НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Проведенными исследованиями геологического строения и вещественного состава кимберлитов Сибирской платформы показаны сложность и многообразие геолого-тектонических и палеогеогра- фических обстановок, которые следует учитывать при постановке прогнозно-поисковых работ на алмазы в каждом конкретном регионе. В зависимости от геолого-геофизической и геоморфологиче- ской обстановки залегания кимберлитовых диатрем определяются особенности их прогнозирования и поисков. Важным критерием для поисков кимберлитовых тел в различных геолого-тектонических условиях является знание вещественного состава как искомых диатрем, так и вмещающих и пере- крывающих их осадочных и магматических образований. Особое внимание следует уделять типо- морфным особенностям как первичных, так и новообразованных в диатремах минералов.
Начиная с 2002 г. на месторождении алмазов трубки Нюрбинская Якутской алмазоносной провин- ции (ЯАП) ведутся петро- и палеомагнитные исследования кимберлитов накынского интрузивного комплекса (iD3–C1nk), вмещающих их терригенно-карбонатных пород моркокинской свиты позднего кембрия (Є3mrk) и др. В результате получены широкий спектр петрофизических параметров, инфор- мация о морфологии поверхности и сведения об элементном химическом составе ферромагнитных минералов, палеомагнитные направления автолитовых кимберлитовых брекчий (АКБ) и т. д. Суще- ственных изменений значений петромагнитных параметров АКБ с глубиной не установлено, что свидетельствует о слабой гидротермальной проработке поздними магматическими процессами. Ос- новными носителями естественной остаточной намагниченности (ЕОН) АКБ являются пирротин (Тк≈325 °С) и магнетит (Тк≈578 °С), с которыми связаны характеристические компоненты, соот- ветственно, P и M. Первая «пирротиновая» компонента встречается только в кимберлитах, в то время как вторая «магнетитовая» – в кимберлитах и вмещающих их породах позднего кембрия, при- чем в последних она является метахронной (наложенной). Кроме этого, в терригенно-карбонатных породах установлена «гематитовая» компонента ЕОН – С3 (Тк≈675 °С), которая хорошо согласу- ется с палеомагнитными данными по верхоленской свите позднего кембрия (Є3vl), изученной на юге Сибирской платформы. Интерпретация выделенных характеристических компонент допускает, что в кимберлитах компонента М является первичной (синхронной формированию трубки взрыва), а компонента Р – вторичной, образованная за счет «прогрева» посттрубочной дайкой щелочных доле- ритов. Палеомагнитное датирование компоненты М свидетельствует, что внедрение кимберлитов проходило немного позже становления даек субщелочных долеритов, а, в общем, время проявления этих магматических процессов совпадает с позднесилурийской–раннедевонской (S2–D1) эпохой. Воз- раст метахронной компоненты Р, вероятнее всего, позднедевонский–раннекарбоновый (D3–C1).
Обобщение результатов изучения минералого-геохимических особенностей россыпного золота и закономерности его распределения в аллювии осадочного чехла позволили на новом уровне знаний определить перспективы золотоносности востока Сибирской платформы. Учитывая, что россыпная золотоносность не представляет особого промышленного интереса, она может рассматриваться только как объект комплексного освоения добычи алмаза, золота, платины и других полезных компонентов. Проблематичным и, фактически, несостоятельным является тезис о золотоносных конгломератах типа Витватерсранд, погребенных в глубоких горизонтах осадочного чехла востока платформы, поскольку в докембрийских отложениях Якутского сводового поднятия и на других площадях изучаемого региона на сегодня отсутствуют положительные геологические предпосылки, способствующие формированию месторождений подобного типа. Сопоставление типоморфных признаков россыпного золота и закономерности его распределения в пределах ряда древних плат- форм позволили впервые прогнозировать в данном регионе формирование коренных источников до- кембрийских месторождений типа Поркьюпайн и Керкленд-Лейк, а также мезокайнозойских – Кар- лин и Крипл-Крик, известных в пределах Северо-Американской платформы.
В пределах южной части Уринского антиклинория стратотипические разрезы, представленные обнажениями осадочных пород верхнего рифея, венда и нижнего кембрия на левом берегу р. Лены между устьями ручьев Тербяс и Трехверстный, в 4,5 км выше пос. Нохтуйск, образуют уникальный, хорошо изученный геологический объект, называемый Нохтуйским опорным разрезом. Уникальность разреза заключается в том, что ряд стратиграфических подразделений верхнего рифея, венда и нижнего кембрия здесь обнажен полностью и легко доступен для изучения. В данном сообщении приводятся результаты выявления уровня концентрации элементов-примесей и присутствия рудной и акцессорной минерализации в породах описываемого разреза. Как показали исследования, рудная минерализация, представляющая наибольший практический интерес, выполнена халькопиритом, Ni- содержащим пиритом, галенитом и самородным серебром. Акцессорные минералы представлены бадделеитом, цирконом, цирконолитом, апатитом, ильменитом и Mn-ильменитом, гематитом, редким минералом – бисмоклитом. Выявлены единичные значительные концентрации золота в известняках (до 4,47 г/т) и измененных карбонатно-сульфидно-Fe-оксидных рудах (2,25 г/т), концентрация рудогенных элементов выше в долерите. Руды относятся к Cu-Fe-Ni минералого- геохимическому типу.
В прогнозно-поисковых построениях наиболее важную роль играет промышленная идентификация исследуемого объекта со всеми исходными параметрами оруденения. Это формы нахождения и со- держания полезных компонентов, ценные и вредные примеси руд, определяющие качество и полноту извлечения добываемого минерального сырья. За всю историю изучения месторождение Бадран пре- терпело кардинальные изменения в отношении геолого-промышленной типизации руд, что позволило в итоге переоценить реальные и потенциальные ресурсы исследуемого рудника, в том числе смеж- ные территории Мугурдах-Селериканской металлогенической зоны Восточной Якутии. На основе детального изучения материалов шлихового опробования по водотокам Бадранского рудно- россыпного узла выявляются неординарность и новые перспективы эродируемого коренного источ- ника. В аллювии в значительном количестве содержатся бурый железняк (10–50%) и магнетит (до 10%), единичными зернами представлены: шеелит, ильменит, циркон, рутил, арсенопирит, анатаз, апатит, барит, гранат, гематит, лейкоксен, мусковит, пирит, сфен, турмалин, халькопирит и шпи- нель. Кроме того, наряду с мелким самородным золотом повышенной пробности, присутствует морфологически разнообразный электрум. Обращает на себя внимание наличие барита и железосо- держащих минералов, образующих единый ряд преобразования и разложения пирита в процессе окис- лительно-воcстановительных реакций нового этапа эпитермального минералообразования. Процес- сы гипогенного окисления и разложения минералов поздними эпитермальными растворами были не- однократными. Будущее рудника Бадран видится в переоценке структурно-вещественных признаков и построении геолого-генетической (позиционной) модели искомого месторождения, рассматривае- мого в качестве эталона регенерированной эпитермальной минерализации Au и Ag.
Рассматриваются петрография, минералогия и химизм редкометалльных микроклин-альбитовых гранитов Кестерского гарполита, интрудирующего граниты Арга-Ыннах-Хайского массива Адычан- ского антиклинории Верхоянской континентальной окраины. Показано, что специфика их составов не сопоставима с таковой вмещающих гранитов и не может быть обусловлена метасоматическим изменением последних. Они характеризуются магматическими структурами, литиевым составом слюд, богатыми акцессорными фракциями, содержащими касситерит, сподумен, литиевые фосфа- ты, колумбит-танталит и др., и представляют собой производные флюидонасыщенного магмати- ческого расплава. От вмещающих гранитоидов они резко отличаются высокими содержаниями ред- ких металлов и эволюцией по высокофосфористому тренду. Изотопный Rb-Sr анализ указывает на коровую природу протолита. В то же время присутствие в породах магнезиального пироксена, вы- сокохромистого магнетита, цирконов морфотипов «D» и «Е» позволяет предполагать наличие в ко- ровом магмоформирующем субстрате горизонтов основных пород и поступление в зону магмогене- рации флюидов, связанных с основными расплавами повышенной щелочности.
Рассматриваются структурные особенности Тюгенинского поля вулканических пород на Лено- Вилюйском водоразделе, которое находится вблизи автодороги федерального значения и доступно для научных исследований. Установлены два типа вулканических аппаратов. Андезитовый тип пред- ставлен вулканическим пирокластическим конусом и кольцевыми валами вокруг конуса, дацитовый – вулканическим конусом и несколькими потоками. Размещение вулканических образований контроли- руется разломами левосдвиговой кинематики. Показана связь между повышенным содержанием золота и относительно высокой калиевостью вулканических пород различной основности Тюгенинского поля. Общая металлогеническая специализация лав относится к Au-Cu типу.
Приведены краткие сведения о территориях Западной Якутии с установленной и прогнозируемой нефтеносностью осадочного чехла. Предложены новые научные подходы к прогнозу нефтеносности осадочных толщ в условиях востока Сибирской платформы. Развиваются новые представления о зонах нефтегазонакопления новообразованного типа. Их выделение правомерно в геологических условиях, где наряду с другими благоприятными показателями потенциальной нефтегазоносности уста- новлены многочисленные проявления нефти и газа, свидетельствующие об активно протекающих процессах миграции и концентрации УВ на современном этапе геологического развития рассматри- ваемых территорий. Обосновано возможное открытие в ближайшие годы новых месторождений нефти в центральных районах Якутии, где прогнозируются суммарные геологические ресурсы нефти в целом более 1 млрд. т. Даны рекомендации о проведении первоочередных нефтепоисковых работ на Западно-Ботуобинском, Южно-Вилюйском и Алдано-Майском направлениях в связи с реализацией крупных нефтегазовых мегапроектов на востоке Российской Федерации и крупномасштабной пода- чей нефти на экспорт по трубопроводной системе Восточная Сибирь–Тихий океан в страны Азиат- ско-Тихоокеанского региона. С учетом современной степени геолого-геофизической изученности каждого из районов намечены приоритетность и очередность их изучения.
Исследован снежный покров в пределах Эльконского ураново-рудного района, расположенного в Южной Якутии. В ландшафтно-климатическом отношении это среднегорная подзона мерзлотно- таёжной области бореального пояса Восточной Сибири. Изучение окружающей среды в осваивае- мом рудном районе имеет важное экологическое значение. Установлено, что химический состав снега исследованных типов горных ландшафтов гидрокарбонатно-кальциевый, с малым содержани- ем сульфатов. Преобладающее влияние на процессы формирования химического состава снежного покрова оказывают соли континентального происхождения, преимущественно соединения углерода. Суммарная плотность поступления растворимых и нерастворимых форм компонентов в снежный покров закономерно увеличивается с изменением высоты местности – при переходе от горно- таёжных к горно-тундровым территориям. Отмечается существенное преобладание поступления со снежным покровом растворимых форм компонентов в ландшафты. Распределение микроэлемен- тов в снежном покрове не подчиняется высотной зональности. Максимальное содержание F, Sr и тяжелых металлов (Mn, Cu) в снежном покрове наблюдается в ландшафтах горных тундр и обу- словлено положительным вертикальным градиентом влагозапаса в снеге и расположением в ланд- шафтах горных редколесий и горных тундр рудных тел и эндогенных ореолов гидротермальных Au-U месторождений.
Сложные инженерно-геокриологические условия Якутии ставят перед проектировщиками немало проблем, необходимость решения которых назрела уже давно. Проектирование устойчивых профилей мелиоративных грунтовых каналов с учетом гидрологических, гидрогеологических, геокрио- логических и гидравлических особенностей их работы требует особого углубленного изучения про- цессов, происходящих в грунтах основания каналов во время их строительства и эксплуатации. Этим объясняется отсутствие региональных норм по проектированию, строительству и эксплуа- тации грунтовых каналов, т.е. отсутствие правовой основы при проектировании. Настоящие иссле- дования позволяют закрыть некоторые геокриологические аспекты работы грунтовых каналов. В статье рассматриваются геокриологические особенности работы открытых грунтовых каналов при мелиорации земель в различных мерзлотно-грунтовых условиях криолитозоны Якутии. Приведе- ны результаты натурных исследований теплового и механического взаимодействия водного потока в каналах, даны рекомендации по расчету устойчивого поперечного профиля.
С 1999 г. ведутся регулярные наблюдения свечения эмиссии гидроксила полосы (6,2) на станции Маймага (63°с.ш., 129,5°в.д.) инфракрасным цифровым спектрографом. Ранее были исследованы остаточные вращательные температуры ОН(6,2) после учета их сезонной составляющей. Было вы- явлено, что максимум в рядах остаточных температур запаздывает на 25 месяцев относительно максимума потока радиоизлучения Солнца с длиной волны 10,7 см. Для нахождения возможных при- чин временного запаздывания была проведена оценка влияния геомагнитной активности на темпе- ратуру субавроральной мезопаузы. В статье рассмотрено 2229 средненочных значений вращатель- ной температуры, удовлетворяющих критериям выборки. Для анализа использовался индекс Ар, ко- торый косвенно зависит от характеристики солнечного ветра. Для оценки связи вращательной температуры ОН(6,2) с геомагнитной активностью был проведен кросскорреляционный анализ. Ко- эффициент корреляции составляет R=0,44 при количестве измерений n=130. Можно сделать вывод, что найденная корреляция между среднемесячными остаточными температурами ОН(6,2) и сред- немесячными значениями индекса Ар с 1999 по 2013 г. является достоверной.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. Физико-химическая биология
Рассматриваются возможные пути и механизмы участия ферментной системы гамма- глутамилтрансферазы (ГГТ) в развитии системной патологии (комплекса cинтропных болезней) при действии на организм неблагоприятных факторов (НФ), включая физические (перегревание, пере- охлаждение), климатические, психологические и химические, в т.ч. алкоголь и другие психоактивные средства. Причины избирательной органотропности алкоголя и других НФ обсуждаются в аспекте наследуемой биохимической конституции. Приводятся доказательства антропогенной роли генома ГГТ в феноме полипатий, адаптации к холоду и других факторов напряжения ретикулоэндотелиаль- ной системы (РЭС). Обосновывается включение показателя ГГТ в крови в объективное тестирование стрессоустойчивости и общей резистентности организма.
Показано влияние различных экспозиций предпосевной обработки семян лука дудчатого (Allium fistulosium L.) комбинированным постоянным магнитным полем (КПМП) на физиологические и биохимические показатели его проростков. Выявлено, что предпосевная обработка семян лука дудчатого КПМП (В=50 мкТл) вызывала отрицательный геотропизм у проростков. Длина корешка пророста достоверно снижается, относительно контрольного значения, после обработки семян КПМП полем с различными экспозициями (от 1 до 24 ч). Воздействие магнитным полем на семена вызвало в про- ростках сильное снижение пероксидазной активности и содержания низкомолекулярных антиоксидантов на фоне увеличения интенсивности перекисного окисления липидов. Исследованные параметры магнитного поля изменяют содержание фотосинтетических пигментов в проростках лука дудчатого.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. Общая биология
Исследовали население прямокрылых 13 степных участков в бассейнах рек Яна и Индигирка. Было выявлено 6 видов прямокрылых насекомых из двух семейств. Анализ биотопического распределения видов показал, что только Gampsocleis sedakovii sedakovii и Bryodemella tuberculata в условиях Северо- Восточной Якутии строго приурочены к степным биотопам. Из проведенных исследований видно, что сообщества прямокрылых реликтовых степей Северо-Восточной Якутии отличаются своеобразной структурой (обедненный состав, вплоть до моновидовых), фенологией и видовым составом доминантов, что позволяет выделить их в два самостоятельных типа.
Даны сведения о 28 видах пилильщиков из 5 семейств (Argidae, Cimbicidae, Diprionidae, Tenthredinidae, Cephidae), распространенных на территории Якутского ботанического сада, из которых 6 видов указываются впервые (Cimbex femoratus L., Pristiphora geniculata Htg, Dolerus eversmanni Kby, D. pratorum Fall., Allantus basalis Kl., Hartigia etorofensis Tak.). Приводятся краткая характеристика зоогеографических и экологических особенностей каждого вида, литературные данные и изученный материал. Ареалогический анализ выявил, что большая часть фауны имеет широкое голарктическое (9 видов) и трансевразиатское (7 видов) распространение. По широте пищевых связей большинство видов относится к узким олигофагам (17), среди них наиболее многочисленны пилильщики, личинки которых развиваются на лиственных деревьях, кустарниках и кустарничках. На березовых (Betulaceae) питается 9 видов, розоцветных (Rosaceae) – 10 видов, ивовых (Salicaceae) – 6 видов. Из потенциальных вредителей растений Ботанического сада можно отметить 6 видов пилильщиков: Diprion pini L., Cimbex femoratus L., Dineura virididorsata Retz., Allantus basalis Kl., Nematus ribesii Scop., Nematus ribesicola Lqv.
Приводятся данные исследований рукокрылых в Центральной Якутии, проведенные в 2014–2015 гг. Исследования включали наблюдения за летучими мышами и их живоотлов. Всего было отловлено, обследовано и выпущено обратно в природу 42 летучих мыши. Ультразвуковые сигналы улавливали при помощи детектора Magenta «Bat 4» и записывали на цифровой диктофон. Записи обрабатыва- лись в программе Cool Edit Pro 2.1. Для визуализации звука использовали осциллограммы. По предва- рительным данным, в наших уловах преобладала восточная ночница Myotis petax (69,0%), второе ме- сто по встречаемости занимала сибирская ночница Myotis sibirica (29,0%). Сибирский ушан Plecotus ognevi был представлен лишь одной особью (2,0%). По размерам M. petax была крупнее, чем M. sibiri- ca. Самки были крупнее самцов. Половая структура популяций ночниц в районе исследования была сильно смещена в сторону преобладания самок, вероятно, вследствие нахождения здесь выводковых колоний. Суточная активность ночниц начиналась с наступлением сумерек и длилась в июне в сред- нем 4,0 ч, в июле – 4,5 ч, в августе – 3,0 ч. Продолжительность активности рукокрылых зависела от активности насекомых, которая определяется погодными условиями. Эктопаразитофауну исследо- ванных рукокрылых составляли 8 видов клещей и насекомых. Экстенсивность инвазии изменялась от 53,3% (блохи вида Myodopsylla trisellis) до 6,7% (блохи вида Ischnopsyllus hexactenus). Наибольшая ин- тенсивность инвазии отмечалась у гамазовых клещей – 5,0 экз. на зараженную особь. В процессе охоты летучие мыши издавали четыре основных типа ультразвуковых сигналов. Сигналы были от- чётливо слышны в диапазоне частот от 15 до 50 кГц.
Летом 2016 г. были проведены наблюдения за расходом почвенной влаги под посевом овса на зеленку в условиях влагозарядкового полива, проведенного осенью 2015 г. на участке «Мойдоох» агрофирмы «Немюгю» (в 3 км от г. Покровск) на территории Хангаласского района Республики Саха (Якутия). Первая половина вегетационного периода оказалась засушливой, а вторая – сравнительно увлажненной, тем не менее на площадке, где проводился осенний влагозарядковый полив с нормой 500 м3/га получен наиболее высокий урожай овса зеленой массы (142,6 ц/га), чем на богаре (116,7 ц/га). При этом величина суммарного испарения за наблюдаемый период на участке с влагозарядковым по- ливом составила 195 мм, а на богарном – 172 мм.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. Металлургия и материаловедение
Показано, что при оценке долговечности металлических конструкций производственных зданий невозможно не учитывать фактор снижения механических свойств сталей под влиянием агрессив- ной среды (коррозии). Приведены результаты многолетних коррозионно-механических испытаний сталей марок 09Г2С и Вст3сп5 в диапазоне климатических температур. При этом экспонирование образцов произведено в эксплуатационной среднеагрессивной среде цеха обогащения обогатительной фабрики алмазодобывающей промышленности. Выявлено, что при –60°С и сроке экспонирования 2,5 года для сталей ВСт3сп5 и 09Г2С снижение механических свойств достигает, соответственно, следующих величин: 13,6; 13% – по пределу текучести; 9,0; 11% – по временному сопротивлению; 19,3; 15,3% – по относительному удлинению. Особое внимание уделено механизму процессов, приво- дящих к таким результатам. Предложена методика оценки долговечности металлоконструкций, которая заключается в отыскании момента времени, после которого уменьшение размеров попереч- ных сечений и падение прочности строительных сталей приводят к исчерпанию несущей способно- сти конструкций. Представлены результаты расчетов долговечности конструкций, свидетель- ствующие о правомерности разработанного методического подхода.
Приведены основные положения концепции статистического фрактала (или мультифрактала) применительно к анализу поверхности деформации образцов из ультрамелкозернистой стали, испы- танных на растяжение при комнатных и низких климатических температурах. В результате коли- чественных исследований выявлено, что поверхность деформации в зоне утяжки для образцов из стали, обработанной равноканальным угловым прессованием, менее шероховата и равномерна даже после разрушения при низких климатических температурах. Разрушение имело преимущественно вязкий характер. Применение концепции статистического фрактала позволяет дать количественную характеристику энтропийных процессов, непосредственно связанных с накоплением повреждений и выработкой ресурса.
Для повышения химической и механической адгезии частиц природного алмаза с твердосплавной матрицей при синтезе алмазно-абразивных композитов предложена гибридная технология, совмещающая в одном технологическом цикле термодиффузионную металлизацию алмаза и спекание по разработанной схеме самодозируемой пропитки. Технология исключает повторный нагрев металлизированного покрытия (МП), при котором происходит его деструкция и усиливается графитизация алмаза, что ограничивает применение метода металлизации для улучшения алмазоудержания и со- здания высокофункциональных композитов инструментального назначения. Формирование и сохранение адгезионно-прочного МП подтверждено экспериментами, моделирующими условия высоко- температурного взаимодействия алмаза с карбидообразующим металлом и твердосплавной матрицей при спекании специальных образцов по режимам разработанного технологического процесса. Структурно-фазовое состояние переходной зоны изучено методами растровой электронной микро- скопии (РЭМ), рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа (РФА) поверхностей раздела контакта алмаз-матрица, полученных при испытаниях специальных образцов на прочность. Изготовлены опытные и контрольные образцы алмазных карандашей, сравнительные испытания эксплуатационных свойств которых подтвердили эффективность разработанной гибридной технологии для создания высокоресурсного алмазного инструмента.
Приведены данные мониторинга технического состояния усиленного композитными материалами моста через р. Протока, эксплуатируемого в климатических условиях Республики Саха (Якутия). Определена грузоподъемность усиленных пролетных строений с учетом фактического технического состояния на четвертый год эксплуатации опытной конструкции. На основе наблюдений за опытной конструкцией сделаны выводы об эффективности усиления композитными материалами на основе углеволокна. Сформулированы наиболее значимые проблемные вопросы усиления композитами в зоне низких температур.
ДИСКУССИИ, КОНФЕРЕНЦИИ, ДАТЫ
Проведено петрографическое, минералогическое и петрохимическое изучение мелового песчаника и горельника с конусообразной постройки Тень-01. Обоснована несостоятельность выводов, сделанных в работах А.В.Костина с соавторами, о принадлежности отобранных ими в ходе экспедиционных работ образцов горных пород с продуктом вулканической деятельности. Отрицается факт присут- ствия в этом районе вулкана и, как следствие, связи конусообразной структуры Тень-01 с этим вул- каном. Доказывается, что изученный в работах А.В.Костина с соавторами каменный материал от- носится к горелым породам. Считается наиболее вероятным, что горелые породы возникли по мело- вым песчаникам в результате подземного самовозгорания расположенных в районе пластов углей. На востоке от объекта Тень-01, в 20 км от Кангаласского месторождения в местечке «Молотовская падь» от горения тех же самых углей и по тем же меловым песчаникам образовано еще одно проявление горелых пород. Облик пород в обоих случаях идентичен.
Дискутируются основные положения статей [1–4], в которых рассматриваются альтернативные гипотезы формирования пород структуры Тень-01. Даются некоторые минералого- петрографические критерии размежевания пород, образующихся при кристаллизации магмы и пирогенном метаморфизме терригенно-осадочного субстрата.
ISSN 2686-9683 (Online)