Главная – Журналы – Принятые к публикации статьи

: В статье рассматриваются результаты разработки нейросетевого алгоритма обратного преобразования Сумуду применительно к задаче наземного нестационарного электромагнитного зондирования. Преобразование Сумуду перспективно для решения прямых задач геоэлектрики в трехмерных моделях сред, поскольку, в отличие от использования преобразования Лапласа или Фурье, Сумуду-изображение действительной функции также является действительной функцией. Таким образом, при последующих вычислениях не возникает необходимости прибегать к комплексным числам, что снижает вычислительные затраты и требования к оперативной памяти в случае успешного определения Сумуду-изображения функции. К недостаткам подхода можно отнести отсутствие явного способа вычисления обратного преобразования. Обращение можно осуществить путём решения соответствующего интегрального уравнения Фредгольма первого рода, однако это является плохо обусловленной задачей и приводит к высоким требованиям к точности получения Сумуду-изображения. Применение современных технологий машинного обучения может обеспечить получение метода, более устойчивого к шуму во входных данных. В работе описывается процесс создания обучающего набора данных и разработки нейросетевого алгоритма, оценивается точность и производительность разработанного решения. Предложенный способ может способствовать развитию новых подходов к моделированию физических процессов, анализу, обработке и интерпретации измеренных геофизических данных.

На основании комплексных структурно-геофизических исследований и обобщения геофизических, гидрогеологических, минералого-геохимических и др. данных показано, что термальные поля южной группы Камбального вулканического хребта (Южная Камчатка) входят в состав современной гидротермальной системы. Получены новые данные о строении зоны разгрузки парогидротерм до глубины около 300 м. Установлена структурная и гидродинамическая связь двух термальных полей этой группы. Предполагается единое тепловое питание геотермальной системы Камбального хребта, объединяющей все основные группы термальных полей.

21-25 ноября 2022 года Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского Отделения Российской Академии Наук организовал и провёл юбилейную Всероссийскую конференцию, посвящённую 65-летию со дня своего основания и 105-летию со дня рождения его первого директора, академика Льва Владимировича Таусона. На конференции были представлены результаты исследований, которые связаны с широким кругом вопросов современной геохимии, включая следующие направления: «Изотопно-геохимические исследования магматических, метаморфических и осадочных комплексов пород различных геодинамических обстановок»; «Геохимические исследования рудно-магматических систем и современные методы поисков и прогнозирования месторождений полезных ископаемых»; «Геохимия окружающей среды, геоэкология и палеоклимат»; «Экспериментальное и физико-химическое моделирование природных и техногенных процессов, физическое материаловедение»; «Современные аналитические методы исследований и информационные технологии в Науках о Земле».

В вводной статье показана неразрывная связь творческого пути Льва Владимировича с развитием Института геохимии и приведён обзор материалов, представленных на конференции и затрагивющих ряд проблем формирования геологических комплексов разной природы, включая оценку источников вещества, геодинамических условий их проявления и характеристику рудообразующих процессов.

Полимигматиты в раннепротерозойском метаморфическом комплексе Северного Приладожья позволяют проследить эволюцию физико-химических условий анатексиса при метаморфизме пород. РТ-параметры на начальной стадии плавления анатектических лейкосом отвечают условиям гранулитовой фации метаморфизма: Р = 5.5–6.2 кбар, Т = 720–810^оС. На регрессивной ветви метаморфизма эволюция РТ-параметров характеризуются сопряженным спадом давления и температуры до Р ~ 4 кбар, Т = ~ 550^оС. Позднейшие инъекционные гранитные жилы внедряются в условиях широкого развития хрупких деформаций. Такой тренд метаморфизма коррелирует со сменой минеральных метаморфических парагенезисов в мигматизированных гнейсах и соответствует закономерным изменениям составов минералов. Наблюдается смена составов новообразованного лейкократового вещества от плагиогранитов к гранитам, если плавлению подвергаются плагиогнейсы, а при плавлении глиноземистых гнейсов выплавки изначально имеют гранитный состав. Образование лейкосом и инъекционных гранитных жил в гранулитовой области Северного Приладожья происходило 1875–1865 млн лет назад в результате многостадийного плавления и смене РТ-условий от гранулитовой фации метаморфизма к амфиболитовой. Датирование серий лейкосом и инъекционных гранитных жил из полимигматитов Лахденпохской и Приозерской зон Северного Приладожья показывает, что общая продолжительность кристаллизации гранитоидного вещества лейкосом и жил в сравниваемых зонах не была одинакова. Исходя из этого, допускается появление разновозрастных интрузий коровых гранитов в результате одной термальной активности, но при плавлении вещественно контрастных толщ.

Получены новые данные и проведена ревизия: а) палеонтологического материала, включая использование современной таксономии встреченных групп фауны; б) литологического состава и расчленённости на пачки различных свит, включавшего современное авторское составление детальных разрезов с литологическими характеристиками; в) всего комплекса биостратиграфических данных для оценки возраста отложений. Впервые в ордовикских отложениях этой части региона найдены конодонты. На основе литологического и стратиграфического материалов серии ключевых верхнеордовикских разрезов северной части Горного Алтая обосновано применение при расчленении ордовикских разрезов этой части региона таких местных стратонов как савельевская и булухтинская свиты. Сделан вывод о сандбийско-катийском возрасте этих свит. Для районирования полей распространения ордовикских отложений на территории Горного Алтая аргументировано выделение новой Булухтинской структурно-фациальной зоны. Для Булухтинской зоны в верхнем ордовике характерен псефито-псаммитовый тип терригенной седиментации. Реконструирован крупный морской «залив», окружённый расчленённой, высоко приподнятой сушей, с интенсивно развивавшимися на ней процессами физического выветривания.

В результате исследования минералов, расплавных включений, а также природных стекол было выяснено, что при формировании игнимбритов вулкана Хангар участвовали два разных расплава. Первый, охарактеризованный информацией по расплавным включениям во вкрапленниках плагиоклаза и кварца, представляет состояние магмы в глубинном очаге. Другой тип расплава является ответственным за образование стекол и микрокристалликов полевых шпатов во фьямме. Экспериментальные и аналитические исследования расплавных включений показали, что кристаллизация большинства вкрапленников плагиоклаза и кварца из игнимбритов вулкана Хангар происходила при температурах 840-960ºС и давлениях до 1,1 кбар из расплава с содержаниями воды до 3,23 мас. % в условиях магматического очага. Наличие сингенетичных первичных расплавных и флюидных включений во вкрапленниках плагиоклаза и кварца из игнимбритов вулкана Хангар свидетельствует о фазовой сепарации («вскипании») расплава с массовым образованием микропузырьков СО₂ в магме. Другой тип расплава является вторичным по отношению к собственно магматическим системам вулкана Хангар и образуется в результате спекания и плавления туфогенного вулканокластического материала. При участии этого расплава происходило формирование фьямме в рассмотренных игнимбритах. На основе исследования стекол и микрокристалликов полевых шпатов во фьямме установлено, что кристаллизация олигоклаза происходила при температурах 770-840ºС в расплаве между сферулами (с содержанием воды до 2,91 мас.%). Нарастание кристалликов санидина на сферулы шло при более низких температурах - 680-760ºС.

Понимание главных событий платинометального рудообразования невозможно без анализа источников и поведения главных рудообразующих компонентов, а именно платины, осмия, серы и меди, являющихся важными индикаторами магматических и гидротермальных процессов. В отличие от Re-Os изотопной системы, изотопные системы платины, меди и серы платинометальных месторождений до сих пор остаются слабо изученными. Выполненное нами комлексное исследование направлено на частичное восполнение данного пробела. В статье представлен обширный набор данных, включая: 1) содержания сильно сидерофильных элементов (ССЭ) в породах и минералах платиновой группы (МПГ), 2) Re-Os и Pt-Os изотопные вариации в хромитите, Os-Ir сплавах и Ru-Os сульфидах, 3) изотопный состав серы Ru-Os и Ir-Rh сульфидов в составе первичных и вторичных минеральных ассоциаций МПГ, а также 4) изотопный состав меди Pt-Fe минералов из хромититов и россыпных месторождений Гулинского массива ультраосновных и щелочных пород с карбонатитами в Полярной Сибири и зональных Нижнетагильского и Светлоборского клинопироксенит-дунитовых массивов на Среднем Урале. При проведении исследований были использованы сканирующая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ и прецизионные изотопно-геохимические методы анализа. Высокоточные Re-Os и Pt-Os изотопные данные свидетельствуют о том, что содержания ССЭ в хромититах и МПГ Гулинского массива в значительной степени контролировались составом мантийного источника, который эволюционировал с околохондритовыми интегрированными по времени Re/Os и Pt/Os отношениями, характерными также для большинства коматиитов и абиссальных перидотитов. Значения δ⁶⁵Cu для изученных образцов железистой платины и изоферроплатины в пределах погрешности неотличимы друг от друга и характеризуются изотопными составами меди близкими к 0‰, что типично для высокотемпературных Cu-содержащих минералов. Особенности изотопного состава серы Ir-Rh сульфидов ряда кашинит – боуит и Ru-Os сульфидов ряда лаурит – эрликманит в составе первичных ассоциаций МПГ свидетельствуют в пользу ее источника с хондритовым изотопным составом, что находится в согласии с данными по изотопному составу осмия для Ru-Os сульфидов и Os-Ir сплавов. Изотопно-тяжелый состав серы (δ³⁴S=5.6±1.5‰) As-содержащего эрликманита согласуется с его вторичным происхождением. Выявленные особенности изотопного состава осмия, платины, меди и серы могут быть использованы в качестве новых дополнительных параметров, характеризующих условия образования платиноидной минерализации.

Углеродсодержащие (шунгитовые) породы содержат высокие концентрации микроэлементов, которые могут попадать в окружающую среду в результате выветривания. Шунгитовые породы представляют собой группу докембрийских углеродсодержащих пород Карелии вулканогенного и осадочного генезиса. В данной работе приводятся результаты изучения минерального и геохимического составов шунгитовых пород в районах их выхода на береговой линии Онежского озера. Взаимодействие вод Онежского озера с шунгитовыми породами привело: (1) к выносу большинства элементов за исключением K, Mn, Ba, Mg, для которых характерно увеличение концентраций в породах; (2) формированию ассоциаций вторичных минералов, таких как гематит, ярозит, гетит, халькозин, англезит, брукит, гидроксиды Mn. На основании полученных результатов предложена модель преобразования высокоуглеродистых (шунгитовых) пород водами Онежского озера.

Для оценки распределения, содержания и состава водосодержащих дефектов в разной степени деформированном жильном молочно-белом кварце Ларинского месторождения, использованы методы ИК- и рамановской спектроскопии, а также газовой хроматографии. Проанализированы слабодеформированный кварц и кварц с интенсивной полигонизацией и перекристаллизацией, в которых вода присутствует в молекулярной форме, в трещинах, каналах, межзерновом пространстве, а также в составе флюидных включений. Содержание водосодержащих дефектов, по данным ИК-спектроскопии и газовой хроматографии уменьшаются в ряду от слабодеформированного первично-зернистого крупно-гигантозернистого кварца до блокованного и перекристаллизованного. Полученные результаты свидетельствуют о высвобождении воды в процессе перекристаллизации, вдоль вновь образованных границ зерен путем диффузии и дальнейшей ее гомогенизации, для достижения равновесного состояния. Содержание газов также зависит от степени деформационных изменений в образцах и уменьшается от крупно-гигантозернистых разностей до интенсивно деформированных кварцев с большим содержанием перекристаллизованных зерен.