Новости
Самые древние из железистых кварцитов Костомукшского месторождения (BIF1) Фото Натальи Нестеровой / Институт геологии КарНЦ РАН
15 ноября 2024
Исследованы самые древние железистые кварциты Костомукши

Ученые Института геологии КарНЦ РАН детально изучили строение, химический и минеральный состав железистых кварцитов Костомукшского месторождения и сделали выводы об условиях образования этих уникальных горных пород. Установлено, что самые древние железные руды района образовывались около 2,83 млрд лет назад в рифтовых долинах в пределах подводного океанического вулканического плато. Данные имеют важнейшее значение для реконструкции облика ранней Земли.
Костомукшское месторождение железа – одно из крупнейших на северо-западе России. Его руда представляет собой полосчатые железистые кварциты (banded iron formation, сокр. BIF). Породы имеют тонкую полосчатую структуру: в одних слоях преобладает белый кварц, в других – серебристо-серый магнетит. Эти породы уникальны – они формировались только на древней Земле – с 4.0 до 0.5 млрд лет назад.

– Образование железистых кварцитов происходило преимущественно при окислении растворенного в морской воде двухвалентного железа (Fe2+), которое поступало в воду из гидротермальных источников, так называемых «черных курильщиков». На ранней Земле кислорода в атмосфере планеты практически не было, соответственно, его не было и в водах океана, поэтому железо не окислялось, а накапливалось в океанической воде в растворенной форме, как наша марциальная вода, например. Однако в отдельных зонах океана, где обитали древние колонии цианобактерий, появлялся кислород, который вырабатывался в процессе жизнедеятельности этих организмов. Здесь возникали «кислородные оазисы», где и происходило окисление небольшого количества железа, за счет которого формировались отдельные слойки будущих железистых кварцитов. Когда кислород заканчивался, осаждался только кремнезём, из которого образовались светлые (кварцевые) прослои BIF, – объяснила Наталья Нестерова, старший научный сотрудник лаборатории геологии и геодинамики докембрия Института геологии КарНЦ РАН.

Ученые Института геологии изучают железистые кварциты со времен открытия месторождения и внесли большой вклад в его освоение. Они выделяли три типа железистых кварцитов в породах Костомукшского пояса, которые отличались по составу и по положению в разрезе. Однако аналитические возможности и общие знания о нашей планете в прошлом веке не позволяли выяснить истинные причины установленных закономерностей.

Всестороннему исследованию современными прецизионными методами условий образования костомукшских железистых кварцитов посвящена новая работа ученых института. Они убеждены, что детальное изучение химического состава этих горных пород позволит получить новые научные знания о геологии и геодинамике ранней Земли. В этом году коллектив завершает исследование железистых кварцитов по гранту Российского научного фонда № 22-17-00026.

Как ранее пояснял автор исследования, руководитель лаборатории геологии и геодинамики докембрия Института геологии КарНЦ РАН Александр Слабунов, данный пласт железистых кварцитов наименее интересен для экономики, так как содержит меньше всего железа, однако представляет большой интерес для фундаментальной науки.

– В настоящее время остается нерешенным кардинальный вопрос геологии: какие геодинамические процессы обеспечивали формирование древней (архейской) зрелой континентальной коры, были ли они сходны с современными или существенно отличались, какова роль биологических систем. Изучение железистых кварцитов имеет важнейшее значение для понимания того, какой была обстановка в ту далекую геологическую эпоху, – рассказал Александр Слабунов.

В новой статье, опубликованной в научном журнале «Геохимия» (англоязычная версия – «Geochemistry International»), исследователи подробно описали самые древние из железистых кварцитов Костомукшского месторождения, образовавшиеся 2.87-2,83 млрд лет назад (BIF 1).

Отбор каменного материала алмазной дисковой пилой Олегом Максимовым. Фото Сергей Мудрук / Геологический институт КНЦ РАН
Отбор каменного материала алмазной дисковой пилой Олегом Максимовым, научным сотрудником лаборатории геологии и геодинамики докембрия ИГ КарНЦ РАН. Фото Сергей Мудрук / Геологический институт КНЦ РАН

Химический состав этих пород указывает на то, что в морской воде, где они накапливались отсутствовал кислород, однако окисление железа всё же происходило, что позволяет предположить, что иногда в бассейне повышалась концентрация кислорода, то есть возникал «кислородный оазис», вероятно, благодаря деятельности цианобактерий.

– Наши исследования также позволили установить, что BIF 1 образовывались в небольших рифтовых долинах внутри подводного океанического вулканического плато. Эта структура сформировалось под влиянием мантийного плюма – горячего потока магмы из глубины Земли, подобно современным Гавайским островам, – подытожила Наталья Нестерова.
Слева направо: Наталья Нестерова (ИГ КарНЦ РАН), Наталия Лубнина (МГУ, Москва), Александр Слабунов, Олег Максимов, Анна Кервинен (ИГ КарНЦ РАН). Снизу Артем Исаченко (ПетрГУ), Сергей Мудрук (ГИ КНЦ РАН)

Смотрите также:

Участники Дня деревни в Галлезере. Фото: Сергей Минвалеев / ИЯЛИ КарНЦ РАН
30 июля 2025
Этнологи и историки КарНЦ РАН посетили деревни, где традиционно проживали карелы-людики

Этнографическую экспедицию с образовательной и научно-популярной целью совершили специалисты Института языка, литературы и истории (ИЯЛИ) КарНЦ РАН в Кондопожский район в рамках проекта «Карелы-людики. История, культура, традиции». Ученые побывали в населенных пунктах, где традиционно проживали карелы-людики: пообщались с местными жителями, увидели свидетельства крестьянского быта и хозяйства и приняли участие в съемках научно-популярного фильма.
Работы по отбору проб на борту научно-исследовательского судна "Посейдон"
28 июля 2025
Исследователи ведут мониторинг состояния Онежского озера в условиях изменения климата и антропогенной нагрузки

Сотрудники Института водных проблем Севера КарНЦ РАН совершили экспедицию, охватившую крупные заливы и глубоководные районы Онежского озера. Комплексные исследования ученых позволяют не только получать новые данные о состоянии экосистемы озера с помощью современных методов анализа, но и отслеживать их динамику на основе более чем 60-летних рядов собственных наблюдений. Особенно важен ежегодный мониторинг для оценки совместного влияния на озера климатических изменений и антропогенного фактора.
Соловецкий монастырь
24 июля 2025
Карельские ученые оценивают последствия антропогенной нагрузки на экосистему Соловков

Ученые КарНЦ РАН в 2025 году продолжили экспедиционные изыскания в акватории бухты Благополучия на Соловецком архипелаге в Белом море. Уже состоялись две экспедиции - зимняя и летняя, впереди предстоит еще одна, в августе. В ходе изысканий ученые исследовали антропогенное влияние на природу архипелага как в акватории бухты, так и на прилегающей территории. Была обнаружена необычная структура льда, отобраны пробы осадков для оценки уровня загрязнения, описан флористический состав приливно-отливной зоны и приморских лугов.
ИЯЛИ
22 июля 2025
Карельские ученые представили результаты своих исследований на Конгрессе антропологов и этнологов России

Сотрудники Института языка, литературы и истории КарНЦ РАН приняли участие в Конгрессе антропологов и этнологов России. Ученые представили результаты исследований, посвященных материальной культуре, календарным обрядам, этнокультурным взаимодействиям в Северной Евразии, когнитивным исследованиям этничности, этнодемографическим процессам и другим темам в области этнологии.
Участники Международной школы «Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами им. А.А. Курдюмова»
10 июля 2025
Математики КарНЦ РАН поделились в Сарове опытом моделирования взаимодействия изотопов водорода с конструкционными материалами

Международная школа «Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами им. А.А. Курдюмова» состоялась в городе Сарове Нижегородской области на базе Национального центра физики и математики. Карельские ученые выступили на ней с лекцией и докладами, посвященными вычислительному материаловедению – эффективному инструменту, позволяющему «пересчитать» экспериментальные данные на опытных образцах в масштабе реальных конструкций энергетических реакторов.