Лаборатория геофизических полей

Номер
7/ 8
Научные направления
Морская геология и геофизика
Название отдела
Геология и геофизика океана

Лаборатория основана в 1979 г.

Первые гравиметрические измерения в прибрежных водах Владивостока были выполнены Р.Г. Кулиничем, младшим научным сотрудником Тихоокеанского Отделения института океанологии им. П.П. Ширшова (ТОИО АН СССР) в период 1969-1971 гг. Измерения выполнялись донными гравиметрами ГД-К (завод «Нефтекип», г. Москва) с борта среднего рыболовного сейнера, приспособленного для научных работ и названного НИС «Первенец». Работы имели экспериментальный характер с целью освоения детальной площадной гравиметрии на шельфе залива Петра Великого. Однако из-за сложности технологического процесса и низкой производительности этот вид морской гравиметрии был прекращен. Дальнейшее развитие гравиметрии связано с переходом на использование набортных гравиметров, позволяющих выполнять непрерывную регистрацию гравитационного поля в движении судна.

Группа гравиметристов этого профиля была подготовлена на кафедре разведочной геофизики в Дальневосточном политехническом институте (ДВПИ), которой руководил также Р.Г. Кулинич.

На этой основе в 1978 г. в уже существующем Тихоокеанском океанологическом институте была создана лаборатория гравиметрии, существующая до настоящего времени.

Основатель лаборатории – Руслан Григорьевич Кулинич, в то время кандидат геолого-минералогических наук, руководивший лабораторией до 2014 года. Основу её коллектива составили и продолжают составлять выпускники упомянутой выше кафедры разведочной геофизики ДВПИ (в дальнейшем ДВГТУ). В разные годы среди них были С.М. Николаев, В. А. Щукин, В.А. Смолин и др. В настоящее время её основу составляют также выпускники указанного вуза: к.г.-м.н. М.Г. Валитов, заведующий лабораторией с 2014 г.; научный сотрудник, к.г.-м.н. З.Н. Прошкина, младший научный сотрудник Т.А. Харченко и старший инженер С.Н. Кононец.

Методы исследований
  1. Измерение силы тяжести с использованием морских набортных гравиметров, как основы для изучения глубинного строения и геодинамического состояния геосфер. На этой основе создана большая база данных, включающая сведения об аномалиях гравитационного поля окраинных морей и отдельных районов Тихого океана. В настоящее время морские экспедиционные исследования лаборатории сосредоточены на акваториях Японского, Охотского морей и Прикурильской части Тихого океана.
  2. Геологическая интерпретация аномальных гравитационных полей. Основным методом количественной интерпретации является гравитационное (плотностное и сейсмоплотностное) моделирование литосферы по отдельным профилям, технология которого разработана в лаборатории. По результатам площадных гравиметрических работ строятся карты гравитационных аномалий, на основе которых, в совокупности с результатами других геолого-геофизических работ производится комплексная интерпретация геофизических данных. В результате определяется геологическая природа скрытых источников геофизических аномалий: их общий вещественный состав, пространственное и структурное положение. На этом основании получаются новые знания о природе и строении глубинных горизонтов земной коры и верхней мантии.
  3. Разработка и реализация теории и технологии механико-математического 3Д моделирования напряжений в земной коре, вызванных её структурно-плотностной неоднородностью. Результаты исследований реализованы расчетом поля интенсивности напряжений в земной коре Курильской островной системы.
  4. Регистрация приливных и нерегулярных вариаций силы тяжести в условиях пограничной зоны «континент – Японское море» для выяснения особенностей влияния региональной геодинамики и морской гидродинамики на приливные вариации гравитационного поля, определения упруго-вязких характеристик геосфер, а также для изучения возможной корреляции вариаций силы тяжести с другими геофизическими полями и сейсмогенными процессами в регионе Японского моря. Исследования выполняются в режиме стационарного мониторинга на морской экспериментальной станции ТОИ ДВО РАН «мыс Шульца» совместно с сотрудниками Института автоматики и электрометрии и Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН (г. Новосибирск).
  5. Изучение физических свойств горных пород и их комплексов, как основы для определения геологических источников геофизических аномалий. Изучаются плотность, магнитные свойства и скорость распространения акустических волн в образцах наземных и подводных горных пород и осадков. Для этого используется коллекция донных горных пород и осадков, поднятых в Японском и Охотском морях предшествующими экспедициями, а также новые образцы горных пород, отобранных в береговой зоне Приморья. Предусматривается создание петрофизического Атласа северного обрамления Японского моря, как основы для геологической интерпретации результатов геофизических исследований в этом регионе.
Оборудование
  • Набортный гиростабилизированный гравиметрический комплекс Чекан-АМ (Шельф-Э)
  • Высокоточный лабораторный гравиметр Micro-g LaCoste gPhone (производство США-Канада)
  • Абсолютный баллистический лазерный гравиметр ГАБЛ; владелец - Институт автоматики и электрометрии СО РАН
  • Геодезические GNSS/GPS приемники TRIMBLE; владелец - Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука (ИНГГ) СО РАН
  • Геодезические GNSS/GPS приемники JAVAD Sigma
  • Измеритель скорости распространения продольных и поперечных волн в образцах горных пород «Ультразвук»
  • Электронные весы ВЛТЭ-2100
  • Каппаметр ИМВ-2
  • Астатические магнитометры IR-4 и KLY-2
Участие в программах

Разделы и направления Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы, в соответствии с которыми работает лаборатория:

  • Направление №128 «Физические поля, внутреннее строение Земли и глубинные геодинамические процессы».
  • Тема 0271-2018-0004. «Пространственно-временные изменения геофизических полей, их связь со структурой, геодинамикой и сейсмотектоническими процессами в литосфере дальневосточных морей России и их обрамлении» (Гос.Рег. № АААА-А17-117030110032-3).
Участие в проектах

Разделы и направления Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы, в соответствии с которыми работает лаборатория:

Направление №70 «Физические поля, внутреннее строение Земли и глубинные геодинамические процессы».

  1. Тема 0271-2018-0004. «Пространственно-временные изменения геофизических полей, их связь со структурой, геодинамикой и сейсмотектоническими процессами в литосфере дальневосточных морей России и их обрамлении» (Гос. Рег. № АААА-А17-117030110032-3). Науч. рук. д.г.-м.н. Р.Г. Кулинич.
  2. Тема 0211-2021-0015 «Изучение аномальных геофизических полей, как основы для исследования структуры, физических характеристик, геодинамики глубинных геосфер и прогнозирования сейсмогенных процессов в зоне дальневосточных морей и северо-западном секторе Тихого океана» (Гос. Рег. № 121021500053-6). Науч. рук. д.г.-м.н. Р.Г. Кулинич.
  1. На основе экспедиционных исследований создана огромная база гравиметрических данных, охватывающая весь регион окраинных морей северо-западного сегмента Тихого океана; впервые детально изучено гравитационное поле СЗ части Японского моря, создан каталог и построены карты гравитационных аномалий.
  2. По совокупности гравиметрических, альтиметрических и сейсмических данных впервые построена сводная карта мощности земной коры Центральной котловины Японского моря и сопредельного южного Сихотэ-Алиня. На этой основе определено положение зоны глубинной структурно-вещественной перестройки земной коры при переходе от континента к Японской котловине. Построены структурно-плотностные модели земной коры в зоне сочленения Южного Сихотэ-Алиня с котловиной Японского моря.
  3. По совокупности гравиметрических, альтиметрических и сейсмических данных рассчитана мощность земной коры и определен рельеф ее основания (граница Мохо) под Японским морем. На этой основе уточнен район с океанической корой и участки континентальной коры с различной степенью деструкции.
  4. По совокупности гравиметрических, магнитометрических и сейсмических данных в центральном сегменте Курильской островной дуги, на месте «сейсмической бреши», выявлена поперечная зона деструкции рифтогенного облика, наложенная на ранее сформированные морфоструктуры этого района.
    В пределах этой зоны исследована связь размещения эпицентров сильнейших землетрясений 2006-2007 гг. и последующих сейсмоактивных процессов с геофизическими полями и блоковой расчлененностью земной коры, установленной по геофизическим данным. Установлено, что источники коровых землетрясений, как правило, приурочены к тектоническим границам блоков, а большая часть всей совокупности землетрясений этого периода произошла в пределах выделенной деструктивной зоны.
  5. Впервые для пограничной зоны «континент-Японское море» (МЭС м. Шульца) зарегистрированы приливные вариации силы тяжести, рассчитаны основные параметры лунно-солнечных приливов в этом районе.
  6. Впервые построена карта магнитных свойств (магнитной восприимчивости) геологических комплексов северного обрамления Японского моря.
Патенты и технологии

База данных гравиметрических исследований акватории Татарского пролива. Свидетельство о регистрации базы данных 2021620481, 11.03.2021. Заявка № 2021620354 от 04.03.2021. / Валитов М.Г., Колпащикова Т.Н., Прошкина З.Н.

  1. Shilo N. A., Kosygin Ju. A., Bersenev I.I., Kulinich R.G., Zhuravlev A.V., Sergeev K.F., Tuezov I.K., Khvedchuk I.I. The structure and geological evolution of the Earth’s crust of the Okhotsk and Japan Sea region // Tokai Univ. Press, Tokyo, 1982, р. 59-80.
  2. Кулинич Р.Г., Заболотников А.А., Марков Ю.Д. и др. Кайнозойская эволюция земной коры и тектогенез Юго-Восточной Азии. М.: Наука, 1989. 256 с.
  3. Karp B., Kulinich R.G.,Shyu C-T. Wang C.S. Some Features of the Arc-Continent Collision Zone in the Ryukyu Subduction System-Taiwan Junction Area // The Island Arc, vol.6, Is.3, Tokyo, 1997, р. 303-315.
  4. Кулинич Р.Г., Маслов Л.А., Гильманова Г.З., Комова О.С. Плотностная модель и напряжения в земной коре северной части Японского моря // Тихоокеанская геология 1998, том 17, № 2, с. 108-114.
  5. Кулинич Р.Г., Обжиров А.И. Барит–карбонатная минерализация, аномалии метана и геофизические поля во впадине Дерюгина // Тихоокеанская геология, 2003, том 22, № 4, с. 35-40.
  6. Лаверов Н.П., С.С. Лаппо, Лобковский Л.И., Баранов Б.В., Кулинич Р.Г., Карп Б.Я. Центрально-Курильская «брешь»: строение и сейсмический потенциал // ДАН, 2006, том 408, № 6, с. 1–4.
  7. Кулинич Р. Г., Карп Б. Я., Баранов Б. В., Леликов Е. П., Карнаух В. Н., Валитов М. Г., Николаев С. М., Колпащикова Т. Н., Цой И. Б. О структурно-геологической характеристике «сейсмической бреши» в центральной части Курильской островной гряды // Тихоокеанская геология. Т. 26. №1. 2007. с. 5 – 19.
  8. Кулинич Р.Г. (отв. ред.) Дальневосточные моря России: в 4-х кн. М.: Наука, 2007. Кн. 3: Геологические и геофизические исследования.
  9. Валитов М.Г., Кононец С.Н., Кулинич Р.Г. Структурно-плотностные модели земной коры зоны сочленения Центральной котловины с прилегающим континентом /Дальневосточные моря России: в 4-х кн. М.: Наука, 2007. В кн. 3: Геологические и геофизические исследования. С. 347–352.
  10. Сокарев А.Н., Кулинич Р.Г., Прошкина З.Н. Петрофизика япономорского сектора зоны перехода от континента к Тихому океану. Изд-во «Дальнаука», 2010 г. 216 с.
  11. Кулинич Р.Г., Валитов М.Г. Мощность и типы коры Японского моря по данным морской и спутниковой гравиметрии // Тихоокеанская геология, 2011, Том 30, № 6, с. 3-13.
  12. Кулинич Р.Г., Валитов М.Г., Прошкина З.Н. Геофизические поля, блоковая структура и сейсмическая активность Центральных Курил // Тихоокеанская геология, 2012. Том 31, № 6. с. 35-43.
  13. Сокарев А.Н., Кулинич Р.Г. Палеомагнетизм япономорского сектора зоны перехода от континента к Тихому океану. Владивосток, Дальнаука. 2012. 135 с.
  14. V. Timofeev, R. Kulinich, M. Valitov, Y. Stus, E. Kalish, B. Ducarme, P. Gornov, D. Ardyukov, I. Sizikov, A. Timofeev, G. Gil’manova, T. Kolpashikova, Z. Proshkina. Coseismic Effects of the 2011 Magnitude 9.0 Tohoku-Oki Earthquake Measured at Far East Russia Continental Coast by Gravity and GPS Methods / International Journal of Geosciences. Vol. 4 No. 2, 2013, P. 362-370.
  15. Кулинич Р.Г., Валитов М.Г. Прошкина З.Н. Сравнительный анализ сейсмических и плотностных моделей земной коры Центральных Курил // Тихоокеанская геология, 2015. Том 34, № 6. с. 45-56.
  16. Валитов М.Г., Прокудин В.Г., Цовбун Н.М. Природа аномального магнитного поля залива Петра Великого (Японское море) // Вестник ДВО РАН. 2015. Т. 2. № 180. С.49–59.
  17. Прошкина З.Н., Валитов М.Г., Кулинич Р.Г., Колпащикова Т.Н. Изучение приливных вариаций силы тяжести в зоне перехода от континента к японскому морю // Вестник КРАУНЦ. Науки о земле. 2015. № 3. Вып. 27. С. 71–79.
  18. Прошкина З.Н., Кулинич Р.Г., Валитов М.Г. Структура, вещественный состав и глубинное строение океанского склона Центральных Курил: новые данные // Тихоокеанская геология, 2017. Том 36, № 36, с. 58-69.
  19. Гаврилов А.А. Морфотектоника окраинно-континентальных орогенных областей: (юг Дальнего Востока России и прилегающие территории). Владивосток: ИПХЦ ТИГ ДВО РАН, 2017. 312 с.
  20. Харченко Т.А., Валитов М.Г. Петрофизические характеристики разновозрастных интрузивных комплексов п-ова Гамова (Юго-Западное Приморье) // Тихоокеанская геология. 2018. Т. 37. № 3. С. 98–108.
  21. Gavrilov A.A. Ring structures of the Pacific Ocean bottom and some problems with their investigations // New Concepts in Global Tectonics Journal. 2018, v. 6, No 2. pp. 172-202.
  22. Гаврилов А.А. Влияние зон разрывных нарушений на строение и развитие коренных берегов залива Петра Великого (Японское море) // Природа. - 2019. - № 5. - С. 17-28
  23. Кулинич Р.Г., Осипова Е.Б., Валитов М.Г. Плотностные неоднородности и напряжения в земной коре Центральных Курил // Тихоокеанская геология, 2020. Том 39, № 2, с. 21-28.
  24. Кулинич Р.Г. (отв. ред.) Российско-Вьетнамские океанологические исследования в Южно-Китайском море. Владивосток: ИПХЦ ТИГ ДВО РАНБ 2020. 334 с.
  25. Тимофеев В.Ю., Валитов М.Г., Ардюков Д.Г., Тимофеев А.В., Дюкарм Б., Кулинич Р.Г., Колпащикова Т.Н., Прошкина З.Н., Бойко Е. В., Наумов С.Б. Океанические приливные модели и гравиметрические приливные наблюдения // Океанология. 2020. Том.60, № 1. С. 37-48.
  26. Терехов Е.П., Харченко Т.А. О возможности возрастной корреляции геологических комплексов в регионе Курильской островодужной системы с использованием сейсмоакустических характеристик // Тихоокеанская геология. 2020. № 3. С. 89-103.
  27. Прошкина З.Н., Валитов М.Г., Колпащикова Т.Н., Наумов С.Б. Оценка влияния гидродинамики на приливные вариации силы тяжести в зоне перехода от континента к Японскому морю // Физика Земли. 2021. №1. С. 109-121.
  28. Кононец С.Н., Валитов М.Г., Харченко Т.А. Отражение магматизма и тектоники в геофизических полях Юго-Западного Приморья // Тихоокеанская геология. 2021. Т. 40. № 5. с. 44-58.
Состав лаборатории
  • Валитов Максим Георгиевич, к.г.-м.н., заведующий лабораторией
  • Кулинич Руслан Григорьевич, д.г.-м.н., главный научный сотрудник
  • Гаврилов Александр Анатольевич, к.г.-м.н., ведущий научный сотрудник
  • Осипова Елена Борисовна, д.ф.-м.н., старший научный сотрудник
  • Съедин Владимир Тимофеевич, к.г.-м.н., старший научный сотрудник
  • Зимин Петр Степанович, к.г.-м.н., старший научный сотрудник
  • Шкабарня Григорий Николаевич, к.г.-м.н., и.о. старшего научного сотрудника
  • Прошкина Зоя Николаевна, к.г.-м.н., научный сотрудник
  • Старжинский Сергей Станиславович, старший научный сотрудник
  • Жуковин Александр Юрьевич, младший научный сотрудник
  • Харченко Татьяна Александровна, младший научный сотрудник
  • Терехов Евгений Петрович, к.г.-м.н., ведущий инженер
  • Деменок Виталий Николаевич, ведущий инженер
  • Колпащикова Татьяна Николаевна, ведущий инженер-программист
  • Цовбун Николай Моисеевич, ведущий инженер-электроник
  • Кононец Светлана Николаевна, старший инженер
  • Сигеев Илья Александрович, старший инженер
Сотрудники

Fulltext publications