НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Общая и региональная геология, петрология и вулканология
Проведено комплексное сейсмотектоническое исследование тектонических структур Сибирской платформы и ее складчатого обрамления с целью выявления региональных закономерностей процессов деструкции земной коры и динамики формирования очаговых зон сильных землетрясений. Проанализированы данные по геолого-геофизическому строению, новейшему структурному плану, количественным характеристикам новейших и современных тектонических движений. С учетом активности и направленности геодинамических процессов разработаны региональные принципы классификации неотектонических структур с обоснованием дифференциации их на классы. Рассмотрены наиболее активные сегменты Верхоянского краевого шва и Байкало-Становой складчатой системы, которые оказывают динамическое влияние на стиль тектонических деформаций смежных участков Сибирской платформы, где расположены стратегические месторождения полезных ископаемых Республики Саха (Якутия). Установлено, что наиболее активизированные структуры Сибирской платформы расположены в зонах динамического влияния контактных краевых швов. Они контрастно выражены в градиентном поле новейших вертикальных тектонических движений, но характеризуются мозаичным расположением средних и низких значений современных скоростей. На уровень их сейсмической активизации и кинематический тип сейсмотектонических деформаций моделирующее влияние оказывают глобальные геодинамические процессы, происходящие на границах Евразийской, Североамериканской и Амурской литосферных плит. Слабо активизируемые структуры Сибирской платформы, характеризующиеся наибольшими значениями скоростей современных движений, имеют гетерогенный генезис. На динамику формирования этих высокоградиентных зон деформаций, возможно, оказали влияние гляциоизостатические движения. При оценке степени геодинамической активности новейших структур необходимо рассматривать все факторы, которые ответственны за сейсмогеодинамические процессы, включая накопление тектонических напряжений и интенсивность сейсмических событий.
Приводятся результаты изучения строения, магматизма, Au–Agи Ag–Pb–Zn-минерализации Чепчугинского рудного узла, расположенного в Мюнкюленской минерагенической зоне центральной части Верхояно-Колымской минерагенической провинции. Рудный узел локализован в протяженном широтном выступе кристаллического фундамента между слабоэродированными массивами, проявленными гравитационными минимумами и положительными локальными магнитными аномалиями зон контактового метаморфизма. В структурном отношении рудный узел приурочен к пересечению Сунтарским региональным разломом Чепчугинской антиклинали. Изучение даек показало широкое петрографическое разнообразие слагающих их пород (спессартиты, диоритовые порфириты и риолит-порфиры). Геохимически магматические породы рудного поля специализированы на литофильные элементы (B, Ba, Cr, Nb, Sc, Sr, V, Zr), содержания халькофильных (Cu, Gе, Sn, Zn, Pb) и сидерофильных (Ni, Co) элементов значительно ниже. Выделены ранняя пирит-арсенопиритовая, средняя полиметаллическая и поздняя серебро-сульфосольная минеральные ассоциации. Характерно широкое развитие и разнообразие гипергенных минералов, что позволяет предполагать значительную распространенность в первичных рудах ниже зоны гипергенеза минерализации галенита, арсенопирита и сульфосолей. Установлена различная минеральная специализация участков Гайдар и Чепчуга. На участке Гайдар развит Au–Ag-тип минерализации с самородным золотом в кварцевых жилах и зонами окисления по серебросодержащим рудам. На основании развития в рудах касситерита, канфильдита, акантита, сульфосолей Pb, Ag и Sb, предполагается близость оруденения участка Чепчуга к месторождениям серебро-полиметаллического типа. Металлогенический облик рудного узла связан с его положением в тылу окраинно-континентальных титон-раннемелового Удско-Мургальского и альб-позднемелового Охотского-Чукотского вулканоплутонических поясов.
Mineral assemblages and processes occurring in olivine-pyroxenites, andesite, and dacite volcanic settings of the Kildyam Late Jurassic complex in Central Yakutia are investigated. The methods involved in the study include detailed sensing and mapping using ESRI ArcGis.Imagery Service, field observations, minerals and glass identification, recognition of vesicle composition. The results obtained in the study support the igneous vapor transport of ore elements in the andesitic system and imply preconcentration of iron, copper and ± gold and silver during lava solidification into magnetite rich lava flows. The major components of the Kildyam andesite alloys are Fe, Cu, Sn, Pb, Zn, and Ag. Alloy element maps show a covariance of Cu±(Zn, Sn, Ni, Fe), and Ag concentrations varied independently. This research confirmed that tholeitic trend of iron-rich olivine-pyroxenites evolve towards two immiscible liquids: (1) magnetite lava, and (2) melilitite matrix. Further evolution leads to the separation of native iron and the transition of lavas to the calc-alkaline trend. Petrographic and microprobe studies confirmed the liquid immiscibility in silicate melts during crystallization. Immiscible liquids are preserved as globules of one glass in another in andesites and as melted inclusions of native iron in the matrix, clinopyroxene and plagioclase phenocrysts. The vesiclehosted alloys and sulfides provide significant new data on metal transportation and precipitation from hightemperature magmatic vapors. During syneruptive vapor phase exsolution, volatile metals (Cu–Zn, Fe–Al– Cu, Ni–Fe–Cu–Sn) and Ag–Cu sulfides contribute to the formation of economic concentrations.
В статье представлены результаты полевых палеонтологических исследований в рамках программы НИР «Биологические аспекты фауны мамонтов», проведенных в Усть-Янском районе Республики Саха (Якутия) на берегу термокарстового озера Булгунньяхтах в 2013 г. В работе отражена история исследования мамонтовой фауны в Якутии и затронуты вопросы изучения фауны крупных млекопитающих в целом. В ходе полевых работ на этом местонахождении было найдено более 200 экземпляров костных остатков крупных млекопитающих мамонтовой фауны верхнего неоплейстоцена северо-востока Евразии: Mammuthus primigenius (Blumenbach, 1799); неоплейстоценовая лошадь – Equus lenensis Russanov, 1968; шерстистый носорог – Coelododnta antiquitatis Blumenbach, 1799; первобытный бизон – Bison sp.; овцебык – Ovibos sp.; северный олень – Rangifer tarandus Smith, 1827; благородный олень – Cervus canadensis cherskii; лось – Alces alces L.; волк – Canis lupus L. Также рассматриваются возможные причины и сезон гибели этих животных в данной местности в каргинское время позднего неоплейстоцена и возможные причины формирования подобных местонахождений на севере Якутии.
НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение
Целью проведенного исследования является уточнение происхождения и возраста ориентированных форм рельефа и слагающих четвертичных отложений, распространенных на южном побережье западного сегмента моря Лаптевых. Задача выполненного исследования состояла в установлении распространения ориентированных форм рельефа, их типизации и определении состава и возраста слагающих отложений, генезиса и причин формирования выявленных форм. В качестве основных методов в работе были использованы: 1) дешифрирование космических снимков высокого разрешения SAS Планета – пакета ESPI Arc GIS Landsat; 2) об общение опубликованных материалов по геоморфологии и четвертичным отложениям при выполнении работ по базовой теме ИМЗ СО РАН «Закономерности развития береговой и подводной мерзлоты в морях Лаптевых и ВосточноСибирском»; 3) полевые маршрутные исследования, проведенные В.Б. Спектором в разные годы в устьевой области р. Лена, на западном побережье моря Лаптевых при выполнении научных программ ИМЗ СО РАН, а также совместных исследований с Институтом географии РАН (рук. М.Г. Гросвальд) и Стокгольмского университета (профессор Карлен Вибьерн). Установлено, что территория побережья морей Лаптевых и ВосточноСибирского представляет собой скэбленд – геоморфологический ландшафт, созданный гидросферной катастрофой. Гидросферная катастрофа (мегафлад) произошла, вероятно, в результате выхода из берегов ледниковоподпрудного озера, сформировавшегося в плейстоцене перед шельфовым ледником, игравшим роль плотины. К отложениям катастрофических потоков (дилювию) отнесены площади перекомпенсированного осадконакопления – песчаные образования высоких островов дельты р. Лена, нижняя часть тукуланной свиты, распространенной на равнинных территориях Средней Сибири, водораздельные покровные супеси, суглинки и пески с галькой. Площади развития скэбленда представляют собой территории распространения параллельных ложбин, ориентированных гряд, гигантской ряби, крупных структурно организованных форм рельефа. В районе бухты Тикси установлено распространение краевых образований шельфового ледника: ледниковых отложений, экзарационных полей, друмлинов, ложбин выпахивания, сквозных долин, гляциотектонических морен.
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ. Экология
Для целей мониторинга состояния лесных экосистем наиболее эффективно использование возможностей дистанционных методов. На мультиспектральных космических снимках Landsat территории государственного природного заповедника «Олекминский» выделены фрагменты лесов площадью 34,484 км2 (масштаб 1:24000) с различной нарушенностью от пожаров. Затем были сохранены полигоны по трем уровням детализации – 4, 16, 64 с масштабами 1:12000, 1:6000, 1:3000. При дешифрировании проводилась неуправляемая классификация фрагмента, полигонов методом ISODATA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technigue) на 2, 4 класса. Были построены кривые распределения значений индексов лесистости для полигонов 3-го уровня детализации. Характер кривых распределения значений нарушенных полигонов отличаются от нормального, тогда как у ненарушенных близки к нормальному распределению. Расчет коэффициента корреляции между рядами значений индексов по годам показал, что на всех трех уровнях детализации коэффициент корреляции ненарушенного полигона в 5–10 раз выше, чем нарушенного. Дана оценка нарушенности лесных экосистем по показателям тематической разности пикселов и индексу лесистости. По результатам классификации на четыре класса была проведена статобработка с расчетом показателей разности и подобия полигонов – дисперсии генеральной совокупности и теста Фишера (F-тест). Рассмотрены результаты изменения дисперсии генеральной совокупности и F-теста на разных уровнях детализации.
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ. Биологические ресурсы
В представленном сообщении проведен сравнительный анализ ритмики зимней спячки двух филогенетически удаленных облигатных зимоспящих видов, семейства Erinacedae и Sciuridae. Проанализированы материалы от 12 особей длиннохвостых сусликов (Spermophilus undulatus Pallas, 1778). Сравнительные материалы по белогрудым ежам (Erinaceus roumanicus Barrett-Hamilton, 1900) получены от 13 особей. Динамика ритмов зимней спячки у S. undulatus и roumanicus однонаправленна. Наиболее продолжительные периоды гипотермии отмечены в январе–феврале. Зимняя спячка у ежей по общей продолжительности на 30 % выше, чем у сусликов. Общая продолжительность состояния гипотермии у ежей на 25 % больше, чем у сусликов. Средняя длительность периодов гипотермии у ежей на 40 % меньше, чем у сусликов, а их количество в 2,5 раза больше. Продолжительность нормотермии у ежей на протяжении спячки в 3 раза выше, чем у сусликов. Средняя продолжительность нормотермии при пробуждениях на 20 % больше чем у сусликов. У ежей доля нормотермии от общего времени спячки составляет 12,6 % у длиннохвостых сусликов 5,9 %.
Проанализированы сроки основных фенологических событий и некоторые сопряженные с ними черты экологии сибирского углозуба (Salamandrella keyserlingii) в нескольких удаленных популяциях в холодном морском, экстраконтинентальном и арктическом климате на северо-востоке Азии. Показано, что популяции закономерно различаются по продолжительности сезона активности: на охотоморском побережье у Магадана он почти в полтора раза длиннее (4–4,5 месяца), чем в континентальных популяциях и на Чукотке (3–3,5 месяца). Вместе с тем, cроки начала и окончания ключевого момента биологии – размножения, предельные даты, динамика и общая его продолжительность в прибрежных и континентальных популяциях могут совпадать (при существенном варьировании каждого показателя в зависимости от погоды конкретной весны). Даты и интенсивность выхода отнерестившихся углозубов из водоемов различаются: в одних континентальных популяциях и на арктическом побережье они задерживаются в воде до августа, в других континентальных – выходят уже через месяц после начала размножения, как и на юге Северо-Востока. Сроки эмбрионального и личиночного развития даже при совпадении дат откладки икры варьируют – существенно различаются в расположенных рядом водоемах и совпадают в удаленных популяциях региона и даже ареала. Метаморфоз и выход сеголетков на сушу в самых южных популяциях региона начинается примерно на две недели позже, чем в континентальных и арктических. Размеры метаморфов могут значительно варьировать как в удаленных районах, так и в расположенных рядом водоемах или в одном и том же водоеме в разные годы; в ряде случаев они сопоставимы с размерами сеголетков из других частей ареала. Таким образом, большее влияние на рассматриваемые характеристики, несомненно, оказывает многообразие климатической и микроклиматической составляющих, чем географическое положение популяций.
На основе оригинальной, разработанной автором, методики стандартных флор приводятся данные по количественной оценке разнообразия сосудистых растений на единице площади (1 км2) в горных системах Северо-Восточной Якутии. Характеризуются три стандартные флоры, заложенные в системе хребта Тас-Кыстабыт и в Оймяконском нагорье. Разнообразие сосудистых растений оценивается в 95 таксонов/км2 – в северо-западной оконечности хребта ТасКыстабыт (СФ «Нельканский перевал»), в 198 таксонов/км2 – в Оймяконском нагорье, близ юговосточной оконечности хребта Тас-Кыстабыт (СФ «Куранах-Сала») и в 164 таксона/км2 – в Оймяконском нагорье, близ восточной границы хребта Сунтар-Хаята (СФ «Лабынгкыр»). Несмотря на относительную географическую близость, сравниваемые флоры проявляют существенную самобытность. Общими для всех трех стандартных флор являются лишь 32 вида и 1 разновидность. Коэффициент Жаккара, характеризующий степень сходства сравниваемых флор, показывает наибольшее сходство более богатых и ближе расположенных стандартных флор «Куранах-Сала» и «Лабынгкыр» (0,321). При этом сходство наиболее удаленных стандартных флор «Нельканский перевал» и «Лабынгкыр» выше (0,233), чем стандартных флор «Нельканский перевал» и «КуранахСала» (0,201), что объясняется их более высокогорным положением и соответствующим набором видов.
Исследовано влияние бактериальных культур, выделенных из многолетнемерзлых пород (ММП), на солеустойчивость двадцатидневных проростков овса сорта Тюменский голозерный. Для исследования был применен один штамм (10-50-TS2) вида Achromobacter spanius, три штамма рода Bacillus: 875-TS вида Bacillus cereus, 312-TS и 2-06-TS1 вида Bacillus megaterium. Проведен вегетационный эксперимент на засоленном кварцевом песке в лабораторных условиях. Рассчитаны коэффициенты корнеобеспеченности и симметрии проростков, исследованы количество пигментов фотосинтеза в зеленой части растения. По результатам проведенного эксперимента оценено положительное влияние бактериальных инокулятов на некоторые измеряемые параметры проростков: все четыре штамма стимулируют увеличение количества корней, также в двух вариантах (10-50-TS2, 2-06-TS1) увеличена масса корней, в варианте с использованием штамма 10-50-TS2 отмечено увеличение длины корня. Рассчитанные коэффициенты корнеобеспеченности и симметрии позволяют сделать вывод о повышении солеустойчивости проростков в варианте с применением штамма 10-50-TS2. Анализ содержания пигментов фотосинтеза показал, что в трех вариантах (875-TS, 312-TS, 2-06-TS1) было повышенное содержание каротиноидов, содержание зеленых пигментов выше контрольного отмечено в варианте 10-50-TS2. Проведенное исследование позволило отнести штамм 10-50TS2 (Achromobacter spanius) к широкой группе PGPB и предположить возможность его применения в качестве основы для создания биопрепарата, повышающего устойчивость растений, произрастающих на засоленных почвах.
МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. Материаловедение
Бурно развивающееся сегодня освоение арктических регионов требует повышенного внимания исследователей к проблеме климатического старения полимерных композитных материалов в условиях экстремально холодного климата. После двухлетнего климатического старения в условиях экстремально холодного климата г. Якутск базальтопластика (БП) на основе базальтовой ткани БТ-11П-кв-12 и стеклопластика (СП) на основе стеклоткани Ортекс 560, пропитанных трехкомпонентным связующим, состоящим из эпоксидного полимерной матрицы ЭД-22, отвердителя Изо-МТГФА и ускорителя Агидола 53, обнаружены признаки деструкции связующего в поверхностном слое: в виде растрескивания глубиной до 1 мкм в БП и до 4 мкм в СП; в виде оголения волокон и единичных углублений не более 30 мкм. Сравнением морфологии поверхности лицевой и обратной сторон пластиков показано, что СП больше подвержен солнечному излучению, чем БП, в результате чего открытая пористость у СП оказалась в 2 раза больше, чем у БП. Обоснована применимость модели сорбции влаги, состоящей из закона Фика для диффузии при постоянных или релаксационных граничных условиях, при стационарных термовлажностных условиях. Показано, что после старения коэффициент диффузии у пластиков увеличился в 5 раз. При всем этом после 2-летнего изучаемого климатического старения наблюдается увеличение механических показателей пластиков. Таким образом, изменение рассчитанных величин, характеризующих деструкцию поверхностного слоя пластиков, может служить количественной оценкой для диагностики начальной стадии климатического старения пластика.
В настоящее время для упрочнения и восстановления деталей техники в ремонтном производстве широко применяются высокоэнергетические технологии нанесения износостойких порошковых покрытий. Физико-механические свойства и структура покрытий существенно влияют на их эксплуатационные характеристики при трении с металлической поверхностью металлического контртела – детали машин и механизмов. Поэтому для оценки износостойкости пары трения необходимо установить влияние структуры и свойств порошковых покрытий на фрикционное взаимодействие с материалом контртела. Следует выявить, как особенности свойств и структуры покрытия будут проявляться в процессах изнашивания обеих контактных поверхностей трения. В работе методом металлографического анализа и профилометрии изучены контактные поверхности при трении скольжения износостойких покрытий с модифицирующими добавками корунда Al2O3, ультрадисперсных шпинелей CоAl2O4 и CuAl2O4 с контртелами из различных материалов – твердого сплава ВК6, сталей марок ШХ15 и Ст6. Установлены основные механизмы повреждения контактных поверхностей трения. Показано, что изнашивание и формирование профилей контактных поверхностей зависит от соотношения износостойкости покрытия и контртела. Для описания трения порошкового покрытия с металлическим контртелом при установившемся изнашивании разработана статистическая модель на основе биномиального распределения удаленных частиц износа обеих контактных поверхностей.
КОНФЕРЕНЦИИ
ISSN 2686-9683 (Online)