Preview

Природные ресурсы Арктики и Субарктики

Расширенный поиск
Том 25, № 2 (2020)
Скачать выпуск PDF

НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Общая и региональная геология, петрология и вулканология

7-26 103
Аннотация

In the northern sector of the Verkhoyansk fold system, tectonic structures are separated by crustal geoblocks of different ages, which belong to the Siberian platform and the Mesozoic Laptev Sea plate. These geoblocks are key objects of studies aimed at clarifying the evolution of the transitional ‘continent-shelf’ zone of the Arctic boundary between the Eurasian and North American lithospheric plates. Our study focused on the northern sector of the Verkhoyansk fold system and aimed to clarify regularities of seismotectonic destruction of the crust. We analyzed the seismotectonic data on neotectonic structures located in the Kharaulakh segment and the Lena River Delta, geological and geophysical structural features, active faults, modern structural plans, and the dynamic characteristics of the present-day terrain. Based on the comprehensive analysis of the study results, we identified for the first time a system of conjugated active strike-slip faults that reflect the structural plan of the northern sector of the Verkhoyansk fold system. In the sublongitudinal direction along the Ust-Lena right-lateral strikeslip fault, a structural boundary is traced as a major element of the kinematic plan of the modern structures, which predetermines the seismotectonic parameters of the zones of increased seismic activity. In small-scale geological and tectonic maps, as well as in satellite images, the Ust-Lena fault is structurally manifested from the Lena River Delta to the Orulgan segment of the Verkhoyansk fold system. The Bulun fields of earthquake epicenters (Mw = 6.8–7.0) and a wide zone of seismic dislocations varying in genesis are located at the southeastern termination of this fault. We analyzed the state of crustal stress across the study area using the tectonophysical data on the Late Cenozoic rupturing and folding deformations along with seismological data, and conclude that this is a unique transitional region wherein the mid-oceanic and continental crustal structures are conjugated, and the tectonic stress field changes from extension to compression. This study clarifies the kinematic plan of the modern structures in the shelfcontinent transition zone of the Arctic boundary between the Eurasian and North American lithospheric plates. The study results can be useful for Arctic shelf development projects of Russian and foreign companies.

27-46 91
Аннотация

A Kildyam Volcanic Complex was discovered in the natural outcrops and quarries of the Kangalassky terrace in the left bank of the Lena River 26 km north of Yakutsk. The manifestations of volcanism are represented by magnetite rich lava flows, agglomerate, pyroclastic breccia and tuff of andesites and dacites. Kildyam iron oxide deposit has been interpreted as lava flows and feeder dykes formed from ironrich pyroxenite magma as a result of liquid immiscibility. Associated with andesitic lavas mineralization occur as massive, taular bodies and stratified pyroclastic ores. Our research confirmed that tholeiitic trend of iron-rich pyroxenites evolves towards two immiscible liquids – magnetite lava and melilitite matrix. Further evolution leads to the separation of native iron and the transition of lavas to the calc-alkaline trend. Immiscibility of iron- and silica-rich melts during andesitic volcanism led to the formation of exotic varieties of magnetite-rich volcanic rocks. Fe-Ti-spinel mineral group is widespread at the Kildyam Volcanic Complex in the host andesite and in the local magnetite orebodies. The presence of native iron liquids as melt inclusions in clinopyroxene and plagioclase phenocrysts, magnetite- and silica-rich globules in andesite matrix, demonstrates the occurrence of liquid immiscibility in the early stage evolution of tholeiitic magmas. Lava flows saturated with native iron, magnetite, troilite and pyrite, native iron usually spherical in shape. According to microprobe analysis native iron contains Co – 0.04–2.89 %; Ni – 0.01–1.09 %; Pt – up to 1.45 %; Ir – up to 2.97 %; Pyrite contains Au – 0.11–2.25 %; Pt – 0.57–2.88 %; Ag – 0-1.18 %; Troilite contains Au – 0–3.15 %; Pt – 0–2.02 %; Ag – 0–1.68 %. In some parts of lava flows the amount of the magnetic fraction reaches 25–37 % of the total volume. In andesitic variolithic lavas the Pt content determined by the ICP-MS method – 0.11 g/t. A mineral phase enriched in Au (6.85 %) and Hg (2.94 %) was diagnosed in the Fe2TiO4 – MgAl2O4 spinelide. On the flanks of the volcanic field, alluvial gold is known in the Zolotinka stream (Cape Kangalassky) and in Paleogene sediments, discovered by the KhatyngYuryakh quarry 8 km from the center of Yakutsk by A.P. Smelov and A.A. Surnin. Most of the analyzed gold fineness varies from 846 to 996. Among high-fineness gold there is an Ag alloy – electrum which is typical for gold-silver mineralization. Discovered andesite associated iron-oxide ± gold and silver mineralization in Central Yakutia allows to refer it to analogous El Laco deposit in High Andes.

47-57 127
Аннотация

Впервые в мире обнаружен уникальный алмаз, внутри которого, в полости, свободно перемещается алмаз меньшего размера. Кристаллы детально изучены методом рентгеновской микротомографии, что позволило построить их трехмерные модели, детально установить морфологические особенности как алмаза-хозяина, так и алмаза-узника, а также определить вес каждого из них. На диаметрально противоположных поверхностях алмаза-хозяина имеются два сквозных канала, которые ведут в полость, внутри которой находится алмаз-узник. В каналах содержится барит, причем один из каналов герметично закупорен этим минералом. На входе в полость оба канала сужаются и имеют диаметр около 0,1 мм. Морфология внутренних стенок полости приближенно соответствует морфологии поверхности внутреннего алмаза. Согласно результатам инфракрасной спектроскопии, алмаз имеет высокое содержание структурной примеси азота 1 250 at. Рpm. С помощью рамановской конфокальной спектроскопии проведено интегральное объемное картирование, в результате которого послойно реконструировано внутреннее строение алмаза. При исследовании люминесценции с помощью лазера с длиной волны возбуждения 337 нм установлено, что оба алмаза имеют однородное розово-сиреневое свечение.

58-68 95
Аннотация

Представлены результаты двух палеонтологических экспедиций на о. Котельный Новосибирского архипелага, проведенных в 2019 г. В ходе изыскательных работ в междуречье Кожевена–Воллосовича были обнаружены костные останки шерстистого мамонта, примерно 30–40 % от полного скелета. Найденный объект залегал на небольшой территории, включающей четыре байджераха. На местонахождении были обнаружены фрагменты черепа, бивней, лопатка, шейные, грудные и поясничные позвонки, фрагмент крестца, фрагменты ребер, таза и костей конечностей. На данный момент это наиболее полный скелет, обнаруженный на о. Котельный. После первого всестороннего анализа костного материала были выявлены следы деятельности древнего человека. Следы от орудий древнего человека были обнаружены на черепе, позвонках и ребрах. Но самое интересное - это кончик “дротика”, оставшийся на ости лопатки животного. Также рядом со скелетными остатками были найдены и идентифицированы орудия труда древнего человека, предположительно, точило для ножа со следами интенсивного использования и что-то типа лопаточки. Результаты радиоуглеродного анализа соответствуют каргинской эпохе позднего неоплейстоцена. Климатические условия того времени были несколько благоприятнее современных, хотя отличались более засушливыми и жаркими летними периодами. Данная находка расширяет территорию активности древнего человека в позднем неоплейстоцене.

69-82 89
Аннотация

В статье приведены данные о новых находках остатков шерстистого мамонта (Mammuthus pimigenius Blumenbach, 1799) в Олекминском районе Якутии. Летом 2018 г. в местности «Лэгэнтэй Ойогосо» и на берегу руч. Даппарай были найдены фрагменты скелетов шерстистых мамонтов. Находки позднеплейстоценовых животных на юге-востоке Якутии достаточно редки, и по этой причине Даппарайские мамонты представляют большой интерес для науки. Были взяты промеры тридцати двух костей, принадлежавших трем мамонтам. Морфометрические характеристики Даппарайских мамонтов сравнивались с промерами костей Березовского, Таймырского и Гыданского мамонтов. По результатам сравнения морфометрических показателей сделан вывод о том, что мамонты, обитавшие на юге Якутии, не имели существенных отличий от своих северных сородичей. Это может свидетельствовать о сходных природно-климатических условиях в зоне их обитания.

НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

83-88 139
Аннотация

Рассматривается геокриологическая изученность юга Западной Якутии, территория которой примыкает к району хорошо освоенных алмазных месторождений республики. Геокриологические условия их детально изучены. В большинстве месторождений установлено наличие глубокой криолитозоны с нестационарным температурным полем. Причем по мере приближения к югу мощность криолитозоны резко уменьшается, происходит переход в зону островной и прерывистой криолитозоны. В этом плане зона перехода требует дополнительного геокриологического изучения. Кроме того, в настоящее время на юге Западной Якутии происходит интенсивное освоение месторождений нефти и газа. Большинство объектов добычи транспортировки и переработки углеводородного сырья расположены на территории, представляющей зону островного и прерывистого распространения многолетнемерзлых горных пород. Если в зоне сплошного распространения ММП основная задача инженерно-геокриологических исследований состоит в изучении морфологии и температуры криолитозоны, то в этих районах особую актуальность приобретают проблема выявления «островов» многолетнемерзлых пород и оценка их криогенного строения.

89-97 104
Аннотация

Рассмотрен опыт возведения намывных массивов грунта в условиях криолитозоны для различных инженерных сооружений: оснований газонефтяных, промышленных и гражданских объектов, грунтовых гидротехнических сооружений, дорог и других. Особое внимание уделено технологии производства работ по созданию основания намывных грунтовых массивов на низкой пойме р. Лена под жилой комплекс г. Якутск (кварталы 202 и 203). Приведены результаты исследований динамики геокриологических условий этой территории в процессе многолетней эксплуатации зданий и инженерных сооружений. Выявлено, что на большей части территории 202 квартала г. Якутск, застройка которого проводилась в 1980-1990-х годах по I принципу, в настоящее время грунты имеют положительные температуры до глубины 10 м и более. На территории 203 квартала надмерзлотные водоносные талики, сформировавшиеся при проведении гидромеханизированных работ в 1990-х годах, спустя 30 лет продолжают повсеместно существовать. Рассмотрены факторы, способствующие сохранению надмерзлотных таликов в теле и основании намывных песчаных массивов. К главным факторам, определяющим формирование температурного поля грунтов, отнесены особые теплофизические свойства обезвоженных намывных песков в верхней части разреза и гидрогеологические условия территории. Проанализированы особенности и перспективы использования намывных грунтов в качестве оснований сооружений и принципы строительства на них. Для контроля и разработки обоснованных рекомендаций по обеспечению устойчивости сооружений рекомендовано организовать комплексный геокриологический мониторинг, включающий и экологические аспекты взаимодействия техногенных систем с окружающей средой.

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ. Экология

98-107 99
Аннотация

Рассматриваются вопросы происхождения реликтовых степных участков, встречающихся в некоторых районах Якутии, преимущественно в центральной и северо-восточной части, а также их распространения в позднем плейстоцене как ресурсной ниши для мамонтового мегафаунистического комплекса. Показано то, что настоящие степи существовали на территории Якутии в плиоцене и раннем плейстоцене. Ксерофитные растительные сообщества среднего плейстоцена генетически были связаны с горностепными ассоциациями. В позднем плейстоцене криоксерофитные фитоценозы не имели трансберингийских связей, но имели большее распространение, чем в настоящее время.
Широкое распространение криоксерофитных пустошных сообществ в позднем плейстоцене было обусловлено крайней криоаридностью климата и малым числом осадков, особенно в зимнее время, что приводило к выхолаживанию поверхности почвы. Несмотря на крайне низкую продуктивность, криоксерофитные пустоши давали экологическую нишу достаточно крупному копытному сайгаку, что долго служило в палеоботанических реконструкциях аргументом распространения в позднем плейстоцене степей.
Современные реликтовые степные участки и в позднем плейстоцене занимали подчиненное положение в растительном покрове Якутии, как и в настоящее время.

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ. Биологические ресурсы

108-124 124
Аннотация

Приведены результаты оригинальных наблюдений в период с 2003 по 2019 г., анализа литературных, архивных и опросных сведений по представителям отряда Соколообразные (Falconiformes) долины Средней Лены и прилегающих к ней территорий. Отмечено, что в настоящее время на исследованной территории регулярно встречаются 16 видов, из которых гнездящимися являются 13, возможно гнездятся – 3 и встречаются во время сезонных миграций и кочевок – 2. В работе в дана относительная оценка численности в длительной ретроспективе сапсана и современное состояние популяций других дневных хищных птиц региона. Отмечено, что до середины ХХ в. в долине Средней Лены многие представители отряда были обычными видами местной орнитофауны, заметное сокращение их численности началось с 60-х гг. прошлого столетия. В настоящее время на исследованной территории из дневных хищных птиц широко распространенными и обычными, местами многочисленными, являются только коршун и пустельга, остальные – малочисленные или редкие. В последние десятилетия большая часть долины Средней Лены подвергается интенсивной трансформации природных сообществ, на которую наиболее остро реагируют виды, занесенные в Красную книгу Якутии, такие как скопа, беркут и орлан-белохвост, отличающиеся известной нетерпимостью к изменению и сокращению среды обитания.

125-136 89
Аннотация

Для целей мониторинга состояния лесных экосистем наиболее эффективно использование возможностей дистанционных методов. На мультиспектральных космических снимках DigitalGlobe территории государственного природного заповедника «Олекминский» выделены фрагменты площадью 0,819 км2 (масштаб 1:3200) с доминированием сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и лиственницы Гмелина (Larix gmelinii Rupr.). Затем были сохранены полигоны по четырем уровням детализации – 4, 16, 64, 256 с масштабами 1:1600,1:800, 1:400, 1:200 соответственно. При дешифрировании проводилась неуправляемая классификация фрагмента полигонов методом ISODATA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technigue) на 2, 4, 10 классов. По результатам классификации на 2 класса показана взаимосвязь между индексом лесистости и количеством деревьев, отмеченных на полигонах. Были построены кривые распределения значений индекса лесистости для полигонов 4 уровня детализации. Характер кривых близок к нормальному распределению. По результатам классификации на 4 и 10 классов была проведена статобработка с расчетом показателей разности и подобия полигонов – дисперсии генеральной совокупности и теста Фишера (F-тест). Выделены наиболее похожие пары полигонов на разных уровнях детализации. Рассмотрены результаты изменения дисперсии генеральной совокупности и F-теста на разных уровнях детализации.

МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. Материаловедение

137-146 73
Аннотация

Представлены результаты экспериментального и теоретического исследования разрушения гипсовых плит, содержащих круговое отверстие и подверженных действию неравномерно распределенной сжимающей нагрузки. Испытывали образцы, изготовленные из высокопрочного гипса и из обычного строительного гипса. Образцы из высокопрочного гипса разрушались хрупко, в то время как образцы из строительного гипса продемонстрировали квазихрупкий характер разрушения. Для расчета критической нагрузки предложено использовать модифицированный нелокальный критерий разрушения, являющийся развитием критерия средних напряжений и содержащий комплексный параметр, характеризующий размер зоны предразрушения и учитывающий не только структуру материала, но также пластические свойства материала, геометрию образца и условия его нагружения. Результаты расчетов хорошо согласуются с полученными экспериментальными данными. Кроме того, применение модифицированного нелокального критерия позволило объяснить наблюдаемую в эксперименте смену характера разрушения с хрупкого на вязкий при увеличении размера отверстия. Полученные результаты имеют важное практическое значение для расчетов на прочность материалов и конструкций с концентраторами напряжений.

147-156 92
Аннотация

Приведены результаты исследования модифицирования политетрафторэтилена (ПТФЭ) минеральным силикатом (серицитом) и его влияние на физико-механические, триботехнические свойства и структурные параметры. При создании полимерного композиционного материала (ПКМ) использовали два способа: механическую и термическую активацию природного силиката перед смешением с полимером. ПТФЭ, наполненный термически активированным серицитом, характеризуется более высокими значениями физико-механических и триботехнических показателей по сравнению с композитами, содержащими механоактивированный наполнитель. Методом рентгеноструктурного анализа установлено, что модифицирование ПТФЭ механоактивированным серицитом приводит к увеличению степени кристалличности ПКМ, а использование термически активированного наполнителя сопровождается снижением кристалличности. Выявлена корреляционная зависимость между степенью кристалличности и средними размерами кристаллитов композитов в зависимости от содержания наполнителя. Методом ИК-спектроскопии установлено протекание трибохимических реакций при фрикционном контакте композитов с контртелом, способствующих формированию поверхностного слоя, локализующего сдвиговые деформации и защищающего материал от изнашивания.

157-165 120
Аннотация

Представлены результаты исследований физико-механических показателей полимерных материалов на основе политетрафторэтилена и его композитов с углеродными волокнами марки УВИС-АК-П, технология получения которых заключается в пластическом деформировании полимерных заготовок путем сжатия, сопровождающемся изменением толщины при постоянстве ширины заготовки. Установлено, что использование данной технологии позволяет не только повысить прочность при растяжении ПТФЭ в 2,7–3,3 раза при коэффициенте сжатия 3–4,3, но и снизить его деформацию ползучести в 22–29 раз по сравнению с исходным полимером. Предлагаемая технология апробирована также на ПТФЭ-композите, содержащем углеродный волокнистый материал марки УВИС-АК-П в количестве 5 мас.%. Показано, что и в этом случае прочность композита повышается в 3 раза, а деформация ползучести снижается в 8,3 раза по сравнению с исходным композитом, который не подвергался пластической деформации. Предлагаемая технология получения фторопластовых композитов позволяет расширить области их применения, и разработанные материалы могут использоваться в различных узлах трения, в особенности для схем нагружения с высокими растягивающими нагрузками.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2618-9712 (Print)
ISSN 2686-9683 (Online)