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:

Церемония «Книга года Республики Карелия – 2025»
26 апреля 2026
Три издания КарНЦ РАН стали лауреатами конкурса «Книга года Республики Карелия – 2025»

На церемонии награждения победителей XXVI республиканского конкурса «Книга года Республики Карелия – 2025» были отмечены все три издания КарНЦ РАН: «Ливвиковские деревни от A до Ä: словарь названий населённых мест», «Куркиёки: археология, история, культура» и «Познавательные путешествия карельских зверят».
Ольга Бахмет и Александр Сафронов: подписание соглашения
25 апреля 2026
КарНЦ РАН и «ПКС-Водоканал» заключили соглашение о сотрудничестве в области создания и использования почвогрунтов

Руководители Карельского научного центра РАН Ольга Бахмет и АО «Петрозаводские коммунальные системы – Водоканал» Александр Сафронов заключили соглашение о сотрудничестве. Оно предусматривает взаимодействие в сфере научно-исследовательской деятельности, связанной с изучением свойств и возможных областей применения искусственных почвогрунтов.
Конференция трудового коллектива
23 апреля 2026
В КарНЦ РАН состоялась Конференция трудового коллектива

В Карельском научном центре Российской академии наук состоялась Конференция трудового коллектива, на которой рассматривался ход выполнения Коллективного договора между работодателем и работниками КарНЦ РАН в 2025 год. Были заслушаны два доклада, делегаты живо и критично их обсудили и высказали предложения по улучшению взаимодействия сторон договора.
Восстановление популяции лосося и жемчужницы в заповеднике "Кивач"
23 апреля 2026
Ученые КарНЦ РАН принимают участие в проекте заповедника «Кивач» по восстановлению популяции лосося и жемчужницы на участке реки Суна

Специалисты Института биологии КарНЦ РАН принимают участие в проекте по восстановлению популяции атлантического лосося и пресноводной жемчужницы на участке реки Суна в пределах заповедника «Кивач».
Руководитель КарНЦ РАН Ольга Бахмет и президент Академии наук Абхазии Зураб Джапуа
22 апреля 2026
Руководители КарНЦ РАН и Академии наук Абхазии подписали соглашение о сотрудничестве

Руководитель КарНЦ РАН Ольга Бахмет и президент Академии наук Абхазии Зураб Джапуа подписали соглашение о сотрудничестве. Подписание состоялось во время открытия XII Международного научно-практического семинара «Методика полевых работ, архивация и изучение фольклорных, этнографических, лингвистических и рукописных материалов», посвященного 100-летию комплексных экспедиций в Заонежье, 70-летию фонограммархива ИЯЛИ КарНЦ РАН и 60-летию музея-заповедника Кижи.