Построен комплект карт векторов скоростей современных горизонтальных движений земной коры за разные периоды в Международной системе определения скоростей и в локальных системах отсчета для Северного Кавказа, южного побережья Финского залива, Карелии, Кольского полуострова. (ИФЗ РАН)
Разработана принципиально новая система алгоритмов распознавания образов DRAS (Difference Recognition Algorithm for Signal) – FLARS (Fuzzy Logic Recognition Algorithm for Signal), позволяющая выявлять высокочастотные аномалии на записях временных рядов геоэлектрических, гравитационных, магнитных и некоторых других сигналов. Ее применение позволило установить связь теллурических аномалий с вулканической деятельностью. (ИФЗ РАН)
Предложен новый количественный подход к восстановлению истории развития мантийных структур и поля палеотемператур, основаннный на численном решении обратной трехмерной задачи мантийной конвекции с помощью комбинации вариационного метода и метода конечных элементов. (МИТП РАН, ИММ УрО РАН)
Разработана методика пространственного картирования геотермальных резервуаров и зон аномальной электропроводности в земной коре. Построена первая трехмерная геоэлектрическая модель геотермальной зоны. Оценены наиболее перспективные зоны для извлечения геотермальной энергии. (ИГЭМИ РАН)
На основе исследований литосферно-атмосферного взаимодействия создана новая физическая модель возникновения "огней землетрясений", объясняющая локализацию зарядов в проводящем грунте во время землетрясений. (ИГФ СО РАН)
Впервые показана возможность и испытана эффективность дистанционной съемки процесса формирования ледовых заторов методом георадиолокации. Это позволяет принимать превентивные решения по предотвращению образования или ликвидации мощных заторов на реках в период паводка. (ИГДС СО РАН)
Минералого-геохимические и горные науки
Петрология магматических процессов
Выявлен новый, Центрально-Азиатский, тип формирования континентальной коры, определяемый аккрецией лито-тектонических комплексов океанического ложа (островных дуг, задуговых бассейнов, микроконтинентов и океанических островов) в единый супертеррейн с ювенильной континентальной корой. Аккреция сопровождалась
региональным метаморфизмом, интенсивным гранитоообразованием и внутриплитным базитовым и щелочным магматизмом. (ИГЕМ РАН)
Изучение верхнемантийных ксенолитов из кайнозойских щелочных базальтов Забайкалья и Монголии выявило неоднородность верхней мантии. Изменение состава верхней мантии по вертикали отражает уменьшение степени деплетированности магмофильными элементами и приближение состава пород к составу примитивной мантии, составу хондр из углистого хондрита и примитивных лерцолитов. (ИГГД РАН)
Установлены существенные различия в содержании летучих компонентов между источниками плюмового и спредингового мантийного магматизма САХ. Изотопный состав Nd в базальтоидах о-ва Беннет использован для реконструкции магматической истории пассивной континентальной окраины моря Лаптевых. Моделированием показано существование в океанической коре геохимического барьера при Т=250оС, определяющего смену минеральных ассоциаций в гидротермально-измененном субстрате. (ГЕОХИ РАН)
Впервые получены данные о составе расплавов, из которых происходила кристаллизация циркона в биотит - плагиоклазовых гнейсах архейского комплекса Кольской сверхглубокой скважины. Ранний циркон кристаллизовался из насыщенных СО2 магм при давлении отделяющихся флюидов около 3,5 кбар. на глубине около 13 км. В остаточных магмах по мере кристаллизации увеличивались концентрации SiO2 и К2О. (ГИ КНЦ РАН)
Получены данные о существенно меньшей истощенности перидотитового субстрата сверхмощной литосферной мантии, расположенной под областями проявлений кимберлитов аномальных типов (район Снэп Лейк, Канада; Накынское поле, Якутия). (ИМП СО РАН).
Разработана физико-математическая модель фреато-магматических вулканических извержений. Исследованы эффективность взрывного взаимодействия при различных концентрациях воды в магме и влияние глубины водоема на характер протекающих процессов. (ИДГ РАН)
Разработана модель кайнозойского вулканизма, и проведено вулкано-тектоническое районирование Камчатки с выделением разновозрастных вулканических дуг и их сегментов с разными геодинамическими параметрами (начальный, стационарный и конечный режимы субдукции). Установлено, что типичные островодужные вулканические породы характерны для стационарного режима субдукции, а на начальном и конечном этапах возможно появление лав с внутриплитными геохимическими характеристиками. (ИВГиГ ДВО РАН)
Геохимия
Установлено, что по характеру распределения величины d13С алмазов в достаточно представительных выборках могут быть выявлены генетические связи россыпей с кимберлитовыми трубками, позволяющие прогнозировать еще не открытые алмазные месторождения. Показано, что из трех россыпей, сопредельных с трубкой Мир, одна образована всецело за счет этого коренного месторождения, тогда как две другие сформировались при существенном привносе алмазов из неизвестного дополнительного источника. (ГЕОХИ РАН)
По результатам сравнительного изучения содержаний никеля в ультрамафичеких магматических породах Сибирской трапповой провинции и впадины Гесса предложен новый метод определения степени участия вещества земного ядра в генерации первичных магм. (ИГЕМ РАН)
Осуществлено экспериментальное моделирование диффузионных метасоматических колонок кварц-топазовых грейзенов и цвиттеров при Т=400-500оС и Р=1 кбар. Показано, что присутствие в гидротермальном растворе даже невысоких концентраций лития сильно сокращает область устойчивости кварц-топазовых грейзенов и расширяет область развития их кварцево-слюдистых фаций. В грейзеновых колонках установлен интенсивный массоперенос Pb и Zn, приводящий к образованию галенита и сфалерита. Миграция Ta и Nb незначительна, а W переносится лучше.
В системе H2O-NaCl при температуре 500°С и давлении насыщенного пара 340-570 бар при заданных летучестях серы, кислорода и рН раствора изучены растворимости Mo, W, Re, Sn, Au, Pt, As и Sb, в равновесии с молибденитом, вольфрамитом, касситеритом, ReS2, антимонитом, металлическими золотом и платиной и распределение этих элементов между жидкой и паровой фазами. Все элементы распределяются преимущественно в жидкую фазу. Рассчитаны коэффициенты распределения.
Синтезированы матрицы для иммобилизации стронция. Показано, что стронций полностью сорбировался в модельной гранитной матрице. При прокаливании до 1200°С в ее составе появляются альбит, кварц, ортофосфат натрия и стронция – ольгит. (ИЭМ РАН)
Построена компьютерная модель предбиологической химической эволюции, включающая формирование генетического кода, реализующая принципы, изложенные ранее в монографии «Феномен жизни».
Разработан метод изотопного фракционирования различных по подвижности и биологической доступности форм элементов в почвах, позволяющий получить расширенную информацию о возможной мобилизации токсичных металлов и мышьяка при изменении условий окружающей среды.
Впервые с использованием экспериментального и численного моделирования изучена радиационно-индуцированная миграция углерода в модельных и природных кристаллах при низких температурах под воздействием радиации. (ГЕОХИ РАН)
Минералогия
Открыты и утверждены Комиссией по новым минералам Международной минералогической ассоциации: анкиновичит (никелевый аналог альванита), араповит (ториевый аналог туркестанита), пековит (стронциевый аналог данбурита), зеравшанит – новый структурный тип цирконосиликатов, первый цезиевый цирконосиликат, и холфертит – Ca-U-Ti-REE-минерал (ММ РАН), кухаренкоит-(La) - Ba2(La,Ce)(CO3)3F, редкометальный бариевый карбонат, La-доминантный аналог кухаренкоита- (Ce) (ГЕОХИ РАН), хиллит - Ca2(Zn,Mg)(PO4)2 ·2H2O. (ГИ КНЦ РАН). Утвержден новый редкоземельный минерал – бираит (Ce2Fe2+[Si2O7](CO3)), который можно рассматривать как представителя нового структурного типа. Основу его структуры составляют полиэдрические слои (001), образованные димерами из двух связанных по общему ребру Fe-октаэдров, диортогрупп Si2O7 и анионов [СО3]2- (ср. С-О 1.30 Å). (ИЗК СО РАН)
С помощью современных аналитических методов впервые доказано широкое развитие наноразмерных частиц в рудах, породах и лунном грунте. В лунном грунте обнаружены наноразмерные частицы ранее неизвестных на Луне рудных минералов (самородные рений, олово, висмут, церий, цинк; высокопробное золото, гадолиниевые минералы, торий и др.). Многие из них не известны на Земле (ИГЕМ РАН). Наночастицы минералов элементов платиновой группы установлены в сульфидных рудах Норильского района. Выявлено, что наночастицы самородного золота в сульфидах – важная форма нахождения этого металла в трудноизвлекаемых сульфидных рудах. (ИГЕМ РАН, ММ РАН)
С помощью вновь созданной уникальной установки исследован кавитационный процесс в быстро движущемся кимберлитовом расплаве по глубинным каналам. Была воспроизведена агрегация нанокристалов алмаза (10-30 нанометров). Экспериментальные результаты свидетельствуют о возможности синтеза алмазной фазы при возбуждении кавитации в углеродсодержащей жидкости. (ГЕОХИ РАН)
Впервые синтезированы плотные поликристаллы алмаза (аналоги алмазных мономинеральных пород - алмазитов) в карбонат-углеродных и карбонат-силикат-углеродных расплавах при Р=7.0-8.5 ГПа и Т=1800-1900оС. В них установлена фракция нанокристаллов алмаза. Граничные условия спонтанной нуклеации алмаза и зависимость плотности его нуклеации происходит при Р=5.5-8.5 ГПа и Т=1200-2000оС. Процессы зарождения наночастиц алмазов при спонтанной нуклеации составили десятки секунд при лабильном пересыщении карбонатно-углеродных расплавов-растворов. (ИЭМ РАН)