http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=7b943069-7c49-40e4-9f75-082c8dd58f30&print=1© 2024 Российская академия наук
В Институте земной коры СО РАН (Иркутск) проходит Международная научная конференция «Актуальные проблемы и перспективные тенденции в науках о Земле (первая четверть XXI века)», посвященная 75-летнему юбилею ИЗК. Геологи со всей России, а также из Монголии и Китая, обсуждают исследования и результаты в областях геодинамики, тектоники, геофизики и сейсмологии, перспектив развития минерально-сырьевой базы страны.
«Это насущные вопросы для России, на них опирается ее будущее», — подчеркнул, приветствуя участников мероприятия, председатель Сибирского отделения РАН академик Валентин Николаевич Пармон. Он отметил, что в ходе своего визита в Иркутск провел серию рабочих встреч и пообщался с представителями разных направлений наук.
«Одному из старейших геологических институтов в этом году исполнилось 75 лет — повод более чем серьезный, — продолжил В. Н. Пармон. — Столько же исполнилось и Восточно-Сибирскому филиалу АН СССР, который впоследствии трансформировался в один из крупнейших научных центров СО РАН — второй после новосибирского».
Валентин Пармон напомнил, что ИЗК изначально назывался Институтом геологии Восточно-Сибирского филиала АН СССР, затем был переименован в Восточно-Сибирский геологический институт, наконец, в начале 1960-х, получил свое окончательное название — Институт земной коры Сибирского отделения Академии наук. «Название может показаться несколько необычным, но если мы посмотрим на значение земной коры, то все минеральные ресурсы, включая углеводороды, находятся именно в ней. Интересно, что ИЗК является поистине золотоносным — самое крупное месторождение золота, Сухой Лог, было исследовано специалистами этого института. Одним из мощнейших направлений работы геологов является озеро Байкал и глубинные процессы, происходящие в этом разломе земной коры», —рассказал В. Н. Пармон.
Директор ИЗК СО РАН член-корреспондент РАН Дмитрий Петрович Гладкочуб, открывая конференцию, акцентировал, что организаторы постарались сделать программу максимально насыщенной и интересной. «Мы рады видеть всех наших гостей, наших друзей. Мы проведем эти дни в общении, чтобы усилить взаимодействие и стать ближе друг другу», — сказал Дмитрий Гладкочуб.
Научный руководитель Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН академик Николай Петрович Похиленко заострил внимание на вопросах, связанных с развитием минерально-сырьевой базы России. Говоря о проблемах в этой области, ученый сделал вывод, что многолетнее использование инерционной модели развития привело к потере стратегической системы управления геологическим изучением недр страны. Оптимальным вариантом решения этой проблемы Н. П. Похиленко видит воссоздание такой системы, которая была бы направлена на стратегические исследования, а они, в свою очередь, помогли бы нарастить банк поисковых заделов по видам ископаемых, наиболее важных для развития промышленности и экономики страны. «Представляется активное участие в этих работах институтов Министерства науки и высшего образования Российской Федерации», — добавил академик. Кроме того, по его словам, необходимо включить в систему геологического изучения недр утерянную стадию тематических прогнозных и прогнозно-минерагенических работ, которые бы могли надежно, с высокой долей достоверности, выделить перспективные объекты для проведения дальнейших поисковых исследований. «Это не требует больших затрат времени и средств, однако многократно снижает риски неудач в последующих поисках», —пояснил Николай Петрович.
В качестве примера объектов, которые могли бы дать толчок развитию многих направлений производства и, соответственно, росту экономических показателей страны, академик Похиленко назвал два больших месторождения в Арктике: Томторское — редких и редкоземельных металлов, а также Попигайское — импактных алмазов.
«Если говорить о Томторе, то здесь необходимо тщательное и детальное изучение состава руд и создание оптимальной технологии их переработки. Такие исследования, надо отметить, уже идут в сибирских институтах, — прокомментировал Николай Похиленко. — Если выполнить эти задачи, а текущие вызовы требуют сделать это в кратчайшие сроки, то стране будет гарантировано обеспечение отечественной промышленности стратегическим сырьем, включая дефицитные редкоземельные элементы, независимо от импорта. Большое значение имеет создание непрерывной технологической цепочки полного цикла: добыча ниобий-титановых руд — переработка — выпуск концентратов — разделение редкоземельных металлов — получение чистых металлов и продукции, их содержащей, причем опираясь только на отечественную сырьевую базу. Всё это поспособствует еще и интеграции России в мировой рынок с конкурентоспособной продукцией».
Что касается попигайских импактных алмазов, то они, по сравнению с обычными, обладают уникальными характеристиками — более высокой абразивной способностью, износо- и термостойкостью. Эти особенности позволяют использовать импактные алмазы в широком диапазоне технологий: в буровом, режущем и шлифовальном инструменте, машиностроении, электронной, оптической и других видах высокотехнологичной промышленности. «Освоение такого сырья, помимо прочего, направлено на импортозамещение и одновременно ориентировано на экспорт благодаря практически неисчерпаемым ресурсам месторождения, превышающим 1,2 триллиона карат», — сообщил Николай Похиленко.
Он коснулся также и сырьевой базы для традиционной алмазодобывающей промышленности. По словам ученого, здесь существуют сложности: месторождения иссякают, и чтобы обеспечить добычу этого драгоценного во многих смыслах минерала, необходима постановка поисковых работ по выявлению новых месторождений в арктических регионах Сибирской платформы. «Например, в верховьях правых притоков реки Анабар в районе Уджинского поднятия, а также на территориях Оленекского поднятия и его обрамления зафиксированы непосредственные признаки присутствия новых полей кимберлитов среднепалеозойского возраста с высоким содержанием алмазов», — отметил Николай Похиленко и указал, что для детального изучения этих перспективных территорий нужно провести специальные прогнозно-поисковые работы с научно-методическим и экспертным сопровождением специалистами Сибирского отделения РАН. «Мы имеем для этого все необходимые квалификации», — подчеркнул академик.
Дмитрий Гладкочуб представил одно из самых мощных научных направлений, развивающееся в Институте земной коры СО РАН: палеогеодинамические исследования. «Это возможность на основании многих более узких наук о Земле: тектоники, стратиграфии, литологии, петрологии, геохронологии, палеомагнетизма, геофизики и других, сформировать сценарий геологического развития того или иного региона», — пояснил ученый. Дополняя друг друга, все эти знания позволяют расшифровать историю геодинамической эволюции и проследить трансформацию примитивной океанической коры в островодужные комплексы, активные континентальные окраины, а затем превращение в зрелую литосферу современных континентов.
«Если говорить о практическом применении, то палеогеодинамика необходима для понимания процессов металлогении, формирования тех или иных руд и, как следствие, месторождений полезных ископаемых, так как они четко приурочены к геологическим структурам определенных геодинамических обстановок», — сказал Дмитрий Гладкочуб.
Он перечислил важнейшие результаты, полученные лабораторией палеогеодинамики ИЗК СО РАН. Так, ученым удалось расшифровать сценарий образования Сибирского кратона в результате трех последовательных блоков событий, причем если речь идет о докембрийской истории, то Сибирский кратон в рамках суперконтинентов Нуна и Родиния был расположен близко к Северо-Американскому. Кроме того, специалисты получили свидетельства в пользу гипотезы о существовании общего транспротерозойского Сибирско-Американского континента примерно с 1,9 до 0,7 миллиарда лет назад. «Также мы реконструировали историю заложения и ранние стадии развития Палеоазиатского океана в позднем докембрии — раннем палеозое, выполнили палеогеодинамические реконструкции для ряда террейнов (региональных геологических тел) северного участка Центрально-Азиатского складчатого пояса», — дополнил Дмитрий Гладкочуб. Он отдельно отметил, что Ольхонский террейн, как выяснили исследователи, является неким коллажем из отдельных блоков земной коры, которые отличаются друг от друга возрастом, составом пород, геодинамической природой и степенью метаморфической переработки. «Добавлю: мы установили, что на финальной стадии становления Ольхонского террейна произошло формирование необычных тел карбонатного состава и мраморных меланжей», — сказал ученый.
Переходя к исследованиям месторождений, Дмитрий Гладкочуб еще раз выделил важность фундаментальных работ, раскрывающих древние и современные геодинамические процессы. «Мы разработали модели образования уникальных месторождений: Катугинского редкометалльного и Удоканского медистых песчаников. «Первое — одно из крупнейших тантало-ниобиевых докембрийских месторождений в мире, содержащее также цинк, рений и ряд других элементов. Второе — крупнейшее медное в России и третье по величине в мире», — прокомментировал Д. П. Гладкочуб. Еще один важный результат работы ученых — первое доказанное существование алмазоносного докембрийского магматизма Сибирской платформы, причем были исследованы конгломераты руд, в которых одновременно находятся и золото, и алмазы. Идут работы и в области истории формирования других полезных ископаемых, в том числе углеводородов.
Завершая доклад, Дмитрий Гладкочуб указал, что в настоящее время наибольший прогресс в изучении палеогеодинамики связан с развитием методов изотопного датирования всё большего количества различных минералов. «Эти работы осуществляются в нашем ЦКП “Геодинамика и геохронология”, и полученные новые данные, по-видимому, станут основой для дальнейшего активного развития палеогеодинамического научного направления», — заключил директор ИЗК СО РАН.
Тема прогнозов алмазоносности юга Сибирской платформы получила свое развитие в последующих докладах сотрудников Института земной коры СО РАН. По этому направлению работают несколько лабораторий. В частности, заведующий лабораторией петрологии, геохимии и рудогенеза кандидат геолого-минералогических наук Игорь Сергеевич Шарыгин в числе задач своего подразделения назвал изучение коренных источников алмазов юга Сибирского кратона. «Там есть Ингашинское поле алмазоносных лампромитов, хотелось бы развивать это исследование», — сказал ученый.
В этих работах заинтересован и многолетний индустриальный партнер ИЗК СО РАН компания «АЛРОСА». Начальник отдела прогноза Управления минерально-сырьевой базы «АЛРОСА» Денис Анатольевич Кошкарев в своем сообщении акцентировал, что компания рассматривает регион юга Сибирской платформы как один из наиболее перспективных для открытия алмазных месторождений. «Уже 50 лет не разгадана проблема алмазоносности Иркутской области — пока решение остается за гранью понимания», — подчеркнул Д. А. Кошкарев. Речь идет, в том числе, о Присаянской минерагенической зоне, где обнаружены очень дорогие и очень высокосортные алмазы Шелеховской россыпи. «Если у нас есть россыпи минерала такого качества, то хочется найти их коренной источник, потому что это будет источник с дорогим сырьем, который станет промышленно рентабельным», — отметил специалист. Он назвал крупные работы, выполненные учеными ИЗК СО РАН в интересах компании «АЛРОСА»: минерагеническое районирование и прогноз коренной алмазоносности Шелеховской россыпи, датирование различных геологических составляющих Сибирской платформы и так далее.
По словам Дениса Кошкарева, «АЛРОСА» приняла решение: используя последние достижения ИЗК СО РАН, в частности доказательство докембрийского алмазоносного магматизма, инициировать геологическое доизучение площадей в масштабе 1:200 000 (ГДП-200) по перспективным районам. «Мы уверены, что при помощи коллег из Института земной коры сможем решить ряд необходимых задач», — сказал Д. Кошкарев.
Главный научный сотрудник ИГМ СО РАН академик Владислав Станиславович Шацкий рассказал о свидетельствах экстремальной гетерогенности среды образования алмазов. Он продемонстрировал ряд образцов, изученных с помощью методов рамановской спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния, и прокомментировал найденные в них включения и деформации, которые могут свидетельствовать о различных особенностях процессов роста алмазов и геологических процессах, происходящих при этом.
«Модель роста алмазов с металлическими включениями должна учитывать высокие температуры расплава (более 1 500 ℃), низкое содержание никеля в карбидах, которые присутствуют вместе с металлическими включениями минералов эклогитового и ультраосновного парагенезисов, а также совместное присутствие во включениях муассанита, карбонатов и карбидов железа, заполнение трещин в алмазах металлическим расплавом железа с углеродом, — отметил Владислав Шацкий. — Залеченные таким способом трещины свидетельствуют о хрупких деформациях на различных стадиях роста кристаллов алмазов, что, в свою очередь, может быть результатом высоких скоростей деформации. Такие скорости характерны для глубокофокусных землетрясений, которые соответствуют глубинам нижней части литосферной мантии и переходной зоне».
Директор Института геологии алмаза и благородных металлов СО РАН (Якутск) член-корреспондент РАН Валерий Юрьевич Фридовский посвятил доклад особенностям формирования орогенных, то есть вызванных процессами горообразования, золоторудных месторождений Яно-Колымского и Охото-Корякского поясов.
«Специфика ранне- и позднеорогенных месторождений золота в этих регионах определяется изменениями в динамике Палеотихоокеанской плиты», —сказал ученый, добавив, что формирование объектов проходило в несколько импульсов. Так, месторождения Яно-Колымского пояса, согласно изотопному датированию, имеют два возрастных кластера: 142—148 и 135—138 миллионов лет. «Эти данные хорошо согласуются со временем остывания магматических образований комплекса малых интрузий», — пояснил Валерий Фридовский. По его словам, и ранние, и поздние месторождения сходны по минералогеохимическому составу и контролируются компрессионными структурами.
Главный научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН профессор Новосибирского государственного университета, член-корреспондент РАН Дмитрий Васильевич Метелкин рассказал о вендском геомагнитном феномене и обозначил новые данные, гипотезы и способы приложения к палеотектонике. «Значение вендского периода Земли известно специалистам всех областей геологии, — отметил он. — Произошли важные изменения в биосфере и тектонике: преобразование коры, развитие океанических бассейнов и тому подобное. Также для этого периода характерна гиперактивность магнитного поля Земли».
По словам Дмитрия Метелкина, новые данные и работы по оценке палеонапряженности подтвердили предположение об ультранизкой величине дипольного момента в этот период, а также позволили оценить временной отрезок (580—530 млн лет), в котором центральный осевой диполь мог понижаться до величин, сопоставимых с полем мировых магнитных аномалий и даже ниже его. «Дело в том, что магнитное поле планеты состоит не только из центрального осевого диполя, но и из таких аномалий, и пятая часть эффектов, связанных с магнитным полем, может как раз объясняться именно ими. Кроме того, в сибирских разрезах отмечаются две в равной степени обоснованные группы вендских палеомагнитных полюсов. Первая расположена между Австралией и Антарктидой, вторая — вблизи острова Мадагаскар», — рассказал Дмитрий Метелкин.
О том, чем геологам может быть полезна вычислительная математика, говорил директор Института вычислительно математики и математической геофизики СО РАН доктор физико-математических наук Михаил Александрович Марченко. Он обрисовал возможности создания цифровых двойников сложных систем, к которым относятся и природные.
«Эти разработки рассчитаны на применение разномасштабных математических моделей, усвоение больших данных с помощью методов искусственного интеллекта и реализацию управления такими системами», — пояснил ученый. В частности, если говорить об изучении крупных природных объектов, то цифровой двойник может использоваться для усвоения и анализа больших данных различных видов мониторинга естественных процессов, проведения сценарных расчетов и компьютерного прогнозирования, при решении задач экологического и природоохранного контроля и оценке рисков опасных природных явлений, таких как землетрясения и извержения вулканов. «ИВМиМГ уже активно сотрудничает с ИЗК СО РАН по созданию цифровой платформы по обработке данных комплексного геофизического мониторинга Байкальской природной территории», — сообщил Михаил Марченко.
«Сложно переоценить важность взаимодействия Института земной коры с коллегами из научных организаций Монгольской Народной Республики: история наших совместных исследований началась в 1949 году, с самого образования института», — отметил Дмитрий Гладкочуб. Он коротко проследил основные вехи этого пути и остановился на ряде значимых результатов. Так, на территории Монголии выделены и детально изучены комплексы метаморфических ядер — уникальных индикаторов процессов внутриконтинентального растяжения; составлены сейсмические карты Байкальского и Монгольского регионов и карты пространственного распределения землетрясений в Прибайкалье и Монголии; изучена сейсмологическая обстановка в Улан-Баторе и его окрестностях и многое другое. «Разумеется, в дальнейшем мы намерены активно развивать и усиливать наше сотрудничество, — сказал директор ИЗК СО РАН. — Оно будет касаться мониторинга опасных геологических процессов, в том числе и с помощью беспилотных и дистанционных технологий; совместного научного сопровождения крупных инвестиционных проектов в Монголии, например строительства газопровода “Сила Сибири — 2” из России в Китай через территорию МНР, а также организации нового цикла российско-монгольских интеграционных проектов под эгидой Минобрнауки России, Президиума РАН и Сибирского отделения РАН с организациями Монгольской академии наук в области наук о Земле».
Отдельный тематический блок конференции представляли собой доклады руководителей научных направлений и лабораторий ИЗК СО РАН о спектре исследований, которые проводятся в институте, современных вызовах и перспективных задачах. «Это многообразие еще раз подчеркивает широкий спектр заделов в геологической науке, которые будут разрабатываться иркутскими учеными», — отметил Дмитрий Гладкочуб.
Двухдневная конференция продолжится торжественным мероприятием, посвященным 75-летнему юбилею Института земной коры СО РАН, а также выездом на полигон комплексного мониторинга опасных геологических процессов в поселке Листвянка.