Доклады Российской академии наук. Науки о Земле

Уникальной особенностью полуострова Камчатка является структура растяжения, протягивающаяся на 400 км вдоль оси полуострова – Центральная Камчатская депрессия (ЦКД). Известны геодинамические модели, связывающие образование ЦКД с выдвижением Восточной Камчатки в сторону Тихого океана вследствие отступания северного края зоны субдукции. Однако, вплоть до настоящего времени отсутствовали изотопно-геохронологические данные о времени заложения ЦКД, что не позволяло напрямую связать обособление ЦКД с этапами тектонической эволюции Камчатки и интенсивностью новейших деформаций. В статье представлены результаты изучения химического состава и K – Ar-датирования эффузивов, вскрытых глубинной скважиной Кл-1 в северной части ЦКД. В скважине на глубинах 50–475 м выявлены умеренно-калиевые базальты и высоко-калиевые трахиандезибазальты, для которых получены K – Ar-оценки возраста в интервале 0.7–1.5 млн лет. Эти породы по составу близки к эффузивам, залегающим в основании Ключевской группы вулканов, для которых ранее были известны только существенно более молодые (до 0.3 млн лет) оценки возраста. Ниже в интервале 475–505 м вскрыта пачка песков и валунных конгломератов, несогласно перекрывающая толщу афировых и оливин-пироксен порфировых андезибазальтов с прослоями шлаков и вулканических песков того же состава, которая прослеживается до глубины 905 м. Ниже до глубины 1513 м в скважине представлены сильно изменённые туфы основного и среднего состава, чередующиеся с андезитами и андезибазальтами. Для наименее изменённого образца умеренно-калиевого андезибазальта, вскрытого на глубине 1255 м, получена K – Ar-оценка возраста 3.5 ± 0.4 млн лет. Предполагается, что изменённые эффузивы, вскрытых скважиной на глубинах более 905 м, связаны с завершением аккреции Кроноцкой островной дуги и с формированием современной структуры полуострова Камчатка. Заложение ЦКД происходило после этого события в интервале 1.5–3.5 млн лет.

Представлены результаты систематических геохронологических (K–Ar) исследований пород вулканического поля Дариганга (ВПД), сложенного позднекайнозойскими лавами основного состава. Выделено четыре этапа в истории его формирования: средне–позднемиоценовый (>10 млн лет), позднемиоцен–раннеплиоценовый (7.8–3.5 млн лет), позднеплиоценовый (2.8–2.6 млн лет), плейстоценовый (<1.7 млн лет), продукты которых закономерно распределились по площади вулканического поля. Основной объём излияний был связан с позднемиоцен–раннеплиоценовым и плейстоценовым этапами. В течение позднемиоцен–раннеплиоценового этапа была сформирована северо-западная часть лавового поля, обладающая морфологией лавового плато. Излияния были связаны с локальной структурной депрессией, которая возникла в условиях растяжения, сопровождавшего вулканизм. В ходе плейстоценовой вспышки вулканизма была сформирована юго-восточная часть ВПД. Вулканизм протекал на фоне формирования хр. Хухот-Эйн-Нуру в поднятии Нукут-Дабан, что определило морфологические особенности возникшего вулканического чехла. Его характерной чертой стали крупные многоцентровые щитовые вулканы, связанные с осевой зоной хребта, а также протяжённые долинные потоки, распространившиеся на оба его склона. Проведено сопоставление особенностей формирования ВПД и других вулканических областей позднекайнозойской внутриплитной вулканической провинции Центральной и Восточной Азии. Показана согласованность их развития, указывающая на то, что образование ВПД регулировалось теми же геодинамическими механизмами, что и образование других вулканических областей провинции, а именно активностью небольшого мантийного плюма.

Впервые для Северо-Востока России выявлены изменения значений δ¹³С_оrg в нижней части пермских отложений, полученные в Кубалахском разрезе низовьев р. Лены и интегрированные с биостратиграфическими данными. Предложено сопоставление с изотопно-углеродными трендами, выявленными в ассельском и сакмарском ярусах Южного Урала. На основе установленной последовательности отрицательных смещений изотопного состава углерода органического вещества сделан вывод о том, что граница карбона и перми в Кубалахском разрезе располагается ниже вскрываемых в разрезе слоёв и приходится на 80-метровый перерыв в обнажении. Получены первые независимые от биостратиграфических и палеонтологических построений данные о позднеассельском возрасте слоёв туорасисской свиты, содержащих булунитовый комплекс аммоноидей, ярусная принадлежность которого дискутируется на протяжении многих десятилетий. Существенно сокращён хроностратиграфически неопределённый интервал между ассельским и сакмарским ярусами до верхних частей слоёв с Jakutoproductus lenensis. Полученные данные свидетельствуют о том, что продолжение работы по хемостратиграфии стабильных изотопов углерода имеет хорошие перспективы обоснования ярусного деления и межрегиональной корреляции нижнепермских отложений в Верхоянье.

Впервые получена Sr-хемостратиграфическая характеристика морских отложений нижней перми Омолонского массива Северо-Востока Азии на основе изучения раковин брахиопод хорошей сохранности. Отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в брахиоподах из нижнепермских региональных горизонтов (региоярусов) заключено в пределах: орочский – 0.70786–70794, огонерский – 0.70744–0.70786, коаргычанский – 0.70745–0.70748, халалинский – 0.70742–0.70735. Полученные Sr-изотопные данные демонстрируют хорошую сходимость со стандартной кривой вариации отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в пермском океане. Новые Sr-изотопные данные могут быть использованы для прямой корреляции подразделений Региональной стратиграфической шкалы Северо-Востока России с ярусами Международной стратиграфической шкалы перми. На основе новых данных доказан ассельский возраст орочского региояруса нижней части пермского разреза Омолонского массива, а также уточнена региональная корреляция верхнесакмарского интервала, установленного ранее по биостратиграфическим данным.

Приведены данные впервые выполненного изотопного U‒Pb-исследования (метод LA-ICP-MS) циркона из интрузивных пород Кенсуйского плутона, расположенного в восточной части системы глубинных разломов “линии В.А. Николаева”. С этим плутоном высококалиевых (шошонитовой серии) пород связаны месторождение Кенсу и иные проявления скарновой и порфировой W‒Mo‒Cu‒Au-минерализации. Наряду с другими Au-, W- и Cu-месторождениями, они входят в состав протяжённого металлогенического пояса Тянь-Шаня. Полученные конкордантные значения изотопного U‒Pb-возраста автокристов циркона для пород последовательных интрузивных фаз охватывают интервал от примерно 325 до 302 млн лет. Этот интервал включал кристаллизацию монцогаббро (321 ± 4 млн лет), монцонитов (319 ± 4 млн лет), камптонитов (306 ± 4 млн лет), сиенитов (307 ± 6 млн лет), кварцевых сиенитов (305.5 ± 2 млн лет) и кварцевых монцонитов (305 ± 3 млн лет). Установлены также антекристы циркона с возрастом от 316‒325 млн лет до 335‒345 млн лет. Эти датировки совпадают с возрастом субдукционных процессов в западной части Срединного Тянь-Шаня. Однако как геохимические характеристики пород Кенсуйского плутона, так и связанная с ним молибден-вольфрамовая минерализация не свойственны субдукционной природе плутона и, напротив, указывают на пост-коллизионную обстановку внедрения интрузий. Такое противоречие может быть объяснено “ножницевидным” (с востока на запад) закрытием Туркестанского палеоокеана, в результате чего на востоке “линии В.А. Николаева” уже наступил пост-коллизионный режим, тогда как в её западной части сохранялась обстановка субдукции. В породах обнаружены также ксенокристы циркона с более древним возрастом (порядка 1.9 млрд лет), вероятно, представляющим возраст пород фундамента Таримского кратона, что указывает на вовлечение древнего материала в генерацию магм.

Изучены изотопный состав гелия и соотношения гелия и неона во флюидных включениях в магнетите и пирите из карбонатитовых брекчий щёлочно-ультраосновного комплекса Салланлатва, Кольская щелочная провинция (северо-запад России), с применением метода ступенчатого дробления. Полученные результаты указывают на высокую вероятность участия в формировании эксплозивных карбонатитовых брекчий Салланлатвы флюидов из нескольких источников, захваченных в различных пропорциях. Отношение R/Ra (R – измеренное отношение ³He/⁴He, а Ra = 1.382 х 10^-6 — то же отношение в атмосферном воздухе) достигает величины 2.3, что является надёжным индикатором присутствия мантийных газов. Низкое (от 1 до 44) значение отношения ⁴He/²⁰Ne позволяет предполагать участие атмосферных газов, растворённых в палеометеорных водах. Сочетание этих двух фактов говорит в пользу гипотезы о фреатомагматической природе исследованных брекчий, т. е. об их формировании за счёт взаимодействия внедрявшегося горячего ортомагматического флюида с метеорными водами, несущими растворённые атмосферные газы.

Тетраэдрит-(Cd),Cu₁₀Cd₂Sb₄S₁₃, является представителем тетраэдритовой серии группы тетраэдрита с преобладанием Cd в позиции C, как правило, занимаемой двухвалентными металлами. Крайние кадмиевые минералы из группы тетраэдрита встречаются редко: они описаны в 15 месторождениях и рудопроявлениях. В статье сообщается о новом месте обнаружения Agсодержащего тетраэдрита-(Cd) на месторождении Кон-Дара (Юго-Западный Памир, Таджикистан), и обобщены известные литературные сведения о редких Cd-содержащих блеклых рудах с содержанием Cd от 1 до 12.31 мас. %. Ag-содержащий тетраэдрит-(Cd) на месторождении Кон-Дара был обнаружен в виде ксеноморфных выделений размером 10‒35 мкм в ассоциации с тетраэдритом-(Fe), тетраэдритом-(Zn), галенитом, полибазитом и халькопиритом, замещающих бурнонит. По данным РСМА, его состав, усреднённый по семи анализам (в мас.%): Ag 16.17, Cu 25.19, Cd 10.09, Fe 0.38, Zn 0.09, Pb 0.13, Sb 25.55, As 0.18, S 22.34. Исходя из расчёта 29 атомов, усреднённая химическая формула имеет вид (Cu_7.40Ag_2.80)_Σ10.20(Cd_1.68Fe_0.13Zn_0.03Pb_0.01) _Σ1.84(Sb_3.92As_0.04)_Σ3.96S_13.00. По составу тетраэдрит-(Cd) из Кон-Дары близок к таковым из Pb‒ Zn-минерализации Тиндрума в Шотландии, барит-флюоритового-(Ag,Cu) месторождения Клара в Германии и Pb‒Zn-месторождения Ксайтишань в Китае. Оценена температура образования Ag-содержащего тетраэдрита-(Cd) на месторождении Кон-Дара — около (170-140) ± 20°С.

Палинологический анализ палеогеновых и неогеновых толщ юга Западной Сибири (скв. 2, Новосибирская обл.), показал, что часть двухмешковой пыльцы хвойных в споровопыльцевых спектрах обладает рядом морфологических признаков, позволяющих сравнивать её с пыльцой современной Cathaya argyrophylla Chun et Kuang. Эти палиноморфы относятся к реликтовой растительности, развитой в настоящее время в условиях влажного субтропического климата на юге Китая, и являются важными климатическими индикаторами. Палиноморфы отнесены к предковым формам Cathaya ‒ к виду Abietineaepollenites sellowiiformis (Zaklinskaja) Doweld 2018. Приведено описание пыльцы, показано её распространение по разрезу. Максимальное количество пыльцы A. sellowiiformis (до 23.7%) приурочено к верхам олигоцена и нижнему миоцену, последнее появление зафиксировано в среднем-верхнем миоцене. Полученные данные расширяют наши представления об ареале произрастания предковой формы катайи и её роли в растительных сообществах Центральной Азии в кайнозое.

По снимкам спутника Sentinel-1А, выполненным в период с 1 мая по 22 сентября 2023 г., методом дифференциальной интерферометрии (DInSAR) рассчитаны последовательные во времени поля смещений, на которых чётко проявляется подъём куполообразной формы на западном склоне вулкана Шивелуч, в 8–8.5 км к западу от его активного кратера. Особенно интенсивно поднятие росло на интервалах спутниковой съемки 01.05–13.05.2023, 13.05–25.05.2023 и 25.05– 06.06.2023. Для проверки гипотезы о формировании области поднятия в результате внедрения магмы под западный склон вулкана было проведено численное моделирование и определены параметры магматического тела в форме силла, которое создаёт на поверхности смещения, наилучшим образом соответствующие смещениям, наблюдаемым по данным спутниковой радарной интерферометрии. Предполагается, что после извержения 11.04.2023 магма поднялась с глубины 20–25 км по образовавшейся под западным склоном вулкана трещине и внедрилась горизонтально под склон на глубине 1–2 км в ССЗ-направлении. В пределах точности данных о смещениях склона, размеры магматического тела меняются от 6.0х3.0 км на глубине 1 км, до 5.25 х 1.4 км на глубине 2 км, при этом его мощность составляет от 0.5 до 1.75 м, а объём от 0.009 до 0.0129 км³. Таким образом, на основе данных радарной интерферометрии в комплексе с данными о распределении сопровождавшей движение магмы сейсмической активности, построена модель магматического тела, внедрившегося под западный склон вулкана Шивелуч в постпароксизмальную фазу извержения 11.04.2023. Формирование в конце апреля 2024 г. на западном склоне вулкана Шивелуч нового экструзивного купола подтверждает гипотезу о подъёме магматического материала под западный склон вулкана и позволяет оценить скорость подъёма магмы к поверхности.

На основе анализа данных геофизической обсерватории “Михнево” ИДГ РАН и ряда обсерваторий международной сети INTERMAGNET рассмотрены возмущения геомагнитного поля в приземной атмосфере в период серии сильных землетрясений, произошедших 02–03 апреля 2024 г. в окрестности о. Тайвань. Показано, что в отсутствие значимых глобальных возмущений магнитного поля Земли, связанных с солнечной активностью, землетрясения сопровождались геомагнитными вариациями с максимальной амплитудой ∼10 нТл и общей длительностью около четырёх часов. Время запаздывания магнитного эффекта относительно главного толчка первого наиболее сильного землетрясения составило ∼60 мин. По результатам обработки ионограмм высотно-частотного зондирования, полученных на станции мониторинга ионосферы “Окинава” и выложенных в свободном доступе на сайте Японского национального института информационных и коммуникационных технологий, установлен ионосферный эффект рассматриваемого события в виде вариаций критической частоты F2-слоя ионосферы.

Представлены результаты высокоточного прямого определения СО₂ в поверхностном слое вод Чёрного моря, которые позволили впервые получить прецизионные характеристики содержания и внутригодового хода рСО₂. Среднегодовое значение рСО₂ составляет 436 мкатм, что выше среднегодового значения в приводном слое атмосферы (420 мкатм). Анализ сезонной изменчивости показал снижение величины рСО₂ в воде от поздневесеннего к осеннему сезонам на 30%. Минимальные величины рСО₂ приходятся на январь–февраль, максимальные – июль. Сезонная изменчивость содержания СО₂ в приводном слое атмосферы имеет обратную зависимость – с максимальными значениями в феврале и минимальными в июле. Это указывает на различные механизмы эволюции СО₂ в приводной атмосфере и морской воде. Содержание СО₂ в атмосфере определяется внешними источниками и зависит от интенсивности сжигания ископаемого углерода. На динамику рСО₂ в воде существенное влияние оказывает абиотический фактор – влияние изменения температуры на растворимость СО₂ и состояние карбонатной системы. В летне-осенний период рСО₂ определяется комбинацией абиотического и биотического факторов – изменения температуры и интенсивности биологических процессов трансформации органического вещества. Направленность влияния этих факторов изменяется в течение года, но абиотический фактор остаётся определяющим в течение всего года.

Изучение гербарных материалов хвойника даурского Ephedra dahurica Turcz., собранного в районе Торейских озёр в разные годы, выявило морфологическую изменчивость его пыльцевых зёрен. Установлена обратная зависимость развития количества борозд и рёбер пыльцевого зерна от значений температуры и влажности за время вегетационного периода. Во влажные сезоны растение продуцирует пыльцевые зёрна с небольшим количеством борозд. Количество борозд увеличивается в сухие и прохладные вегетационные периоды.

В статье приведён биохимический состав сапропелей Малого Симагенского озера, изученных с помощью современных методов атомно-эмиссионной спектрометрии (ИСП-АЭ) и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Данный источник органического вещества сейчас наименее востребован в стране, многие месторождения заброшены. Однако, подобные органические коллоиды и их гуминовые экстракты по спектру своего действия не уступают вытяжкам из торфа или угля. Исследование показало преобладание доли калия и натрия в валовом составе макроэлементов. Среди микроэлементов, как в валовой, так и в подвижной формах доминировали ионы железа и марганец. По-видимому, катион Fe связан в полилигандные формы с карбоновыми кислотами. Соотношение двух данных элементов в образцах в среднем составляло 10:1 – Fe:Mn. Содержание тяжёлых металлов находилось в пределах норм, допустимых для сапропелевых удобрений по ГОСТ Р 54000-2010. Результаты, полученные в ходе исследовании, могут быть в дальнейшем использованы в биотехнологии интенсивного растениеводства, при выращивании культур в условиях гидропонной среды при минимизации использовании синтетических удобрений. Кроме того, поскольку во всех изученных пробах данного сырья найдены углеводы, экстракты могут быть использованы при разработке модифицированных питательных сред в отрасли сельскохозяйственной микробиологии, для стабилизации титра полезных ризобактерий.

Впервые проанализировано содержание 17 индивидуальных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в образцах фоновых и городских почв, полученных при геохимической съёмке территории г. Улан-Удэ летом 2022 г. Среднее содержание ПАУ в почвах города составляет 801 нг/г, что более чем в 8.5 раза превышает уровень в фоновых каштановых почвах. Почвенный покров загрязнён преимущественно средне- и высокомолекулярными полиаренами. Доли индивидуальных ПАУ в почвах Улан-Удэ колеблются в диапазоне 4–11% при среднем значении 6%. В почвенном покрове города выявлено 10 высококонтрастных аномалий с суммой ПАУ от 3162 до 10189 нг/г. Метод главных компонент и индикаторные соотношения полиаренов позволили оценить основные типы источников и их вклад в загрязнение городских почв.