Главная – Журналы – Принятые к публикации статьи

В статье приведено краткое описание системы пространственно-разнесённых лазерных деформографов, установленных стационарно на м. Шульца Приморского края, на м. Свободный о. Сахалина, в подземном руднике вблизи г. Краснокаменска, Забайкалье, объединённых системой точного времени в единую сеть. В комплексе данная система представляет собой восточную часть планетарной лазерно-интерферометрической сейсмоакустической обсерватории, в которую дополнительно входят лазерные деформографы, расположенные в западной части России. В работе обсуждается методика определения места возникновения сигнала, зарегистрированного последовательно этими лазерными деформографами. Использование результатов определения места возникновения сигнала и полученных данных двухкоординатного лазерного деформографа позволяет восстановить не только место происхождения зарегистрированных сигналов, но и определить его амплитуду в каждом пункте измерения, величину сигнала в месте его генерации, расходимость и затухание на трассах распространения от источника до приёмников.

На примере активных разломов высокогорной части Горного Алтая (зоны Южно-Чуйского и Кубадринского разломов) и приустьевой части р. Лена (зона Приморского разлома) выполнены исследования зон активных разломов в условиях развития толщи многолетнемёрзлых пород методом электротомографии. Показано, что метод эффективен для идентификации зон активных разломов на глубинах до первых сотен метров в условиях развития толщи многолетней мерзлоты. Однако присутствие льдистых пород с сопротивлением более 100 кОм·м ограничивает его применение из-за экранирующего эффекта слоя-изолятора. В качестве основного критерия идентификации активных разломов на геоэлектрических разрезах выступают субвертикальные зоны пониженных сопротивлений на фоне высокоомных толщ многолетнемерзлых пород. Это касается как относительно молодых сейсморазрывов, сформировавшихся при Чуйском землетрясении (Ms=7.3) 27.09.2003 г. в зоне Южно-Чуйского разлома, так и более возрастных голоценовых палеосейсмодислокаций в зонах Кубадринского и Приморского разломов. При этом величины сопротивлений в зонах активных разломов и сейсмических разрывов слишком высоки, чтобы предполагать их насыщение свободной водой. Понижение удельных сопротивлений в таких зонах относительно вмещающей рамы многолетнемёрзлых пород может происходить за счет: 1) повышенной трещиноватости пород и отложений; 2) развития тонкоперетертого материала в зоне динамического влияния разлома, в том числе в трещинах, на котором концентрируется физически связанная незамерзающая вода; 3) остаточных тепловых аномалий в случае современных активизаций, так что отрицательные температуры уже восстановились, но процесс аградации мёрзлой толщи еще не завершен полностью; 4) насыщения геологического разреза песчано-алевритовым материалом в результате развития процессов разжижения и флюидизации при землетрясениях. Выявленные закономерности могут быть использованы не только для подтверждения зон морфологически выраженных сегментов активных разломов, но и для поиска их погребенных сегментов в районах развития многолетней мерзлоты, характерных для сейсмически активных высокогорных и арктических районов России и мира.

Длительная история разнообразного магматизма Омолонского кратонного террейна (ОМ) прослеживается с палеопротерозоя до позднего миоцена. Новые изотопно-геохронологические (U-Pb, ⁴⁰Ar/³⁹Ar) датировки и геохимические данные позволяют надежно выделить девять главных эпизодов магматизм и геодинамические обстановки проявлений, а также предметно обсуждать потенциальные источники детритовых популяций циркона в осадочных комплексах Северо-Востока России. Самые ранние проявления очковых гнейсогранитов анорогенного верхнеомолонского комплекса с возрастом около 1.9 млрд лет отражают процессы рифтогенеза и начало деструкции дорифейского фундамента с возрастом около 3.2 млрд лет. Продолжающийся рифтогенез ОМ прослеживается в рифее, когда были внедрены рои даек и малых тел габбро-диабазового стрелкинского комплекса. В силуре (433–425 млн лет), в косых сколах и зонах локального растяжения ОМ происходит внедрение сиенитовых магм анмандыканского и гранитоидов абкитского комплексов (eNd от -23 до -10). Наиболее масштабные проявления плутонического и вулканического магматизма зафиксированы на ОМ в позднем девоне (от 375±3 до 356±4 млн лет), когда были сформированы известково-щелочные надсубдукционные вулкано-плутонические комплексы (булунский гипабиссальный и кедонский вулканический). Изотопный состав неодима в девонских магмах (eNd от -20 до -6), при экстремально низком содержании радиогенных изотопов свинца (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 17.2–15.7) свидетельствует о выплавлении их из зрелого корового протолита в фундаменте ОМ. Ранне- и среднеюрские процессы рифтогенеза локально проявились на ОМ. Их отражением являются проявления тумминского трахибазальтового и омолонского эссексит-тешенитового комплексов. Раннемеловые (144–133 млн лет, eNd от +7 до 0) намындыканский и егдэгкычский гранодиорит-монцонитовые плутонические комплексы формируют надсубдукционные зоны островодужной природы на северо-восточной окраине ОМ. В сантон-кампанское время (~ 85–77 млн лет назад) зона раннемелового растяжения на ОМ залечивается конгинским и викторинским известково-щелочными комплексами Охотско-Чукотского вулкано-плутонического пояса. Финальный этап магматизма в ОМ представлен локальным проявлением внутриплитного щелочно-базальтового вулканизма в интервале от 9 до 7±1 млн лет назад. Установлена синхронизация по времени проявления наиболее объемного позднедевонского надсубдукционного магматизма ОМ и базальтового LIP-магматизма Вилюйского рифта. На основании анализа главных эпизодов магматизма и сравнения с детритовыми популяциями циркона из палеозойских песчаников севера Сибири мы реконструируем, что ОМ был отколот от северо-восточной части Сибирского кратона в силуре-девоне и перемещался к юго-востоку (в современных координатах). Предполагается, что в юре-мелу образовалась обширная область растяжения и утонения земной коры в Алазейской зоне.

Рассмотрены результаты математического моделирования данных импульсного электромагнитного межскважинного мониторинга гражданских и промышленных объектов криолитозоны, содержащих в своей окрестности зоны растепления – талики. Приведено решение прямой задачи на основе интегрального преобразования Сумуду и векторного метода конечных элементов для двух типов скважинных источников – катушек индуктивности и менее распространённой на практике электрической токовой линии – с учётом частотной дисперсии удельной электропроводности многолетнемёрзлых пород. Выполнено численное трёхмерное моделирование импульсных сигналов в реалистичных геоэлектрических моделях газодобывающей скважины и жилого дома на сваях. По результатам моделирования выявлены основные особенности и различия импульсного межскважинного мониторинга при использовании катушек или линии в качестве источника.

Работа посвящена развитию методики численной инверсии данных электрометрии в субвертикальных и слабонаклонных нефтегазовых скважинах. Рассматриваются особенности совместной инверсии сигналов гальванических и индукционных зондов при их разных сочетаниях, обусловленных используемой аппаратурой. Осесимметричная двумерная геоэлектрическая модель среды состоит из однородных блоков, разделенных горизонтальными и коаксиальными цилиндрическими границами. Блоки характеризуются горизонтальным и вертикальным удельным электрическим сопротивлением, а также диэлектрической проницаемостью. Численная инверсия выполняется до достижения минимальной невязки между измеренными и вычисленными в модели сигналами. В отличие от традиционного попластового подхода, при инверсии подбираются не только кривые зондирования, но и изменение сигналов при измерении вдоль ствола скважины. В таком случае результирующая модель максимально соответствует практическим данным. Результат инверсии только гальванических сигналов может оказаться неустойчивым в области границ с большим контрастом сопротивлений. Вследствие этого может занижаться УЭС пластов, граничащих с высокоомными пластами. Область неоднозначности можно сузить совместной инверсией гальванических и индукционных сигналов, однако в этом случае зачастую требуется усложнение базовой модели среды. В частности, при бурении на пресном глинистом растворе в коллекторах со смешанным насыщением нефтью и минерализованной пластовой водой формируется окаймляющая зона. Эта зона является более электропроводящей, чем зона проникновения и неизмененный пласт, из-за повышенного содержания соленой пластовой воды. Она не выявляется по данным постоянного тока, но ее вклад в сигналы индукционного каротажа достаточно велик. Поэтому окаймляющая зона необходима для построения геоэлектрической модели отложений, согласованной для комплекса данных электрокаротажа. Эти особенности иллюстрируются результатами инверсии практических данных, измеренных в вертикальных скважинах на интервалах нижнемеловых и юрских отложений месторождений Широтного Приобья.

В настоящей работе рассмотрены основные принципы регистрации процессов, происходящих в земной коре при возникновении и развитии катастрофических явлений на примере землетрясения, позволяющие определить координаты его очага и эпицентра. Изложены основные подходы к созданию лазерной интерферометрической сейсмоакустической обсерватории (ЛИСО), предназначенной для мониторинга сейсмических событий континентального масштаба. Представлены инструментальные средства (лазерные и оптические деформографы, акселерометры, гидрофоны), разработанные и используемые в Институте автоматики и процессов управления ДВО РАН, Тихоокеанском океанологическом институте им. В.И. Ильичева ДВО РАН и Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, предназначенные для использования в составе создаваемой обсерватории.

: В работе представлены новые палеомагнитные определения для карбонатно-терригенного разреза вороговской серии в типовом местонахождении по р. Вороговка на северо-западе Енисейского кряжа. Выполненные обобщения имеющихся данных о возрасте пород, включая авторские определения по детритовым цирконам из песчаников и Sr-хемостратиграфии для карбонатных пород всех трех стратиграфических подразделений серии: северореченской, мутнинской, сухореченской свит, определенно указывают на более молодой, чем считалось ранее, возраст формирования толщи в интервале 580 – 535 млн лет при относительно быстрой скорости седиментации. Характерная для венда (эдиакария) – раннего кембрия аномальная палеомагнитная запись и близость полученных авторами палеополюсов к имеющимся для Сибири позволяет выдвинуть предположение о более узком интервале формирования пород между 580 – 560 млн лет. Показано, что в палеомагнитной записи вороговской серии помимо вязкой компоненты присутствует метахронная намагниченность предположительно кембрийского возраста и две одновозрастные компоненты первичного генезиса, сонахождение которых в едином разрезе не соответствует актуалистическим представлениям о преобладающей аксиальной дипольной геометрии магнитного поля Земли и составляет предмет многолетней дискуссии. Анализ полученных данных и их сопоставление с имеющимися для территории Сибири палеополюсами дают новые предпосылки для расшифровки вендского геомагнитного феномена в рамках оригинальной гипотезы. Согласно нашей модели, появление в вендско-раннекембрийских разрезах второй компоненты намагниченности обусловлено резким падением главной дипольной составляющей геомагнитного поля до значений сопоставимых с напряженностью мировых магнитных аномалий. Это в различной степени искажает обычную палеомагнитную запись, а в моменты ультранизкого магнитного диполя могут полностью заменить ее. Соответственно палеомагнитные векторы будут ориентированы в направлении магнитного поля ближайшей мировой аномалии. В соответствии с этой гипотезой дана интерпретация не только палеомагнитным направлениям, наблюдаемым в вороговской серии, но и всему доступному массиву палеомагнитных определений по венду – раннему кембрию Сибири.

Сульфосоли тетраэдритовой и энаргитовой групп из эпитермального Au-Ag месторождения Малетойваям были изучены методами оптической и растровой электронной микроскопии. Выявлено, что они кристаллизовались из кислых магматических вулканогенных гидротерм в условиях повышенного потенциала кислорода. Ранние сульфосоли предзолоторудной стадии Малетойваямского месторождения аргентотетраэдрит-(Zn,Fe) и тетраэдрит-(Zn,Fe), находящиеся в ассоциации с пиритом, арсенопиритом и галенитом, эволюционировали с обогащением их Te, Se и Cu. Увеличение активности этих элементов, которая является следствием возрастания окислительного потенциала среды, приводила к кристаллизации последующих стибио-, арсеноголдфилдита и минералов группы энаргита, избыток Cu в которых увеличивался с эволюцией рудоформирующей системы. Au-содержащие минералы парагенетически связаны c сульфосолями завершающего этапа этой эволюции. Тренд кристаллизации сульфосолей (As → Sb →Te) из месторождения Малетойваям характерен и для других месторождений кислотно-сульфатного типа, к которым также относятся Озерновское и Прасоловское, в противоположность обратному тренду (Te → Sb →As), характерному для сульфосолей из эпитермальных месторождений адуляр-серицитового типа эпитермальных Au-Ag месторождений.

Приведены новые данные о вещественном составе и U-Pb (LA-ICP-MS) возрасте детритовых цирконов из терригенных пород карбона, распространенных в юго-западной и центральной частях чехла Сибирской платформы, с которыми связаны находки алмазов и их минералов-спутников. Вещественные характеристики и анализ минералов тяжелой фракции терригенных пород баероновской свиты карбона, изученных в юго-западной части платформы свидетельствуют о преимущественно кислом составе пород в области источника. Возраст детритовых цирконов из песчаника баероновской свиты позволяет предположить породы Присаянского выступа фундамента Сибирской платформы, а именно палеопротерозойские гранитоиды и вулканиты Южно-Сибирского постколлизионного магматического пояса в качестве основных источников обломочного материала. В меньшем количестве в бассейн седиментации баероновской свиты обломочный материал поступал за счет разрушения раннепалеозойских пород северного сегмента Центрально-Азиатского складчатого пояса. Геохимические характеристики терригенных пород катской и тушамской свит карбона изученных в центральной части Сибирской платформы указывают на кислый состав пород в области их источника, однако минеральные составы тяжелых фракций свидетельствуют о различном составе пород в области сноса. Возраст детритовых цирконов из терригенных пород катской и тушамской свит позволяет рассматривать в качестве основных источников неопротерозойские осадочные породы и среднепалеозойские магматические породы Байкало-Патомской зоны южной окраины Сибирской платформы, а также среднепалеозойские магматические породы Вилюйского рифта и Якутской алмазоносной провинции. Выявленные отличия в составе и возрасте пород источников обломочного материала для песчаников карбона, распространенных в разных районах Сибирской платформы, подтверждают выводы предшественников о существовании в девоне-карбоне во внутренних областях платформы нескольких локальных осадочных бассейнов, образованию которых предшествовала среднепалеозойская тектоно-магматическая активизация, сопровождавшаяся алмазоносным лампроитовым и кимберлитовым магматизмом.

В исследовании детально сопоставлены измеренные в электролитическом баке со скважиной и численно рассчитанные в его трёхмерной геоэлектрической модели сигналы электромагнитного зонда с тороидальными катушками. Для каждого удельного электросопротивления электролита выполнялось профилирование границ «воздух-бак», «бак-скважина» при спуске и подъёме зонда. Определены значения коэффициента связи измеряемых и моделируемых сигналов для всего набора частот и положений измерительных катушек в суммарном и дифференциальном режимах работы. Выявлена пара сигналов с практически постоянным коэффициентом связи при варьировании минерализации электролита, на основе которой построены трансформации сигналов зонда в кажущиеся электросопротивления среды. Полученные графики трансформаций позволяют производить достоверный пересчёт измеренных сигналов зонда с тороидальными катушками в распределение кажущихся удельных электросопротивлений в околоскважинном пространстве, что необходимо для петрофизической интерпретации полевых скважинных данных.