Сотрудники Музея землеведения МГУ провели исследования пород в Центральной Арктике

Сотрудники Музея землеведения МГУ провели геологические и минералого-геохимические исследования в Центральной Арктике, которые подтвердили, что глубоководные впадины и подводные поднятия на этой акватории являются продолжением континента. Результаты работы опубликованы в Russian Journal of Earth Sciences и Doklady Earth Sciences.

Объектами минералого-геохимического исследования являлись образцы, отобранные при бурении и драгировании океанического дна в ходе российской высокоширотной экспедиции. Изучение кристалломорфологии и внутреннего строения цирконов, выделенных из раннемеловых базальтов поднятия Менделеева в Северном ледовитом океане, а также локальные изотопные исследования состава этих зерен подтвердили континентальную природу вулканизма в этом регионе.

Учеными проведено петрографическое и геохимическое исследование пород, которое включало количественно-минералогический анализ рудных (циркон, ильменит, рутил и т.д.) и нерудных (гранат, силлиманит и т.д.) минералов. Из базальтовых пород был выделен цирконовый концентрат и проведен минералого-кристалломорфологический анализ цирконов. Также были приготовлены препараты для аналитических исследований в катодолюминесцентных лучах, методами оптической и электронной микроскопии, масс-спектрометрии. На катодолюминесцентных изображениях цирконовых зерен выбирались точки для проведения U-Pb-датирования, измерения содержания редких элементов и изотопного состава гафния.

Проведенные измерения на масс-спектрометре SHRIMP-II показали, что во всех вулканитах присутствуют две генетические генерации цирконов — магматогенные (молодые) и ксеногенные (ассимилированные). Конкордантные значения U-Pb возраста для позднемагматических цирконов из пород глубоководного ложа составили 128 ± 1,3 млн лет в базальтах и 151 ± 2 млн лет в габбро-долеритах.

Анализ лютеций-гафниевой изотопной системы, выполненный в тех же локальных участках зерен, по которым производилось датирование, показал, что молодые магматические цирконы характеризуются пониженными значениями 176Hf/177Hf (0,28214-0,28280) и отрицательными значениями ԑHf (до −19,49). Такие параметры определенно указывают на коровую природу расплава, из которого кристаллизовались изученные цирконы. Это кардинальным образом отличает их от проанализированных в тех же экспериментах контрольных зерен цирконов, выделенных из типовых океанических базитов Северной Атлантики.

«Полученные результаты подтверждают континентальную природу коры, подстилающей поднятие Менделеева, и ставят под сомнение возможность участия мантийных источников вулканической деятельности (магматического андерплейтинга). Это согласуется с данными, полученными независимыми методами геолого-геофизического изучения глубоководных акваторий располагающихся западнее поднятия Менделеева (котловины Подводников, Макарова, хребет Ломоносова)», — рассказал автор исследования, руководитель сектора минерагении и истории Земли Музея землеведения МГУ Пётр Чехович.

Материалы сейсмического профилирования и глубоководного бурения убедительно показывают, что с середины эоцена до начала миоцена поверхность коры в пределах этих морфоструктур находилась вблизи уровня моря или даже подвергалась субаэральной эрозии. Их быстрое погружение началось в раннем миоцене, приблизительно 18 млн лет назад. Это не могло быть результатом рифтинга, поскольку на сейсмических профилях, пересекающих хребет Ломоносова, котловину Подводников и поднятие Менделеева, в осадочном чехле и в фундаменте отсутствуют структуры, свидетельствующие о сильном растяжении коры. Совместный анализ гравитационного поля и данных глубокого сейсмического профилирования показывает, что под такими бассейнами вблизи поверхности Мохо залегают мощные (10-15 км) линзовидные тела тяжелых пород (эклогитов) с плотностью 3,4-3,5 г/см³. Они образовались за счет метаморфизма габброидов в нижней коре и благодаря своей высокой плотности способны удерживать всю кору в глубоко погруженном состоянии.

На основании прямых геологических данных получены свидетельства континентальной природы коры, подстилающей глубоководные акватории в Центральной Арктике. Это обстоятельство может служить важным аргументом, подтверждающим геологическое обоснование российской заявки в Подкомиссию ООН на расширение внешней границы континентального шельфа в этом регионе.

Источник: МГУ