Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессыНИР

Geodynamics and global processes

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: Проведен анализ геолого-геофизической информации и установлены особенности проявления ультрамедленного спрединга в зонах дивергентных, трансформных и конвергентных границ плит. На основе метода физического моделирования структурообразующих деформаций в зонах рифтогенеза и спрединга выявлены особенности деформаций неотторженных блоков в процессе перехода от континентального рифтинга к океаническому спредингу. Опубликована монография Ю.И.Галушкина «Non-standard problems in basin modeling» опубликованной в издательстве springer international publishing berlin, heidelberg, london, newyork 2016, 268 p. В которой описаны примеры применения численной системы моделирования осадочных бассейнов к рассмотрению ряда актуальных нестандартных проблем нефтегазовой геологии, которые не рассматриваются в рамках распространённых систем моделирования бассейнов. Хребет Ломоносова в Центральной Арктике является непосредственным продолжением континентальной окраины; гипотетический трансформный разлом в зоне сочленения хребта с шельфом отсутствует. Изотопный состав гафния в цирконах из базальтоидов поднятия Менделеева подтверждает континентальную природу источников магматизма. Рассмотрен период развития междисциплинарных подходов в ХХ веке, который завершился формированием ряда междисциплинарных направлений. Особое внимание обращено на проблему разработки принципов структурирования сложных систем, в частности проблему выделения Социума.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: 1.Проведено численное моделирование истории погружения и изменения температуры осадочных бассейнов Южного Каспия и Западной Сибири (месторождение Ясное). Показано, что вовлечение осадочного блока в процесс утонения литосферы приводит к уменьшению оцениваемых амплитуд растяжения литосферы по сравнению с вариантами растяжения одного фундамента бассейна. 2.На основании анализа геолого-геофизических данных и физического моделирования, выявлены особенности строения и морфоструктурной сегментации рифтовой зоны Аденского залива 3.Экспериментальное изучение аккреции коры для обстановки перехода от континентального рифтинга к океаническому спредингу в условиях меняющихся скоростей спрединга при ортогональном и косом растяжении показало вариации в амплитудах рельефа дна, асимметричную картину аккреции коры и нестабильное поведение оси спрединга. 4.С помощью физического моделирования проведен также анализ характера деформаций блоков континентальной коры частично отделившихся от материнского континента в обстановке перехода от континентального рифтинга к океаническому спредингу. Выделены основные этапы развития островных структур в пределах континентальных окраин. 5.Рассмотрена современная естественнонаучная картина мира как итог всех существующих картин мира. Показано, что каждая новая картина мира закрепляла существующие взгляды на систему общих представлений о фундаментальных свойствах и закономерностях универсума. Подробно рассмотрены все классические картины мира. 6.Показано, что импульсы проградного и ретроградного метаморфизма на разных глубинных уровнях континентальной коры являются главной причиной восходящих и нисходящих движений на дрейфующих плитах. В результате на континентальной коре формируются крупные унаследованно развивающиеся поднятия (кристаллические щиты на древних кратонах) и сверхглубокие осадочные бассейны. 7.Проведено изучение высокоурановых цирконов с использованием атомистического моделирования. 8.Изучение палеозойских прибрежно-морских и морских ихтиокомплексов позволило установить, что ведущими механизмами в онтогенетических и эволюционных преобразованиях родовых и надродовых таксонов панцирных рыб (Placodermi) являлись различные типы гетерохроний, которые обеспечивали эффективную адаптацию этих организмов к изменчивой палеосреде.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: Получены следующие основные результаты. 1. На основе комплексного геолого-геофизический анализ строения рифтовой зоны Срединно-Атлантического хребта (САХ), расположенной к северу и к югу от Азорского тройного соединения выявлены особенности ее морфоструктурной сегментации и проведено физическое моделирование структурообразующих деформаций при косом и ортогональном спрединге с разной прогретостью литосферы, характерных для этих участков САХ. Эксперименты показали, что основные структурные черты рифтовых зон формируются на начальных этапах разрушения литосферы в их осевой зоне. При ортогональном растяжении, характерном для северной ветви САХ, формирование осевых трещин и характер их сегментации в основном зависят от ширины зоны прогрева в зоне рифта и толщины литосферы в ней. При косом растяжении ослабленной зоны в опытах воздействие термической аномалии задавалось шириной области прогрева и толщиной модельной литосферы в ней. Трещины закладываются эшелонировано, с латеральным смещением, как правило, в одну сторону. При широкой зоне прогрева, а, следовательно, и утоненной литосфере длина образующихся трещин и величина смещений между ними увеличиваются, а амплитуда рельефа уменьшается, что характерно для участков расположенных южнее Азор. И наоборот при малой ширине зоны прогрева рифта и увеличении толщины литосферы в ней длина трещин и размеры смещений уменьшаются, а амплитуда рельефа увеличивается. Такие черты характерны для сегментов расположенных еще южнее между т.р. Пико и т.р. Океанограф и далее между т.р. Океанограф и т.р. Хейс. Таким образом, проведенные эксперименты показали, что морфометрические характеристики сегментированных трещин зависят от направления растяжения и толщины литосферы на оси рифта, от ширины зоны прогрева рифта и ее наклона. 2. Проведено экспериментальное изучение взаимодействия продвигающихся рифтовых трещин со структурными барьерами, сложенными блоками литосферы с большей прочностью. Рассмотрены различные варианты взаимодействия рифтовой трещины со структурными барьерами. приводящие к образованию структур перекрытия трещин, разрушению структурного барьера, или смещению трещин вдоль окраины структурной неоднородности. Эксперименты показали, что при наличии структурного барьера с резкими границами (т.е. толщина и прочность барьера значительно отличались от прилегающих участков литосферы) и при продвижении к нему и навстречу друг другу рифтовых возможно образование структур перекрытия ритовых трещин, либо разрушение структурного барьера, либо смещение одной из трещин по резкой границе бьарьера с образованием сдвигового разлома. Такие разломы, как правило, долгоживущие и хорошо просматриваются в структуре новообразованной литосферы. 3. Разработана программа расчёта температур в осадочной толще с формированием и деградации пермафроста и заданием переменного во времени теплового потока в основании осадочной толщи. Проведены расчёты с использованием этой программы для осадочных разрезов сверхглубокой скважины СГ-6 и скв. Уренгойская-411 в Западно-Сибирском бассейне и скв. Куюмбинсая - 12 на Сибирской платформе. Показано, что учёт изменения во времени теплового потока, задаваемого в основании осадочной толщи, в течение периода резких колебаний климата в плейстоцене-голоцене, позволяет более корректно рассчитывать распределения температур и теплового потока с глубиной в осадочной толще бассейнов, приводя их в соответствие со значениями, измеренными в современном разрезе бассейна. 4. Анализ истории погружений в области подводного хребта Ломоносова и в глубоководных впадинах к востоку от него, показывает, что подстилающая их кора имеет континентальную природу. Начальное растяжение фундамента при формировании котловин Подводников и Макарова не превышало 13% и могло обеспечить накопление осадочных толщ мощностью до 2400 м. Чтобы полностью скомпенсировать наблюдаемое погружение в этих впадинах необходимо до 10 км мощности осадков. Поэтому основная часть погружения должна быть обусловлена другим механизмом. Глубокие бассейны сформировались здесь в результате уплотнения пород в нижней коре вследствие метаморфизма. 5. Изучение палеозойских прибрежно-морских и морских ихтиокомплексов в типовых разрезах Северной Евразии и, в частности, изучение морфологической эволюции эуантиарх (Placodermi) позволило выявить новые важные детали морфогенеза представителей этой группы в индивидуальном и историческом развитии. Так, казахстанские аспераспидиды и южно-сибирские тубалепидиды (Placodermi, Euantiarchi: Asperaspididae и Tubalepididae) развивались в результате действия классических механизмов гетерохроний. В онтогенезе преобладали тенденции к замедлению темпов закладки новых элементов скелета, что следует расценивать как реакцию биоты на давление специфических условий среды в прибрежно-морских ареалах. 6. Изучение нового материала по двоякодышащим рыбам из разрезов Главного девонского поля позволило установить важные морфологические особенности строения их челюстного аппарата и реконструировать положение представителей этой группы в трофической структуре сообщества. 7. Палеоэкологическкие исследования конодонтов, обитавших в мелководных палеообстановках внутренних областей Восточно-Европейской платформы позволили усовершенствовать биофациальную модель бассейна и выделить несколько биофаций в верхнедевонских отложениях. На палеобатиметрическом профиле определены области обитания конодонтов: 1) прибрежная (преобладание представителей рода Icriodus); 2) эпипелагическая, заселявшаяся видами-космополитами Icriodus и Polygnathus; 3) придонная область, содержащая ряд уровней, различных по палеоглубинам; 4) пелагическая область – ареал, занимаемый космополитными таксонами рода Palmatolepis. Местная биозональная шкала построена на основе монотаксонной последовательности этого рода. 8. Сравнительный анализ кристалломорфологии высокоуранового и безпримесного циркона, проведенный с использованием атомистического моделирования, показал, что при изоморфном вхождении урана в структуру циркона двукратное увеличение примеси приводит к изменению количества граней и происходит обеднение огранки. Применялся оригинальный набор параметров потенциалов межатомного взаимодействия, и на его основе был проведен расчет свойств поверхности и кристалломорфологии цирконов. Выбраны параметры для проведения серии расчетов с использованием систем Суперкомпьютерного комплекса МГУ. Практическое значение полученных результатов связано с использованием циркона в качестве кристаллической матрицы для иммобилизации высокоактивных радионуклидов, образующихся при утилизации отходов от переработки ядерного топлива. 9. Для обоснования континентальной природы магматических пород поднятия Менделеева продолжены работы по изотопно-геохимическому изучению магматических пород дна, а также выделенных из них цирконов. Опубликованы новые данные по U-Pb датированию, изотопному составу гафния, а также по содержанию редкоземельных элементов в цирконах из этих пород. Молодые магматогенные цирконы из базальтов с поднятия Менделеева с датировками (128 млн. лет) характеризуются отрицательными значениями ԑHf (до −19,49), что отвечает параметрам континентальной коры. Они также значительно обогащены легкими РЗЭ по сравнению с цирконами типично океанических базальтов. 10. С позиций концепции кластерной минерагении проанализированы условия формирования карбонатитовых и медно-никель-платиноидных магматогенных месторождений. Происхождение Норильско-Талнахских месторождений трактуется как единый ядерно-химический процесс эволюции глубинного вещества Сибирского суперплюма. Зональность по Ni, Cu, Co и элементам платиновой группы на месторождениях Норильско-Талнахской зоны - результат миграции литосферных фумарол и магматических расплавов по ранее заложенным ослабленным зонам. В них длительное время продолжались процессы кластерного радиоактивного распада и ядерной диссоциации, вплоть до образования малосульфидных и силикатных расплавов. 11. Проведена апробация инновационных методов для поисков алмазоносных кимберлитовых трубок, перекрытых мощным осадочным чехлом. Опыт работ в пределах Зимнебережного алмазоносного района Архангельской области показал возможность эффективного применения геоэлектрохимических методов и нейтронной съёмки при поисковых работах на алмазы. Над контуром трубок зафиксировано повышение уровня нейтронного потока относительно общего фона. Это позволяет использовать нейтронную съемку для поиска кимберлитовых тел. 12. Рассмотрена история открытия и освоения Джидинского вольфрамо-молибденового месторождения, одного из крупнейших России. Открытие в июле 1932 года Холтосонского месторождения, первого коренного месторождения вольфрама, а затем и других коренных месторождений Джидинской группы, положило начало созданию горнодобывающей промышленности, появлению в этом районе Республики Бурятии обогатительного вольфрамо-молибденового комбината союзного значения, дававшего стране в разные годы от 50 до 100% добываемого вольфрама. 13. Подготовлена к электронному изданию монография "Пути познания нелинейного мира сложных систем", состоящая из четырех частей. В первых трех частях монографии проведено исследование по становлению и развитию естественных наук. Часть 4 монографии дает описание процессов возникновения планеты Земля и превращения ее в сложную нелинейную систему, состоящую из ряда подсистем и ведущую сложный образ жизни по обмену веществом, энергией и информацией как внутри системы, так и с внешними системами космоса. Поведение Земли крайне не линейно. В работе приводится описание картин мира, включая и синергетическую (не классическую). Приведена последовательность возникших картин мира и дано краткое их описание. Каждая предшествующая естественнонаучная картина мира как итог всех существующих картин мира. Показано, что каждая новая картина мира закрепляла существующие взгляды на систему общих представлений о фундаментальных свойствах и закономерностях универсума. 14.Проведен анализ механизмов возникновения тектонических мегацунамигенных землетрясений. Показано, что подобные землетрясения возникают только в зонах косого поддвига литосферных плит под островные дуги. Гипоцентры тектонического мегацунами располагаются вблизи глубоководного желоба строго внизу под передней кромкой невулканической дуги на глубинах 20 - 40 км и, как правило, в зоне передней кромки возникающего мегаблока. Косой поддвиг создает условия для консолидации "клавиш" невулканической дуги в мезо или макроблоки и способствует развитию протяженных зон тектонических разрушений. Происходит взбросо-сдвиг части этих блоков в виде призматического мезо блока. Разломные зоны могут сверхбыстро распространятся на расстояния свыше 1000 км с гиперскоростями разрушения. Так разломная зона от Суматранского землетрясения в 2006 г длиною 1300 км возникла за 8 мин Активная динамика внутри такой призмы затихает, сохраняясь только на его концах. Предложены рекомендации и новая тактика прогноза мегацунамигенных землетрясений.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: 1. На основании обобщения и анализа геолого-геофизических данных выявлены особенности строение трансформных разломов в разных провинциях Атлантического океана, различающихся временем своего образования, особенностями эволюции и термическим состоянием мантии, связанным с наличием относительно горячих и относительно холодных зон. 2.Проведено физическое моделирование структурообразующих деформаций в зависимости от длины смещения осевых зон спрединга по трансформному разлому. Установлено, что величина смещения рифтовыхзон по трансформным разломам является важнейшим параметром для образования структурообразования при сдвиговых деформациях. 3.Проведен анализ геолого-геофизической информации по строению хребта Ломоносова и Евразийской котловины. С помощью физического моделирования рассмотрена модель отторжения узкой полосы континентальной литосферы от материка при наличии разрывного, линейного нарушения на дораскольной континентальной литосфере. Одновременно с экспериментами по моделированию отделения хребта Ломоносова от Евразии, были проведены серии экспериментов, целью которых было изучение структурообразования на ультрамедленном хребте Гаккеля и внеосевого рельефа бассейнов Нансена и Амундсена. Эксперименты подтвердили наличие переуглубленнойрифтовой долины при ультрамедленномспрединге, а также резко расчлененный рельеф в пределах котловин во внеосевых зонах. 4. Проведено физическое моделирование развития рифтовой трещины в условиях гетерогенной континентальной литосферы, в частности, при наличии в ней относительно прочных блоков.Проведены экспериментальные исследования характера изменения геометрии рифтовой зоны при ее «столкновении» со структурными барьерами, на примере развития бассейна Аденского залива. 5.Разработана методика проведения экспериментов по моделированию процесса рифтогенеза в условиях действия горячей точки при использовании конструктивно нового оборудования. Для этого было разработано и изготовлено новое оборудование - локальный источник нагрева (ЛИН) имитирующий деятельность горячей точки или мантийного плюма, создающих термическую аномалию. Были проведены тестовые испытания и затем отработаны методики проведения экспериментов по моделированию процесса рифтогенеза в условиях действия горячей точки. 6. Проведено экспериментальное изучение влияния горячей точки на перескок оси спрединга в сторону молодой континентальной окраины. Деятельность горячей точки формировала термическую аномалию и крупную магматическую провинцию как в модели, так и в природе. В экспериментальных моделях также учитывались неоднородности, соответствующие дораскольной конфигурации континентальных рифтов. Эксперименты показали, что в процессе растяжения происходил перескок спрединговой оси в сторону континентальной окраины и горячей точки, где формировалось смещение рифтовых осей. Дальнейшаяаккреция новой океанической коры в модели приводила к разделению магматической провинции. При этом блок микроконтинента, образовавшийся в процессе перескока оси спрединга удалялся от материнского континента. 7.Проведена оценка распределения температур в осадочной толще, консолидированной коре и мантии с учётом формирования и деградации пермафроста в верхних горизонтах осадочного чехла с учётом процессов эрозии, отложения осадков и перерыва в осадконакоплении. Проведены расчёты для осадочных разрезов сверхглубокой скважины СГ-6. 8.Анализ истории погружений в области подводного хребта Ломоносова и в глубоководных впадинах к востоку от него показывает, что подстилающая их кора имеет континентальную природу. Показано, что погружение в начале миоцена, в результате которого современные батиметрические отметки во впадинах составляют от 3 до 4 км, не сопровождалось существенным растяжением коры. Глубокие бассейны сформировались здесь в результате уплотнения пород в нижней коре вследствие метаморфизма. 9. Установлено, что история развития седиментационных бассейнов на континентальной коре и формирование заполняющих их стратиграфических секвенций в большей мере контролировались региональными тектоническими движениями и практически не зависели от эвстатических событий. В разрезах нижнего палеозоя Сибирской платформы, среднего и верхнего палеозоя Восточно-Европейской и Северо-Американской платформ выявлены высокочастотные тектонические вариации в диапазоне 1–3 млн. лет, сопоставимые по длительности с эвстатическими циклами 3-го порядка и многократно превышающие их по амплитуде. 10.Рассмотрены этапы развития, особенности морфологии и систематика Средне-позднедевонских панцирных рыб (Placodermi:Antiarchi) Северной Евразии (С.В. Молошников).По смене систематического состава, появлению и вымиранию крупных таксонов антиарх, а также по доминированию различных групп в ихтиокомплексах в среднем–позднем девоне выделены три этапа: среднедевонский (I), ранний позднедевонский (II) и поздний позднедевонский (III). 11. Описана первая находка нижней челюсти двоякодышащей рыбы Anchidipterusdariae Krupinagen. etsp. nov. (Dipteridae, Dipnoi) из фаменского местонахождения Билово (Тверская область, Торопецкий район). Морфологические особенности строения челюстного аппарата позволяют реконструировать особенности питания и положение представителей изученной группы в трофической структуре сообщества, где они занимали нишу неспециализированных омнифагов. 12. Установлены критерии для выделения биофациальных комплексов и принципы построения палеоэкологических моделей обитания конодонтов. Предложена модель формирования конодонтовыхбиофаций, основанная на распределении комплексов конодонтов франского яруса (верхний девон, центральные районы Русской платформы). 13.Проведено изучение пермской флоры Тимано-Печорского бассейна и Приуралья (по материалам изучения палеоботанических коллекций Музея землеведения (при участии С.В. Наугольных (ГИН РАН)) 14.Подготовлено к печати учебное пособие, которое представляет собой полевой определитель ископаемых растений пермского возраста, встречающихся в Печорском угольном бассейне в стратиграфическом интервале от нижней до верхней перми. Атлас включает фотоизображения, прорисовки и реконструкции остатков плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных и голосеменных растений. 15. Проведен анализ научного наследия ХристианаПандера – основоположника научной палеонтологии в России.Ранние исследования Х. Пандера по эмбриологии и сравнительной остеологии позвоночных животных в 1-й половине XIX в. привлекли внимание биологов во всем мире. Более поздние работы, посвященные морфологии и систематике древних рыб, положили начало целенаправленным палеоихтиологическим исследованиям в России. Он вошел в историю как один из основоположников научной палеонтологии. В 1856 г. им были открыты и описаны микроскопические зубовидные остатки – конодонты, ставшие со второй половины XX в. важнейшей группой для биостратиграфии палеозойских отложений. 16. Вышла в свет электронная монография "Пути познания нелинейного мира сложных систем", состоящая из четырех частей. В первых трех частях монографии проведено исследование по становлению и развитию естественных наук.Третья часть монографии - «Мир сложных систем и его отображение в экспозиции «Земля во Вселенной» дополнена анализом тепловых источников эндогенной эволюции Земли. Часть 4 монографии дает описание процессов возникновения планеты Земля и превращения ее в сложную нелинейную систему, состоящую из ряда подсистем и ведущую сложный образ жизни по обмену веществом, энергией и информацией как внутри системы, так и с внешними системами космоса. Поведение Земли крайне нелинейно. Выделен тип планетарной самоорганизации, где ведущую роль играют кинематические параметры, так как они обеспечивают в течение почти 4 млрд.лет устойчивость этой системы. 17. Рассмотрены результаты кайнозойских (ларамийских и аттических) этапов складчатости в Украине и на территории Восточной Европы и Ближнего Востока (совместно с С.В.Горяиновым, Харьковский национальный университет). Структурные наблюдения показали резкую смену направлений движения литосферных плит в течение кайнозоя.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: 1. Проведено изучение влияния горячей точки на перескок оси спрединга и формирование микроконтинентальных блоков для районов северо-восточной части Индийского океана и Северной Атлантики. 2. Проведено экспериментальное изучение структурообразования в рифтовой зоне Срединно - Атлантическо-го хребта и трансформных разломов. 3. Проведено экспериментальное изучение взаимодействия продвигающихся рифтовых трещин со структурными барьерами в океанической и континентальной литосфере при наличии трех рифтовых сегментов. 4. На примере южного сегмента Срединно-Атлантического хребта, характеризующимся косым спредингом (≈ 70º) показано изменение морфоструктурной сегментации осевой зоны от нетрансформных смещений к трансформным разломам по мере удаления от тройного соединения Буве в результате изменения прогретости и прочности литосферы. 5. Разработаны новые методики проведения экспериментов для различных режимов работы с локальным источником нагрева, имитирующем горячую точку. 6. На примере осадочных разрезов cкв. СГ-6, Уренгойская-411 и Каменная-8227 проведён численный анализ влияния процессов отложения осадков и их эрозии на формирование зон вечномёрзлых пород, распределение температуры и теплового потока в плиоцен-четвертичное время резких изменений климата. 7. Показано, что глубоководные котловины Подводников и Макарова образовались в результате погружения коры, поверхность которой первоначально располагалась вблизи уровня моря. Обоснована континентальная природа коры, залегающей под котловинами вследствие быстрого погружения в миоцене в результате перехода габброидов в эклогиты и резкого ускорения метаморфизма при инфильтрации в кору мантийных флюидов. 8. На основе изучения морфологии представителей средне-позднедевонских панцирных рыб в ряде субрегионов Восточно-Европейской платформы, проведено уточнение систематического состава и анализ динамики таксономического разнообразия ихтиокомплексов. 9. Проведены исследования по атомистическому моделированию, которые подтверждают, что огранка кристаллов зависит не только от внешних параметров, но и от атомного наполнения и сильно зависит от примесей, входящих в кристаллическую решетку минерала. На базе экспозиции Музея землеведения МГУ разработана универсальная тетрадь-практикум по астрономии для проведения занятий на базе естественнонаучных музеев и средних школ. Тетрадь-практикум соответствует структуре учебного пособия для общеобразовательных организаций «Астрономия».
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: 1. На основании исследования 60 трансформных разломов на отрезке САХ между разломами Чарли-Гиббс и Агульяс выявлены зависимости морфологии трансформных разломов и их распределения в различных провинциях Атлантики от региональных и локальных геолого-тектонических особенностей строения и эволюции каждой из провинций и выявлены основные рельефообразующие факторы трансформных разломов на примере Атлантического океана. 2. Совместно с кафедрой геофизики был проведен анализ потенциальных полей и построены новые плотностные модели строения тектоносферы Сейшельско-Маскаренского плато в его северном, центральном и южном сегментах, а также Мадагаскарского хребта. 3. На основе физического моделирования начато изучение условий формирования Южного сегмента САХ и бассейна Агульяс, расположенного в Южной части Атлантического океана. Предварительные экспериментальные результаты показали, что на развитие бассейна повлияли различные геодинамические процессы, среди которых формирование южного сегмента Срединно-Атлантического хребта (ЮСАХ) в результате перескока оси спрединга и отмирания спредингового хребта Агульяс. 4. Экспериментальное изучение структурообразующих деформаций при формировании Юго-восточного Индийского хребта показало, что важное влияние на его строение и эволюцию оказали термические аномалии горячей точки Амстердам-Сен-Поль и плюма Кергелен. В первом случае влияние горячей точки отразилось в формировании плато Амстердам – Сен-Поль, характерной сегментацией рифтовой оси ЮВИХ и внеосевыми следами, фиксирующими периодичность деятельности горячей точки. Во втором случае, как показали эксперименты «столкновение» развивающегося рифта ЮВИХ с крупной магматической провинцией плато Кергелен привело, к его расколу на два блока: собственно, плато Кергелен и асейсмичный хребет Брокен. 5. Проведено экспериментальное изучение структурообразования в области соединения рифтовой зоны хребта Рейкьянес с рифтовыми зонами Исландии. Изучалась сегментация Рейкьянесской вулканической зоны (ВЗ) Исландии. В опытах ослабленная зона представляла собой два смещенных между собой сегмента, расположенные под углом 60° по отношению к направлению растяжения. Геометрические параметры рифтовых зон в экспериментах повторяли конфигурацию северной части хр. Рейкьянес и Западной вулканической зоны Исландии. Наибольшее соответствие морфоструктурной сегментации п-ова Рейкьянес было выявлено при очень тонкой модельной литосфере. Полученная в экспериментах картина сегментации имеет хорошее сходство с морфоструктурами п-ова Рейкьянес. 6. Подготовлены первые варианты двух научно-учебных роликов о работе лаборатории физического моделирования. 20-ти минутный: «Лаборатория геодинамики» (ссылка https://youtu.be/nD5m-73HwbE). 33-минутный: «Моделирование геодинамических процессов в лаборатории сектора геодинамики» (ссылка https://youtu.be/6OC . 7. Численно восстановлена история изменения температуры и зрелости органического вещества осадочных пород Западно-Сибирского бассейна в районе двух сверхглубоких скважин СГ-6 и СГ-7 в районе Уренгой-Колтогорского грабена. Анализировалось влияние таких нестандартных процессов как интрузивно-гидротермальная активность в бассейне, тектоническое растрескивание пород низов осадочного чехла и фундамента, а также резких колебаний климата в плиоцен-четвертичное время с неоднократным формированием и деградацией зон вечномёрзлых пород (пермафроста), на современные глубинные профили температур и теплового потока в бассейне. Показано, что высокая пористость и трещиноватость пород ответственны за повышенные градиенты температур, наблюдаемые в осадочных породах юры, триаса и перми и кровле фундамента на изучаемых площадях бассейна. Использование нового более корректного кинетического спектра созревания витринита в модифицированном блоке системы моделирования бассейнов ГАЛО позволило заметно скорректировать термическую и генерационную историю бассейна по сравнению с вариантами, представленными в литературе. 8. Разработанная модель термической истории литосферы Западно-Сибирского бассейна использована для анализа изменений теплового потока в осадочной толще бассейна в плиоцен-четвертичное время в районе сверхглубоких скважин СГ-6 и СГ-7 и близлежащего Уренгойского района. Расчёт изменений температуры и теплового потока с глубиной в плиоцен-четвертичное время проведён с использованием новой программы ICE-2020.for, алгоритм которой позволял избежать проблем с заданием теплового потока в основании осадочного чехла бассейна. Получено распределение температур и теплового потока, сформированное под влиянием как резких изменений климата в плицен-четвертичное время, так и изменений теплопроводности пород осадочного разреза и фундамента. 9. Растяжение фундамента в котловине Подводников, согласно проведенным оценкам, не может обеспечить наблюдаемой мощности осадочного чехла и современных батиметрических параметров впадины. При существующей надежности методов интерпретации растяжением можно объяснить не более трети наблюдаемой амплитуды погружения. Растяжение на верхних уровнях чехла не превышает 1–3%. Такая же ситуация, как выясняется, имеет место в юго-западной Пацифике, где достоверно установлен крупный блок континентальной коры, погруженный на глубины от 1 до 4 км («подводный континент Зеландия»). Крупноамплитудные нисходящие движения обусловлены изостатической компенсацией литосферного слоя за счет образования высокоплотных пород в нижней части коры в ходе проградных метаморфических реакций. 10. Надежная биостратиграфическая датировка базальных горизонтов осадочного чехла на Восточно-Европейской платформе (средний-верхний девон) может осуществляться по специфическим группам низших позвоночных – бесчелюстным и панцирным рыбам из семейств Bothriolepididae и Dunkleosteidae. Ареал их обитания в древних эпиконтинентальных бассейнах охватывал широкий спектр континентальных, переходных и прибрежно-морских обстановок. Это позволяет выполнять детальные палеобиогеографические реконструкции и коррелировать разнофациальные разрезы. 11. Изучение разреза на правобережье р. Дон (г. Семилуки) позволило датировать низы семилукского горизонта конодонтовой зоной Ancyrognathus ancyrognathoideus. Верхняя его часть может быть уверенно сопоставлена с зоной Palmatolepis hassi стандартной шкалы. Нижняя часть воронежского горизонта характеризуются обновлением видового состава полигнатусов (появляются Polygnathus alvenus, P. aspelundi, P. evidens и некоторые другие формы), а также Palmatolepis nasuta. В верхнем комплексе воронежского горизонта отмечены виды, позволяющие сопоставлять вмещающие отложения со стандартной зоной Palmatolepis rhenana. Сделанные определения существенно уточняют местные и региональные биостратиграфические шкалы для верхнего девона Восточно-Европейской платформы. 12. Исследование кристаллохимии и морфологии цирконов, выделенных из магматических пород, предоставляет возможность диагностировать природу их источников. Обзор публикаций, имеющихся в российских и зарубежных изданиях, демонстрирует широкие перспективы применения современных аналитических методик. Наиболее актуальным представляется использование редких элементов, твердофазных и газово-жидких включений, определение изотопных систем (Lu-Hf, U-Pb и др.), присутствующих в цирконе. 13. По результатам организованных в Музее землеведения экспедиций (полевых экскурсий) направленных на поиски метеоритов был создан фильм «Метеоритные места России. Полевая экскурсия». Ссылка на видео размещена на официальном канале Музея землеведения (https://youtu.be/0z7eJnksKcE). Итогом полевой экскурсии в Волгоградскую область стала находка индивидуального образца метеорита «Царев» и был создан фильм, размещенный на официальном канале Музея землеведения (https://youtu.be/1CLcXTbmtsI).
7 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: 1. Проведено изучение строения и эволюции микроконтинентов (хребты Ян-Майен, Гренландский и Ховгаард) и погруженных краевых плато (Воринг, Морис-Джесуп и Ермак) в Северной Атлантике. На основании физического моделирования выявлены условия формирования микроконтинентов и краевых плато. Важным фактором формирования краевых плато типа плато Воринг является встречное продвижение двух рифтовых осей, которые образуют область перекрытия, испытывающую вращение как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Впоследствии одна рифтовая ось, расположенная ближе к континенту, отмирает, формируя структуру типа авлакогена и характерный осадочный бассейн. Наличие термической аномалии типа горячей точки (например Исландской) на молодой континентальной окраине (восточной Гренландии) может привести к кинематической реорганизации спрединговых хребтов, выразившейся в перескоке оси спрединга, приводящей к прекращению спрединга на одном хребте (хребет Эгир) и формированию нового спредингового хребта (хребет Колбенсей) на молодой континентальной окраине и отделению от него микроконтинентального блока (хребет Ян Майен). Если же произойдет не полное, а частичное отделение микроконтинентального блока, то сформируется структура погруженного краевого плато. Эксперименты показали, что еще один тип краевых плато может формироваться при взаимодействии спредингового хребта с выступом континентального шельфа, в результате чего эта шельфовая структура может быть разбита спрединговым хребтом на две части (например, сопряженные структуры погруженных плато Морис Джесуп и Ермак). 2. С помощью физического моделирования было проведено экспериментальтное изучение структурообразующих деформаций в разломной зоне Тьёрнес. Было установлено, что ТЗ Тьёрнес формировалась последовательно в два этапа. На первом этапе была сформирована общая конфигурация зоны взаимодействия центров растяжения хр. Колбенсей и Северной ВЗ Исландии в виде перекрытия центров спрединга с вращающимся блоком, между ними. На втором этапе одна из сформировавшихся транстенсивных разломных зон послужила подводящим каналом для магматического импульса Исландского плюма, что привело в конечном итоге к формированию КР Гримсей. Полученные экспериментальные результаты показывают, что основными факторами формирования ТЗ Тьёрнес являются: взаиморасположение спрединговых сегментов, постоянная скорость их растяжения, величина прогрева литосферы на каждом этапе формирования ТЗ, интенсивность и частота прохождения магматических импульсов Исландского плюма и вращение блока микроплиты Гримсей-Тьёрнес. Дальнейшая эволюция ТЗ Тьёрнес может быть связана с развитием косого трансформного разлома или его исчезновением и формированием в данной области искривления рифтовой зоны. 3. Проведена численная реконструкция термической истории литосферы Тимано-Печорского бассейна в районе Коротаихинской впадины для осадочных разрезов трёх скважин: Коротаихинская-1, Лабогейская-15 и Хавдейская-1. Восстановление термической истории бассейна позволило численно оценить историю реализации углеводородного (УВ) потенциала нефтегазоматеринских пород юго-западного борта Коротаихинской впадины северо-востока Тимано-Печорского бассейна. Были оценены степени реализации исходного потенциала генерации УВ основными материнскими породами бассейна (нижнего силура, доманика, турнейского, визейского, артинского и кунгурского ярусов) на Каратаихинской, Лабогейской и Хавдейской площадях и проведено сравнение нефтегазогенерирующих свойств материнских пород бассейна в центральной и южной частях Коротаихинской впадины. По результатам моделирования в соавторстве с И.С. Котиком была представлена статья для печати в журнале «Геохимия». 4. На основе анализа вариаций тектонического погружении бассейна проведена оценка продолжительности и амплитуды термических и тектонических событий в литосфере Тимано-Печорского бассейна, объясняющих такие вариации. Применение модифицированного кинетического спектра созревания витринита, EASY%RoDL, для расчёта отражательной способности витринита позволило существенно уточнить термическую историю осадочной толщи и литосферы изучаемого района. Были определены термические события, ответственные за скачки зрелости органического вещества пород на поверхности несогласия между четвертичными и триасовыми отложениями, и несогласия на границе перми и карбона. 5. В каледонской (ордовикско-силурийской) части плитных чехлов платформ Северной Евразии общий тренд в последовательностях циклов третьего порядка отсутствует. Это следует расценивать как указание на приоритет регионально-тектонических факторов в их формировании. Анализ данных, относящихся к девонской (раннегерцинской) части чехла Восточно-Европейской платформы, показал, что в ее внутренней части смена картины погружения происходила достаточно быстро – за один или несколько миллионов лет. Такую изменчивость в динамике погружения и формирования плитного чехла можно объяснить только плотностными изменениями пород в нижней и средней коре в ходе проградного метаморфизма при воздействии мантийных флюидов. 6. Дрейф литосферной плиты протекал гораздо медленнее осцилляций флюидного потока и не мог обеспечить быстрых перемен в картине формирования осадочного чехла на древнем кратоне. Непостоянство притока флюидов в литосферу определялось собственными параметрами процесса, поставлявшего флюид из мантии. 7. Материалы по панцирным рыбам, изученные в отчетном периоде, дополняют данные по средне-позднедевонской ихтиофауне Восточно-Европейской платформы. Сходство в составе ихтиокомплексов Центрального и Главного девонских полей позволяет использовать остатки ихтиофауны для корреляций и палеобиогеографических реконструкций девонского эпиконтинентального бассейна. Изученные материалы хранятся в фондах Музея землеведения МГУ (колл. № 134). 8. Получена конодонтовая характеристика разрезов Белая Круча и Красное (Центральное девонское поле, Орловская область), рекомендованных в качестве неостратотипа евлановского и ливенского горизонтов верхнего девона. Установленные комплексы сопоставлены с комплексами местных конодонтовых зон мелководно-шельфовых отложений, развитых в районе Воронежской антеклизы. 9. Предложена обобщённая реконструкция для уникальной находки фертильного побега гинкгофита из отложений эскиординской свиты и охарактеризовано ее филогенетическое положение в эволюционной последовательности представителей Ginkgoales. На реконструкции представлена ветвь с билобатными листьями и орторопными семязачатками овоидной формы с микропилярными частями. Особенности анатомического строения реконструированных элементов позволяют предполагать проявление общего тренда в олигомеризации репродуктивных органов в процессе постпалеозойской эволюции представителей Ginkgoales. Изученный экземпляр экспонируется в Музее землеведения МГУ. 10. В палеоценовых разрезах Саратовского Поволжья выделена серия из 12 циклических микропоследовательностей (парасеквенций) мощностью от 1 до 5 м. Толща пронизана разнообразными ихнофоссилиями. Частые смены гидродинамического режима и обстановок осадконакопления проявлены в ритмичности изученных разрезов, в периодическом появлении FPS-профилей с ризолитами, с фрагментами древесины и растительным детритом. Комплексный анализ текстур и ихнофациальный анализ обнаруживают закономерные периодические изменения палеообстановок от осушения и крайнего мелководья до сублиторальной зоны. 11. Морфология циркона в метаморфитах гранулитовой фации характеризуется изометричными очертаниями, зерна имеют секториальную, планарную или облачную зональность. Этот циркон характеризуется низким Th/U отношением. Распределение трейс-элементов в цирконе зависит от содержания граната и условий метаморфизма (проградный, ретроградный). Циркон амфиболитовой фации имеет субгедральные формы и призматическую огранку, зональность в нем отсутствует или проявлена в виде широких зон. Состав характеризуется типичным спектром трейс-элементов, низким торий-урановым отношением и повышенным содержанием тяжелых РЗЭ, а также наличием положительной Ce- и отрицательной Eu-аномалий. В анатектических мигматитах присутствует типично субгедральный или эвгедральный циркон, с незональным строением, иногда с планарной или осцилляторной зональностью и очень низким Th/U отношением (<0.1). Для рекристаллизованного циркона также характерно низкое Th/U отношение. Магматическая осцилляторная зональность может присутствовать в доменах. В режиме катодолюминесценции наблюдается типичное разделение ядро-кайма. Ядра обладают магматической зональностью, в то время как каймы гомогенны и характеризуются более низкими содержаниями REE и Th/U отношениями, чем ядра. Это объясняется тем, что каймы сформированы под действием рекристаллизации, в то время как ядра имеют магматический протолит. 12. Были организованы и проведены полевые экспедиции в Волгоградскую область (метеоритный дождь Царев) и Ростовскую область (Каменская астроблема) с целью изучения мест падения и поиска метеоритов для пополнения коллекции Музея землеведения МГУ и создания видеофонда метеоритных мест России. Итогом экспедиций стало пополнение коллекции Музея осколком метеоритного дождя «Царев» и аллогенными брекчиями, а также были смонтированы два видеоотчёта по итогам экспедиций. Ссылки на видео размещены на официальном канале Музея землеведения (https://www.youtube.com/watch?v=fxNnt_3qzrg, https://www.youtube.com/watch?v=oqaYc7kwLUU).
8 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: 1. С помощью физического моделирования было показано независимое друг от друга развитие рифтовых зон Исландии и примыкающих спрединговых хретов. Однако их внутреннее строение и структурная сегментация во многом определяются взаимодействием друг с другом. Взаимодействие рифтовых зон с прилегающими спрединговыми хребтами выражается в образовании двух вращающихся блоков, причём в северной части блок меньших размеров вращается против часовой стрелки, а в южной – по часовой стрелке. Полученный результат свидетельствует о том, что формирование всех рифтовых зон Исландии и, отчасти, примыкающих СОХ контролируется Исландским плюмом и происходит в условиях очень малой толщины хрупкого слоя литосферы. Отображённая в модели асимметрия термического влияния Исландского плюма может быть объяснена различными плотностями вещества верхней мантии под хр. Рейкьянес и хр. Колбенсей. То есть экспериментально была показана справедивость гипотез, подробнее рассмотренных выше, которые объясняют асимметрию влияния Исландского плюма различиями плотностной структуры подстилающей литосферы. 2. Построена кривая изменения палеоклимата Южно-Карского бассейна за последние 250 млн лет, необходимая для численной реконструкции его термической истории. Проведена численная реконструкция термической истории осадочной толщи и фундамента бассейна Южно-Карской впадины в районе четырёх скважин: Университетская, Русановская, Ленинградская и Харасавейская и трёх псевдоскважин (ПС-1, ПС-2 и ПС-3) с применением пакета моделирования бассейнов ГАЛО 3. Численно реконструирована эволюция криолитозоны и зоны устойчивого существования метановых газогидратов в районе четырёх скважин Университетская, Русановская, Ленинградская и Харасавейская была Моделирование показало, что максимальное проникновение пермафроста было во время длительной криохроны около 2800 тысяч лет, когда глубина основания зоны вечномёрзлых пород колебалась от 700 м на Университетской площади 190, 130 и 220 м для Университетской, до 510 м на Харасавейской. Глубина основания зоны устойчивости метановых газогидратов достигала 1200 и 850 м на указанных площадях. В настоящее время мощность зоны мёрзлых пород составляет по нашим оценкам 100, 190, 130 и 220 м на Университетской, Русановской, Ленинградской и Харасавейской площадях, соответственно. Зоны устойчивого существования метановых газогидратов на указанных площадях в настоящее время не существуют. 4. Разработана программа SDD3-35 на языке FORTRAN для расчёта выхода различных фракций УВ (интегральной, трёх (нефть, газ, кокс) -, четырёх (тяжёлая нефть, лёгкая нефть, газ и кокс) – и пяти (тяжёлая нефть, лёгкая нефть, жирный газ, сухой газ и кокс) – фракционных моделях в процессе экспериментального пиролиза незрелого образца материнской породы, то есть в процессе его нагревания в установке открытого пиролиза (Rock Eval) или в процессе замкнутого пиролиза с постоянной и переменной температурой. 5. Проведена численная реконструкция термической истории осадочной толщи и фундамента бассейна Южно-Карской впадины в районе четырёх скважин Университетская, Русановская, Ленинградская и Харасавейская и трёх псевдоскважин (ПС-1, ПС-2 и ПС-3) и рассчитаны вариации тектонического погружения бассейна в районе моделируемых скважин и псевдоскважин. 6. На основе анализа вариаций тектонического погружении бассейна проведены оценки продолжительности и амплитуд термических и тектонических событий в литосфере Южно-Карской впадины и оценено влияние этих событий на термический режим бассейна и изменение степени созревания органического вещества предполагаемых материнских свит бассейна. 7. Мощность мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Западно-Сибирского бассейна существенно превышает геометрические параметры растянутого субстрата, медленно погружающегося в процессе пострифтового остывания. Погружение было в основном вызвано другим процессом – увеличением плотности пород в нижней коре в результате проградного метаморфизма. 8. В результате проведенного анализа систематического состава и стратиграфического распространения на основе доступных коллекций и литературных данных по эуантиархам Казахского нагорья, Алтае-Саянской и Тянь-Шаньской складчатых областей выделены три этапа в развитии этой группы: I – среднедевонский, II – ранний позднедевонский, III – поздний позднедевонский. Этапность устанавливается по смене систематического состава, появлении и вымирании крупных таксонов и доминировании различных групп антиарх в ихтиокомплексах. 9. Материалы, собранные из биловского местонахождения, дополняют данные по позднедевонским ботриолепидидам ГДП. Остатки биловского Bothriolepis sp., учитывая особенности строения осевых структур на их внутренней стороне, возможно, принадлежат новому таксону, что покажут дальнейшие работы по сбору и изучению новых материалов из этого местонахождения. 10. Критерии, разработанные для выделения биофациальных комплексов в верхнедевонских отложениях внутренних областей Восточно-Европейской платформы, и принципы построения палеоэкологических моделей среды обитания конодонтов могут быть использованы для других групп ископаемых организмов и для других интервалов хроностратиграфической шкалы. 11. Циркон из пород амфиболитовой фации имеет субгедральные формы и призматическую огранку. Зональность в режиме катодолюминесценции в нем отсутствует или проявлена в виде широких зон роста. Этот циркон имеет типичный спектр трейс-элементов, относительно обогащен тяжелыми РЗЭ, характеризуется положительной Ce- и отрицательной Eu-аномалиями. В условиях гранулитовой фации минерал имеет секториальную, планарную или облачную зональность. Распределение трейс-элементов связано с ростом содержания граната в модальном составе породы и зависит от тренда метаморфизма (проградный, ретроградный). Циркон из анатектических мигматитов – типично субгедральный или эвгедральный, незональный, иногда с планарной или осцилляторной зональностью. Содержание трейс-элементов сходно или ниже, чем в доменах, может быть с очень низким Th/U отношением (<0.1). Рекристаллизованный циркон, как правило, незональный или частично зональный. Магматическая осцилляторная зональность может присутствовать в доменах. В режиме катодолюминесценции наблюдается разделение на ядро и кайму. Ядро обладает магматической зональностью, кайма гомогенна и характеризуются более низкими, чем в ядре содержаниями РЗЭ и Th/U отношением. 12. Были организованы и проведены полевые экспедиции в Волгоградскую область (метеоритный дождь Царев) и Ростовскую область (Каменская астроблема) с целью изучения мест падения и поиска метеоритов для пополнения коллекции Музея землеведения МГУ и создания видеофонда метеоритных мест России. В ходе поисковой экспедиции в Волгоградскую область Винник М.А. обнаружил фрагмент метеоритного дождя Царев. Итогом экспедиций стало пополнение научно-учебных коллекций Музея осколком метеоритного дождя «Царев» и конусами сотрясения, а также был смонтирован видеоотчёт, который размещен на официальном канале Музея землеведения.
9 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа:
10 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа:
11 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".