За магистерскую диссертацию на тему «Реконструкция термической истории метаморфических пород Чупинского пояса Беломорской провинции на основе изучения U-Pb систематики акцессорных минералов» медаль РАН с премией присуждена Марии Сухановой, аспирантке Института геологии КарНЦ РАН первого года обучения по специальности 1.6.3. «Петрология, вулканология», младшему научному сотруднику Института геологии и геохронологии докембрия РАН (ИГГД РАН, Санкт-Петербург).
Мария Суханова за работой в экспедиции
Мария Суханова – выпускница Санкт-Петербургского государственного университета. В 2025 году она окончила магистратуру Института наук о Земле СПбГУ и поступила в аспирантуру Карельского научного центра РАН, где обучается под руководством доктора геолого-минералогических наук Сергея Светова. За время учебы и работы в ИГГД РАН она стала специалистом в области уран-свинцовых (U-Pb) изотопных исследований минералов-геохронометров. Так называют минералы, которые позволяют определять возраст горных пород, в которых они были обнаружены, и связывать эти данные с условиями образования: температурой, давлением и другими. Мария проводит геохронологические исследования в лаборатории изотопной геологии ИГГД РАН, где работает под руководством член-корреспондента РАН Александра Котова и ведущего научного сотрудника Екатерины Сальниковой.
Территория Карелии является частью древнего докембрийского Фенноскандинавского щита, где на поверхности Земли можно увидеть горные породы с возрастом до 3,2 млрд лет. За прошедшие с момента их образования миллиарды лет горные породы Фенноскандинавского щита много раз подвергались процессам высокотемпературных изменений и тектонической переработки, поэтому расшифровка истории их образования – нетривиальная задача.
Объект изучения – Беломорская провинция Фенноскандинавского щита
Беломорская провинция Фенноскандинавского щита – одна из самых сложных для изучения и в том числе потому привлекательна для исследователей. Здесь ученые фиксируют несколько масштабных эпизодов формирования горных систем, для которых знание точных возрастов геологических процессов является принципиально важным. Исследования Марии Сухановой направлены на расшифровку истории Беломорской провинции, точнее существовавших на ее территории двух, Беломорского и Лапландско-Кольского, древних орогенов – горных систем.
Новизна работы Марии Сухановой, которую она начала еще в магистратуре, заключается в использовании для реконструкции истории эволюции горных пород не одного, а целого ряда минералов-геохронометров: циркона, монацита, титанита и рутила.
Все эти минералы формируется в специфичных условиях, их изотопная система «закрывается» при разных температурах, поэтому каждый из них дает свой вклад в расшифровку истории, взаимодополняя друг друга. Циркон имеет самую высокую температуру закрытия U-Pb изотопной системы 900-950 °C, а рутил – самую низкую 380-450 °C, монацит и титанит занимают промежуточные позиции. Оценка возраста этих минералов позволяет определить, как менялась температура на протяжении истории развития орогенов в отдельных тектонических блоках. Так, в районе поселка Амбарный в Лоухском районе Карелии Марии удалось изучить в породах сразу три минерала – рутил, монацит и циркон. Благодаря их анализу был установлен возраст метаморфических событий и расшифрована термальная история этого участка земной коры.
Метод термохронологии, схема работы
В сложной и многоэтапной цепочке работ по определению возраста геологических процессов молодая исследовательница самостоятельно выполняет значительную часть: находит подходящие образцы в полевых условиях, участвует в подготовке их к анализу и извлечению минералов и занимается отбором под микроскопом нужных зерен – размер которых не превышает 100 микрон (1 мкр = 0,001 мм), подбирает методики их кислотного разложения, проводит измерения на термоионизационном масс-спектрометре (TIMS). Таких приборов в России – единицы, один из них – в ИГГД РАН.
Процесс оценки возраста осложняется тем, что далеко не всегда минералы встречаются в природе в чистом виде. Часто минералы-геохронометры «обрастают» оболочками или содержат включения других минералов. При попытках растворения они смешиваются друг с другом, и анализ этой смеси, даже самый точный, становится бесполезным. В лаборатории изотопной геологии ИГГД РАН при участии Марии Сухановой разрабатываются методики, позволяющие решать такие проблемы. Например, методика «дискретной химической абразии», позволяющая химически разделить бадделеит и циркон в агрегатах и определить возраст каждого из них. Благодаря исследованию единичных зерен монацита Марии удалось получить дополнительное подтверждение того, что в Беломорской провинции происходило два этапа метаморфизма, связанных с образованием Беломорского (2,7 млрд лет) и Лапландско-Кольского (1,9 млрд лет) орогенов. Это был первый случай обнаружения в одной породе сохранившегося монацита двух разных возрастов. Результаты этих исследований опубликованы в журналах «Доклады Российской академии наук» и «Петрология». Полученные при проведении этих исследований данные лежат в основе магистерской работы Марии, которая была удостоена награды – медали РАН и премии.
Бадделеит-цирконовый агрегат под микроскопом – сложный случай срастания, требующий разделения минералов для определения их возраста
В планах у Марии Сухановой продолжить работу по изучению времени образования и истории метаморфизма Лапландско-Кольского орогена, а также исследовать, как влияло его развитие на окружающие континентальные блоки.
Сейчас Мария с коллегами в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом (25-27-00675, рук. Олег Максимов) изучает Лапландско-Кольский ороген – древнюю горную систему, объединившую древние Карельский и Мурманский континентальные блоки (кратоны). Главная задача Марии в рамках проекта – определение возраста метаморфических процессов на основании изучения комплекса минералов-геохронометров методом ID-TIMS.
Поздравляем Марию с присуждением медали РАН и желаем новых открытий и успешной работы над диссертацией!
Фото и изображения из архива Марии Сухановой
