Сегодня - 20.11.2019

Сибирские учёные занимаются геохимическим исследованием необычных древних горных пород

27 марта 2017

Геологов интересуют минералы гранат и пироксен, которые могут рассказать об эволюции пород Сибирского кратона.

Учёные Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН занялись исследованием геохимических особенностей и происхождения гранатов и пироксенов со структурами распада твердых растворов в литосферной мантии. Расшифровка процессов минералообразования нужна для понимания историко-геологического развития Сибирского кратона, глобальной геодинамики и циркуляции мантийного вещества Земли.
 
Почти каждый минерал представляет собой не чистое соединение, а смесь переменного состава — твердый раствор, который образуется при определенных условиях. При изменении начальных условий некоторые исходно однородные минералы распадаются, чаще всего под воздействием внешних факторов. В таком случае в минеральных соединениях меняется содержание химических элементов. Зафиксированные колебания в химическом составе позволяют учёным узнать многое о происхождении и истории преобразования минералов на разных этапах и проследить эволюцию содержащих их пород от древнейших времён до современности. Сибирские геологи начали изучать такие процессы на мантийных обломках с гранатами и пироксенами из кимберлитовых трубок Якутии. Данный проект получил поддержку — грант Президента РФ. 
 
Карьер кимберлитовой трубки Удачная, 2012 год
 
— Наше геохимическое исследование отличается от других тем, что мы анализируем необычные мантийные горные породы (с глубин 60—200 км). Минералы в них — гранаты и пироксены — содержат продукты распада твердых растворов, что отражает изменение физико-химических условий их нахождения в мантии. В рамках проекта нас интересует, прежде всего, распределение редких элементов в минералах, претерпевших твердофазные превращения. Ведь вопросы геохимии распада твердых растворов изучены в меньшей степени и лишь для некоторых регионов мира, — рассказала научный сотрудник лаборатории минералов высоких давлений и алмазных месторождений ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Таисия Алифирова. — Редкие элементы — более показательные индикаторы состава и условий системы, разнообразных геологических процессов и обстановок по сравнению с главными элементами. Они чувствительны к незначительным изменениям условий среды и протекающим реакциям. Это качество позволяет использовать их при расшифровке геологической истории, «записанной» в химическом составе минералов. 
 
Таисия АлифироваГранаты и пироксены претерпели длинную историю превращений, находясь ещё в мантии. Изменение температуры, давления, окислительно-восстановительный режим отражались на составе этих природных соединений. Таисия Алифирова с помощью масс-спектрометрии и других современных методов выявляет особенности макро- и микроэлементного состава минералов из структур распада твердых растворов на различных этапах эволюции содержащих их (материнских) мантийных пород: формирование исходной породы — протолита, ее метасоматические преобразования (изменение состава породы с привносом или выносом вещества), твердофазные превращения после изменения физико-химических параметров, отжиг в литосферной мантии, захват кимберлитовым расплавом. Таким образом, можно проследить историю выбранных пород от образования первоначально однородных минералов в протолите до выноса ксенолитов кимберлитовыми расплавами. Наряду с получением аналитической информации геологу необходимо её расшифровать и интерпретировать.
 
— Получив данные об изменении состава минералов, мы можем определить условия нахождения вещества в определённый период: на какой глубине оно находилось, каким геологическим процессам подвергалось, оценить параметры среды. Такая реконструкция обстановки минералообразования важна для определения более точной модели тектономагматической и метаморфической эволюции мантийных пород. Также исследование внесёт вклад в понимание истории формирования современного облика Сибирского кратона, — объясняет геолог. 
 
Подготовка к выезду, река Хання (Якутия)
 
Работа Алифировой носит фундаментальный характер. Тем не менее, её результаты могут иметь и прикладное приложение.
 
— Кимберлиты — один из коренных источников алмазов. Но лишь небольшая их часть является алмазоносной. Какая именно, можно сказать по химическому составу индикаторных минералов. Конкретные находки минералов-индикаторов свидетельствуют о промышленной перспективности кимберлитового тела, участка или района. Кроме того, в настоящее время все более популярным становится применение данных по редкоэлементному составу минералов для прогнозно-поисковых задач.
 
Исследователю за два года предстоит закончить все аналитические работы и по итогам гранта опубликовать полученные результаты в научных журналах. По завершении работы геолог хотела бы расширить тему и изучать процессы и явления, в которых мантийное вещество Сибирского кратона находилось не только в твёрдом, но и в расплавленном состоянии, вычислить весь «исторический маршрут» выбранных минералов и, возможно, реконструировать самую древнюю точку, когда гранаты и пироксены образовались. 
 
Марина Москаленко 
 
Фото предоставлено Таисией Алифировой 
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 4.7 (7 votes)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus