Отчет о научной и научно-организационной деятельности

Основные результаты:

1) выявлено, что естественная остаточная намагниченность гранитов 2-й фазы Кеменского массива преобладает над индуктивной (отношение Кенигсбергера больше единицы), что свидетельствует о магнитной стабильности изучаемых образцов. Изучены характеристики анизотропии магнитной восприимчивости пород. Проведена детальная температурная магнитная чистка для 25 образцов гранитов Кеменского массива. В 18-ти образцах выделяется высокотемпературная компонента намагниченности. По среднему значению рассчитан палеомагнитный полюс, который близок к траектории кажущейся миграции полюса Сибири в интервале 1860-1840 млн. лет. Возраст гранитов массива оценивается в 1860 млн. лет;

2) палеомагнитные полюсы, полученные для чадских дунитов и клинопироксенитов, близки друг к другу и находятся вблизи траектории кажущейся миграции полюса Северной Евразии в интервале 100-120 млн. лет. Они также совпадают с палеомагнитными полюсами для одной из характеристических компонент северо-восточного направления, выделенных для 3-х разновидностей кондерских ультрамафитов. Это свидетельствует о раннемеловом возрасте образования этих пород. Таким образом, возраст Чадского массива можно определить как раннемеловой;

3) полученный палеомагнитный полюс по Геранским анортозитам не совпадает с траекторией кажущейся миграции полюса Сибирского кратона на вторую половину палеопротерозоя. Вероятно, массив на время образования высокотемпературной компоненты NRM, не был тектонически когерентен Сибирскому кратону. На основе интерпретации геофизической, геологической и петрофизической информации построена геолого-геофизическая модель, согласно которой Геранский массив представляет пластину мощностью 6-8 км не имеющую корней. Сравнение полученного палеомагнитного полюса по Каларским анортозитам, показывает, что он совпадает с траекторией кажущейся миграции полюса Сибири на время приблизительно 1780 млн. лет. Возраст формирования пород Каларского массива оценивается в интервале 2.65-2.60 млрд. лет, что не согласуется с полученным нами палеомагнитным полюсом. Это может означать, что время приобретения высокотемпературной компоненты естественной остаточной намагниченности анортозитов Каларского массива не соответствует времени образования самих пород, т.е. породы массива претерпели существенные изменения, прежде всего термальные, после своего образования. Вторичное воздействие на породы могло произойти в интервале 1790-1770 млн. лет;

4) представлены первые результаты палеомагнитного изучения одного из ключевых палеопротерозойских объектов Алдано-Станового щита - Улканского комплекса Билякчан-Улканского вулканоплутонического пояса, а именно осадочно-вулканогенных пород элгэтейской свиты и гранитов улканского комплекса. Согласно этим данным и их сопоставлению с палеопротерозойской траекторией кажущейся миграции полюса Ангаро-Анабарскоой провинции Улканский массив: 1) располагался в момент образования изученных пород на 18-26º южной широты; 2) в интервале 1732-1720 млн. лет назад испытал вращение относительно Ангаро-Анабарского на 70±8º. На основе комплексной интерпретации палеомагнитных, геохронологических и геохимических данных предложена палеогеодинамическая модель, согласно которой Алдано-Становая и Ангаро-Анабарская провинции Сибирского кратона стали единым жестким блоком примерно 1720 млн. лет назад.

1. Комплексное термобарогеохимическое изучение расплавных включений в хромшпинелидах дунитов Инаглинского и Кондерского платиноносных концентрически-зональных массивов показало, что эти минералы изначально кристаллизовались из водосодержащих (до 0,6 мас.% H₂O) пикритовых щелочных магм, при доминирующем участии в их генерации глубинного плюма. Расчетное моделирование на основе проанализированных составов расплавных включений и температур их гомогенизации свидетельствует о том, что формирование дунитов происходило в диапазоне температур от 1460 до 1300°С, а затем при эволюции к менее магнезиальным по составу расплавам кристаллизация оливина продолжалась и до 1230°С. Показано, что накоплению платиноидов в хромитовых шлирах, линзах и жилах Кондерского массива способствовала повышенная роль воды по сравнению с углекислотой (высокие отношения Н₂О/СО₂), а также существенные содержания восстановленных газов и соответственно низкая степень окисленности флюида.

2. На юго-востоке Алдано-Станового щита выявлены сульфидные Cu-Ni с платиноидами рудопроявления, представленные небольшими пласто-, дайко- и линзообразными телами мафит-ультрамафитов с прожилково-вкрапленной минерализацией. Изучена группа сульфидных Cu-Ni рудопроявлений в центральной части Курумканского рудного поля Кун-Маньенского района на северо-востоке Амурской области. Проведено детальное минералого-геохимическое картирование (по керну скважин и полотну горных выработок) основных рудных залежей Cu-Ni месторождений Кун-Маньё и Малый Курумкан. Выделено и охарактеризовано четыре типа руд: рядовые вкрапленные, богатые прожилково-вкрапленные, брекчиевые и сплошные.

Результаты минералографических и микрозондовых исследований сульфидных руд свидетельствуют, что формирование рудных залежей Курумканского рудного поля представляло собой длительный процесс, при котором по мере падения температуры одна устойчивая парагенетическая ассоциация минералов сменялась другой. Установлено два типа распределения сульфидной минерализации: сингенетический и эпигенетический. К сингенетическим ассоциациям отнесены: пентландит-пирротиновая, магнетит-пентландит-пирротин-халькопиритовая, миллерит-пиритовая; к эпигенетическим – пентландит-пирротиновая (зоны со сплошными сульфидными рудами), магнетит-пентландит-пирротин-халькопиритовая и пирит-марказитовая (с миллеритом).

Выполнен сбор и обработка геолого-геофизических данных в пределах опорного профиля и на прилегающей территории; построены структурно-геофизические модели земной коры (сейсмическая, геоэлектрическая, плотностная, магнитная). Составлена, на структурно-формационной основе, тектоническая карта масштаба 1:1 000 000 и комплексный геолого-геофизический разрез верхней части земной коры (4–5 км) к ней. Составлены структурно-тектоническая схема и карта минерагенического районирования масштаба 1:2 500 000, выполнены предварительные геодинамические построения.

Проведен сбор и передача сейсмологических и GPS данных в Информационно-аналитический центр ДВО РАН; даны предварительные оценки скоростей среднегодовых смещений пунктов GNSS-сети наблюдений в системе координат ITRF2008. Обобщены данные о современных скоростях смещений земной коры и геодинамической активности Дальнего Востока.

На основе комплексных геодезических и сейсмологических наблюдений сейсмических волн и косейсмических смещений на континентальной окраине Востока Азии, вызванных землетрясением Тохоку (M_w=9.1, 11.03.2011 г.), показано, что сочетание высокоточных GPS наблюдений с частотой записи 1 Гц и широкополосных сейсмостанций с сейсмометрами, имеющими собственный период в 120 секунд, позволяет получать уникальную информацию о высокоамплитудных низкочастотных колебаниях и изменениях высоты земной поверхности. Подтверждена идентичность регистрации сейсмических волн геодезическим и сейсмологическим методами в диапазоне частот 0,1-0,01 Гц и возможность наблюдения высокоамплитудных волн в диапазоне частот 0,01-0,002 Гц.
2. Целевая комплексная программа научных исследований ДВО РАН «Спутниковый мониторинг Дальнего Востока для проведения фундаментальных исследований дальневосточного отделения РАН».

Разработана и усовершенствована методика выявления крупных структурных элементов и деталей геологического строения в цифровых моделях рельефа SRTM03 и SRTM30_Plus, включающая выделение линейных, куполообразных структур, и текстурных особенностей, на основе применения базовых положений теории масштабируемого пространства. На конкретных примерах показана эффективность использования преобразованных цифровых моделей при геологических и тектонических исследованиях Южно-Синегорской впадины Ханкайского массива, Ланского разлома и других объектов.

В 2012 году институтом проводились исследования по четырем проектам, поддержанным РФФИ.

Проведены полевые магнитотеллурические зондирования на северо-западном борту Среднеамурского осадочного бассейна в области сочленения Центрально-Азиатского и Тихоокеанского тектонических поясов. Выполнен профиль вкрест простирания зоны сочленения длиной 60 км с шагом регистрации электромагнитного поля 1 км. Подготовлена и отправлена в журнал Global Geology статья: Kaplun V.B., Kirillova G.L., Li Tonglin Geoelectrical structures of the Northern Segment of the Tan-Lu Fault System in China and Russia areas from magnetotelluric soundings.

Установлено сходство геолого-тектонической и возрастной позиции габбро-анортозитового пояса интрузий, обрамляющих Сибирскую платформу, с провинциями Наин и Черчил на северо-востоке Канады. Габбро-анортозитовые массивы локализованы среди архейских образований джанинской, тырканской, чогарской и туксанийской серий, слагающих блоки с одноименными названиями. Породы этих серий претерпели метаморфизм в условиях гранулитовой фации. Блоки разделены шовными зонами Станового, Салга-Джанинского, Сехтагского, Джугджурского и Майского глубинных разломов. По геофизическим данным Геранский, Лантарский, Сехтагский и Чогарский массивы являются наименее эродированными. Кун-Маньёнский массив сохранился лишь придонной своей частью с минимальной глубиной залегания пород рамы. Выявление новых крупных промышленных объектов в провинции Наин дает основание прогнозировать вероятность формирования Co-Cu-Ni с платиноидами сульфидных руд в зоне сопряжения подводящих рудно-магматических каналов и в донной части плутонов.

Имеющиеся данные по юго-востоку Алдано-Станового щита (24 рудопроявления) свидетельствуют о несомненно высокой степени перспективности этого региона на платиноиды, медь и никель.
3. Проект «Внутриплитные ультрамафитовые комплексы Дальнего Востока: физико-химические условия магматических систем и рудообразующих процессов» (грант РФФИ № 12-05-00959).

Получены новые данные по физико-химическим параметрам наиболее высокотемпературных магм, принимавших участие в формировании дунитовых ядер Кондерского, Инаглинского и Нижне-Тагильского платиноносных массивов.

В результате хроматографических исследований установлен флюидный режим магматических систем для дунит-пироксенитовых платиноносных комплексов.

С помощью анализа расплавных включений в минералах получены данные о физико-химических и геохимических (редкие и редкоземельные элементы и флюидные компоненты) условиях образования глубинных магматических систем, сформировавших различные типы пикрит-меймечитовых комплексов сихотэ-алиня.

Проведены геохронологические и геохимические исследования гранитоидов хоюндинского комплекса. В процессе проведения радиоизотопных исследований проанализированы цирконы из двух проб гранитоидов. Анализ проводился локальным методом на установке SHRIMP-II в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ. Для гранодиоритов и плагиогранитов получены следующие конкордантные значения возрастов: 2057±13 и 2053±8 млн. лет, соответственно. Из полученных результатов следует, что изученные гранитоиды хоюндинского комплекса Батомгского выступа имеют палеопротерозойский возраст 2.06 млрд. лет, следовательно, предполагаемый ранее поздне- и раннеархейский возраст и корреляция их с гранитоидами позднестанового или древнестанового комплекса Становой гранит-зеленокаменной области не верны.

Проведено детальное палеомагнитное изучение коллекций анортозитов Каларского и Геранского массивов. По данным термомагнитного анализа основным носителем магнетизма изучаемых пород является катион-дефицитный магнетит. Рассчитаны положения палеомагнитных полюсов для анортозитов Геранского (Plat=-21.8°, Plong=128.3°, dp=1.6° dm=3.0°, B95=2.2°, paleolatitude=-12.1°) и Каларского (Plat=-47.4°, Plong=94.2°, dp=8.8° dm=4.9°, B95=6.6°, paleolatitude=-16.4°) массивов на время образования высокотемпературной компоненты. Полученные палеомагнитные полюсы для анортозитов сопоставлены с траекторией кажущейся миграции полюса (ТКМП) Сибирского кратона на вторую половину палеопротерозоя, а также с полюсом, полученным по геранским анортозитам Н.П. Михайловой с соавторами (1996). Сравнение полученного полюса по геранским анортозитам с ТКМП Сибири для второй половины палеопротерозоя показывает, что он не попадает на траекторию. Вероятно, массив на время образования высокотемпературной компоненты естественной остаточной намагниченности анортозитов не был тектонически когерентен Сибирскому кратону.

Сравнение полученного палеомагнитного полюса по каларским анортозитам с ТКМП Сибири показывает, что его координаты совпадают с таковыми траектории на время приблизительно 1780 млн. лет. Возраст формирования пород Каларского массива оценивается в интервале 2.65-2.60 млрд. лет. Это может означать, что время приобретения высокотемпературной компоненты NRM анортозитов Каларского массива не соответствует времени образования самих пород, т.е. породы массива претерпели существенные изменения, прежде всего термальные, после своего образования. Вторичное воздействие на породы могло произойти в интервале 1790-1770 млн. лет.

Полученные геохронологические и палеомагнитные данные позволяют сделать следующие выводы относительно формирования Улканского прогиба. Уточнен возраст гранитов улканского комплекса от 1729,7 1,9 (1-я фаза) до 1724,7 3,6 (3-я фаза) млн.лет Палеомагнитные исследования гранитов позволили получить древнее палеомагнитное направление, близкое по времени формирования изученным породам. Алдано-Становой блок стал полностью тектонически когерентным Сибирскому кратону на 1725 млн. лет во время внедрения 3-й фазы гранитов Улканского комплекса.

Проведены аналитические исследования коллекций горных пород на редкие, редкоземельные, рассеянные элементы, золото и платиноиды ряда объектов Монголо-Охотского пояса. Анализ позволил наметить две рудно-магматических системы с промышленным золотым оруденением - Кировской и Березитовой.

На основе новых геолого-геофизических данных (геологические карты третьего поколения, среднемасштабные сводные карты геофизических полей, палеомагнитные исследования, сейсмические и геоэлектрические данные вдоль опорного геолого-геофизического профиля 3-ДВ – участок Южный) построены двух- и трехмерные модели земной коры, ее отдельных тектонических элементов и проведены палеогеодинамические реконструкции. Составлена схема эволюции (последовательности формирования рудных объектов). Результатом исследований является комплексная геолого-геофизическая модель верхней части земной коры Соловьевского рудного района.

Основной задачей первого года исследований являлось проведение рекогносцировочных экспедиционных работ с целью определения наиболее перспективных разрезов для их последующего детального структурно-геологического, петролого-геохимического, литолого- и биостратиграфического, изотопно-геохронологического, палеомагнитного и петромагнитного изучения:

1) совместно со специалистами из Дальнедра и Дальгеофизика проработаны фондовые материалы по району работ в пределах листа № М-52-ХХХ (Облучье) государственной геологической карты масштаба 1:200000 и намечены точки отбора из разрезов кимканской, лондоковской и мурандавской свит, наиболее перспективных для последующего палеомиагнитного изучения;

2) в ходе полевых работ, проведенных совместно с коллегами ИГиП ДВО РАН, опробованы разрезы кимканской, лондоковской и мурандавской свит. Отбор был произведен из 17 точек (сайтов), всего отобрано более 150 ориентированных образцов из осадочных и магматических серий. Для всех опробованных точек определены залегания толщ для последующего введения поправки за наклон пластов;

3) для проверки возможного перемагничивания позднедокембрийских и раннепалеозойских толщ региона отобрана коллекция меловых риолитов из солнечной свиты; все образцы подготовлены для дальнейших палео- и петромагнитных исследований.
2. Проект № 12-11-СУ-08-011 «Минералогия, геохимия, механизмы формирования и металлогения флюидогенных углеродистых систем».

На примере интенсивно метаморфизованных графитовых сланцев Союзного месторождения графита отработана методика визуализации спектроскопии энергетических потерь электронов (EELS image) в просвечивающем электронном микроскопе. С ее помощью установлено, что платина в графите присутствует, распределение ее неравномерное с тенденцией увеличения к краям зерен.

3. Проект № 12-11-УО-08-017 «Золото и платиноиды в процессах гидротермального минералообразования в разных средах и геодинамических обстановках».

Проведены аналитические исследования «черносланцевых» руд месторождений Наталка, Павлик и Ветренское на золото и платиноиды. Несмотря на высокие содержания платины и палладия в арсенопиритах и пиритах (до 25 г/т), анализ руд методом ICP-MS показал их невысокие концентрации.

1. С новых позиций проанализированы тектоника и геодинамика Среднеамурского осадочного бассейна. Бассейн отнесен к типу составных (гибридных), претерпевших четыре главные стадии эволюции: 1) краевой бассейн трансформной континентальной окраины в сочетании с рифтогенезом на краю Цзямусы-Ханкайско-Буреинского массива (поздняя юра-валанжин); 2) задуговой бассейн присдвигового растяжения (апт-средний альб); 3) остаточный постаккреционный бассейн (средний-поздний альб), выполненный нижней морской молассой; 4) рифтогенный бассейн (кайнозой).

2. На основе изучения петрографического и химического состава среднеюрско-нижнемеловых пород Нижнеамурского осадочного басейна установлено, что главная область питания сложена гранитоидами, расположенными на западе и юго-западе, второстепенная – представляет собой фрагменты позднепалеозойско-раннемезозойской континентальной активной окраины.

3. Исследована мезоцикличность верхнетриасово-меловых отложений Буреинского бассейна. В результате для юры установлены главные этапы угленакопления и фазы максимального затопления, во время которых формировались нефтематеринские толщи.

4. Для комплексной интерпретации сейсморазведочных материалов создан ГИС-проект (в среде ArcGIS), в котором были завершены основные структурные построения по газоносному Кындалскому грабену.

5. По результатам литогеохимических исследований 36 проб песчаников реконструированы геодинамические обстановки седиментации в Буреинском бассейне.

По результатам датирования по детритовому циркону, проведенного для Российского Приамурья и внутренней зоны юго-западной Японии, детализированы и конкретизированы палеогеографические реконструкции, датированы возможные области сноса, обоснованы и подтверждены перемещения по сдвигам.

2.6. По соглашениям договорам с зарубежными партнерами
В 2012 году ИТиГ ДВО РАН проводил исследования по 6 Соглашениям с зарубежными партнерами.

1. Соглашение о научном сотрудничестве с Центром углубленного исследования морского керна университета Кочи (Япония) по проекту «Палеомагнитное изучение Буреинского и Западно-Сахалинского прогибов: исследование мезозойской тектонической эволюции конвергентной границы Северо-Западной Пацифики» (регистрационный № 549 от 08.07.09).

В рамках соглашения проведено лабораторное палеомагнитное изучение меловой серии Западно-Сахалинского прогиба с целью установления палеоширот его формирования и изменения их во времени для восстановления характера и масштаба син- и постаккреционных перемещений. По результатам исследований опубликована совместная статья Abrajevitch, A., Zyabrev, S., Didenko, A., Kodama, K. Paleomagnetism of the West Sakhalin Basin: evidence for northward displacement during the Cretaceous // Geophysical Journal International. 2012. Vol. 190. No. 3. P. 1439-1454

В рамках соглашения проведены геолого-геофизические исследования глубинного строения и металлогении юга Дальнего Востока России. Для обсуждения результатов исследований по проекту на декабрь с.г. запланирован визит делегации ученых Шеньянского института геологии и полезных ископаемых в ИТиГ ДВО РАН.

Совместно с институтами ДВО РАН и Институтом сейсмологии и вулканологии Университета Хоккайдо (Япония, Саппоро) продолжены наблюдения за деформационными процессами в зоне взаимодействия литосферных плит в Дальневосточном регионе. Проведены долговременные непрерывные сейсмологические наблюдения на стационарном пункте KHBR (г.Хабаровск).

Результаты совместных исследований реакции геоструктур на катастрофическое землетрясение Тохоку (11 марта 2011 г.; M_w=9.0) по данным GPS/ГЛОНАСС измерений представлены в статье: Shestakov N., Takahashi H., Ohzono M., Prytkov A., Bykov V., Gerasimenko M., Luneva M., Gerasimov G., Kolomiets A., Bormotov V., Vasilenko N., Baek J., Park P.-H., Serov M. Analysis of the far-field crustal displacements caused by the 2011 Great Tohoku earthquake inferred from continuous GPS observations // Tectonophysics. 2012. V.524-525. P.76-86.