Главная – Журналы – Геология и геофизика 2025 номер 1

Приводятся результаты исследования поликристаллических включений в алмазах, содержащих муассанит и кальцит из россыпей северо-востока Сибирского кратона. В округлом алмазе V разновидности (HLS-4) поликристаллическое включение в одной части содержит в разной степени окисленные карбиды железа и муассанит, в то время как в другой - присутствуют кальцит и оксиды железа. Частично растворенный кубоид желтого цвета (HI-180) содержит большое количество субмикронных включений, подчеркивающих зональность. В пластинке, изготовленной из кристалла, присутствуют крупные полости, достигающие размера 200 мкм. Фигуративные точки составов субмикронных включений ложатся в поле составов микровключений в волокнистых алмазах из мировой базы данных. Большинство точек ложатся вблизи состава силикатного конечного члена. Согласно данным инфракрасной спектроскопии (ИК), отношение H₂O/(H₂O + CO₂ (карбонат)) в субмикронных включениях варьирует в интервале 0.80-0.82, что свидетельствует об их существенно водном составе. Поликристаллическое макровключение состоит из аморфной матрицы, в которой присутствуют кристаллы кварца, Fe-армалколита, анатаза и зерна алмаза. Данные энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (ЭДС), ИК- и рамановской спектроскопии свидетельствуют о присутствии во включении муассанита и кальцита. Один из алмазов, присутствующих во включении, содержит включение муассанита. Нахождение в макровключениях кальцита и муассанита предполагает экстремальную гетерогенность величин фугитивности кислорода в пределах макровключений при финальном процессе их залечивания. По нашему мнению, такая гетерогенность может объясняться нахождением алмазов в геодинамической обстановке субдуцирующей плиты.

Приведены результаты Nd и Pb изотопных исследований поздненеопротерозойско-раннепалеозойских гранитоидов Каахемского батолита, формировавшиеся в различных геодинамических обстановках в раннекаледонских структурах Восточной Тувы (Алтае-Саянская складчатая область). На основе полученных изотопных данных оценена роль различных источников вещества в процессах формирования расплавов для гранитоидов и проведен их сравнительный анализ с одновозрастными гранитоидами Озерной зоны Монголии. Плагиогранитоидные ассоциации островодужного этапа Каахемского батолита (572-562 млн лет) характеризуются изотопными характеристиками Nd, близкими к мантийным, тогда как изотопные характеристики Pb в этих интрузивных ассоциациях отвечают верхнекоровому источнику, природой которого были преимущественно терригенные осадки. Гранитоидные ассоциации аккреционно-коллизионного этапа Каахемского батолита (512-450 млн лет) имеют менее радиогенный изотопный состав Pb по сравнению с гранитоидами островодужного этапа. Очевидно, при магмообразовании на этом этапе относительная роль терригенного материала снизилась и возросла роль вещества деплетированной мантии. В то же время снижение величин ɛ_Nd в гранитоидах по сравнению с деплетированной мантией указывает, что вместе с компонентом верхней мантии возрастала роль нижнекорового компонента. Эти особенности изотопного состава Nd и Pb в аккреционно-коллизионных гранитоидах Каахемского батолита указывают на большую роль нижнекорового источника в их образовании, представленного породами фундамента Тувино-Монгольского микроконтинента. Изотопные характеристики Pb в аккреционных гранитоидах Каахемского батолита смещены в область составов верхней коры относительно характеристик Pb в гранитоидах Озерной зоны. Это различие обусловлено тем, что последние сформировались преимущественно за счет переработки вещества раннекаледонских островодужных комплексов, образованных при большей доле мантийного компонента.

Район исследований расположен в Восточно-Саянской гидрогеологической складчатой области. Объектами исследования явились подземные и поверхностные воды, подземные льды, изученные в бассейне р. Сенца Окинского плоскогорья Восточного Саяна. Холодные и термальные подземные воды приурочены к метаморфическим и изверженным породам протерозойского и палеозойского возраста. Их разгрузка в виде серии родников происходит в долинах рек, заложенных по разломным зонам. Подземные льды исследованы в буграх пучения (литальза), сложенных глинами, суглинками и супесями озерно-аллювиального и флювиогляциального генезиса. Установлено, что термальные и холодные подземные воды имеют HCO₃ Ca-Na состав, речные и озерные воды, как правило, HCO₃ Ca, а расплавы подземных льдов HCO₃, SO₄-HCO₃ и NH₄-HCO₃ Ca. Все типы вод, вне зависимости от их фазового состояния, пресные и ультрапресные. Термальные воды в значительной степени обогащены Li, Be, B, Si, Mn, Ga, Ge, Se, As, Br, Rb, Sr, Cs, Ba и всеми редкоземельными элементами (РЗЭ) относительно речных и дождевых вод. Они имеют самые высокие значения коэффициента обогащения ( EF ) микрокомпонентами. EF _РЗЭ как индикатор источника поступления в воды компонентов химического состава свидетельствует об участии атмосферных осадков в формировании состава подземных (холодных и термальных) и поверхностных вод. Специфика геохимии подземных льдов обусловлена составом атмосферных осадков, инъекцией льдообразующих подземных вод из таликов, взаимодействием в системе вода-порода, а также наличием органики в рыхлых отложениях. Об участии речных и подземных вод в формировании ледяного ядра бугра пучения свидетельствуют и схожие значения стабильных изотопов (δ¹⁸О, δD) в поверхностных, подземных водах и подземных льдах. ³Не/⁴Не указывает на возможное поступление мантийного гелия в термальные воды, а δ¹³С - на магматический и термометаморфический механизмы накопления углекислоты в термальных водах. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в травертинах характеризует существенный вклад интрузивных пород в формирование состава гидротерм.

Некоторые интервалы юрско-меловой толщи Анабаро-Ленского осадочного бассейна обладают определенным нефтегазоматеринским потенциалом, который может быть реализован в синхронных им погруженных горизонтах прилегающих территорий арктического шельфа. Одними из наиболее представительных в этом отношении объектов для изучения считаются естественные выходы верхов юры и низов мела п-ова Нордвик. Основные данные по составу и строению этой толщи были получены преимущественно в начале второй половины прошлого века. Представленные в работе результаты комплексных минералого-петрографических и литохимических исследований урдюкхаинской и паксинской свит м. Урдюк-Хая п-ова Нордвик позволили выявить 10 рубежей смены режимов седиментации палеобассейна. Установлено, что урдюкхаинская свита формировалась преимущественно в обстановках переходной зоны шельфа (умеренное глубоководье) при невысоких темпах поступления терригенного материала, некотором обеднении кислородом придонных вод и трендом на увеличение глубин бассейна. Базальные слои паксинской свиты формировались в относительно глубоководных обстановках дальней зоны шельфа с периодически возникающими дизокисными условиями в придонных водах и крайне низкими темпами поступления терригенного материала. Вышележащая часть свиты формировалась в различных частях переходной зоны шельфа при постепенном уменьшении глубин бассейна, увеличении содержания кислорода в придонном слое воды и темпов седиментации. Основным источником сноса являлись магматические породы основного, возможно, среднего состава. Имело место некоторое влияние древних осадочных пород, богатых кварцем, либо источника сноса кислого состава. Материнские толщи подвергались умеренному и сильному химическому выветриванию при теплом гумидном климате. Выявленные особенности изученных отложений сходны с характеристиками одновозрастных отложений нижнего течения р. Анабар, что обусловливает их высокий корреляционный потенциал и позволяет судить об эволюции западной части Анабаро-Ленского бассейна в целом.

В процессе изучения осадочных пород литологи часто встречаются с проявлениями наложенных процессов, которые не связаны со стадиями литогенеза, его зональностью и направленностью. В качестве одного из таких примеров послужили скарны, отобранные в процессе проведения полевых работ по объекту оз. Баселак - бассейн р. Амбардах из карбонатно-терригенных разрезов юктинской свиты и объединенных накохозской и каларгонской свит девонского возраста. Поскольку последние содержат потенциально нефтегазоматеринские толщи в районе Енисей-Хатангского регионального прогиба, то особое внимание при исследованиях было уделено литотипам с темной окраской (индикатор повышенного содержания органического вещества (ОВ)). Среди изученных образцов были и такие, темный цвет которых обусловлен не наличием ОВ, а минеральной природой. В этих образцах детально изучен минеральный состав, выявлена ассоциация новообразованных минералов, предложена версия процесса и стадийности их образования. Показано, что темный цвет пород не является достаточным критерием для поиска нефтегазоматеринских отложений, а может являться продуктом метасоматических изменений (в данном случае - скарнирования).

Механизмы формирования осадочных бассейнов рассматриваются как отражение глубинных процессов в мантии, поэтому они несут важную информацию о геодинамике и тепловом режиме литосферы. Для разных секторов северной окраины Сибирской платформы выполнена реконструкция динамики осадконакопления и погружения. Анализ кривых погружения показывает, что на позднепалеозойском этапе осадочные комплексы формировались в обстановке форландового прогиба. В позднепермско-раннетриасовое время в центральном и западном секторах в связи с развитием мощного траппового комплекса погружение происходило с ускорением, а после рубежа перми и триаса характер изменился на погружение с дальнейшим замедлением. В период траппового магматизма реконструирована аномально высокая скорость погружения до 4.8 км/млн лет в центральной и до 0.5-1.1 км/млн лет в восточной и западной частях. Высокая скорость и короткая длительность накопления вулканогенных осадков может быть объяснена эпизодом кратковременного растяжения под воздействием плюма, за которым следовал длительный этап термического погружения. Проведено численное моделирование температурного режима вблизи базитовых интрузивных тел, которое показало, что при определении палеотеплового потока влияние интрузий траппов прослеживается до 400-500 м от контактов. Получены оценки палеотеплового потока для пермско-триасового этапа тектонической эволюции восточного сектора. Его калибровка выполнялась в программном комплексе PetroMod по лабораторным измерениям современных значений отражательной способности витринита для образцов пород из скважин, современной температуре и тепловому потоку в осадочном чехле. Определено, что трапповый магматизм проходил при повышенном до 100 мВт/м² тепловом потоке, при этом мантийная составляющая достигала 38-72 мВт/м², что в несколько раз превышает современный. Полученные оценки палеотеплового потока для позднепермско-раннетриасового этапа представляются соответствующими аномально высоким значениям современных континентальных рифтов.

В 2019 г. сотрудниками НПП ГА «Луч» с привлечением специалистов СЕФ ФАН выполнены речные сейсморазведочные работы методом общей глубинной точки (ОГТ-2D) по профилю протяженностью 170 км в нижнем течении р. Витим. Исследования проводились по оригинальной методике, разработанной сибирскими филиалами ФИЦ ЕГС РАН, с аппаратурой «Байкал», регистрирующей сейсмические сигналы непрерывно (в отличие от традиционных кабельных донных или наземных систем с ограниченной во времени регистрацией). При этом возбуждение упругих волн осуществлялось в воде запатентованными пневмоисточниками «Малыш», а их регистрация наземная, на берегу реки. До настоящего времени в архивах хранятся первичные материалы с каждого пункта приема (около 7000, с расстоянием между ними 25 м) в виде непрерывной многочасовой цифровой записи сейсмических сигналов и шума, позволяющие формировать сейсмограммы значительной длительности (до 23 с), равной временному интервалу между возбуждениями, в отличие от 6-10-секундных сейсмограмм, традиционно используемых для построения разрезов верхней части земной коры. К тому же 24-разрядная регистрирующая аппаратура «Байкал» дает возможность фиксировать сигналы с амплитудой на два порядка ниже амплитуды сейсмического шума. На построенных обработчиком сейсмических разрезах на временах вступлений до 13-14 с за счет увеличения кратности суммирования сигналов до 1000-2000 раз выделяются малоамплитудные волны, отраженные от границ в средней и нижней частях земной коры до границы Мохоровичича. Высокая кратность при этом достигается увеличением в несколько раз размеров площадки суммирования (бина). По результатам обработки сформированных по архивным материалам сейсмограмм впервые по малоамплитудным сигналам получено полное вертикальное сечение земной коры по профилю протяженностью 170 км, проходящему через зону сочленения Ангаро-Ленской моноклизы и Бодайбино-Патомской складчатой системы. Предложенный подход может быть использован для получения относительно дешевой информации о глубинном строении земной коры по профилям, выполненным методом речной сейсморазведки ОГТ-2D.

Приведены результаты математического моделирования и численной инверсии данных импульсного электромагнитного мониторинга состояния криолитозоны. Рассмотрены решения прямой и обратной задач на основе векторного метода конечных элементов, интегрального преобразования Сумуду и аппарата искусственных нейронных сетей. Показана возможность пространственной локализации зон растепления (таликов) с применением установок импульсного межскважинного просвечивания в геоэлектрической модели, учитывающей диспергирующие свойства многолетнемерзлых пород. Выполнены оценки быстродействия и точности разработанных алгоритмов.

Представлен метод иерархических нейронных сетей, основанный на методе «ближайшего соседа» с предварительной кластеризацией исходного обучающего массива и построением поискового кластерного дерева решений, который является серьезной альтернативой нейросетевым технологиям с глубоким обучением и имеет ряд преимуществ: в скорости обучения, идентификации объектов с низкой степенью подобия, способности к генерализации и дообучению. Его опробование на реальных данных Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции показало эффективность и быстроту прогноза нефтенасыщения в интервале викуловской свиты по сравнению с инверсионными подходами количественной интерпретации данных сейсморазведки при достаточно схожих геологических результатах. Это характеризует предложенный метод иерархических нейронных сетей как эффективный инструмент количественной интерпретации данных сейсморазведки для решения геологических задач.