В Інституті геохімії навколишнього середовища НАН України виконали масштабне фундаментальне дослідження генетичних та ізотопно-геохімічних характеристик карбонатів раннього докембрію Українського щита. Що і в який спосіб з’ясували науковці – пояснюємо далі.
 Український кристалічний щит (скорочено – Український щит): на мапі позначений ясно-жовтим кольором. Ілюстрація: uk.wikipedia.org |
Велике поширення карбонатів (сполук вугільної кислоти) у докембрії (геологічних відкладеннях, що формувалися від початку утворення нашої планети до близько 540 мільйонів років тому) Українського щита, а саме – їхня присутність у різних формах і в різній кількості практично в усіх геологічних підрозділах, зокрема й у рудних родовищах, а також поєднання геологічних методів вивчення об’єктів з ізотопними визначеннями значно розширює можливості генетичних побудов. При цьому визначення походження древніх карбонатів зазвичай стикається з труднощами, які можна подолати завдяки ізотопно-геохімічним методам.
Задля узагальнення генетичних та ізотопно-геохімічних характеристик докембрійських карбонатів науковці Інституту геохімії навколишнього середовища НАН України експериментально дослідили карбонати рудних родовищ раннього докембрію Українського щита.
 Ізотопний склад кисню та вуглецю карбонатів: а – архею; б – палеопротерозою. Ілюстрація: Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України |
Учені Академії виявили, що карбонатам протерозойських порід (датуються періодом від 2,4 мільярдів до 540 мільйонів років тому), на відміну від переважної більшості карбонатів архейських порід (датуються періодом від 4 до 2,5 мільярдів років тому), притаманний істотно важчий ізотопний склад кисню та полегшений — вуглецю. В археї ізотопний склад кальциту (карбонату кальцію), порівняно з доломітом (бікарбонатом кальцію та магнію), характеризується істотно важчим киснем і полегшеним вуглецем.
Основна роль у рудоутворюючих зонах належить карбонатному вуглецю первинно-осадових порід – зі всього можливого розмаїття джерел вуглецю. Мінералоутворююча система під час натрієвого метасоматозу (метасоматозом називають природний процес заміщення старих мінералів новими), з огляду на повторну переробку карбонатів, функціонувала в режимі багаторазової взаємодії збагачених ураном формаційних (порових) розчинів (рідких іонно-сольових розчинів гірських порід) і активізованих метеорних вод (поверхневих вод).
Діапазон ізотопного складу вуглецю кальциту рудних зон альбітитової формації Українського щита ширше значень для кальциту передрудних зон, що може вказувати на принесення вуглецю й урану в процесі альбітизації (гідротермального перетворення силікатів).
Дослідження науковців Академії передбачало вивчення карбонатів Криворізької надглибокої свердловини. Геологічно вони належать до таких типів:
- галька різного ступеня деформованості в метаконгломератах;
- тонкі прошарки у складі сланців;
- жилки, гнізда, цемент брекчія (зцементована уламкова порода різноманітного складу) у зонах катаклазу (спричинених тектонічними рухами деформації та подрібнення мінералів у гірських породах) і брекчування (утворення брекчії) з метасоматичною карбонатизацією (утворення карбонатів унаслідок істотної зміни складу породи під дією компонентів глибинних розчинів) по всьому розрізу свердловини.
 Ізотопний склад вуглецю карбонатів Криворізької надглибокої свердловини. Архей: 1 – дніпропетровський комплекс. Палеопротерозой: 2 – новокриворізька світа; 3 – скелюватська світа; 4 – саксаганська світа; 5 – гданцівська світа; 6 - глеюватська світа |
Ізотопні варіації кисню й вуглецю в карбонатах за всієї їхньої геологічної та ізотопної різноманітності підпорядковуються чіткій тенденції поступового полегшення обох елементів від пізніх підрозділів до ранніх з одночасним зменшенням неоднорідності їхнього ізотопного складу.
Отримані наукові результати уточнюють фундаментальні уявлення і можуть практично застосовуватися.
* * *
Дослідження виконав колектив науковців Інституту геохімії навколишнього середовища НАН України у складі:
- провідного наукового співробітника лабораторії ізотопної геохімії відділу мінеральної сировини ядерної енергетики кандидата геолого-мінералогічних наук Юрія Фоміна;
- завідувача цієї лабораторії кандидата геолого-мінералогічних наук Юрія Деміхова;
- завідувача відділу мінеральної сировини ядерної енергетики доктора геологічних наук Валентина Верховцева;
- провідного інженера лабораторії ізотопної геохімії відділу мінеральної сировини ядерної енергетики Наталії Борисової;
- провідного інженера відділу мінеральної сировини ядерної енергетики Світлани Чупринової.
За інформацією Інституту геохімії навколишнього середовища НАН України