Доклады Российской академии наук. Науки о Земле

Впервые определен Pb-Pb возраст фонолитов Марского вулканического поля, расположенного в пределах Уватского поднятия Бирюсинского выступа Сибирского кратона. Прямая оценка возраста вулканических пород получена с помощью метода ступенчатого растворения по породе в целом. Полученный возраст фонолитов, равный 1513±11 млн лет, определяет время активизации щелочного вулканизма, связанного с растяжением континентальной коры в пределах Бирюсинского выступа. Мезопротерозойский возраст щелочного вулканизма на юго-западной окраине Сибирского кратона совпадает с этапом заложения Куонамской изверженной провинции на Анабарском щите на северо-восточной окраине Сибирского кратона.

Цель

Целью исследования являлась реконструкция условий формирования донных осадков в пределах участка развития дегазации на борту крупной палеодолины в юго-западной части Карского шельфа и выявление потенциального вклада процесса деградации многолетнемерзлых пород в поступление флюидов.

Методы

В работе использованы батиметрические данные, полученные на многолучевом эхолоте Reson Seabat 8111 с частотой сигнала 100 кГц в 52 рейсе НИС «Академик Николай Страхов в 2021 г. Акустическое профилирование выполнено на профилографе Parasound P-35 c частотой сигнала 4-8-кГц (осадочный чехол) и 18-21 кГц (водная толща). Также производился комплексный анализ керна включавший: 1)Изотопный анализ выполнялся на лазерном инфракрасном спектрометре Picarro L2140i, 2) гранулометрический анализ на лазерном дифракционном гранулометре Analysette 22 MicroTec Plus, 3)Измерение магнитной восприимчивости портативным каппа-метром SM-30 и определение теплопроводности прибором Tempos.

Результаты

По сейсмоакустическим данным станция проботбора располагается в районе равзвития газонасыщенных осадков и выходов газа в водную толщу. Отобранная толща донных осадков по гранулометрическому составу и текстуре разделяется на четыре слоя. Верхние три (сл. 1,2 и 3) представлены оливково- и зеленовато-серыми пелитовыми илами с примесью тонкозернистого песка, однородной и линзовидно-слоистой текстурой, нижний (сл. 4) – серовато-оливковой пелитовой глиной с линзовидно-слоистой текстурой. Гранулометрические спектры исследованных осадков унимодальные с максимумами в области среднего алеврита.

Изотопный состав поровых вод в донных осадках существенно отличается как от вод открытых пространств Карского моря, так и от пресных вод прилегающей суши . Выявленно утяжеление состава вод (δ¹⁸O до 5,51‰ и δD до -9,78‰), которое может быть связано с деградацией многолетнемерзлых пород и разрушением содержащихся в ней газогидратов. 

Выводы

Имеющиеся данные позволяют предположить, что накопление голоценовых морских осадков в пределах палеодолины в юго-западной части Карского шельфа на глубинах около 100 м происходило в условиях притока флюидов в результате деградации  и деструкции содержащихся в них газогидратов. Непрерывный характер притока флюидов к поверхности дна и в водную толщу, который был зафиксирован по сейсмическим данным в 2021 и 2023 гг., позволяет говорить о продолжающемся процессе дегазации, оказывающем влияние на изотопный состав поровых вод верхних горизонтов осадочного разреза.  

В статье приведены первые данные изотопного U-Pb исследования (метод LA-ICP-MS) циркона из интрузивных пород крупного Зирабулакского плутона гранитоидов (Узбекистан), с которым ассоциирует крупнейшее в Средней Азии (порядка 100 тыс. т WO₃) скарновое полиметально-вольфрамовое месторождение Ингичке, и из интрузивных пород Меликсуйского штока (Кыргызстан), с которым ассоциирует скарновое полиметально-вольфрамовое месторождение Меликсу. Эти месторождения, наряду с другими месторождениями вольфрама, золота и других металлов, входят в состав крупнейшего вольфрам-золоторудного металлогенического пояса Тянь-Шаня. Они представлены телами гидротермально-измененных скарнов с шеелитом и сульфидами (пирротин, халькопирит) и последующими внутри- и околоинтрузивными штокверками поздних послескарновых метасоматитов (пропилитов и филлизитов) с шеелит-полиметаллической минерализацией. Получены конкордантные значения изотопных U-Pb датировок циркона пород Зирабулакского плутона (289 ± 3.8 млн. лет для гранодиоритов главной фазы и 288 ± 3.3 млн. лет для гранитов) и Меликсуйского штока (285.8 ± 2.5 млн. лет и 283 ± 2 млн. лет для гранодиоритов главной фазы), указывающие на внедрение интрузий в раннепермское время. Это значительно моложе известных датировок гранодиоритов (порядка 300-310 млн. лет), но совпадает с датировками гранитов в других монцодиорит-гранодиорит-гранитных интрузивных массивах региона, с которыми ассоциируют значительно менее крупные вольфрамовые, но иногда крупные золоторудные (с подчиненным вольфрамом) месторождения (Джилау, Яхтон, Кабуты). Такие возрастные и металлогенические особенности продуктивных интрузий могут коррелироваться со спецификой геодинамического развития региона в позднекаменноугольное-раннепермское время.

Выполнено комплексное исследование графита месторождения Пестпакша (Лапландский гранулитовый пояс, Кольский регион), включающее определение его температуры на основе характеристик рамановских спектров и определение изотопных характеристик углерода. Также был изучен изотопный состав C и O карбонатов из пород, комплементарных графитовым рудам. Установлено, что кристаллизация графита происходила при температуре около 600 °C на ретроградном этапе метаморфического события. Широкие вариации изотопного состава углерода графита (δ¹³C_PDB от –18.5 ‰ до –29.0 ‰) говорят в пользу его кристаллизации при восстановлении из C-O-H флюида. Родительский флюид, вероятно, имел углекислотный состав с органогенной изотопной меткой (δ13CPDB ~ –25 ‰), а широкие вариации изотопного состава графита могут отражать

динамическое обеднение флюида углеродом по механизму релеевского исчерпания. Выявленные аномально изотопно тяжелые карбонаты (δ¹³C_PDB ~ +14.5 ‰, δ¹⁸O_PDB ~ –12.5 ‰), по-видимому, являются продуктом фиксации остаточного флюида, обогащенного тяжёлым изотопом углерода.

В настоящей работе приведены результаты U-Pb (ID TIMS) геохронологических исследований колумбита-танталита и циркона из пегматитовой жилы Александровского рудного поля, входящего в состав Восточно-Саянского пояса редкометальных пегматитов. В результате U-Pb геохронологических исследований колумбита впервые получены оценки возраста 1825 ± 3 млн лет для кварцевого ядра пегматитовой жилы и 1817 ± 5 млн лет для зоны интенсивного изменения амфиболитов в ее экзоконтакте. Для метамиктного циркона из зоны границы кварцевого ядра получена оценка возраста 1810 ± 5 млн лет. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что возраст редкометальных пегматитов Александровского рудного поля Восточно-Саянского пегматитового пояса существенно отличается от возраста пространственно сопряженных гранитоидов саянского комплекса (1.86-1.90 млрд лет).

На основе метода исследования расплавных включений изучены состав и условия образования расплавов, участвующих в формировании уртитов Чикской интрузии щелочных пород юго-восточной Тувы, а также выявлены механизмы их формирования.  Первичные расплавные включения обнаружены в нефелине и гранате уртитов. Среди дочерних минералов расплавных включений определены амфибол, сфен, гранат, содалит, банальсит, кальцит и цеолит. Установлено, что кристаллизация нефелина осуществлялась в температурном интервале 1100 - 1120^оС.  Показано, что  стекла гомогенизированных расплавных включений в нефелине характеризуются широкими вариациями содержаний SiO₂ - от 37 до 46 мас. %, Al₂O₃ – от 10 до 18 мас. %, СаО – от 5,6 до 19 мас. %. Для них отмечаются также повышенные концентрации щелочей  (11 - 15 мас. %), FeO (11 – 13 мас. %), ТiO₂ (до 3.4 мас. %) и Р₂О₅ (до 2.5 мас. %). Химический состав стекол гомогенизированных расплавных включений в гранате близок наиболее дифференцированному составу стекол расплавных включений в нефелине. В нем содержится 47 мас. %  SiO₂, 1 мас. % ТiO₂, 18 мас. %  Al₂O₃, 9 мас. %   FeO, 7 мас. % СаО и 16 мас. %  щелочей (Na₂O + К₂О). Результаты изучения расплавных включений в минералах уртитов, а также анализ состава различных пород Чикского массива (уртитов, мельтейгитов, ийолитов, включая их кальцит- и гранат- содержащие разновидности), позволяют предположить участие процессов гравитационной и кристаллизационной дифференциации магмы в их формировании. Полученные данные опровергают гипотезу метасоматической природы уртитов Чикской интрузии щелочных пород юго-восточной Тувы и однозначно свидетельствуют в пользу их магматического генезиса.

. Методом монокристального рентгеноструктурного анализа решена структура нового минерала, изоструктурного линдквиститу, с идеализированной кристаллохимической формулой (K, Ba)Fe³⁺(Mg,Fe)₄(Al,Cr³⁺,Ti⁴⁺)₁₃O_27. Этот минерал был идентифицирован в полифазном включении в алюмохромите из ксенолита гранат-шпинелевого лерцолита из кимберлитовой трубки Обнаженная (Куойкское поле, Якутская кимберлитовая провинция). Получены параметры гексагональной ячейки: a = 5.81093(15) Å, b = 5.81093(15) Å, c= 32.2003(10) Å, Vэ.я. = 941.63(4) ų, пр. гр. P6₃/mmc, Z = 2. Структура минерала слоистая смешанного типа. Ее можно описать как последовательность из 14 кубических и гексагональных плотноупакованных слоев, образованных атомами кислорода. При этом в каждом 7 слое  на 1/4  кислородных позициях размещаются крупные катионы X (K⁺ и Ba²⁺), которые занимают позицию 2b и окружены 12 атомами кислорода. Ионы O^2- и X, имеющие близкие радиусы, образуют плотнейшую упаковку, а ионы T (Mg²⁺, Fe²⁺), M (Al³⁺, Cr³⁺, Ti⁴⁺), A (Fe³⁺) занимают пустоты. Установлено, что новый минерал изоструктурен минералу линдквиститу и гексаферриту W-типа. Решение структуры минерала как политипного магнетоплюмбиту не отражает разворот слоев. Полученные данные могут быть использованы для обоснования выделения отдельной группы линдквистита, так как изученный в данной работе новый минерал является второй находкой в этой группе.

Методом функций приемника были построены кинематические модели строения коллизионной зоны центральной части Восточно-Европейской платформы по данным пяти широкополосных сейсмических станций. В верхней мантии протократона Сарматия выявлен слой пониженных скоростей с кровлей на глубине около 90 км, маркирующий среднелитосферную неоднородность (mid-lithospheric discontinuity, MLD). Мощность выявленного слоя около 50 км.  По данным станций, расположенных в зоне коллизии, MLDне выявляется.

Кремни нижней части бурубайтальской свиты верхнего кембрия-нижнего ордовика Юго-Западного Прибалхашья (Южный Казахстан) обогащены органическим детритом, состоящим из многочисленных фекальных пеллет, сложенных элементами пара- и протоконодонтов, сферическими гладкими формами акритарх, разрозненных акритарх и элементов конодонтов, а также рассеянного углистого тонкодисперсного органического вещества и его сгустками. Эти находки являются доказательством значительного вклада деятельности пелагических организмов в формирование вертикального потока органического вещества, поступающего из зоны пелагиали на дно глубоководного бассейна и эпизоде его повышенного захоронения в начале батырбайского века позднего кембрия, соответствующего глобальному изотопному событию TOCE (Top of Cambrian Excursion).

Пространственная неоднородность структурных и реологических свойств разлома является одним из ключевых факторов, определяющих динамику его деформирования. В работе анализируются пространственно-временные закономерности локализации сейсмичности на нескольких сегментах разломной зоны Сан-Андреас. В потоке сейсмических событий выделяются группы фоновых и связанных событий. Показано, что фоновые события проявляют структурные особенности разлома. Области контактного взаимодействия в плоскости скольжения проявляются в виде плотных кластеров фоновых событий. Очаги сильных землетрясений, магнитуда которых превышает максимальную магнитуду фоновых событий на 1.5-2 единицы, полностью разрывают хотя бы одну такую область. Участки разлома, расположенные между областями макроскопического контакта, контролируют ход медленного постсейсмического скольжения и, соответственно, постсейсмическую афтершоковую активизацию. Число афтершоков максимально на границе очаговой области землетрясения и монотонно снижается при удалении от гипоцентра. На участке между контактными областями скорость миграции афтершоков составляет 0.01–10 км/день.

В работе проводится комплексный анализ сейсмической и геодинамической обстановки до и после землетрясения 28 марта 2025 г.,  М7.7, в Мьянме. Рассматриваются результаты глобального теста прогноза землетрясений с магнитудой 7.5 и более по алгоритму М8 для данного региона. Анализируется, насколько ожидаемым, с точки зрения долгосрочной сейсмической опасности, было землетрясение исходя из данных только о сейсмическом режиме. Проводится геодинамический анализ для оценки сейсмогенного потенциала разлома Сагайн перед землетрясением и после него. Оценивается опасность афтершоков. Строится модель очага землетрясения для проверки сверхбыстрого характера разрыва и интерпретации аномально большой длины в модели Американской геологической службы.

Приводится количественная оценка взаимосвязи вариаций придонного давления, создаваемого ветровым волнением, и микросмещений верхнего слоя земной коры по данным лазерного измерителя вариаций давления гидросферы и двух лазерных деформографов. По экспериментальным данным выведена зависимость коэффициента трансформации придонного давления в упругие колебания верхнего слоя земной коры от периодов ветрового волнения.

Представлен новый подход к диагностике регионального углеродного баланса, предполагающий оптимизацию параметров модели экосистемного обмена диоксида углерода (СО₂) по данным спутниковых измерений молярной фракции СО₂ в столбе атмосферы (XCO₂) и расчетов с мезомасштабной химико-транспортной моделью. Потенциал развиваемого подхода продемонстрирован при использовании данных измерений XCO₂ со спутника OCO‑2 на примере задачи оценки экосистемных потоков СО₂ в Центральной Сибири в теплый период года.

Индукционным плавлением в холодном тигле получен образец на основе бритолита – силиката Ca и РЗЭ со структурой апатита, потенциальной матрицы для РЗЭ-актинидной фракции отходов переработки ядерного топлива. Бритолит имеет простой состав, высокую емкость в отношении актинидов, устойчив в нагретых водных растворах. Впервые определены скорости выщелачивания бритолита водой и рассолом при 200–250 ^оС, которые для Nd равны 10^-3–10^-5 г/(м²×сутки), что соответствует растворению матрицы с интенсивностью 1 мкм за 3–300 лет.