Відділ петромагнетизму

Розроблено методику комплексування результатів по анізотропії магнітної сприйнятливості гірських порід і тектонофізичних досліджень. За результатами досліджень виконана комплексна інтерпретація магнітної структури гірських порід за параметрами еліпсоїду анізотропії магнітної сприйнятливості та деформацій різних масштабних рівнів (макро-, та мікродеформацій). Виконано палеомагнітні дослідження колекції зразків з опорних розрізів півдня і заходу України, що дозволило виконати магнітостратиграфічну калібровку границі юра-крейда і у комплексі з біостратиграфічними даними зкорелювати межу верхнього титону-нижнього беріасу у західній, центральній та східній Європі.

Запропоновано механізм, що пояснює вплив геомагнітного поля та космічних променів на нижньостатосферний озон. На основі аналізу побудованих карт розподілу характеристик геомагнітного поля та атмосфери розроблено модель, яка адекватно пояснює особливості змін сучасної температури в Антарктиці - одночасне "нагрівання" на заході та "охолодження" у центрі та на сході.

Встановлено, що на значній частині донних відкладів Чорноморської мегазападини існуючі необхідні термобаричні умови недостатні для формування газогідратів. Суттєвими умовами є наявність необхідної кількості вільного (підгідратного) метану і прісної води. Саме ці обставини зумовлюють латеральну дискретність зон гідратоутворення, встановлену численними експериментальними експедиційними геолого-геофізичними дослідженнями. Таким чином, газогідратні скупчення можуть слугувати у якості пошукового критерія значних родовищ природного газу у Чорному морі. Вперше побудована петрофізична термобарична глибинна модель кори Закарпатського прогину уздовж профілю РП-17 (Чоп-Великий Бичків), яка дозволила обґрунтувати фізичну природу деяких локальних аномалій швидкості (ЗНШ). В результаті аналізу наявних геолого-геофізичних матеріалів зроблене припущення про переважну роль абіогенної складової ВВ родовищ Карпатського регіону.

Удосконалено методику досліджень анізотропії магнітної сприйнятливості порід флішової формації для визначення механічних порушень у магнітній текстурі порід, напрямків течій та деформацій внаслідок одноосного стиснення. Проведено оцінку інформативності палеомагнітного методу на стратотипових розрізах осадових порід докембрію та кембрію південно-західної України, флішевих товщах Криму, породах континентальних магматичних провінцій (едіакарійських трапів Волині), протерозойських габро-анортозитових комплексів Корсунь-Новомиргородського та Коростенського плутонів УЩ. Доведено високу палеомагнітну інформативність неопротерозойських порід трапової формації Волині, що дозволило суттєво розширити сучасні уявлення про формування континентальних магматичних провінцій як переломних епізодів еволюції Землі. Отримані кількісні оцінки інтенсивності і тривалості магматичних подій, а також нові дані по реконструкціях Балтики і Лаврентії у пізньому протерозої. На основі палеомагнітного вивчення субаеральних відкладів плейстоцену України визначено границю Матуяма-Брюнес у широкінському кліматоліті лесово-ґрунтової формації України. Запропоновано зіставляти широкінський горизонт із MIS19 в уніфікованій стратиграфічній схемі плейстоцену України.

Залучення механізму плюм-тектонічної глибинної дегазації дозволило з нових позицій оцінити роль геодинамічних факторів, пов'язаних як з еволюцією Чорноморської мегазападини, так і з генезисом вуглеводнів. Термодинамічний режим, обмежена кількість біомаси в осадовому виконанні мегазападини Чорного моря і приуроченість газових виходів до розломів консолідованої кори свідчать на користь абіогенної природи метану. Аналіз шляхів міграції глибинних флюїдів, зон розвантаження глибинної енергії дозволить розробити нову стратегію пошуку покладів нафти і газу і нестандартно підійти до оцінки запасів вуглеводневої сировини Чорноморського нафтогазоносного мегабасейну.

Отримані нові результати застосування мобільного методу частотно-резонансної обробки даних дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) для оперативної оцінки перспектив нафтогазоносності окремих структур і об'єктів на шельфі Середземного моря в районі пробурених і запроектованих свердловин. За результатами обробки супутникових (Landsat-8) даних ДЗЗ, виявлено три аномальні зони типу "поклад нафти і газу" з імовірною потужністю продуктивних горизонтів 460м, 550м і 70м.

За результатами палеомагнітних досліджень стратотипових розрізів лесово-грунтових четвертинних відкладів України визначено границю Матуяма-Брюнес, яка є ключовим репером для прив'язки розрізів до стратиграфічної шкали та їх кореляції з іншими четвертинними розрізами Центральної Європи. За палеомагнітними даними побудовано фрагмент траєкторії позірної міграції полюса для Східноєвропейської платформи та уточнено її кінематичну модель. Розпочато детальні палеомагнітні дослідження протерозойських габро-анортозитових комплексів Коростенського плутона УЩ. Встановлені відмінності зв'язку між геомагнітним полем і кліматом для Північної і Південної півкуль, які пов'язані з глибиною проникнення заряджених частинок космічник променів, модульованих геомагнітних полем, в атмосферу Землі та їх впливом на баланс озону поблизу тропопаузи. Поляченко Е.Б., Главацький Д.В. були виконавцями гранту НДР-2016 для молодих вчених: "Палеотектоніка Східноєвропейської платформи у середньопалеозойський час".

Розроблена методика реконструювання температурних полів літосфери Антарктиди за матеріалами глибинного петрофізичного термобаричного моделювання та даними ГСЗ для участків земної кори із зонами низьких сейсмічних швидкостей (ЗНШ). Встановлена просторова послідовність: рифтова зона - рифтогенний вузол - глибинний магматоген - пологозалягаючі зони диз'юнктивної дислоцируваності метаморфічних і вивержених порід (наявність ЗНШ), яка вказує на можливість скупчення вуглеводнів абіогенного генезису Антарктичного півострова.

Визначені закономірності формування компонент природної залишкової намагніченості гірських порід з метою отримання репрезентативної палеомагнітної інформації. Отримані нові дані відносно механізму перемагнічування силурійських - нижньодевонських осадових товщ в межах південної частини Східноєвропейської платформи. Визначені етапи перемагнічування порід, що відображає головні події тектонічної еволюції регіону. Удосконалено кінематичну модель Східноєвропейської платформи у палеозої за палеомагнітними даними. Бахмутов В.Г. став Лауреатом Державної премії України у галузі науки і техніки 2015р. за цикл робіт "Структура і динаміка геофізичних полів як відображення еволюції та взаємодії геосфер в Антарктиці".

Закінчені розробки та сконструйовані оригінальні експериментальні лабораторні комплекси: для утворення та вивчення фізичних властивостей газогідратів та для вимірювання електричних параметрів гірських порід при їх нагріві в нейтральному середовищі. Отримані нові унікальні дані про пружно-щільнісні характеристики порід Антарктичного півострова,направлені на подальше вивчення окремих ділянок материкової окраїни Антарктичного півострова, перспективних на скупчення вуглеводнів.

Досліджені механізми формування мінералів заліза в осадових породах різного фаціального складу та різного віку на різних геологічних об'єктах території України. Визначено палеомагнітно-інформативні комплекси порід на території Інгульского мегаблоку УЩ. Виконані палеогеодинамічні реконструкції Інгульського мегаблоку у складі УЩ за палеомагнітними даними. Виявлено та проаналізовано зв'язок головного геомагнітного поля (за моделлю IGRF) та кліматичних параметрів - приземної температури повітря і приземного тиску.

Отримані нові експерименатльні дані про зміну щільності порід з глибиною (?=f(?Т)=f(H)) для конкретних РТ-програм. Це дало змогу за допомогою термобаричного петрофізичногосейсмо-гравітаційного моделювання з більш високою достовірністю моделювати розподіл мінеральної речовини з глибиною.

Основною сферою наукових досліджень наукового напрямку петромагнетизму і палеомагнетизму буде реконструкція геомагнітного поля у докембрії за результатами палеомагнітних досліджень на території України та побудова траєкторій позірної міграції полюсів основних структурних елементів Східноєвропейської платформи (СЄП) як основи для їх палеогеодинамічних реконструкцій у складі протерозойських суперконтинентів.

Основні етапи виконання роботи наступні: - дослідження магнітних властивостей гірських порід ключових (опорних) надійно датованих об'єктів докембрію на території України та оцінка їхньої палеомагнітної інформативності;
- виконання масових палеомагнітних визначень, що відповідають сучасним критеріям надійності;
- аналіз палеомагнітних визначень для різних складових сегментів Східноєвропейського кратону та визначення "ключових" палеомагнітних полюсів для його окремих блоків;
- комплексування методів АМС та тектонофізичного методу визначення полів напруг для реконструкції напружено-деформованого стану гірських порід території Українського щита (УЩ) та їхньої інтерпретації у термінах деформаційних режимів та вікової послідовності;
- отримання палеомагнітних (та інших) обмежень на цілісність мегаблоків УЩ для різних інтервалів геологічної історії середнього-пізнього протерозою;
- визначення якісних і кількісних характеристик дрейфу УЩ у складі СЄП, створення надійної палеомагнітної основи для виконання глобальних палеотектонічних і палеогеографічних реконструкцій СЄП з іншими континентальними блоками у складі докембрійських суперконтинентів;
- отримання нової інформації про геомагнітне поле докембрію, зокрема обмежень на частоту геомагнітних інверсій, існування докембрійських геомагнітних суперхронів, перевірка гіпотези центрального осьового диполя та ін.

Результати роботи можна використовувати для розробки фізичних моделей геомагнетизму, вивчення процесів, що відбуваються в глибинних шарах нашої планети та їхнього зв'язку з найважливішими подіями геологічної історії, для тестування гіпотез суперконтинентів, для вирішення завдань глобальної і регіональної геодинаміки, низки завдань тектоніки, стратиграфії, геохронології та інших галузях наук про Землю, а також при уточненні Шкали геомагнітної полярності для докембрію. Нові палеомагнітні полюси будуть надійною основою для реконструкції положення СЄП в складі докембрійських суперконтинентів і можуть бути інтегровані в систему оновлених глобальних палеотектонічних реконструкцій. Дані про перемагнічування порід повинні враховуватися при постановці завдань розвідки рудних родовищ. Результати можна використовувати в процесі геолого-знімальних робіт, у тому числі при уточненні віку магматичних комплексів УЩ - при складанні нового покоління геологічних карт і легенд до них.

Передбачається подальший розвиток теоретичних основ, методики та апаратури експериментальних досліджень фізичних параметрів гірських порід та штучних метаногідратів в різноманітних термобаричних умовах їх природного залягання, вдосконалення автоматизованих систем забезпечення морських геофізичних досліджень та обробки і інтерпретації їх результатів з метою підвищення ефективності пошуків родовищ корисних копалин.