У відділі мінеральної сировини ядерної енергетики Інституту геохімії навколишнього середовища НАН України задля вивчення еволюції процесів у зовнішніх оболонках Землі (а саме – в корі й атмосфері раннього докембрію) виконано масштабне фундаментальне дослідження гідротермальних флюїдних рудних систем раннього докембрію на прикладі золоторудних і урановорудних родовищ Українського кристалічного щита.
 Український кристалічний щит (скорочено – Український щит): на мапі позначений яскраво-жовтим кольором. Ілюстрація: uk.wikipedia.org |
Рубіж архею та протерозою характеризується серйозними змінами в еволюції Землі. Зокрема, в археї відбулася важлива еволюція взаємодії оболонок земної кулі, а саме – кори (це зовнішній шар земної кулі, одна зі структурних оболонок планети) і мантії (лежить між земною корою та ядром) Землі, що призвела до виникнення континентів. Серед цих змін – зміна атмосфери з безкисневої на кисневу – явище, що отримало назву Великої кисневої події (Great Oxidation Event). Поява кисню в атмосфері призвела до кардинальних змін зовнішніх оболонок Землі.
На підставі експериментальних ізотопно-геохімічних досліджень флюїду газово-рідких включень (ГРВ) у мінералах (ГРВ – це законсервовані в мінералі рештки гідротермальних мінералоутворюючих розчинів) різновікових родовищ урану й золота України вчені Академії виявили суттєву різницю ізотопного і хімічного складу флюїду архейських (датуються періодом від 4 до 2,5 мільярдів років тому) та протерозойських (датуються періодом від 2,4 мільярдів до 540 мільйонів років тому) родовищ, що відображає явище еволюції гідротермальних флюїдів мінералоутворення на межі архею та протерозою.
 Газово-рідкі включення у кварці |
Комплексне ізотопно-геохімічне дослідження складу ГРВ гідротермального флюїду рудних систем у кварці, піриті й польовому шпаті включало виокремлення компонентів ГРВ, визначення кількості води і вуглекислого газу (СО2), що виділилися зі включень, визначення ізотопного складу кисню та водню води й ізотопного складу кисню та вуглецю у СО2.
Дослідники встановили, що зменшення вмісту вуглекислого газу в гідротермальному мінералоутворюючому флюїді докембрію відбулось у неоархеї (2,8–2,5 мільярдів років тому), тобто раніше, ніж збільшення у палеопротерозої вмісту кисню в атмосфері (Велика киснева подія, що датується періодом від 2,4 до 2,0 мільярдів років тому) й утворення величезних покладів карбонатів. Це зменшення вмісту вуглекислого газу, ймовірно, обумовлене процесами гідратації ультраосновних порід під час формування первинної протоконтинентальної кори.
На підставі експериментальних ізотопно-геохімічних досліджень флюїду ГРВ у мінералах різновікових родовищ урану й золота України вчені встановили зміну складу гідротермальних флюїдів мінералоутворення від мезоархею (3,2–2,8 мільярдів років тому) до палеопротерозою, а саме – послідовне зменшення вмісту СО2 у флюїді та зменшення вмісту важкого ізотопу 13С у СО2, останнє обумовлено збільшенням вмісту органічної складової. У цьому ж періоді спостерігається кореляція вмісту СО2 в мінералоутворюючому флюїді з величиною атмосферного тиску, що за той час зменшився з шести атмосфер до однієї атмосфери.
 Ізотопний і хімічний склад флюїду мінералоутворення докембрійських родовищ золота й урану Українського щита |
Отримані наукові результати сприятимуть подальшому розвиткові уявлень про еволюцію процесів мінерало- й рудоутворення в ранньому докембрії у зв’язку з формуванням протоконтинентальної кори.
* * *
Дослідження виконали:
- провідний науковий співробітник лабораторії ізотопної геохімії відділу мінеральної сировини ядерної енергетики Інституту геохімії навколишнього середовища НАН України кандидат геолого-мінералогічних наук, доцент Юрій Фомін;
- завідувач цієї лабораторії кандидат геолого-мінералогічних наук Юрій Деміхов;
- завідувач цього відділу доктор геологічних наук Валентин Верховцев;
- провідний науковий співробітник цього відділу доктор геологічних наук Володимир Покалюк;
- провідний інженер цієї лабораторії Наталія Борисова.
За інформацією Інституту геохімії навколишнього середовища НАН України