На основе комплексных исследований мел-кайнозойских углей юга Дальнего Востока России и северо-западного Китая установлено, что кайнозойское угленакопление в рассматриваемых регионах разделяется на 5 этапов, из которых наиболее металлоносны (Ge, W, Be, Mo, Sb, Sr, Ba, РЗЭ, Th и U) раннеэоценовый и позднеолигоценовый. Раннемеловое угленакопление оказалось почти бесплодным в отношении рудной минерализации (рис. 1). Позднеолигоценовый этап синхронен с похолоданием климата и открытием Японского моря, а раннеэоценовый – с Индо-Евразийской коллизией. Показано, что рудоносность угольных бассейнов связана с вулканической активностью и мантийной дегазацией. Вулканические породы являлись одним из основных источников металлов, а мантийные газы, совместно с кислотными осадками, органикой и сульфатредуцирующими бактериями, придавали метеорным водам способность выщелачивать и перераспределять редкие металлы, концентрируя их в углях и сопутствующих аргиллизитах. (Bechtel A., Chekryzhov I.Y., Pavlyutkin B.I. et al. // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2020. Vol. 538. 109479. DOI: 10.1016/j.palaeo.2019.109479; Nechaev V.P., Bechtel A., Dai S. et al. // Applied Geochemistry. 2020. Vol. 117. 104602. DOI: 10.1016/j. apgeochem.2020.104602; Pavlyutkin B.I., Petrenko T.I., Chekryzhov I.Y. et al. // International J. of Coal Geology. 2020. Vol. 220. 103414. DOI: 10.1016/j. coal.2020.103414.)

Рис. 1 Изученный регион и литостратиграфические колонки с указанием возрастных индексов и положения изученных образцов. Номера, выделенные красным цветом, означают металлоносные угли, синим – породы с высоким содержанием натрия (подверженные воздействию соленых вод). Розовым отмечены толщи вулканокластики, послужившие, наряду с палеозойскими гранитами, источниками металлов [Nechaev et al., 2020]

Показано, что рудные и нефтегазовые поля Южных Курил, Сахалина и прилегающей акватории Охотского моря размещены над долгоживущими глубинными зонами транcформных разломов в субдуцирующей океанической литосфере (слэбе). На участках растяжения в пределах этих зон образовывались каналы, благоприятствующие подъему астеносферных флюидно-тепловых потоков. Последние инициировали процессы метасоматоза в вышележащей мантии и создание первичных магматических резервуаров в низах континентальной литосферы. При этом на более высоких уровнях в земной коре формировались промежуточные магматические камеры, сводово-купольные поднятия и рудно-магматические узлы. В кайнозойских бассейнах осадконакопления, обрамляющих поднятия, из мантийных абиогенных потоков углеводородов формировались залежи нефти и газа (рис. 2). (Khomich V.G., Nemeth K., Boriskina N.G. // International J. of Earth Sciences. 2020. Vol. 109, iss. 8. P. 2759–2772. DOI: 10.1007/s00531-020-01923-8.)

Рис. 2 Геодинамическая модель Сахалин-Южно-Курильской нефтегазоносно-рудной провинции

Впервые для Сахалина разработаны карты детального сейсмического районирования нового поколения, основанные на современном уровне сейсмологической изученности региона (рис. 3). Принципиально новым является использование эмпирически обоснованного соотношения затухания сейсмических ускорений и метода расчета, основанного на теореме о полной вероятности. Проведенные исследования показывают, что национальные и глобальные карты дают консервативные оценки сейсмической опасности и в среднем на 0,5 балла завышенные значения нормативных сейсмических воздействий. Полученные результаты востребованы в сейсмостойком строительстве и могут быть применены при реализации инфраструктурных проектов. (Коновалов А.В., Степнов А.А. // Докл. Российской академии наук. Науки о Земле. 2020. Т. 494, № 1. С. 66–70.)

Рис.3. Карты детального сейсмического районирования южного Сахалина для (а) 475- и (б) 975-летних периодов повторяемости

По результатам геохимического изучения кремнисто-терригенных образований из аккреционных комплексов Сихотэ-Алиня установлено, что формирование разрезов тектоноседиментационных комплексов осуществлялось в последовательно сменяющих друг друга океанских фациальных зонах, начиная с области, прилегающей к спрединговому хребту, затем в центральных частях океана и завершилось в области приконтинентальной седиментации. Эти данные убедительно свидетельствуют о перемещении океанической плиты от зоны спрединга к окраине палеоконтинента и последующей последовательной ее субдукции и аккреции разновозрастных фрагментов ее осадочного чехла (рис. 4). С учетом времени смены фациальных условий (т.е. перехода из одной фациальной зоны в другую) для каждого комплекса рассчитаны скорости движения океанической плиты (и соответственно скорости спрединга) в различные отрезки юрского времени. Разность скорости спрединга в разных частях палеоспрединговой зоны явилась причиной разворота контура палео-континента и оси спредингового хребта до близперпендикулярного положения, что обусловило смену геодинамической обстановки на восточной окраине Палеоазиатского континента на рубеже юры и мела. (Kemkin I.V., Kemkina R.A. // Acta Geochimica. 2020. Vol. 39, N4. P. 539–560.)

Рис. 4 Возникновение Тихоокеанской рифтовой системы и изменение ее ориентировки относительно Палеоазиатского континента в средне-позднеюрское время

Изучены уникальные магнезиально-глиноземистые ультраосновные сапфирин-шпинелевые и гранатовые жедрититы Ауланджинского блока (рис. 5), где обнажена наиболее глубинная часть Омолонского массива. Эти породы обогащены глиноземом, цирконием, барием, рубидием, гафнием и ураном при обеднении тяжелыми редкоземельными элементами. Оценка окислительного потенциала в ассоциации сапфирин-шпинель показала повышенную фугитивность кислорода, близкую к уровню магнетит-гематитового буфера, который в древних гранулитовых комплексах никогда не отмечался. Указанные петро и геохимические особенности жедрититов Ауланджинского блока, имеющих изотопный возраст 1,9 млрд лет, объясняются тем, что они представляют собой, вероятно, кору выветривания вмещающих метаультрамафитов. При справедливости этой гипотезы данные породы могут служить свидетельством того, что уже в раннем протерозое величина потенциала кислорода на поверхности Земли была близка к буферу магнетит-гематит. (Авченко О.В., Чудненко К.В. // Геология и геофизика. 2020. Т. 61, № 7. С. 849–861.)

Рис. 5 Линзовидное обособление гранатовых (образец 329-а) и полосчатых сапфирин-шпинелевых жедрититов (образец 329-5) в теле ультрамафитов Ауланджинского блока

ейсов черемшанской свиты, развитой в междуречье р. Китой-Тойсук Шарыжалгайского краевого выступа Сибирской платформы. Они содержат метаморфизованные вулканогенно-осадочные сульфидные руды с масс-независимым фракционированием изотопов серы. Для цирконов из секущих свиту тел ортотектитов определен конкордантный U-Pb возраст – 1866,8 ± 7,6 млн лет (рис. 6), который отражает завершающий этап проявления гранулитового метаморфизма. В графит-сульфидно-кордиеритовых (±Bt) и гранат-биотит-ортопироксеновых парагнейсах определен модельный возраст ТNd(DM) ~ 3,0 млрд лет. Этот возраст указывает на формирование осадочного протолита в условиях безкислородной атмосферы. Полученные данные показывают, что, несмотря на последующий неоднократный высокоградиентный метаморфизм, сопровождавшийся изменением первичного минерального состава пород и хемогенным фракционированием изотопов, метка атмосферного резервуара серы в сульфидных рудах хорошо сохранилась. (Высоцкий С.В., Ханчук А.И., Левицкий В.И. и др. // Докл. Российской академии наук. Науки о земле. 2020. Т. 491, № 2. С. 60–65.)

Рис. 6 Диаграмма с конкордантным возрастом 1866,8 ± 7,6 млн лет (2σ – ошибки константы распада включены), СКВО = 0,32, вероятность = 0,57

Впервые получены детальные данные по изотопам кислорода и углерода хорошо сохранившихся раковин моллюсков и ростров белемнитов из юры (бат, келловей и титон) и мела (апт, турон, кампан и маастрихт) Саратовско-Самарского Поволжья. Полученная информация отражает основные тенденции в изменении климата, а также палеоокеанографических и палеоэкологических обстановок позднего мезозоя. Установлено также, что палеотемпературы, рассчитанные по изотопно-кислородному составу юрско-мелового бентоса (двустворчатых и брюхоногих моллюсков), как и аммонитов, заметно выше таковых, рассчитанных по изотопному составу пелагических белемнитов. Это дает дополнительную информацию об образе жизни аммонитов и белемнитов, являющихся, как выясняется, обитателями преимущественно разных глубин. (Zakharov Y.D., Seltser V.B., Kakabadze M.V. et al. // Cretaceous Climate Events and Short-Term Sea-Level Changes. Geological Society, London, Special Publications, 2020. Vol. 498. P. 101–127.) 

Среднеплейстоценовые отложения верхней части головнинской свиты о-ва Кунашир (Курилы) образовались в межледниково-ледниковые
климатические циклы, соответствующие 11–9-й морским изотопным стадиям (МИС). Во время трансгрессивной фазы МИС‑11 уровень моря был на 20–25 м выше современного, а во время стадии 9 – на + 5 м. Слои туфа и перерывы в осадконакоплении соответствуют регрессивной фазе (МИС‑10). Различия в условиях формирования отложений во время МИС‑11 (424–374 тыс. лет назад) и МИС‑9 (337–300 тыс. лет назад) позволяют предположить, что более теплый климат и высокое положение уровня моря в течение длинной межледниковой МИС‑11 были вызваны не только вариациями солнечной инсоляции, связанными с орбитальными изменениями Земли (рис. 7). Вероятно, изменение палеопродуктивности диатомей как фотосинтетиков соответствует глобальным углеродным циклам, а изменение концентрации их створок в отложениях Мирового океана может служить одним из критериев для определения относительных изменений CO2 в атмосфере геологического прошлого. (Пушкарь В.С. // Вестн. Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. 2020. № 3. С. 36–46.)

Рис. 7 Распределение экологических групп диатомей в разрезе верхней части головнинской свиты: группа 1 – зональные виды-индексы Proboscia barboi Zone: 1 – Thalassiosira gravida var. fossilis Jousé; 2 – Th. nidulus (Temp. et Brun.) Jousé var. nidulus; 3 – Th. jouseae Akiba; 4 – Actinocyclus ochotensis var. fossilis Pushkar; 5 – Proboscia curvirostris (Jousé) Jordan et Priddle; 6 – P. barboi (Brun.) Jordan et Priddle; 7 – Stephanopyxis dimorpha Schrader;группа 2 – океанические и неритические аркто-и северо-бореальные виды: 8 – Thalassiosira gravida Cl. var. gravida; 9 – Th. hyalina (Grun.) Gran; 10 – Th. eccentrica (Ehr.) Cl.; 11 – Th. kryophila (Grun.) Jorg.; 12 – Th. antarctica Comber; 13 – Th. nordenskioeldii Cl.; 14 – Porosira glacialis (Grun.) Jorg.; 15 – Coscinodiscus marginatus Ehr. var. marginatus; 16 – Odontella aurita (Lyngb.) Ag.; 17 – Chaetoceros sp. sp. (spores); 18 – Neodenticula seminae (Sim. et Kanaya) Akiba et Yanagisawa;группа 3 – океанические и неритические южно-бореальные и субтропические виды: 19 – Coscinodiscus asteromphalus Ehr. var. asteromphalus; 20 – C. radiatus Ehr.+C. perforatus Ehr.; 21 – Azpeitia nodulifera (A. S.) Fryxell et Sims; 22 – Actinocyclus curvatulus Jan.; 23 – A. divisus (Grun.) Hust.; 24 – Actinoptychus senarius (Ehr.) Ehr.;группа 4 – сублиторальные бентические и тихопелагические аркто- и северо-бореальные виды: 25 – Paralia sulcata (Ehr.) Cl. var. sulcata; 26 – Delphineis kippae Sancetta; 27 – Grammatophora oceanica Ehr. var. oceanica; 28 – Trachyneis aspera (Ehr.) Cl. var. aspera; 29 – Diploneis smithii (Bréb.) Cl. var. smithii; 30 – Cocconeis scutellum Ehr. var. scutellum;группа 5 – сублиторальные бентические южно-бореальные виды: 31 – Hyalodiscus obsoletus Sheshuk.; 32 – Arachnoidiscus ehrenbergii Bail.; 33 – Petroneis marina (Ralfs) Crawford et Mann+Lyrella lyra (Ehr.) Karaeva var. lyra. 1% = 3 створкам диатомей

Изучены физико-химические процессы, приводящие к образованию высокоминерализованных (TDS > 12807,3 мг/дм3) кислых (рН 2,3–2,5) дренажных стоков с хвостохранилищ обогатительных фабрик. На основе геохимических исследований и результатов физико-химического
моделирования показано, что состав вод формируется в зоне водосбора и трансформируется в направлении фильтрационного потока. Он определяется соотношением взаимодействующих масс горных пород, воды и газа. Вторичные минералы, как цементирующие фазы и поверхностные образования, контролируют содержание элементов в воде и частично ингибируют интоксикацию экосистемы. (Tarasenko I.A., Zin’kov A.V., Kholodov A.S. et al. // J. of Chemistry. 2020. Vol. 2020. ID6570126.)

С использованием современных аналитических методов верифицировано влияние цементного завода на содержание микрочастиц взвеси в атмосфере г. Спасск-Дальний. Объектом исследования послужили иглы хвои, собранные в два сезона в Спасске-Дальнем и его окрестностях. После обработки ультразвуком смыв с хвои изучали комбинированным методом лазерной дифрактометрии и спектроскопии комбинационного рассеяния (рамановской спектроскопии). Чтобы определить источник загрязнения воздуха микрочастицами, было проведено сравнение спектров частиц взвеси из смыва с образцов хвои со спектром портландцемента производства АО «Спасскцемент». Корреляция на основе рамановских спектров показала присутствие частиц цемента во всех пробах хвои (рис. 8). (Kholodov A.S., Zakharenko A., Drozd V.А. et al. // Heliyon. 2020. Vol. 6, iss. 2. e03299.)

Рис. 8 Сравнение спектров частиц взвеси в смыве с хвои, собранной в точке № 7 в г. Спасск-Дальний, со спектром образца портландцемента

Изучены особенности распределения медно-порфирового оруденения среди многофазных интрузивных массивов, находящихся в зонах межсдвигового растяжения в пределах Сихотэ-Алинского надсубдукционного пояса (на примере Лазурного месторождения) (рис. 9), с помощью методов численного моделирования и технологий дистанционного зондирования Земли. Установлена связь рудоносных структур с cеверо-азиатским суперплюмом и слэбом, стагнированным в транзитной зоне мантии. Такие массивы не только могут вскрываться в эрозионном срезе, но и создавать контрастные аномалии базисных эрозионных поверхностей, вычисляемых по цифровым моделям рельефа. (Shevyrev S.L., Carranza E.J. // Geological J. 2020. Vol. 55, iss. 12. P. 8309–8328.) 

Рис. 9 Правосдвиговая зона растяжения, включающая многофазные массивы, перспективные на присутствие медно-порфирового оруденения