Наука крупным планом: докембрий в зеленокаменных поясах Приангарья

Докембрийский период – первый эон в жизни планеты Земля. Он является самой ранней частью геологической истории Земли, но следы Докембрия мы можем наблюдать здесь и сейчас.

Огромное количество образцов позволяет изучать геологическую историю Земли. В Институте геохимии им Виноградова работает отдельная исследовательская группа из двух человек, входящая в состав Лаборатории геохимии гранитоидного магматизма и метаморфизма. Она как раз изучает докембрийский период. Валерий Иванович Левицкий – профессор, доктор геолого-минералогических наук, рассказывает, что именно в Восточной Сибири можно встретить практически все известные типовые структуры континентальной коры, сформированные от раннего Докембрия (3,4 миллиарда лет назад) до Кайнозоя (1-2 миллиона лет назад). Самые древние породы, которые находятся в зоне внимания ученых, входят в так называемые зеленокаменные пояса Земли.

Зеленокаменные пояса - общее название крупных (сотни километров длиной и десятки шириной) архейских линейных или неправильной формы тектонических структур синклинорного строения. Входят в так называемые гранит-зеленокаменные области, рассматривающиеся как характерный тип архейских геотектонических структур. Зеленокаменные пояса образованы мощными (до 8–10 км) метаморфизованными осад-вулканогенными толщами с преобладанием зеленокаменных пород, что и определило их название. Характеризуются разнообразным интрузивным магматизмом, но с преобладанием мафит-ультрамафитовых комплексов. Выделяют три возрастные генерации: раннеархейскую, а также две позднеархейские (их возраст 3,0–2,8 и 2,8–2,6 млрд лет соответственно), различающиеся геодинамическим режимом, внутренним строением и составом парод. В геодинамическом отношении эти пояса представляют собой области растяжения и деструкции литосферы. Развитые в зеленокаменных поясах метавулканогенно-осадочные и плутонические комплексы вмещают месторождения золота, меди, никеля и другие.

Восточная Сибирь от Байкала и в сторону Саян богата образцами пород со времен Докембрия. Здесь можно встретить кратонные образования, которым от 1,8 до 3,4 миллиарда лет (это фундамент Сибирского кратона); посткратонные магматические комплексы, которые стали указателем на завершение становления Сибирского кратона. Также в Сибири присутствуют фанерозойские подвижные (складчатые) пояса, которым 1,7 – 0,7 миллиарда лет. Они связаны с формированием осадочных пород и зарождением Палеоазиатского океана (древний обширный бассейн с океанической земной корой, располагавшийся в центре современной Азии, возраст – 850—320 млн лет). В Сибири можно изучать и более поздние времена в истории нашей Земли, в том числе становление Байкальской рифтовой зоны (45 – 2 миллиона лет назад).

В коллекции Валерия Ивановича, собранной в многочисленных экспедициях, есть такие образцы породы, которым под 3,5 миллиарда лет. Вот этот камень, как бы назвал его каждый из нас – это образец земной коры времен Докембрия. Ему 3,4 миллиарда лет. Яркий представитель зеленокаменного пояса, рассказывает второй сотрудник отдела, кандидат наук Иван Левицкий.

Здесь мы не можем не отметить, что 3,4 миллиарда лет назад наша планета выглядела совсем не так, как сейчас. Точных данных нет, но мировое сообщество сходится в том, что в те времена, а это Архей, только-только возникали первые континенты на Земле. Это время начала формирования блоков континентальной коры. Древнейшие обнаруженные горные породы (формация Исуа в Гренландии) сложились 3,8 миллиарда лет назад. К середине архея уже мог существовать единый океан и первый материк Ваальбару, чуть позже появился и материк Ур, который образовался примерно 3 миллиарда лет назад. Только после, примерно 2,5 миллиарда лет назад, возник первый суперконтинент Кенорланд.

В те времена еще не было современных континентов участки суши были, там образовывались породы, потом эти участки перемещались, уходили под землю в мантию, сталкивались с другими, а где-то остались реликты. Их и изучают наши исследователи.

А вот еще несколько образцов древних пород из коллекции.

Все это собирается в полях, где и начинается наука, а вовсе не в кабинетах. Валерий Иванович рассказывает, что для всех вообще геологов работа состоит из двух частей – экспедиций и лабораторий. Сам Валерий Иванович трудится в Институте геохимии вот уже 50 лет. Он побывал в сотнях научных экспедиций, и не только в Сибири, но и на Памире и в других местах нашей планеты. Геолог подсчитал – в общей сложности он пробыл в полях 12 лет.

По словам ученого, образцы древних пород необязательно могут быть глубоко в земле, многие лежат на поверхности. Но для эффективной работы, конечно, необходимо изучать и то, что залегает глубоко (необязательно это позволяет получить более полную картину). Как правило ученые выезжают на месторождения, где могут взять пробы в пробуренных компаниями по добыче полезных ископаемых скважинах. Однако, далеко не все компании идут на контакт. Средств на то, чтобы организовывать собственные опытные участки и бурить землю, у института нет. А сейчас не хватает средств даже просто на экспедиции для сбора образцов.

Как и на современное оборудование. Многие ученые до сих пор работают с микроскопами и другим оборудованием, созданными еще в Советское время. На самом деле, это хорошие аппараты, но современные исследования требуют современного оборудования, некоторые мировые научные издания не примут публикации, для которых аналитика была сделана на оборудовании, которое не признанно в мировой научной среде. Есть в Институте и современные приборы иностранного производства и довольно дорогие, но они не покрывают весь спектр необходимых аналитических работ для конкретных исследований. А с пришедшими санкциями их становится очень сложно обслуживать, и очень вероятно что они просто не смогут работать. К сожалению, свое аналитическое оборудование для ученых Россия пока не производит (оборудования в стране производят и достаточно много, но не хватает именно приборов для аналитики в изучении таких древних пород, говорят научные сотрудники.

При этом останавливать научные исследования нельзя. Хотя бы потому, что в геохимии Земли еще далеко не все изучено, и остаются вопросы, на которые у мировой науки ответов нет. К примеру, на территории Шарыжалгайского выступа представлены древние породы высокометаморфизованные, то есть подвергшиеся еще в Докембрии воздействию высоких температур и давления, и одновременно здесь же представлены и породы, которые воздействию температур не подвергались. В этом месте не проходит стык двух тектонических плит, что могло бы это объяснить. Кроме того, до сих пор все мировое сообщество не пришло к единой точке зрения на счет того, какой Земля была во времена Докембрия – горячей или холодной – кто-то придерживается одного мнения, а кто-то другого.

Итак, работа ученых начинается за городом. Группа геологов выезжает в поля, в Приангарье чаще всего на поиски древних пород организовывают выезды в Слюдянский, Ольхонский, Черемховский, Нижнеудинский, Ангарский районы. На местах собирают сотни проб, которые везут в Институт. Здесь каждый образец досконально изучают. Часть от него срезается в виде тонкого шлифа, часть стирается в порошок.

Далее ученые проводят различные анализы, позволяющие определить химический состав образца, присутствие в нем тех или иных минералов, возраст и другие показатели. Как мы уже писали, в коллекции нашей группы ученых 14 тысяч образцов.

Все данные занесены в единую базу. Кроме того, ученые создают модели территорий, по которым можно понять, какого возраста образцы преобладают в той или иной части Земли. На фото можно увидеть, как хранятся образцы – порошки и шлифы, а также сами камни. Последние хранят на складах, ведь коллекция занимает уже не один десяток ящиков.

Именно благодаря такой работе мы знаем, сколько лет Земле, представляем ее геологическую историю. А главное, что ученые собирают базу данных, на основе которой в будущем можно будет и прогнозировать какие-либо процессы. Кроме того, геохимия несет и практический смысл – ведь именно геологи являются первооткрывателями месторождений полезных ископаемых, изучают минералы, их свойства и именно ученые доказывают полезность того или иного минерала для человечества.

Анастасия Украинская, фото Юрия Орлова. “Иркутск Сегодня”

Сообщение Наука крупным планом: докембрий в зеленокаменных поясах Приангарья появились сначала на Иркутск Сегодня.