Главная – Журналы – Принятые к публикации статьи

В статье приведён обзор современного состояния и перспектив развития недорогих сейсмических приборов. Эти приборы позволяют решать широкий круг научных и прикладных задач, при том, что их стоимость на один или два порядка ниже профессиональных аналогов. Рассмотрены основные типы датчиков: низкочастотные геофоны и МЭМС-акселерометры, — их конструктивные особенности, диапазон чувствительности и уровни собственного шума. Описана типовая архитектура регистрационного оборудования. Приведены примеры наиболее распространённых недорогих сейсмических приборов, включая серию Raspberry Shake и систему P-Alert, их технические характеристики и области применения. Проанализированы ключевые направления использования: системы раннего предупреждения о землетрясениях, мониторинг вулканов, пассивная сейсмотомография по шумовым записям, эксперименты по измерению полного волнового поля при слабых землетрясениях, образовательные и гражданские проекты. Выявлены сильные и слабые стороны недорогих сейсмических приборов, в том числе ограничения по регистрации слабых сигналов и преимущества в плотности сетей. В качестве перспективных направлений обозначены повышение точности измерений, а также применение методов машинного обучения для обработки больших объёмов данных. Сделан вывод, что при грамотном сочетании с современными алгоритмами обработки и плотной сетевой инфраструктурой недорогие сейсмические приборы способны вносить значительный вклад в сейсмологию землетрясений, вулканологию и образовательные программы.

Диагностика ледниковых отложений (тиллитов) в докембрийских разрезах является довольно сложной задачей из-за частого сходства их состава и строения с другими осадочными породами. Это связано с тем, что докембрийские отложения на протяжении своей долгой истории теряют присущие им диагностические признаки. Тиллиты являются важным маркером климатических изменений и широко используется при стратиграфических корреляциях и геодинамических реконструкциях. Исследования в данной статье направлены на изучение позднедокембрийских тиллитов в пределах хребта Большой Каратау с целью обоснования состава и возраста пород на эродируемой поверхности при движении палеоледника. Значения возрастов детритовых цирконов из матрикса тиллитов образуют основные интервалы в 740-856 млн лет (32 зерна), 1950-2040 млн лет (14 зерен) и 2200-2630 млн лет (26 зерен) с возрастными пиками 765, 835, 924, 2030 и 2435 млн лет. Для циркона магматических пород из валунов тиллитового горизонта получены следующие возрасты: гранит - 746±4 млн лет (9 зерен); риолит - 778±4 млн лет (9 зерен); гранит - 746±3 млн лет (13 зерен); лейкогранит - 788±3 млн лет (16 зерен). Полученные данные о возрасте из валунов древних ледниковых отложений имеют близкие возрастные аналоги магматических пород в пределах Срединного Тянь-Шаня, Каратау-Таласского, Жельтавского, Чуйско-Кендыктасского и Улутауского блоков.

Настоящий специальный выпуск журнала Геология и Геофизика содержит статьи, подготовленные по следам научной конференции «Процессы минералообразования при высоких давлениях, происхождение алмаза и мантийных магм», посвящённой 90-летию со дня рождения выдающегося исследователя процессов алмазообразования академика Николая Владимировича Соболева и прошедшей с 17 по 19 июня 2025 года в Новосибирском Академгородке в Институте геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН. Диапазон рассмотренных тематик от детальных исследований дефектов кристаллической структуры отдельных кристаллов алмаза и включений в них до режимов и времени возникновения тектоники плит на ранней Земле в полной мере отражают вклад Н.В. Соболева в формирование современного представления об эволюции состава мантии Земли и обстановках образования кимберлитов и алмаза.

Главным процессом преобразования состава силикатной части Земли после отделения ядра является образование и рециклирование континентальной коры. Эти процессы тесно связаны с тектоническими режимами, действовавшими на разных этапах эволюции Земли. Настоящий обзор посвящен рассмотрению новейших геохимических данных и геодинамических моделей образования континентальной коры в истории Земли с особым вниманием к хадейскому и архейскому эонам. Отмечено, что кислая континентальная кора не может быть сформирована за счет прямого плавления безводной ультраосновной мантии. Необходимыми условиями ее образования является присутствие воды, протолита основного состава и минералов, концентрирующих высокозарядные элементы (Ti, Nb, Ta, Zr, Hf)- амфибола, рутила, ильменита и богатого жадеитом клинопироксена. Для ранней Земли, наиболее вероятной является двухстадийная модель, в которой сначала из мантии выплавляется базальтовая или пикритовая (океаническая) кора, оставляя тугоплавкий гарцбургитовый остаток. Затем, после гидратации, океаническая кора субдуцируется, плавится сама или высвобождает воду для плавления в мантии, образуя магмы континентальной коры, а оставшийся тугоплавкий остаток смешивается с тугоплавким мантийным веществом, создавая обедненный мантийный резервуар. Канонические отношения Nb/U и Ce/Pb не чувствительны к плавлению мантии в «сухих» условиях, но фракционируют при образовании расплава в присутствии амфибола и низкотемпературных высокотитанистых фаз. Поэтому эти отношения являются чувствительными маркерами процесса образования континентальной коры. Геохимические индикаторы, такие как (1) изотопный состав стронция в коматиитовых расплавах и ​​плагиоклазе в анортозитах, (2) соотношение элементов в расплавах коматиитов, (3) изотопный состав гафния и содержания микроэлементов в цирконе и (4) продукты распада короткоживущих изотопов самария и гафния в горных породах, либо подтверждают, либо не противоречат активному формированию континентальной коры и обедненной мантии уже в хадейском эоне. Образование и переработка континентальной коры в этот период, вероятно, связаны с эпизодическими кратковременными событиями субдукции, вызванными плюмами.

В целом эти данные и модели, показывают, что тектонические режимы хадея (4,4-4,0 млрд. л. после затвердевания магматического океана) и эоархея (4,0-3,6 млрд. л.) на Земле были гораздо более динамичными и изменчивыми во времени и пространстве, чем ранее предполагалось. Однако глобальная тектоника плит, необходимым условием существования которой является связанная сеть зон субдукции, срединно-океанических хребтов и трансформных разломов, могла начать развиваться лишь позже, в архее. Вопрос о причинах возникновения тектоники плит в истории Земли остается предметом обсуждения, и выдвигаются новые гипотезы о роли поверхностных процессов, таких как эрозия континентов, требующие дальнейшего изучения.

Электротомографические (ЭТ) методики изучения геологических сред имеют большое количество практических приложений, что стимулирует активное развитие: аппаратурной и методической базы, методов анализа, обработки и инверсии данных. Осознавая ограничения и недостатки 2D систем наблюдения при работах в сложнопостроенных средах все чаще применяются площадные или 3D системы наблюдений, что позволяет повышать пространственное разрешение и достоверность построения геоэлектрических моделей. Преимущества 3D над 2D системами наблюдения часто неочевидны. Последнее ставит под сомнение целесообразность применения сложных и трудозатратных 3D систем наблюдений, особенно, — у «геофизиков-практиков». В работе рассматриваются технологии глубинной ЭТ с 3D системами наблюдений, методы построения геоэлектрических моделей, их преимущества и недостатки. На основе математического моделирования/инверсии данных ЭТ: демонстрируются преимущества 3D и недостатки 2D систем наблюдения, систематизируются типовые искажения геоэлектрических моделей. Предлагается оптимизированная по трудозатратам/стоимости работ 3D система наблюдений, в которой источники поля и приемные диполи, располагаются на и вне профилей наблюдения. Приводится сравнение моделей, построенных по данным ЭТ с 2D и 3D системами наблюдений, демонстрируются и типовые искажения. По результатам математического моделирования показывается, что 3D инверсия данных ЭТ с оптимизированными разреженными системами наблюдений позволяет подавить большую часть искажений, типичных для 2D систем наблюдения. Это открывает путь к снижению трудозатрат/стоимости полевых работ — более активному применению ЭТ с 3D системами наблюдений при поисках рудных месторождений.

Приводятся результаты выполнения магнитовариационного зондирования в сложно построенном в геологическом отношении Восточно-Камчатском вулканическом поясе с активными в настоящее время вулканами. Используются записи вариаций геомагнитного поля на обсерватории «Паратунка» и её стационаре «Карымшина», удалённом от неё на 18 км к юго-западу. Рассчитанные в обеих пунктах типперы подвергались 3D-инверсии, выполняемой с помощью программы ModEM. Используемые различные стартовые модели инверсии с учётом батиметрии близлежащих водных толщ Тихого океана позволили выделять проводящие блоки под вулканическим поясом на глубинах 10-50 км. Для подтверждения результатов выполнялась инверсия типперов, полученных при решении прямой задачи для модели геоэлектрического разреза, содержащего проводящие блоки в этом же интервале глубин. Представлены наиболее характерные горизонтальные срезы и вертикальные разрезы, полученной оценочной геоэлектрической модели района исследований, включающем Паратунский геотермальный район и кальдеру Карымшина. Полученные результаты сравниваются с результатами сейсмической томографии на S-волнах, выполненной в этом районе.

Уточнены таксономический состав и распространение бореальных карнийских аммоноидей северо-востока Азии и Арктической Канады, пересмотрена родовая принадлежность некоторых видов и унифицированы их определения. Проведен качественный сравнительный анализ комплексов аммоноидей северо-востока Азии и Канадского Арктического архипелага для фаз omkutchanicum, armiger, pentastichus, объединенных фаз yakutensis и bytschkovi. Обосновано наличие аммоноидей рода Boreotrachyceras в раннем карнии Арктической Канады. Это позволило впервые сравнить одновозрастные комплексы аммоноидей фазы omkutchanicum северо-востока Азии и Арктической Канады и показать общность родового состава аммоноидей этого времени во всей Бореальной области. Установлено, что раннекарнийская фауна аммоноидей северо-востока Азии отличается от таковой Арктической Канады наличием тетических родов (Trachyceras, Striatosirenites) и семейств (Arpaditidae). В позднем карнии впервые проведен сравнительный анализ фауны аммоноидей отдельно для времени образования слоев с Arctosirenites canadensis, эквивалентное фазе pentastichus, и для времени образования слоев с Jovites borealis, эквивалентное фазам yakutensis и bytschkovi. В результате этого, впервые с точностью до фазы определено время проникновения тетических родов в палеобассейны Юкона и Арктической Канады (время образования слоев с Jovites borealis), обоснована принадлежность Арктической Канады к Тетической области.

Зоны развития в рифейских породах Кыввожского района гидротермальной прожилково-вкрапленной, вкрапленной сульфидной, преимущественно, пиритовой минерализации характеризуются повышенным содержанием Au, Cu, Se, Mo, Ag, Pb, Bi, Sb, Zn. Согласно результатам корреляционного анализа выделены следующие группы рудных элементов, в пределах которых установлены наиболее сильные положительные связи: Ag-Bi-As-Со; Pb-Cu-Zn-Se; Co-Ni-As. В ассоциации с пиритом в сульфидных прожилках находятся пирротин, арсенопирит, халькопирит, галенит, сфалерит, кобальтин, монацит, ксенотим, борнит, ковеллин. Самородное золото встречается редко, имеются частицы с периферийными низкопробными зонами, сменяющимися нарастаниями высокопробного золота. Отмечаются включения пирита, пентландита, монацита, альбита. В качестве примесных элементов в золоте присутствует Ag, иногда – Cu и Pd. Судя по взаимоотношениям минералов, наиболее ранним является пирит, затем отлагались пирротин, халькопирит, кобальтин, далее – сфалерит, галенит, золото. Формирование сульфидной минерализации связано с гидротермальными процессами, проявившимися в досреднедевонское время в связи с активизацией тектоно-магматических процессов. Геологические данные, утяжеленный изотопный состав серы пирита с вариацией значений δ³⁴S от +15.8 до +23.6 ‰, позволяют полагать, что важнейшую роль играли процессы регионального метаморфизма, способствовавшие мобилизации и миграции гидротермальных растворов вдоль разрывных нарушений с заимствованием различных компонентов из вмещающих пород и последующей кристаллизацией сульфидов и золота. Присутствие в отдельных случаях в составе золота примесей Cu и Pd свидетельствует о возможном влиянии на минералообразующие растворы пород основного состава либо их, отчасти, глубинной природе как производных базит-гипербазитового магматизма. Кыввожский район представляет интерес в отношении коренных золоторудных месторождений и заслуживает продолжения поисковых работ.