Лаборатория глубинного геологического строения и динамики литосферы

Лаборатория глубинного геологического строения и динамики литосферы создана в 1996 году, в Институте экологических проблем Севера УрО РАН. С 1996 по 2004 год лабораторией руководил Кутинов Ю.Г. С 2004 года и по настоящее время лабораторией руководит Чистова З.Б.

Основные научные направления лаборатории:

1. Изучение геодинамики и минерагении Арктического сегмента земной коры;

2. Исследование напряженного состояния земной коры по сейсмологическим данным;

3. Прогноз геоэкологического состояния Арктического сегмента земной коры;

4. Методологические и концептуальные аспекты геоэкологического районирования северных территорий Земли;

5. Изучение процессов взаимодействия геосфер в узлах тектонических нарушений севера Русской плиты.

Важнейшие результаты фундаментальных исследований лаборатории

• На основе цифровой модели рельефа (ЦМР) Aster Gdemv2 с использованием программного обеспечения ГИС Saga создана корректная ЦМР территории Архангельской области для количественной оценки морфологии рельефа и специфики эрозионных процессов. Сопоставление созданной ЦМР с ЦМР Беломорско-Кулойского плато, геоморфологической картой Архангельской области и высотными отметками с топокарт показало ее достаточно высокую точность.

• Разработана методика выявления и картирования малоамплитудных тектонических нарушений в условиях древних платформ, и на ее основе предложена методика прогнозирования и геофизическая система поисков кимберлитовых образований севера Русской плиты.

• Выявлен один из доминирующих механизмов внутриплитной кинематики – ротация Тимано-Печорской плиты, обусловивший направленность тектонического развития региона, миграцию из верхней части и аккумуляцию в ловушках нефтегазовых флюидов и зональность фазового состава углеводородов.

• Составлена принципиально новая схема тектонического районирования по нижнему структурному этажу плитного чехла севера Печорской плиты.

• На основе комплексного изучения геолого-геофизических данных выделены геоэкологические структуры различных рангов Арктического сегмента земной коры и обоснованы их основные характеристики.

• Определены факторы, влияющие на степень трансформации геологической среды при освоении минерально сырьевых ресурсов Арктического сегмента. Разработана многоуровенная, многофакторная структура геоэкологического районирования северных территорий.

• На основе данных о фокальных механизмах очагов землетрясений и определения векторов скольжения горных масс, проанализирован геодинамический режим Севера Евразии на глобальном (взаимодействие трех литосферных плит: Евроазиатской, Северо-Американской и Гренландской), региональном (Евроазиатская плита) и локальном (Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция) уровнях. Анализ геодинамической обстановки по трем взаимоувязанным уровням позволил выявить неустойчивость Арктической геодинамической системы во времени и пространстве. Полученная модель позволяет сделать вывод о сложном пространственном взаимодействии геодинамических процессов различных рангов, формирующем нелинейную структуру напряженно – деформированного состояния земной коры, где взаимодействие блоков реализуется в условиях стесненных вращательных движений.

• Исследованы особенности геодинамического режима земной коры севера, юга и востока Евразии. Основные результаты базируются на анализе сейсмичности, фокальных механизмов очагов землетрясений и векторов скольжения горных масс за различные периоды времени. Установлено, что геодинамические режимы земной коры севера, юга и востока Евразии резко различаются.

• Выделена единая циркумполярная зона влияния зоны спрединга Северного Ледовитого океана, что говорит о единстве происходящих здесь современных геодинамических процессов и позволяет корректно сопоставлять материалы по разным северным территориям РФ. Полученные результаты могут служить дополнительной аргументацией при обосновании границы континентального шельфа России.

• Сделан вывод о преобладании режима сжатия в районе Лаптевоморского шельфа. Проведенные в последние годы исследования ИФЗ РАН (данные GPS-станций) подтвердили сделанный нами вывод, что этот район (включая хр. Черского) относится с Евроазиатской плите и принятые ранее границы Евроазиатской плиты необходимо пересматривать.

• Обоснована важная роль в нафтидогенезе мегалитов и мантийных плюмов. Получены выводы о генетической близости процессов формирования нефтегазовых бассейнов и алмазоносных провинций. Разработана модель образования кимберлитовых провинций и зон глубинного нефтегазонакопления, в результате комплексного анализа геолого-геофизических материалов, включающая в себя: 1 - формирование мегалита за счет процессов субдукции, 2- формирование суперплюма при перемещении мегалита; 3 – формирование локальных плюмов при подъеме суперплюма; 4 - формирование зональности провинций при вращении мантийной «подушки» плюма; 5 – образования сводовых поднятий и формирования: а – районов щелочно-ультраосновного магматизма (в т.ч. и кимберлитов); б – районов нефтегазонакопления. Полученная модель позволяет разработать дополнительные поисковые признаки для кимберлитовых провинций, субпровинций, районов и зон глубинного нефтегазонакопления.

• Комплексный анализ геолого-геофизических материалов Восточно-Европейской платформы и, более детально, Европейского Севера России показал, что «след» Архангельской алмазоносной провинции наблюдается: в пониженных значениях температуры в литосфере с глубины, как минимум, 200 км и практически до дневной поверхности; в значениях теплового потока; в структуре потенциальных полей; в строении поверхности Мохо и кристаллического фундамента; в мощности нижнего, среднего и верхнего слоя земной коры; в современном геодинамическом режиме, что отражается в макросейсмическом поле, дегазации и ионизации атмосферы. В целом, еще с докембрия была сформирована вертикальная стволовая структура с аномальными свойствами среды, находящаяся в колебательном режиме. Проекция этой структуры на дневную поверхность в первом приближении может рассматриваться как граница Архангельской алмазоносной провинции.

• Разработана комплексная модель взаимодействия геосфер в районах тектонических узлов Севера Русской плиты и дана полуколичественная оценка воздействия тектонических узлов на окружающую среду на уровне литосфера-гидросфера-биосфера-атмосфера. В результате многочисленных актов тектоно-магматической активизации в районах тектонических узлов Севера Русской плиты сформировались глубинные вертикальные высокопроницаемые структуры, где на современном этапе наблюдается встречная система «воздействие-отклик», т.е. не только изменение геомагнитного поля и атмосферного давления воздействуют на напряженно-деформированное состояние геологической среды, но и сама среда воздействует на гелио-метеорологические параметры и, как следствие, на состояние окружающей среды.

• Разработана методика подготовки корректной цифровой модели рельефа (ЦМР) на основе глобальной ЦМР Aster Gdemv2 с использованием программного обеспечения ГИС Saga для расчета геоморфометрических параметров и создания комплекта карт состояния окружающей среды. Использование методики применимо для северных территорий РФ.