Том 508, № 2 (2023)

В работе, основанной на геолого-геофизических материалах, полученных в 53 рейсе НИС “Академик Николай Страхов”, рассматривается строение сегмента Срединно-Атлантического хребта протяженностью около 400 км (между 48° и 51.5° с.ш.) в Северной Атлантике. Как показали наши исследования, данный сегмент характеризуется специфическими структурами, сформированными в ходе образования океанической коры в условиях дефицита базальтовых расплавов, что при непрерывном растяжении в рифтовой долине приводит к тектоническому выведению на поверхность дна глубинных нижнекоровых и мантийных пород. Такие процессы, называемые “сухим” спредингом, ранее не были известны в Северной Атлантике.

Изучение ксенолитов коровых пород из кимберлитовой трубки Новинка (Верхне-Мунское кимберлитовое поле) показало, что кора на разных уровнях сложена пироксеновыми, гранат-пироксеновыми кристаллическими сланцами и гранат-пироксеновыми гнейсами. Структуры распада в пироксенах и амфиболах, каемки граната вокруг зерен ильменита и пироксенов свидетельствуют о том, что минеральные ассоциации кристаллических сланцев образовались при остывании пород при постоянном давления. РТ-параметры равновесия свидетельствуют о том, что гранат-пироксеновые кристаллические сланцы присутствуют в средней коре (Р = 7–8 кбар), в то же время гранат-пироксеновые гнейсы могут рассматриваться как породы нижней коры (Р = 9–10.1 кбар). Впервые в ксенолитах кристаллических сланцев установлен содалита, свидетельствующий о присутствии на заключительных стадиях охлаждения пород рассолов с высокой концентрацией NaCl. Определения U–Pb-возраста цирконов свидетельствуют о неоархейском (2.7 млрд лет) тектоно-термальном этапе, сопровождавшемся плавлением коры. В гранат-пироксеновых гнейсах слабо проявлен этап 1.9 млрд лет. Полученные данные подтверждают сделанное ранее заключение о вертикальной и латеральной неоднородности коры Якутской алмазоносной провинции и об отсутствии зависимости между степенью переработки коры, и ее пространственном расположении относительно главных коллизионных зон Сибирского кратона.

Впервые, на основе данных изучения флюидных включений, установлены PTX-параметры формирования золоторудной минерализации Таймыро-Североземельского орогена. Температура образования золотых руд охватывает интервал от 310 до 105°C, давление было не ниже 110–96 МПа. Рудообразующие флюиды характеризовались NaCl + KCl + H₂O + CO₂ + CH₄ + N₂ составом и соленостью до 9.7 мас. % в экв. NaCl. Определен состав самородного золота (пробность варьирует преимущественно в интервале от 980 до 820‰) и минералов продуктивных минеральных ассоциаций. Рудообразующие флюиды золото-сульфидно-кварцевых рудопроявлений аккреционной Шренк-Фадеевской зоны (Ясненское и Малиновское на Северо-Восточном Таймыре) являются более окисленными и менее солеными по сравнению с золото-кварцевыми проявлениями орогенного типа Мининско-Большевитской миогеоклинальной зоны (Нижнелиткенское, Видимое, Нерпичье).

Изучен изотопный состав кислорода минералов (Qtz, Zrn, Kfs) и валовых проб позднемеловых порфировых лейкогранитов Омсукчанского прогиба и прилегающих территорий, в пределах которых развито Au–Ag-, Sn- и Sn-полиметаллическое оруденение. Величины δ¹⁸О валовых проб лейкогранитов возрастают от –10.6‰ в районе Дукатского Au–Ag-рудного поля до +9.7‰ в районе других рудоносных областей. Изотопно-легкие характеристики пород являются атрибутом полевых шпатов и отвечают изотопному равновесию с флюидом метеорного происхождения (δ¹⁸О = –15‰) в широком интервале Т при ограниченных соотношениях флюид–порода (W/R от 0.9–1.6 до 0.3–0.1). Величины δ¹⁸О кварца и циркона также изменены в процессе флюидного воздействия, но частично: в первом случае, вероятно, по механизму диффузии, а во втором – по механизму растворения-кристаллизации.

Проведено микротомографическое изучение внутреннего строения сульфидных минералов из рудных разновидностей пород двух промышленных месторождений Арктической зоны РФ – вкрапленной руды Пильгуярвинского Cu–Ni-месторождения Печенги и рудных габброноритов платиноносного Федорово-Панского комплекса (Кольский полуостров). Показано, что все изученные образцы сульфидов имеют однородную структуру без явных дефектов или силикатных включений размером более 1 мкм. Отсутствие в сульфидах силикатных микровключений размером более одного микрона позволяет предполагать изоморфную форму нахождения редкоземельных элементов (РЗЭ) в сульфидах и в некоторой степени устраняет дискуссионную проблему влияния микровключений на результаты Sm–Nd-изотопно-геохронологических исследований сульфидов. Присутствие силикатных микровключений более мелкого (10–500 нм) размера с высокой долей вероятности не способно контролировать общий бюджет РЗЭ в сульфидном минерале. Вывод об отсутствии значимого влияния микровключений на получаемые возрасты подтверждается результатами Sm–Nd-датирования с использованием сульфидов из тех же минеральных навесок: Sm–Nd-возрасты руд Пильгуярвинского Cu–Ni-месторождения составили 1965 ± 87 млн лет; рудных габброноритов Федорово-Панского комплекса – 2482 ± 61 млн лет, что находится в хорошем соответствии с датировками, полученными ранее с использованием иных изотопных систем (U–Pb, Re–Os).

Представлены результаты геохронологического исследования (U–Pb SHRIMP-II) циркона из гранодиоритов и плагиогранитов главной фазы Таллаинского плутона Байкало-Витимского пояса. Полученные оценки возраста магматических ядер циркона гранодиорита и плагиогранита в пределах ошибок совпадают друг с другом и интерпретируются как возраст кристаллизации пород главной фазы Таллаинского плутона 661 ± 6 млн лет. Средневзвешенное значение возраста метаморфических оболочек циркона этих пород составляет 637 ± 5 млн лет. Высокие положительные значения ɛ_Nd(660) +7.2 и +7.3 в породах главной фазы указывают на ювенильный источник родоначальных расплавов. На основании новых и ранее опубликованных геохронологических данных сделан вывод о формировании однотипных позднебайкальских ювенильных габбро-гранитных ассоциаций Байкало-Витимского пояса на рубеже 660 млн лет (таллаинский комплекс) и 603–615 млн лет (падоринский комплекс).

В условиях быстрых изменений окружающей среды, из-за антропогенного воздействия, и недостаточных данных инструментальных измерений перспективным для палеореконструкций становится изучение природных архивов, таких как донные отложения озер и морей. На основе радиоизотопного датирования по неравновесному ²¹⁰Pb установлены современные скорости осадконакопления за последние 150 лет в южной части Татарского пролива. По результатам расчетов по двум наиболее используемым моделям (СIC и CRS) скорость осадконакопления составила 0.20–0.22 см/год.

Узкокоронковый зуб завропода из местонахождения удурчуканской свиты (маастрихт) Благовещенск (Амурская область, Россия) морфологически почти идентичен зубам Nemegtosaurus из нэмэгэтинской свиты (маастрихт) Монголии и может быть отнесен к титанозаврам семейства Opisthocelicaudiidae. Этот зуб является единственной находкой завропод для позднего мела России.

Одним из возможных механизмов, вызывающих значительные выбросы метана в атмосферу в пределах арктического шельфа, может быть разложение газогидратов. Их скопления в пределах арктического шельфа формировались практически одновременно с формированием вечной мерзлоты, что способствовало возникновению зоны стабильного существования газогидратов. Последующее затопление шельфа привело к деградации мерзлоты и нарушению условий существования гидратов. Для оценки текущего состояния зоны стабильности используются методы численного моделирования. Для локализации скопления газовых гидратов широко применяются стандартные сейсмические методы, однако мониторинг их физического состояния требует развития принципиально новых подходов на основе решения многопараметрических обратных задач сейсмики. В частности, степень затухания сейсмической энергии является одним из объективных параметров для оценки консолидации газовых гидратов: чем ближе они к началу разложения, тем выше затухание, а значит, тем ниже добротность. Таким образом, методы сейсмического мониторинга состояния газогидратов в целях прогнозирования возможности развития опасных сценариев, должны основываться на решении многопараметрической обратной задачи сейсмики.

В работе исследуется вопрос о влиянии вязкости на темп развития неустойчивости в тяжелых вязкоупругих геосистемах с аномальным распределением плотности по глубине. Геоматериалы считаются несжимаемыми, и для них принимается модель вязкоупругости Максвелла (которая позволяет адекватно описывать динамику геосистем даже при огромной вязкости геоматериалов). Наряду с вязкоупругими системами рассматриваются упругие системы сравнения, характеризующиеся той же аномальной стратификацией и теми же значениями сдвиговых жесткостей, что и исследуемые вязкоупругие системы. Получены двусторонние оценки инкремента нарастания наибыстрейшей моды потери устойчивости (“главного инкремента нарастания”), справедливые при любой вязкости. Установлено, что главный инкремент нарастания всегда превосходит главный инкремент нарастания для неустойчивой упругой системы сравнения, определяемый инерционными свойствами последней в совокупности со степенью закритичности параметров, характеризующих ее неустойчивое положение равновесия. При увеличении вязкости главный инкремент нарастания для вязкоупругой системы стремится сверху к соответствующему инкременту для неустойчивой упругой системы сравнения. В случае устойчивости упругих систем сравнения соответствующие вязкоупругие системы неустойчивы, но скорость развития их неустойчивости очень мала в силу большой вязкости геоматериалов. Именно и только лишь в случае устойчивости систем сравнения вязкость замедляет эту скорость, и для геосистем с очень большой вязкостью проявление их неустойчивости на протяжении реальных времен наблюдения очень мало. Проведенный анализ подтверждает тот факт, что исследование устойчивости и неустойчивости упругих систем сравнения может служить методической основой для исследования устойчивости и неустойчивости вязкоупругих геосистем.

При взаимодействии мезомасштабных вихрей с течением существует три варианта поведения вихрей: вращение, нутационные колебания и неограниченное вытягивание. В работе дается описание физических условий вытягивания вихрей в филаменты. Для Мирового океана и отдельных регионов дана оценка доли вихрей, где они вытягиваются в филаменты, перераспределяя энергию с мезомасштаба на субмезомасштаб.

Изучена при 25, 200 и 240°С устойчивость в воде матриц для иммобилизации редкоземельно-актинидной фракции высокорадиоактивных отходов, сложенных фазами Nd₂ZrTiO₇ (структура типа пирохлора) или Nd₄(Ti,Zr)₉O₂₄ (ромбическая сингония, природный аналог отсутствует). Образцы получены плавлением гранулированной шихты в холодном тигле индукционного нагрева. На 28-е сутки контакта значение скорости выщелачивания имитатора отходов (Nd³⁺) меньше 5 × 10^–8 г/(см² сут), что доказывает высокую гидротермальную устойчивость матриц.

Построена математическая модель распространения олеиновых пятен, основанная на законах сохранения массы и полной энергии системы. Представлены компактные решения этой модели как для пятен машинного масла ограниченной площади, так и для неограниченных разливов сырой нефти. Проведены эксперименты по изучению динамики растекания компактного пятна эталонного моторного масла и сырой нефти в различных физических условиях. Сравнение экспериментальных и теоретических результатов показало их хорошее соответствие для всех динамических режимов исследуемого процесса.