РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК: УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ. ОТЧЕТ ЗА 2014 год

131

Рис. 120. Схема
тектонического
районирования
кристаллической коры,
совмещенная со структурно-
динамическими элементами
осадочного чехла.
1 – Тимано-Печорская плита;
2 – Западно-Уральская
мегазона; 3 – Центрально-
Уральская мегазона;
4 – Восточно-Уральская
мегазона; 5 – Пограничный
шов; 6 – Западно-Сибирский
геоблок; 7 – Казахстанский
геоблок; 8 – контуры
структур I порядка;
9 – контуры мегаблоков (а),
блоков (б); 10 – вертикальные
и диагональные глубинные
разломы; 11 – субширотные
дислокации;
12 – месторождения
углеводородов;
13 – субширотные элементы
по осадочному чехлу;
14 – вертикальные и
диагональные элементы в
соответствии с контурами
структур на тектонической
схеме осадочного чехла;
15 – гранитоидные массивы;
16 – нижнемезозойские
грабены и тектонические
нарушения по осадочному
чехлу; 17 – перспективные
участки для постановки
детальных поисково-
разведочных работ; 18 –
площади, для которых
выполнено регионально-
зональное прогнозирование
(Пелымская (1),
Чернореченская (2)).

132

Рис. 121. Матрица хондрита «Урал». Фото в отраженных электронах, Cameca SX 100.

Ol – оливин, Opx – ортопироксен, Plg – плагиоклаз, Km – камасит, Tn – тэнит,

Tr – троилит, Mr – мерриллит, Gt – гетит

72. Рудообразующие процессы, их эволюция в истории

Земли, металлогенические эпохи и провинции и их связь с
развитием литосферы. Условия образования и закономерности
размещения полезных ископаемых.

Выявлен минералогический индикатор геохимической и

биологической  коэволюции  в  океанах  —  осадочно-диагенетический
фрамбоидальный  пирит.  На  основании  резкого  повышения  в  нем
содержаний  Se  и  Mo,  связанного  с  повышением  концентрации
кислорода,  сделан  вывод  о  существовании  раннего  импульса
оксигенации  Мирового  океана  (2950  млн  лет),  предшествующего
периоду  первой  глобальной  оксигенации  (2500  млн  лет)  (рис.  122).
Уменьшение  в  пирите  биофильных  элементов  с  середины  до  конца
протерозоя  связано  с  уменьшением  общего  содержания  кислорода  и
химических элементов в гидросфере в период глобального оледенения,
что привело к временному сдерживанию развития жизни в криогении
(860–635 млн лет), которое сменилось «Кембрийским взрывом жизни»,
резким  повышением  уровня  кислорода  в  системе  атмосфера-океан,  и
появлением  в  пирите  второго  максимума  содержаний  большинства
химических  микроэлементов.  Крупные  магматические  события

133

фиксируются ростом концентраций Ni, Co, As, Cr (Институт
минералогии УрО РАН).

Рис. 122. Схематический тренд эволюции содержаний селена (Se)

во фрамбоидальном пирите от архея до современности, коррелирующий с

основными событиями глобальной оксигенации (ГО1 и ГО2) атмосфера – океан.

Обнаружены мезозойские аналоги современных «серых

курильщиков»

(гидротермальные

барит-сульфидные

трубы)

рудах

колчеданных

месторождений

Киллик,

Лаханос,

Кутлулар,

Кызылкая,

Кюре,

Чейли

Понтийского

островодужного пояса. Установлены признаки специфической
гидротермально-осадочной

дифференциации

химических

элементов

при

формировании

мезозойских

серых

курильщиков.

Выявленные

сульфидные

трубы,

так

же,

как

серые

курильщики

современной

Западно-Тихоокеанской

островодужной

системы,

обогащены

Bi,

Te,

As,

Sb,

Au,

что

характерно

для

золото-теннантит-галенит-теллуридного

парагенезиса

(рис. 123) (Институт минералогии УрО РАН).

134

Рис. 123. Гидротермальные барит-сульфидные трубы (серые курильщики):

а – геохимическая зональность стенки трубы серого курильщика из месторождения

Чейли-Маденкой (Понтиды), показывающая дифференциацию высокотемпературных

(Se, Sn), среднетемпературных (Te, Bi), низкотемпературных (Mn) и гидрогенных (U)

элементов; б – поперечный срез трубы серого курильщика.

Охарактеризованы вещественные и возрастные особенности

цирконов  из  рудоносных  пород  Бинюдинского  и  Дюмталейского
ультрамафит-мафитовых  интрузивов  Западного  Таймыра,  с  которыми
связаны  перспективы  выявления  платиноидно-медно-никелевых
сульфидных

месторождений.

Цирконы

Бинюдинского

Дюмталейского  интрузивов  характеризуются  сходными  U-Pb
возрастами  (248,3  ±  13  млн  лет  и  244,4  ±  2,4  млн  лет),
свидетельствующими  о  временной  близости  с  толеит-базальтовым
магматизмом Сибирской платформы (рис. 124) (Институт геологии и
геохимии УрО РАН).

Рис. 124. Изотопная U-Pb диаграмма с конкордией для цирконов из

Дюмталейского (а) и Бинюдинского (б) интрузивов.

135

73. Геология месторождений углеводородного сырья,

фундаментальные проблемы геологии и геохимии нефти и газа,
научные основы формирования сырьевой базы традиционных и
нетрадиционных источников углеводородного сырья.

В нефтегазоносных районах юга Тимано-Печорской провинции

на прилегающих к известным антиклинальным структурам
территориях по данным дешифрирования космических снимков
выявлены

локальные

объекты,

выступающие

качестве

потенциальных  ловушек  углеводородов.  Геологическое  обоснование
выделенных  объектов  проводилось  с  использованием  данных
сейсморазведки,  соответствующих  антиклинальным  структурным
осложнениям  осадочного  чехла  (рис.  125)  (Институт  геологии  Коми
НЦ УрО РАН).

Рис. 125. Отражение на

сейсморазведочных

материалах локальной

структуры по данным

дешифрирования:

а – космический снимок;

б – космический снимок

с результатами

дешифрирования;

в – структурная карта

подошвы доманиковых

отложений; г – фрагмент

временного разреза по

профилю 8-02-03

(по материалам

«Севергеофизика»,

2003 г.).

1 – ось антиклинальной

деформации в осадочном

чехле,

2 – контур локальной

структуры по данным

дешифрирования,

3 – изогипсы, м;

4 – тектонические

нарушения,

5 – сейсморазведочные

профиля (на

космоснимке – белым).

136

74. Комплексное освоение и сохранение недр Земли,

инновационные процессы разработки месторождений полезных
ископаемых и глубокой переработки минерального сырья.

Построены полные диаграммы нагружения соляных пород при

прямом  растяжении,  отражающие  как  допредельную,  так  и
запредельную  стадии  деформирования  (рис.  126).  Выполнен
экспериментальный  анализ  степени  достоверности  определения
предела  прочности  соляных  пород  при  одноосном  растяжении
косвенными  (раскалывание)  методами.  Дана  оценка  оптимального
радиуса  кривизны  раскалывающих  клиньев,  обеспечивающего
получение  объективной  информации  о  прочности  соляных  пород  при
растяжении.

Полученные

результаты

являются

базовой

параметрической

основой

для

построения

прочностных

деформационных критериев разрушения соляных пород в поле
действия напряжений растяжения (Горный институт УрО РАН).

Рис. 126. Характерные диаграммы деформирования соляных пород

при прямом растяжении.

По результатам исследования металлических частиц (земных,

техногенных и космических) в нерастворимом остатке тяжелой

137

фракции природных солей в основании разреза подстилающей
каменной

соли

Верхнекамского

месторождения

установлено

присутствие  металлических  частиц  космогенной  природы.  Это
сферические  агрегаты  размером  от  50  до  250  мкм  (рис.  127),
включающие  частицы  сферулоподобной  формы  размером  от
0,5 до 1,5 мкм, в составе которых содержание железа (Fe) и никеля (Ni)
составляет  29,4%  и  62,23%,  соответственно  (рис.  128)  (Горный
институт УрО РАН).

Рис. 127. Агрегат, включающий частицы

Fe-Ni фазы.

Рис. 128. Отдельная частица,

содержащая Fe-Ni фазу.

76. Поверхностные и подземные воды суши – ресурсы и

качество, процессы формирования, динамика и механизмы
природных

антропогенных

изменений;

стратегия

водообеспечения и водопользования страны.

На примере сезонно-стратифицированных по температуре

субарктических  озер  рассмотрена  важность  аллохтонных  процессов  в
биогеохимическом цикле углерода. Выбор объектов проведен по принципу
контрастности  в  концентрации  растворенного  органического  углерода  и
растворенного  неорганического  углерода.  Показано,  что  по  степени
уязвимости  озер  к  внешним  воздействиям  и  возможным  изменениям
климата  можно  составить  ряд:  прозрачные  воды  негумифицированных
мелких  озер  <  прозрачные  воды  глубоких  негумифицированных  озер  <
мелкие  гумифицированные  озера  <  глубокие  гумифицированные  озера
(рис. 129) (Институт экологических проблем Севера УрО РАН).

138

Рис. 129. Котловины озер Светлое и Темное (Архангельская область)

78. Катастрофические эндогенные и экзогенные процессы:

проблемы прогноза и снижения уровня негативных последствий.

Экспериментально-аналитическими

исследованиями

установлено, что основным источником формирования очаговых
зон

катастрофических

событий

природных

горнотехнических

системах

является

вторичное

структурирование

иерархически

блочного

массива

горных

пород

под

воздействием

современных

геодинамических

движений цикличного и трендового видов. При встречном движении
структурных

блоков

взаимными

границами,

имеющими

фрактальное  строение,  формируются  депрессивные  зоны,  в
которых  происходит  разгрузка  массива  с  образованием  на
земной  поверхности  мульды  проседания  и  зоны  обрушения
(рис.

130).

Разработана

методика

инструментальной

диагностики

состояния,

структуры

геодинамической

активности

породного

массива,

получены

фактические

результаты

параметрах

трендовых

цикличных

геодинамических движений, на основе которых создана «База
экспериментальных

данных

параметрах

современных

геодинамических движений» (Институт горного дела УрО РАН).

139

Рис. 130. Формирование депрессивной области под воздействием современных

геодинамических движений.

Разработан

новый

метод

палеоклиматического

анализа,

основанный

на

одновременной

реконструкции

историй изменения температуры и теплового потока через
земную

поверхность

по

данным

термометрии

скважин.

Метод позволяет эффективно оценивать климатическую роль
различных

факторов,

включая

орбитальные

изменения

инсоляции, парниковые газы и вулканическую активность.
Анализ

реконструкции

теплового

потока

температуры

(длительностью

тыс.

лет),

полученных

на

Урале,

Карелии и Канаде, и данных об изменениях концентрации
диоксида

углерода

свидетельствует

незначительном

роли парникового эффекта в окончании последней ледниковой эпохи
(рис. 131) (Институт геофизики УрО РАН).

140

Рис. 131.

Геотермические

реконструкции

температуры (1),

теплового потока (2),

усредненные по Уралу и

Карелии, и изменения

содержания двуокиси

углерода

в антарктическом керне,

согласно разным

авторам (3-5).

На основе обобщенных данных о макросейсмических

проявлениях  современных  природных  и  техногенных  землетрясений,
инструментально  зарегистрированных  на  Урале  за  последние  20  лет,
пересмотрено уравнение макросейсмического поля, характеризующего
данный  регион  (рис.  132).  Уточненное  уравнение  I = 1.5 M –
2.3 lg(R) + 0.3, где  I – сейсмическая интенсивность, М  – магнитуда,  R
–  гипоцентральное  расстояние,  позволяет  оценивать  сейсмический
эффект  на  небольших  эпицентральных  расстояниях  (0.5-20  км)  для
малоглубинных очагов (до 1 км), которые характерны для техногенной
сейсмичности  горнодобывающих  регионов  (Горный  институт  УрО
РАН).

Рис. 132. Распространение макросейсмических эффектов

от очагов с разной глубиной.

141

79. Эволюция окружающей среды и климата под

воздействием природных и антропогенных факторов, научные
основы рационального природопользования и устойчивого
развития; территориальная организация хозяйства и общества.

Разработан 3-D метод флюид-локации атмосферы (ФЛА),

учитывающий  вертикальные  распределения  аэрозоля  для  разных
сезонов, а также процессы сухого осаждения аэрозоля. По результатам
моделирования  методом  ФЛА  на  основе  обработки  данных  наземных
измерений  обнаружено,  что  среднегодовой  поток  мелкодисперсного
аэрозоля через Северный полярный круг в регионе Урала направлен на
север лишь в слое высотой около 1 км западнее 62-го меридиана, а на
других  высотах  и  восточнее  реализуется  перенос  аэрозоля  с  севера
(рис. 133) (Институт промышленной экологии УрО РАН).

Рис. 133. Широтный (а) и меридиональный (б) срезы трехмерного нормированного

поля содержания тонкодисперсного аэрозоля и некоторые соответствующие

вертикальные профили распределения аэрозоля.

Разработана система минимизации рисков возникновения

экстремальных горнотехнических ситуаций на месторождениях
водорастворимых

руд

(рис.

134).

Система

базируется

на

содержательной

интерпретации

геолого-геофизической,

геомеханической  и  газодинамической  информации  (рис.  135).
Информация формируется в мониторинговом режиме с поверхности и
во  внутренних  точках  среды.  Основным  результатом  работы  системы
является  пространственно-временная  локализация  ключевых  точек

142

приложения

нормативных

горнотехнических

мероприятий,

минимизирующих

вероятность

катастрофического

развития

экстремальных ситуаций (Горный институт УрО РАН).

Рис. 134. Последствия
катастрофического
развития
экстремальных
ситуаций при
затоплении калийных
рудников.

Рис. 135. Сейсмогеомеханическое обеспечение

защиты рудников от затопления.

143

Установлен и изучен феномен формирования «вторичных

степей»  на  постцелинном  пространстве  Евразии,  которые  являются
очагами  повышенного  природного  разнообразия  и  носителями
информации  об  утраченных  степных  экосистемах.  Разработана
логическая  схема  возникновения  и  развития  «вторичных  степей»  в
условиях  современных  антропогенных  и  природных  изменений
(рис. 136) (Институт степи УрО РАН).

Рис. 136. Логическая схема развития вторичной степи

Получены обширные сведения по динамике геокриологических

условий  Европейского  Севера  России.  Изучены  фауна  и  экология
отдельных таксонов  насекомых  труднодоступных  районов  Арктики,  а
также  распространение  моллюска  жемчужницы  и  факторы,
лимитирующие  его  дальнейшее  распространение.  Проведены
комплексные  исследования  гидротермального  урочища  Пымвашор
(Ненецкий  автономный  округ).  Показаны  изменения,  происходящие  с
абиотическими  и  биотическими  компонентами,  характерными  для
экосистем  Севера  в  условиях  дополнительного  поступления  тепловой
энергии.  Установлено,  что  стабильность  температурных  параметров
позволяет  круглый  год  за  полярным  кругом  функционировать
некоторым  видам  гидробионтов  (Институт  экологических  проблем
Севера УрО РАН).

На основе реконструкции особенностей заселения, развития и

размещения хозяйства Оренбургской области, исторической эволюции
границ

Оренбургского

края,

анализа

географического

геополитического

положения

Оренбургской

области,

оценки

144

демографического потенциала Оренбургской области с учетом
особенностей

демографических

миграционных

процессов

разработана система природоохранных мероприятий устойчивого
развития территории (рис. 137) (Институт степи УрО РАН).

Рис. 137. Монография
Чибилева А.А. (мл.),
Семенова Е.А. «Очерки
экономической географии
Оренбургского края. Том I».

80. Научные основы разработки методов, технологий и

средств исследования поверхности и недр Земли, атмосферы,
гидросферы

криосферы;

численное

моделирование

геоинформатика: инфраструктура пространственных данных и
ГИС-технологии.

Установлено,

что

информационное

насыщение

модели

выемочного блока текстурно-структурными характеристиками
сырья,

пространственными

«статистическими»

геологическими

данными  и  данными  о  степени  изменчивости  параметров  и
показателей,  характеризующих  внутреннее  строение  залежей,
обеспечивает    выбор    оптимального    режима    добычи    и
обогащения,    снижение    эксплуатационных    потерь,    повышение
полноты    извлечения    запасов    минерального    сырья.      Сохранность
недр  при  селективной  отработке  приконтактных  зон  достигается
использованием    в    качестве    критерия    условия    безубыточности

146

ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

81. Исследование динамики соотношения глобального и

национального

социально-экономическом

развитии

оптимизация участия России в процессах региональной и
глобальной интеграции.

Разработана

методика

расчета

системы

матричных

мультипликаторов

(таблица

3),

позволяющая

моделировать

воздействие  экзогенных  экономических  факторов  на  социально-
экономические  показатели  развития  регионов,  в  том  числе,
анализировать  влияние  налогово-бюджетного  перераспределения  на
валовый  региональный  продукт  и  доходы  населения,  оценивать
воздействие прямых территориальных расходов федерального бюдже-

Таблица 3

Товары

услуги

Отрасли Капитал Труд Домохо-

зяйства

Региональ-

ный

бюджет

Товары и
услуги

2,98

2,43

1,67

1,96

2,59

2,38

Отрасли

2,41

2,97

1,35

1,59

2,10

1,93

Капитал

0,61

0,75

1,34

0,40

0,53

0,49

Труд

0,49

0,60

0,27

1,32

0,42

0,39

Домохозяй-
ства

0,74

0,91

1,01

1,25

1,65

0,73

Региональный
бюджет

0,11

0,14

0,17

0,12

0,16

1,10

та  на  экономический  рост  регионов  и  др.  Основой  расчета
мультипликаторов  служит  матрица  финансовых  потоков  региона
(таблица  4),  которая  отражает  движение  финансовых  ресурсов  от
формирования  доходов  до  их  конечного  использования  в  различных
институциональных  секторах  –  домашних  хозяйствах,  секторах

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК: УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ. ОТЧЕТ ЗА 2014 год - часть 9