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:

Алексей Толстиков, руководитель лаборатории географии и гидрологии ИВПС КарНЦ РАН
29 июня 2026
Географы продолжают изучение устья реки Нижний Выг, впадающей в Белое море

Изучение устьевых областей рек необходимо для того, чтобы оценить, что и в каком объеме попадает с водосбора в море. Специалисты Института водных проблем Севера КарНЦ РАН четвертый год исследуют устье реки Нижний Выг – одной из главных водных артерий, питающих Белое море в его карельской части. На минувшей неделе состоялась экспедиция в Сорокскую губу Белого моря для измерения физических и химических параметров воды в летний период.
Лаборанты Центра Надежда Юнолайнен и Елена Курги
26 июня 2026
Специалисты Центра репродукции растений украсили цветами клумбы перед зданием КарНЦ РАН

Более 400 бархатцев украсили клумбы перед главным входом в здание Карельского научного центра РАН. Посадкой растений занимались специалисты КарНЦ РАН -- главный биолог Центра репродукции растений Александра Камова и лаборанты Центра Надежда Юнолайнен и Елена Курги
.
25 июня 2026
В КарНЦ РАН идет прием в аспирантуру на 2026/2027 учебный год

20 июня в Карельском научном центре РАН начался прием документов от поступающих в аспирантуру. Всего в этом году предусмотрено 8 мест приема на обучение по очной форме, 6 из них – за счет бюджета. Прием документов завершается 2 июля.
24 июня 2026
Ученые КарНЦ РАН предлагают восстанавливать карельские леса с использованием репродуктивного материала местного происхождения и селекции.

Ученые КарНЦ РАН приняли участие в совещании Главы Республики Карелия Артура Парфенчикова с представителями научного сообщества, депутатами Законодательного Собрания РК, а также руководителями ведомств, предприятий и организаций республики, занимающихся вопросами лесовосстановления.
Основные темы выступлений руководителя КарНЦ РАН Ольги Бахмет и директора Института леса КарНЦ РАН Бориса Раевского – результаты исследований ученых, анализ ситуации с лесовосстановлением в Карелии и рекомендации по увеличению объемов и темпов лесовосстановления за счет собственного производства семян и саженцев.
23 июня 2026
Карельский научный центр РАН примет участие в создании биоэкопоселений в Арктической зоне Карелии

Руководитель КарНЦ РАН Ольга Бахмет выступила на рабочем совещании, которое провел Глава Республики Карелия Артур Парфенчиков с руководством Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», министрами, руководителями карельских предприятий и организаций. Основная тема выступления – разработка технологий для биоэкономики и их использование для биоэкопоселений.