Комплексы океанических ядер представляют собой литологические ассоциации преимущественно перидотитов и серпентинитов, которые располагаются вдоль пересечений медленноспрединговых океанических рифтов и разломных зон, локализованных в основном в базальтовой океанической литосфере; при этом молодые и древние базальты соседствуют по всей разломной зоне. Модели, разработанные на базе экспериментов с использованием центрифуги, показывают, что субдукция начинается на участках, где две литосферные плиты располагаются рядом друг с другом, при условии, что разность плотностей контактирующих литосферных слэбов составляет не менее 200 кг/м3, а трение вдоль плоскости их контакта низкое. Установлено, что в предполагаемой модели более плотная литосфера под давлением может достигать астеносферы, что представляет собой модель тектонической субдукции. Во многих случаях растяжение надвигающейся плиты приводит к развитию сбросов, в которые могут проникать более легкие части опускающейся плиты, вследствие чего возникают вулканы и диапиры. Эксперименты показывают, что, поскольку требуемые условия контрастности плотностей и низкого трения могут быть характерны для участков, где разломные зоны пересекаются с медленноспрединговыми океаническими хребтами, процессы, подобные субдукции могут происходить и на таких участках, а не только вдоль границы океан – континент. Более того, поскольку температурный градиент в зоне пересечения океанического хребта и разломной зоны очень высокий и летучие вещества поднадвигового слэба присутствуют в большом количестве в субдуцируемом слэбе, базальты в поднадвиговом слэбе будут частично подвергнуты серпентинизации, а другая часть – перидотитизации. Также можно предполагать, что легкие серпентиниты будут подниматься по сбросам в надвигающийся слэб и достигнут морского дна в виде диапиров, принося с собой большие объемы перидотитов, что приведет к образованию серпентинит-перидотитовых пород, типичных для комплексов океанических ядер на участках, где разломные зоны пересекаются с медленноспрединговыми океаническими хребтами.

В работе представлены результаты реконструкции современного природного напряженного состояния коры Кавказа и сопредельных территорий. Инверсия напряжений выполнена методом катакластического анализа сейсмологических индикаторов деформаций, которыми являлись данные о механизмах очагов землетрясений. Основу этих данных составлял созданный в лаборатории тектонофизики ИФЗ РАН в начале 90-х гг. прошлого века объединенный каталог механизмов очагов Северной Евразии, который содержал в себе большое число источников сейсмологических данных от различных авторов, работавших не только в СССР, но и за рубежом. Пополнение объединенного каталога сейсмологическими данными за последние после развала СССР годы выполнено на основе каталога Global CMT. Полученные результаты реконструкции осей главных напряжений достаточно плотно по площади покрывают исследуемый регион. При этом удалось существенно уменьшить площадь усреднения напряжений за счет применения итерационного режима подбора окна усреднения напряжений, которое постепенно расширяется для зон пониженной плотности эпицентров землетрясений. Выявленные закономерности поля современных напряжений на основе собранного от разных авторов объединенного каталога механизмов очагов соответствуют также и результатам выполненной реконструкции по данным каталога Global CMT в тех зонах, где они имеются. Поскольку метод катакластического анализа разрывных смещений позволяет оценивать величины напряжений, в работе выполнено районирование коры исследуемого региона по интенсивности нормированных напряжений наименьшего и наибольшего напряжения горизонтального сжатия, а также по нормированной величине поддвиговых касательных напряжений, действующих на подошве коры. Во всех случаях нормировка осуществлялась на прочность сцепления пород. Параметры напряжений в работе представлены с использованием возможностей нового интернет-ресурса «Тектонические напряжения Евразии», который создан сотрудниками лаборатории тектонофизики на сайте ИФЗ РАН. Он позволяет в едином режиме визуализировать данные о напряжениях в разных масштабах и с разной детальностью.

Площадная реконструкция тектонических напряжений кинематическим методом [Gushchenko, 1973, 1979] в пределах Приполярно-Уральской хрусталеносной провинции позволила восстановить локальные тектонические напряжения (стресс-состояния – ЛСС) и общие поля напряжений для крупных блоков по методике [Sim, Marinin, 2015]. Общее поле напряжений для блоков, насыщенных месторождениями и проявлениями горного хрусталя, характеризуется видом напряженного состояния, близким к одноосному растяжению, т.е. коэффициент Лоде – Надаи μσ=–1 (Пелингичейский, Омега-Шорский блоки). В этих блоках мощные кварцевые жилы ориентированы перпендикулярно оси растяжения общего поля напряжений. В блоке без горного хрусталя (Западные Саледы) общее поле напряжений характеризуется трехосным напряженным состоянием (–1˂μσ˂+1). ЛСС на месторождениях показывают следующее: в кварцевых жилах без гнезд горного хрусталя вид напряженного состояния μσ=–1, а в стенках гнезд с пьезосырьем восстанавливается особый вид напряженного состояния, названный нами вариацией вида напряженного состояния (ВВНС), т.е. за один тектонический этап вид напряженного состояния изменяется примерно следующим образом: μσ=+1 (40 %), μσ=–1(40 %) и –1˂μσ˂+1 (20 %). Это означает, что для подтока гидротермальных растворов на местах пересечения рудоподводящих и рудоконтролирующих разломов на месторождениях пьезосырья был пульсирующий режим тектонических напряжений, когда обстановка растяжения (μσ=–1) менялась на обстановку сжатия (μσ=+1) при неизменной ориентировке осей сжатия и растяжения. По-видимому, такой режим вызывался попеременной активизацией двух типов вышеназванных разломов. Из 33 обследованных месторождений и проявлений горного хрусталя на 32 была установлена ВВНС, на одном проявлении – обстановка одноосного растяжения, что позволило предложить вариацию вида напряженного состояния как критерий для прогноза мест локализации горного хрусталя.

Суусамырское землетрясение (М=7.3) произошло 19 августа 1992 г. в предположительно асей­смичном районе. Поскольку это событие оказалось неожиданным, оно привлекло внимание исследователей в области сейсмологии и сейсмотектоники всего мира. Однако результаты данных исследований не нашли отражения на последней карте сейсмического районирования Кыргызстана. Новые структурные исследования активных разломов и механизмов очагов землетрясений Суусамырской впадины и прилегающих территорий дают основание пересмотреть сложившиеся представления о сейсмичности региона. Сейсмическая опасность во Внутреннем Тянь-Шане (Ммах) представляется сопоставимой с таковыми в Северном и Южном Тянь-Шане, где были зарегистрированы многочисленные разрушительные события XIX и XX века. Полученные данные желательно учитывать на юге изученной территории, где планируется строительство гидроэлектростанций Нарынского каскада.

На примере катастрофического цунамигенного землетрясения Мауле (Чили) анализируются результаты обсерваторских наблюдений, отражающие структуру и условия формирования сейсмогравитационного процесса в литосфере [Sobisevich et al., 2019]. Показано, что сейсмогравитационные процессы были впервые выделены группой советских ученых из г. Ленинграда (ныне г. Санкт-Петербург) под руководством профессора Е.М. Линькова [Linkov et al., 1982, 1990]. Изучение этих процессов продолжается на базе Северокавказской геофизической обсерватории ИФЗ РАН, которая была развернута в 2004 г. В экспериментах задействованы уникальные кварцевые наклономеры системы Д.Г. Гриднева, которые обеспечивают устойчивую регистрацию длиннопериодных сейсмогравитационных процессов в масштабах Земли [Sobisevich, 2013; Sobisevich et al., 2017].

Известно, что изменения геохимических полей нередко обусловлены формированием и реализацией очагов землетрясений, причем тех подземных толчков, которые по своему энергетическому классу и эпицентральному расстоянию способны оказывать влияние на гидрогеохимические поля в пунктах наблюдений. С целью установления этих взаимосвязей в Южном Прибайкалье проводятся исследования содержаний растворенных в подземных водах радона и гелия. В качестве пункта наблюдения использовалась артезианская скважина № 3 бывшего профилактория «Зеленый Мыс» (Иркутская область). Пробы воды, отбираемые ежедневно в 10 часов утра, подвергались процессу барботажа и последующему измерению концентраций радона на блоках бета-детектирования комплекса «Камера-01», а также на приборе ИНГЕМ-1 (индикатор гелия магниторазрядный) для определения концентраций гелия. За период с 2010 по 2016 г. нами было рассмотрено 22 сейсмических события с энергетическими классами К от 10.4 до 14.5 и эпицентральными расстояниями от 40 до 750 км, которые проявились в пункте гидрогеохимических наблюдений с условной энергетической характеристикой K’>6. Установлено, что накануне землетрясений в вариациях концентраций обнаруживаются определенные закономерности, которые могут служить предвестниками времени возникновения землетрясений. Они выражаются в своеобразных формах кривых на графиках содержаний радона и гелия. Их вариации, превышающие величину полутора – двух среднеквадратичных отклонений в сторону повышения или понижения концентраций, как правило, предшествовали землетрясениям. В данной статье рассматриваются полученные результаты изменений вариаций вышеуказанных газов, которые обусловлены сейсмическим процессом и могут служить краткосрочным предвестником землетрясений.

Мы представляем первые результаты трекового датирования монофракций апатита из двух проб пород Южного карбонатитового массива крупнейшего в мире щелочно-ультраосновного Гулинского плутона, расположенного в пределах Маймеча-Котуйского района Сибирской трапповой провинции, возраст которого оценивается около 250 млн лет. На основе трекового датирования апатита, литературных данных, а также результатов компьютерного моделирования предложены две альтернативные модели тепловой истории Гулинского плутона, предполагающие (1) быстрое постмагматическое остывание пород современного эрозионного среза массива в гипабиссальных условиях на глубинах не более 1.5 км, (2) тектоническое опускание и захоронение под осадочно-вулканогенным чехлом мощностью 2–3 км, следствием чего стал вторичный (?) прогрев плутона до температур выше 110 °С, с последующим выведением в приповерхностные условия и общим остыванием верхней коры около 218 млн лет назад.

Представлены новые данные о возрасте «ключевых» раннепалеозойских магматических комплексов центральной части Буреинского континентального массива Центрально-Азиатского складчатого пояса. Показано, что возраст порфиробластических кварцевых монцонитов кивилийского комплекса составляет 453±2 млн лет, а гнейсовидных гранитов суларинского комплекса – около 481 млн лет. Результаты Sm-Nd изотопных исследований свидетельствуют о том, что позднеордовикские кварцевые монцониты образовались преимущественно за счет коровых источников, обладающих палеопротерозойскими Nd модельными изотопными возрастами. В формировании кембрийских гранитов принимали участие как древний (палеопротерозойский?), так и более молодой источник. Полученные данные, а также опубликованные ранее материалы указывают на проявление нескольких этапов раннепалеозойского магматизма в истории формирования Буреинского континентального массива, а именно ~ 541, ~504–500, ~487, ~474, ~453 млн лет. По близкому сценарию развивался раннепалео­зойский магматизм и в пределах Цзямусинского континентального массива. Наряду с синхронностью проявления неопротерозойского магматизма в пределах указанных континентальных массивов данное обстоятельство свидетельствует о их общей геологической истории.

Свидетельства архейского метаморфизма на ЮЗ Сибирского кратона установлены в Китойском и Иркутном блоках, однако параметры процесса метаморфизма до сих пор остаются слабоизученными. В работе приводятся первые результаты изучения условий метаморфизма гранатовых амфиболитов, отобранных в районе Китойского силлиманитового месторождения. На основании изучения реакционных взаимоотношений минералов установлено, что породы подверглись двум эпизодам метаморфизма. Первый эпизод регионального метаморфизма с РТ-параметрами Т=710–770 °С и Р=8.3–8.8 кбар завершился снижением давления на регрессивной стадии до параметров Р=1.3–2.5 кбар при Т=700 °С. При этом происходило образование амфибол-плагиоклазовых кайм вокруг зерен граната. Второй эпизод метаморфизма характеризовался температурами, достигающими гранулитовой фации (Т=890 °С) и формированием парагенезиса Cpx+Opx, замещающего роговую обманку. Второй эпизод метаморфизма проявлен не во всех образцах (при одинаковом валовом составе пород), что позволяет предположить его локальный характер.

Рассмотрены особенности тектоники и развития центральной части Волго-Уральской антеклизы и Сурско-Камской зоны (СК) сдвига в связи с закономерностями размещения месторождений нефти. На основе геолого-структурных исследований установлено, что СК зона представляет собой глубинное нарушение, имеет неоднородное строение и признаки длительного полистадийного развития. На плитном этапе СК зона развивалась в условиях кинематических инверсий и последовательного проявления транспрессивных и транстенсивных деформаций. Предложена модель, согласно которой на этапах транстенсии деформации в СК зоне способствовали проявлению первичной миграции углеводородов (УВ) в доманиковых формациях девона и вторичному их перераспределению, а сама зона, обладая повышенной проницаемостью, выступала в роли их концентратора в локальных декомпрессионных структурах. В условиях транспрессии, при замыкании разрывных структур и снижении их коллекторских свойств, происходило выжимание УВ преимущественно в латеральном направлении вдоль пластов-коллекторов в области динамической разгрузки. При этом в районе восточного торцевого прерывания СК зоны сформировалось уникальное Арланское месторождение нефти, где аккумуляция УВ происходила в условиях знакопеременных напряжений между секторами, компенсирующими сдвиговые смещения на флангах зоны. Уникальное Ромашкинское месторождение нефти формировалось в апикальной части Южно-Татарского свода в условиях его длительного воздымания и декомпрессии, способствовавшей поступательной миграции и аккумуляции УВ из области транспрессии СК зоны. Разработанная структурно-динамическая схема и представления о компрессионно-декомпрессионных закономерностях перераспределения УВ в сдвиговых зонах могут быть использованы для прогноза и обнаружения новых месторождений. В частности, динамические аналоги Арланского месторождения нефти на востоке СК зоны могут быть обнаружены в пределах слабоизученного западного фланга данной структуры.

Магниторазведка представляет собой наиболее информационный и экономичный метод при поиске и разведке железорудных месторождений. Избежать проблем с постановкой наземных методов на труднопроходимых и удаленных от инфраструктуры территориях, повысить скорость их изучения позволяют беспилотные технологии. Для оценки возможности применения беспилотной аэромагнитной съемки на железорудных объектах Якутии были выполнены опытно-методические работы на уже хорошо изученном ранее крупнейшем железорудном месторождении Южной Якутии с использованием беспилотного комплекса «Геоскан 401». Данный подход позволил установить работоспособность полетного комплекса, сопоставив имеющиеся данные наземных магниторазведочных работ с данными аэромагниторазведочных работ. Анализ магнитных полей показал полную идентичность полученных аномалий наземной и аэромагнитной съемки. Более того, на северо-востоке участка была выделена слабая аномалия, которая не отражена в магнитном поле наземной съемки. Пересчет вертикального градиента магнитного поля позволил определить, что аномалия обусловлена слепым рудным телом, верхняя кромка которого располагается на глубине 200–250 м от дневной поверхности. Среднеквадратическая погрешность, вычисленная для массива данных без градиентных интервалов, составила 1.01 нТл. Абсолютная погрешность высоты основного и контрольного полетов не превышает 1.5 м. По результатам рабочих и контрольных замеров отмечается высокая воспроизводимость измерений. За один полет по сети профилей с шагом 100 м был изучен участок площадью 1 км2. Полетное время составило немногим более 20 мин. Дополнением работы с полетным комплексом «Геоскан-401» стала возможность съемки ортофотопланов, топопланов, трехмерных моделей местности – в зависимости от потребностей – последовательно с выполнением магниторазведочных работ. Согласно результатам аэромагниторазведочных работ и последующей заверки полученных новых аномалий горно-вскрышными работами в виде канав и траншей, прирост прогнозных ресурсов Сутамской площади составил примерно 250–350 млн т – 15 % от уже опоискованных ранее и утвержденных запасов Сутамского месторождения.

Критическое обсуждение конкурирующих моделей геодинамической природы (океанская иликонтинентальная субдукция) и возраста (мезонеоархей или поздний палеопротерозой) эклогитового метаморфизма ассоциации Салма в Беломорской эклогитовой провинции опирается на систематический анализ обширной базы данных, полученных сторонниками обеих моделей. Имеющиеся данные характеризуют геологическое строение ассоциации Салма и особенности цирконов из эклогитов: изотопно-геохронологические и геохимические параметры, состав и особенности распределения минеральных включений. Закономерные изменения трендов REE и температуры кристаллизации – рекристаллизации пористых цирконов в эклогитах-метагаббро иллюстрируют последовательность магматических и метаморфических событий в мезонеоархее и палеопротерозое. Восприимчивость к перекристаллизации цирконов обусловлена частичной метамиктностью и пористой структурой. Наиболее ранние (~2.9 млрд лет) зоны цирконов сохраняют тренды REE магматического типа. Микровключения минералов пренит-пумпеллиитовой и зеленосланцевой фации и рост концентраций LREE и MREE свидетельствуют о гидротермальном метаморфизме в зоне спрединга и на океанском дне 2.90–2.82 млрд лет назад. Пренит, пумпеллиит, альбит, актинолит, хлорит, диаспор и сапонит образуют включения также и вэклогитовом гранате. Увеличение концентраций LREE и MREE, исчезновение положительной Ce-аномалии, смена отрицательной на положительную аномалию Eu 2.82–2.78 млрд лет назад предполагают удаление плагио-клаза при образовании эклогитовой ассоциации «гранат + омфацит» и замещение сфена рутилом. На эклогитовыйметаморфизм указывают микровключения граната и рутила в цирконе. Неоархейский метаморфизм гранулитовой фации 2.77–2.70 млрд лет назад зафиксирован округло-овальными цирконами из эклогитов-метагабброноритов: температурами кристаллизации 700–900 °С и отрицательными аномалиями Eu в ядрах и каймах цирконов, которые указывают на участие плагиоклаза в процессе метаморфической кристаллизации. Поздние (2.1–1.7 млрд лет) каймы пористых цирконов, возникшие при 600–680 °С, отличаются минимальными концентрациями REE, сменой положительной на отрицательную аномалию Eu и появлением отрицательной Ce-аномалии, что указывает на присутствие плагиоклаза, восстановительный тип флюидов и низкую активность воды, характерную для высокотемпературного метаморфизма в обстановках растяжения и мантийно-плюмовой активности. Глубокая перестройка Sm-Nd системы пород Беломорской тектонической провинции, включая БЭП, ~1.9 млрд лет назад вызвана прогревом коры, который распространялся от границы с Лапландским гранулитовым поясом в ЗЮЗ направлении. Перестройка Lu-Hf системы в цирконе со значительным приростом радиогенного Hf указывает на перекристаллизацию длительно существовавшего граната, в котором к 1.9 млрд лет в результате распада 176Lu накопилось значительное количество радиогенного 176Hf. Это противоречит ранее выдвинутому предположению о первичной кристаллизации эклогитового граната в позднем палеопротерозое 1.94–1.89 млрд лет назад.