Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
09.02.2022
КНЦ РАН
101 558

Апатитские ученые узнали, почему запад Российской Арктики богат алмазами

4.7

Исследователи из Кольского научного центра обосновали алмазоностность западной части Российской Арктики. Для этого они изучили геодинамическую эволюцию региона.

Алмазный карьер / ©Getty images

Говоря о месторождениях алмазов, мы представляем себе, как правило, южные местности: Индия, Южная Африка, Южная Америка. А в Арктике? Что-нибудь вспоминается, кроме Якутии? Вряд ли. Но почему? Ученые прошлого считали, что драгоценные камни зарождаются от яркого солнечного света и жары, поэтому долгое время никто не допускал возможности их появления в более суровых широтах. Михаил Ломоносов первым указал на находки ископаемых остатков теплолюбивых животных и растений на территории Российской империи и предположил возможность присутствия здесь и алмазов: «Представляя себе то время, когда слоны и южных земель травы в севере важивались, не можем сомневаться, что могли произойти алмазы, яхонты и другие дорогие камни, и могут обыскаться, как недавно серебро и золото, коего предки наши не знали».

Первое месторождение алмазов в России было открыто далеко не случайно: после обнаружения в Уральских горах платины, встречавшейся в породах, окружающих бразильские алмазные россыпи, российские геологи допустили, что сходство строения пород может подразумевать и сходные полезные ископаемые. Первый алмаз был найден в Пермской губернии именно в тех местах, которым ученые и прочили алмазоносность. Знаменитые якутские алмазы тоже обязаны своим открытием напряженному целенаправленному поиску на основе данных об условиях зарождения алмазов и породах, их сопровождающих. Так же нашли алмазы и в Архангельской области в 1880-е годы.

Геологическая карта-схема восточной части Балтийского щита: 1 – гидросфера; 2 – осадочный чехол Русской платформы; 3 – континентальные коровые ассоциации архея; 4 – раннепротерозойские (свекофеннские) вулканогенно-осадочные и интрузивные комплексы; 5 – каледонские аллохтонные чехлы; 6 – щелочно-ультраосновные интрузии; 7 – трубки взрыва пикритового и мелилититового состава; 8 – кимберлиты; 9 – лампроиты; 10 – трансформные разломы; 11 – зоны субдукции и направления субдукции океанических плит (указаны стрелками) раннепротерозойского возраста (1.9–1.8 млрд лет назад); 12 – ось палеозойской Кандалакшско-Двинской рифтовой системы / ©Пресс-служба КНЦ

Конечно, чем более суровые погодные условия сопровождают горные работы, тем выше себестоимость полезных ископаемых. Однако алмазы нужны не только ювелирам, они применяются и в промышленности. Необязательно извлекать из земных недр только огромные, сверкающие самоцветы – для промышленных нужд пригодятся и мелкие камни.

На Кольском полуострове в конце XX века обнаружены богатые месторождения металлов платиновой группы. Уже тогда геологи предположили, что и алмазы здесь можно найти. Но искать наобум в современном мире – слишком дорого, сложно и долго. Чтобы отправить в леса и тундры экспедицию, нужно заранее провести изыскания и подтвердить предположения точными расчетами.

Как можно рассчитать вероятность появления алмазов в том или ином районе? Для этого нужно понимать, что происходило там на протяжении миллионов лет, как расходились и сталкивались континентальные плиты, как тяжелые горные породы погружались, а более легкие «всплывали», и в каких условиях происходило формирование алмазоносных пород. Ученые Геологического института Кольского научного центра много лет занимаются изучением этого вопроса. Так, в 2006 году экспедиция этого института целенаправленно искала – и нашла! – алмазы и их минералы-спутники на полуостровах Средний и Рыбачий . В 2021 году в журнале Oceanology вышла статья Николая Сорохтина и Николая Козлова, в которой приведены факты находки алмазов и изложены обоснования алмазоносности запада Российской Арктики.

Схематическая карта тектоники и распространения основных интрузивных массивов и трубок взрыва палеозойского возраста в северо-восточной части Балтийского щита: 1 – поверхность Балтийского щита; 2 – контур моря и других акваторий; 3 – линейные зоны концентрации палеозойских глубинных тектонических разломов; 4 – щелочно-ультраосновная интрузия; 5 – мелилититовые трубки взрыва; 6 – кимберлитовые трубки взрыва; 7 – лампроитовые трубки взрыва / ©Пресс-служба КНЦ

Для начала следует напомнить, какие процессы происходят в литосфере. Принятая в наше время теория гласит: на верхнем жидком слое мантии, астеносфере, медленно плавают твердые «льдины», называемые литосферными плитами. Литосферные плиты, находящиеся под океанами, существенно отличаются от плит континентальных: последние состоят из осадочного, гранитного и базальтового слоев и достигают толщины 80 километров, тогда как океанические плиты обеднены легкоплавкими редкими элементами, в них полностью отсутствуют граниты, а толщина не превышает 10 километров. Литосферные плиты могут расходиться (зоны спрединга), а могут сталкиваться (зоны субдукции или коллизии).

Авторы установили, что весь материал кимберлитовых, карбонатитовых и щелочно-ультраосновных магм образовался около двух миллиардов лет назад за счет переплавления океанических осадков, затянутых по зонам субдукции на большие глубины под континенты. Изотопный состав углерода и кислорода высокотемпературных глубинных пород карбонатит-кимберлитовой ассоциации показывает, что в формировании карбонатного вещества этих пород принимает участие углерод первично-осадочного происхождения. Проведенный австралийскими учеными анализ изотопов серы и свинца в алмазах привел к аналогичным выводам.

Исследователи рассмотрели процесс развития и эволюции Балтийского щита. Его внутренняя структура закончила свое формирование в основном около 1,9–1,8 миллиарда лет назад, когда воедино слились различные крупные блоки горных пород. Сейчас Балтийский щит включает две области земной коры, различающиеся по возрасту и строению: более древнюю на востоке и более молодую на западе.

Близкая к современной граница щита сформировалась около 500 миллионов лет назад, когда в его северо-западной части сформировался мощный складчатый пояс, а юго-восточная часть прогнулась под вулканогенно-осадочные отложения северной части Русской плиты. Северная и северо-восточная граница проходит по Мурманскому побережью и ограничивается системой разломов Карпинского, где кристаллический фундамент резко опускается под Тиманиды и Баренцевоморскую платформу. Именно в этом районе были найдены алмазы в 2006 году.

Под воздействием растягивающих напряжений в структуре щита сформировалась система разломов. В пределах Кольского полуострова и его обрамления выделяются Беломорская (Кандалакшско-Двинская) и Норвежско-Мезенская системы, огибающие его с севера и юга. К востоку от Белого моря произошло соединение двух систем разломов и образовалась Мезенская синеклиза. В ее пределах развивалась Архангельская алмазоносная провинция.

Изучение Балтийского щита показало, что расплавы алмазоносных кимберлитов и родственных им пород были сформированы за счет затягивания в зоны субдукции под архейский кратон «тяжелых» железистых осадков палеопротерозоя при закрытии Свекофенского океана. Позже, во время неопротерозойского и палеозойского этапов рифтогенеза законсервированные расплавы внедрились в приповерхностные зоны земной коры и сформировали магматические комплексы Балтийского щита.

Рыбачий: на перешейке между полуостровами Средний и Рыбачий были найдены зерна алмазов. Однако говорить о промышленной добыче в этих краях пока не приходится: местность слишком сложная как в климатическом, так и в инфраструктурном смысле. Тем более что крупные месторождения следует все-таки искать в других районах Норвежско-Мезенского алмазного пояса / ©Пресс-служба КНЦ

Авторы выявили четкую закономерность распределения интрузий к зонам глубинных разломов и узлам их пересечений, которые были заложены около 2–1,8 миллиардов лет назад. Ближе всего к фронту сдвига (на расстоянии от 100 до 300 километров) располагаются щелочно-ультраосновные интрузии и натриевые карбонатиты. Затем (на расстоянии от 200 до 400 километров) следует зона расположения кальцитовых карбонатитов и мелилититов, а иногда – неалмазоносных кимберлитов.

Алмазоносные кимберлитовые и лампроитовые трубки располагаются дальше приблизительно от 300 до 650 километров от фронта. Настолько четкое распределение магматических комплексов единого ряда однозначно указывает на то, как менялась глубина их зарождения: чем дальше от поверхностной границы зоны палеосубдукции расположены магматические тела, тем более глубинными материалами они представлены.

Восточная часть Беломорской котловины, включая пролив, совпадает с крупным узлом пересечения глубинных разломов, которые продолжают расходиться. Именно поэтому на прилегающих территориях широко распространен интенсивный магматизм, сопряженный с возрастом их формирования. Устойчивое поднятие северо-восточной части Балтийского щита, происходящее последние 500 миллионов лет, и подъем глубинных уровней земной коры на поверхность неизбежно должны привести к образованию богатых россыпей в донных отложениях полузамкнутого бассейна Белого моря.

Проведенная авторами работа позволила не только подтвердить принципиальную возможность нахождения алмазоносных пород, но и дополнить современную картину Архангельской алмазоносной провинции полем распространения более алмазоносных кимберлитовых трубок, скрытых на большой глубине – от двух до двух с половиной километров. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

Вчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

Позавчера, 17:19
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

Вчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

Вчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

Позавчера, 17:19
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: