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:

Карельский научный центр РАН
10 октября 2025
Совет директоров КарНЦ РАН состоялся 9 октября

Генеральный директор и руководители институтов Карельского научного центра РАН собрались на очередное заседание, чтобы найти оптимальные решения по важнейшим организационным и финансовым вопросам в жизни коллектива Центра на завершающем этапе работы в 2025 году.
Презентация проекта "Геомиры Карелии" прошла в Национальной библиотеке РК 7 октября
9 октября 2025
Ученые предлагают создать сеть геопарков, объединяющую геологические достопримечательности Карелии

В Институте геологии КарНЦ РАН разработали проект создания сети геопарков на территории Карелии. Ученые убеждены: геологические достопримечательности республики – это "новый вид полезных ископаемых", причем, возобновляемых: они могут служить в туристических, рекреационных, познавательных и экономических целях. Перспективы создания такой сети представил директор ИГ КарНЦ РАН Сергей Светов на закрытии проекта «Каменная летопись Карелии», в рамках которого ученые рассказывали жителям республики о геологическом прошлом и настоящем нашего края.
Работы на Агробиологической станции
8 октября 2025
Ученые готовы предоставить разработки в сфере сельского хозяйства реальному сектору экономики

Помимо вопросов фундаментальной науки, ученые Карельского научного центра РАН занимаются решением практических проблем, прежде всего Карелии. Расширяется спектр исследований в сфере сельского хозяйства. На днях генеральный директор КарНЦ РАН Ольга Бахмет познакомила премьер-министра Правительства Республики Карелия Андрея Сергеева с разработками в области картофелеводства, районирования ягодных культур и выращивания лекарственных растений.
Круглый стол «Битва за камень – природный камень в строительстве и архитектуре»
3 октября 2025
Институт геологии КарНЦ РАН готов стать площадкой для комплексного диалога науки, бизнеса и власти

Сотрудники Института геологии КарНЦ РАН приняли участие в IV Международном форуме по камнеобработке «Карелфорум-2025». Ученые выступили в роли экспертов в профессиональных дискуссиях. По итогам обсуждения участники форума пришли к выводу о том, что необходимо развивать взаимодействие горнодобывающей отрасли республики и научного сообщества для качественной оценки перспективных объектов и профессионального сопровождения экспертизы запасов.
C научным докладом выступает старший научный сотрудник Института водных проблем Севера КарНЦ РАН Сергей Богданов
26 сентября 2025
Ученый совет КарНЦ РАН возобновил работу после летнего перерыва

Ученый совет КарНЦ РАН собрался на первое после летнего перерыва заседание. Ученые заслушали и обсудили актуальные для Центра вопросы: в рамках научной повестки – результаты исследований в области гидрофизики и геологии, в организационной сфере – смену руководителя Института леса и вхождение «Трудов КарНЦ РАН» в уровень 1 «Белого списка» научных журналов. Также на заседании состоялось торжественное вручение дипломов выпускникам аспирантуры.