исследования происходило под воздействием глобального переноса водных масс в северо-восточном направлении, причем в подповерхностном слое это атлантические воды, а глубже рециркулируют водные массы арктического происхождения. Выявлен слабый положительный температурный тренд на глубине более 2500 м (0.02°C за 2 года). Бимодальное вертикальное распределение потоков и изменение состава оседающих частиц соответствовали схеме рециклинга осаждающегося вещества в океане. Годовой ход потоков в подповерхностном слое определялся активностью кремнийконцентрирующего и кальцифицирующего планктона, причем максимум периода цветения проявляется и в глубинном слое. При этом основным значимым модератором потока глубже 2000 м является поступление литогенного вещества из придонного нефелоидного слоя.

По данным о размерах и интенсивности торнадо и смерчей находятся их характерные времена и форсинги. В зависимости от интенсивности средние времена меняются в 3 раза, а форсинги – в 6 раз. Оценена энергия вихрей, которая выражается в том числе в единицах масс тротилового эквивалента.

В ходе лабораторных исследований получены данные по минеральному и гранулометрическому составу, некоторые физические и физико-химические параметры грунтов, которые позволили выявить особенности грунтов в селевых массивах на Чукотке. Сделана попытка оценить влияние этих особенностей на формирование селевой суспензии, которая является транспортирующей средой селя. Считается, что по структурно-реологической модели движения на рассматриваемой территории формируются преимущественно несвязные селевые потоки, в которых основная масса воды находится в свободном состоянии. Однако лабораторные исследования показали наличие в образцах селевого заполнителя из отложений селей значительного количества тонкодисперсных частиц, которые находятся в агрегированном состоянии и при обводнении насыщают водный поток глинистой взвесью, что позволяет классифицировать эти потоки как связные. Связность селевой массы приобретается потоками в процессе движения за счет разрушения агрегатов, что приводит к изменению физических характеристик селя.

По данным альфа-авторадиографии на толстослойных ядерных фотоэмульсиях А-2 визуализировано взаимодействие альфа-излучения от микро- и наночастиц UO₂ (уранинита) с веществом. Сферическая область воздействия альфа-частиц вокруг микрозерен UO₂, размерами до 100 микрон, представляет собой глубоко преобразованное вещество, с высокой плотностью радиационных дефектов. Трансляция этих результатов на живой организм приводит к выводу о специфическом виде воздействия микро- и наночастиц обедненного урана, при котором продолжительное внутреннее облучение в малых дозах всего организма сочетается с катастрофически высокими дозами альфа-излучения в локальных зонах, вблизи микро- и наночастиц UO₂.