​В​ 2022 году 65-летний юбилей отметит Институт геохимии СО РАН. Мы уже были в институте и рассказывали вам об измерении радиации, кварце и кремнии. Сегодня расскажем еще об одной лаборатории в составе научного учреждения – геохимии основного и ультраосновного магматизма. 

В ней работают 15 научных сотрудников под руководством кандидата геолого-минералогических наук Татьяны Борисовны Колотилиной. Это одна из тех научных лабораторий, сотрудники которой не только сидят за микроскопами, но и ежегодно бывают в геологических экспедициях. В основном ученые работают с породами Сибирского региона, выезжают для сборов образцов в районы самой Иркутской области, а также Монголии, Якутии, Красноярского края и Забайкалья. Они исследуют древние океаны и рифтовые зоны, ищут месторождения платины и никеля, выясняют почему в одних кимберлитовых трубках Сибирской платформы алмазы есть, а в других их нет. И это лишь малая часть работы. Но даже ее у нас не получится охватить в одном материале. 

​О лаборатории  

Лаборатория геохимии основного и ультраосновного магматизма. Чтобы понять, чем она занимается, сначала вспомним, что такое геохимия. Это наука о химическом составе Земли. Она дает понимание о формировании горных пород. А теперь о том, что такое основные и ультраосновные породы. Это те породы, которые содержат мало кремния (от 32 до 52 %), а в ультраосновных, кроме того, много магния. В остальных породах кремния уже больше, например, в отряде средних пород (52—63 %), или кислых, в которых уровень кремния достигает 80 %. Итак, герои нашего материала занимаются изучением основных и ультраосновных пород.   

institut geohimii.jpg

Офиолиты и древние океаны  ​

Одна команда ученых изучает офиолиты. Это красивое название носит целая группа пород: базальтов, габбро, гипербазитов. Офиолиты представляют интерес, поскольку считаются остатками древней океанической коры, поднятой на поверхность Земли. Они помогают узнать ту часть истории планеты, в которой открывались и закрывались древние океаны, исчезали континенты и появлялись новые, рассказывает научный сотрудник, кандидат геолого-минералогических наук Василий Беляев.    

beljaev -vasilij.jpg
​​Василий Беляев. Фото предоставлено институтом 

​Анализ офиолитов необходим для расшифровки геодинамических ситуаций, которые развивались в зонах сочленения океанов с континентами. Помимо изучения истории планеты, тектонические построения и геодинамические модели, полученные во время работ, могут найти применение в практике геологического картирования и в поисковых работах.  

И если уж мы говорим о древних океанах, не можем не упомянуть о Палеоазиатском океане. Это древний обширный бассейн с океанической земной корой, располагавшийся в центре современной Азии (его возраст — 850—320 млн лет). Образовался он после распада суперконтинента Родиния, и именно он отделил Восточно-Европейскую платформу от Сибирской, на которой живем мы с вами. Сокращение океана началось с конца рифея (600 млн. лет назад), в результате тектонических процессов образовались Саяны, Алтайские горы, Сибирский континент расширялся, а океан — наоборот.  

​Работа ученых помогает не только узнать прошлое, но и предсказать будущее. Вообще образование и распад суперконтинентов, как считается, это циклический процесс. Наша лаборатория прогнозы не составляет. Но есть прогнозы, распространенные в мировом сообществе. Например, не исключено образование очередного суперконтинента через сотни миллионов лет, когда Африка сольётся с Европой, Австралия и дальше будет двигаться на север и объединится с Азией, а Атлантический океан после некоторого расширения исчезнет вовсе.  

И Байкал когда-то может стать океаном. Сейчас в земной коре, прямо посередине Евразии, находится огромный раскол — Байкальская рифтовая зона. Постепенно он расширяется и, если не изменится геодинамическая обстановка, через 20 миллионов лет самый большой континент снова разобьется на две части, а на месте Байкала появится новый океан.    

institut geohimii-1.jpg

​В настоящее время существует 10 древних платформ – платформ с докембрийским фундаментом. Их еще называют кратонами, один из них – Сибирский. Древние кратоны образовались в докембрийский период (до 540 млн лет), периодически происходит их сближение – образование суперконтинентов и распад. Приблизительно 500 миллионов лет назад произошел распад суперконтинента Паннотия, который с одной стороны был окружен протоокеаном Панталасса, а с другой — Панафриканским протоокеаном. Паннотия распалась на континент Гондвана, мини-континенты Балтики, Сибири и Лаврентии. В это время появились древние океаны Палеопасифик, Япетус, Палеотетис. После снова произошло слияние континентов, образовалась Пангея — сверхконтинент, существовавший в конце палеозоя и начале мезозоя и объединявший практически всю сушу Земли 335—175 млн лет назад — Гондвану, Лаврентию, Балтию и Сибирь. Но и Пангея раскололась в юрский период на два континента (Гондвану и Лавразию). Северный континент Лавразия в свою очередь «распался» на Евразию, Северную Америку и Гренландию, а из южного континента Гондвана образовались Африка, Южная Америка, Австралия и Антарктида, а также субконтиненты Мадагаскар, Аравия и Индостан. 

​​Наши ученые как раз заглядывают в это далекое прошлое. Основные породы, которые они изучают – гарцбургиты, базальты, габбро. Материал собирают сами, например, в этом году планируют экспедиции в Саяны и в Туву. Экспедиция может занять от нескольких дней до нескольких недель в тайге. Из каждой поездки группа привозит по 200-300 килограммов породы. Из каждого образца изготавливают шлифы, некоторые образцы истирают в порошок.    

institut geohimii-2.jpg

Одна из задач исследований – определение возраста пород. Сделать это помогает минерал циркон. В составе циркона присутствует уран, что делает его удобным минералом для определения возраста пород методом уран-свинцового датирования. И он присутствует во многих типах магматических пород.  

Василий Беляев привел примеры изученных древних образцов: 

​​«В Восточном Саяне в Китойских Гольцах и в долине реки Оки присутствуют фрагменты офиолитового комплекса – литосферы палео-океана – с возрастом около миллиарда лет (мезопротерозой). Исследования состава этих пород, начатые во второй половине прошлого века и продолжающиеся сейчас, показали, что эти породы представлены перидотитами, габбро, и бонинитами – специфической группой вулканических пород. В нашей группе исследователей из Института геохимии СО РАН мы провели детальное геохимическое опробование офиолитов Восточного Саяна. Это позволило установить, что они сформировалась в тектонической обстановке, подобной современным Марианским островам и прилегающей части Марианского глубоководного желоба в западной части Тихого океана. Особенность палео-океанических пород Восточного Саяна в том, что они содержат бонинитовые лавы и при этом имеют достаточно древний возраст, что обуславливает важность их исследований. В настоящее время мы работаем над тем, чтобы установить состав расплавов, из которых кристаллизовалась породы древней океанической коры Восточного Саяна. В бонинитах присутствуют кристаллы хромита, в которых сохранились расплавные включения, попавшие в минерал на стадии роста из расплава. Методика исследований включает нагрев хромита в специальной установке до температуры исходного расплава (около 1300°С). После этого образцы хромита быстро охлаждают, чтобы расплав во включениях превратился в однородное стекло, состав которого затем изучают на электронном микроскопе и других приборах. Это позволит установить особенности формирования и эволюции магм в древнем океаническом бассейне и сопоставить их с современными океанами».   ​

institut geohimii-3.jpg
​Обнажение лав бонинитов, долина р. Ока, Восточный Саян.    

institut geohimii-4.jpg
​Кристаллы хромита из бонинита.  

Есть и другие древние образцы, с возрастом около 2,7-3,1 миллиарда лет. Это гнейсы, распространенные вдоль Кругобайкальской железной дороги. Когда-то они представляли собой магматические и осадочные породы, затем испытали метаморфизм (преобразование минерального состава и структуры породы) при высоких температурах и давлениях. Породы этого возраста довольно обычны и слагают фундамент древних платформ, таких как Сибирская, Северо-Китайская, Восточно-Европейская. Но о них расскажем в следующий раз.  

Загадки кимберлитов  

Вторая группа ученых из лаборатории изучает кимберлиты — основной в мире, а в России пока и единственный коренной источник промышленных алмазов. Они сейчас работают над грантом Российского научного фонда «Эклогитовые и гранат-пироксенитовые ксенолиты из кимберлитовых трубок Сибирского кратона — генезис и время формирования», полученным в 2020-м и рассчитанным на два года. Проект ведет кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник Татьяна Калашникова. Она изучает кимберлиты, собранные на трех объектах в Якутии – трубках Мир, Удачная и Обнаженная. На первых двух идет (в случае с «Миром» шла до 2017 года) добыча алмазов, третья оказалась не алмазоносной. Хоть все три трубки относятся к Якутской алмазоносной провинции, не понятно, почему в двух алмазы есть, а в третьей нет. Почему? ответ можно найти в ксенолитах. Это обломки горной породы, захваченные магмой, то есть чужеродные включения в горную породу. В образцах из трубок ксенолиты могут выглядеть как небольшие вкрапления, могут быть даже незаметны невооруженным глазом – это ксенокристаллы.   

institut geohimii-5.jpg

Но именно они являются важным источником информации, так как доставляются на поверхность земли с огромных глубин во время поднятия магматических расплавов. Например, щелочные базальты содержат ксенолиты мантийных пород, поднятые с глубин 60—80 км, а в кимберлитах встречаются ксенолиты, принесённые с глубин 100—200 км. Ксенолиты из кимберлитов представляют собой наиболее глубинные горные породы, изученные человеком. 

​В Восточной Сибири этим занимается только лаборатория Института геохимии СО РАН. В основном ученые работают с породами Сибирского региона, выезжают для сборов образцов в районы самой Иркутской области, а также Монголии, Якутии, Забайкалья. 

Как мы работаем? Выбираем объект исследования, разрабатываем карты маршрутов, выезжаем в экспедиции, собираем образцы пород, все это привозим в Институт, здесь дробим, стираем в порошок, изучаем, анализируем состав. Все делаем сами.  ​​

Возможно, именно эта работа даст понимание того, почему одни трубки полны алмазов, а другие нет.    

institut geohimii-6.jpg

Базальты 

Третья группа изучает вулканические процессы, происходившие в Сибирском регионе миллионы лет назад. В этих процессах помогает разобраться изучение базальтов. Здесь одним из объектов исследования является Забайкальский край. В современное время на его территории действующих вулканов нет, но тысячи лет назад они были. В пределах Удинско-Еравнинской зоны Западного Забайкалья образование вулканических пород связывается с глубинными источниками: мантийными плюмами и горячими полями мантии. Их изучением занимается кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник Татьяна Комарицына. На территории Иркутской области таких мест нет.    

komaricyna.jpg

Фото предоставлено институтом  

Образование вулканов, их существование, строение, состав продуктов извержения также, как и в предыдущих случаях, дают представление о прошлом Земли и особенностях мантийно-корового взаимодействия, что в свою очередь даст понимание о том, что ждет землю в будущем. Также изучение вулканических пород помогает определить происхождение полезных ископаемых. Ну и собственно причины формирования самих вулканов, закономерности их размещения. 

В целом сотрудники лаборатории ведут исследования по пяти направлениям:  

— Геохимия основного вулканизма Восточной и Западной Сибири, 

— Минералогия и изотопно-геохимические характеристики пород офиолитовых и островодужных террейнов Центрально-Азиатского склад­чатого пояса, 

— Континентальный рифтогенный магматизм южного складчатого обрамления Сибирского кратона,  

— Кимберлитовый вулканизм Сибирского кратона,  

— Геохимия, петрология и рудоносность основных–ультраосновных комплексов выступов фундамента Сибирского кратона и его складчатого обрамления.  

Кроме того, сотрудники лаборатории разрабатывают информационную систему, направленную на решение задач накопления, систематизации и синтеза разнородной геологической информации. А еще пишут учебные пособия для использования в высших учебных заведениях.   

uchebnye-posobija-scaled.jpg 

К сожалению, описать все, над чем работают ученые, в одном материале довольно трудно. И уж тем более оценить… Но именно ученые открывают нам знания о себе, о Земле, о космосе, помогают находить полезные ископаемые и открывать звезды… Именно ученым посвящен наш проект «Наука.Сегодня». На страницах интернет-журнала вы найдете статьи о недавних научных открытиях, о том, что сейчас происходит в стенах более чем десяти институтов Иркутского научного центра Сибирского отделения РАН и в не меньшем количестве институтов всего Сибирского отделения.  

institut geohimii-7.jpg 
institut geohimii-8.jpg 
institut geohimii-9.jpg 
institut geohimii-10.jpg 
institut geohimii-11.jpg

Автор: Анастасия Украинская, Юрий Орлов. «Иркутск Сегодня» 

Источник: https://irk.today/bHYv
© ИА Иркутск Сегодня​

Похожие новости

  • 19/02/2020

    Валентина Галкина готова рассказывать о Байкале круглые сутки

    ​Она знает о Байкале все. В феврале исполнилось 90 лет Валентине Ивановне Галкиной, самому знаменитому экскурсоводу Иркутской области. Более полувека она проводила экскурсии для посетителей Байкальского музея.
    991
  • 12/04/2019

    В Иркутске прошла научная сессия, посвященная 70-летию академической науки Восточной Сибири

    Об истории и основных достижениях академических учреждений Восточной Сибири рассказали на научной сессии 3 апреля в ИДСТУ СО РАН. В мероприятии приняли участие представители Республики Монголия, правительства Иркутской области, вузов города.
    2271
  • 31/08/2021

    Рождённая Байкалом

    Эмпатия и деликатное отношение к другим людям, широкая эрудиция, скромность, деловитость и невероятно высокая работоспособность. Всеми перечисленными качествами обладала Ольга Кожова – директор Научно-исследовательского института биологии Иркутского государственного университета, всемирно известный эколог, продолжательница семейного дела по изучению Байкала.
    436
  • 01/02/2019

    Игорь Бычков: самое главное сейчас — не останавливаться

    В этом году Иркутскому научному центру СО РАН исполняется 70 лет. В преддверие юбилея мы поговорили о проектах, которые нашли отражение в постановлении правительства РФ об утверждении плана комплексного развития Сибирского отделения, с научным руководителем ИНЦ СО РАН, директором Института динамики систем и теории управления им.
    945
  • 02/03/2020

    Байкальский музей ИНЦ опубликовал фильм и книгу «Хранительнице Байкала» — Валентине Ивановне Галкиной

    ​Февраль 2020 года в Байкальском музее ИНЦ получился торжественный. 90-летний юбилей отметила консультант БМ ИНЦ, выдающийся популяризатор Байкала, непревзойденный экскурсовод Валентина Ивановна Галкина.
    1257
  • 12/02/2021

    Иркутские учёные разработали новый атлас Сибири

    ​Институт географии имени Сочавы Сибирского отделения РАН при участии других научных организаций разработал новый атлас Сибири. Об этом сообщил директор Иркутского филиала СО РАН, академик РАН Игорь Бычков на пресс-конференции в иркутском пресс-центре "Интерфакса".
    844
  • 21/12/2018

    Можно ли обеспечить теплоснабжение Иркутска нестандартными способами?

    ​Вплоть до начала девяностых годов XX века Иркутск требовал всё больше и больше тепла. Если сравнивать с началом XXI века, когда промышленность уже перестроилась, а энергосбережение стало государственной политикой, нагрузки росли огромными темпами.
    2010
  • 12/04/2021

    Лекция «Как погода в космосе влияет на GPS и ГЛОНАСС и что с этим можно сделать»

    ​Многие слышали про магнитные бури, но не все знают, что их относят к космической погоде. В современную технологическую эру космическая погода стала одним из важнейших факторов для нормальной работы технологических систем.
    546
  • 17/02/2021

    Как свежие разработки сибирских учёных используются на практике? Репортаж с пресс-конференции Иркутского научного центра СО РАН

    2021 год объявлен Годом науки и технологий. А Сибирское отделение СО РАН (первоначально – Восточно-Сибирское) появилось 70 лет назад. Подразумевалось, что у него будет два направления работы: фундаментальные исследования и практическая часть по решению проблем региона.
    681
  • 03/09/2019

    Академику Арнольду Тулохонову исполняется 70 лет

    ​Арнольд Кириллович Тулохонов родился 3 сентября 1949 года в с. Закулей Нукутского района Иркутской области. В 1971 году окончил географический факультет Иркутского госуниверситета. В 1971-1975 гг. — младший научный сотрудник в Читинском филиале Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института золото-платиновой, алмазной и вольфрамо-молибденовой промышленности Министерства цветной металлургии СССР.
    1116