Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Впервые проведено исследование цирконов из полосчатых железистых кварцитов (BIF) Костомукшского зеленокаменного пояса (КЗП) Карельского кратона. Здесь BIF входят в ассоциации с мезоархейскими базальт-коматиитами – BIF-1 и кислыми вулканитами - BIF-2, а также неоархейскими граувакками и кислыми вулканитами - BIF-3. Все BIF содержат акцессорный циркон. Анализ их изотопного возраста показывает существование в каждой пробе 1-4 возрастных кластера (см. приложение 1 в 1.6). В большинстве проб установлены единичные зерна детритового циркона, который имеет соизмеримый или более древний возраст, чем вмещающие BIF породы. Возраст детритовых цирконов в каждой ассоциации BIF отличается: в BIF-1 – 2.84 млрд лет, в BIF-2 – 2.8 млрд лет и в BIF-3 – 2.98-2.75 млрд лет. Большая часть цирконов имеет метаморфогенную природу. При этом во всех группах BIF установлены цирконы с возрастом 2.75-2.72, а в BIF-3 также – 2.65-2.64 млрд лет, связанных, по-видимому, с проявлениями кислого магматизма. В цирконах из BIF-1 и 3 впервые описаны палеопротерозойские (1.89-1.85 млрд лет) цирконы в виде кайм и отдельных зерен, свидетельствующие о локальном проявлении здесь тектоно-термальных процессов синхронных со становлением Свекофеннского орогена. В составе Костомукшского зеленокаменного комплекса традиционно выделялись конгломераты в основании гимольской серии и нами в ходе полевых работ были открыты новые выходы полимиктовых конгломератов в восточной части Конкокского террейна. Последующие исследования показали, что эти конгломераты относятся к новому, ранее не отмеченному в Костомукшском поясе, типу. Цемент конгломератов представляет собой биотит-амфиболовые сланцы (метаграувакка), а среди обломков отмечены габброиды, метабазальты, метариолиты, гранитоиды. Кислые метавулканиты из конгломератов по геохимическим характеристикам отличаются как от неоархейских вулканитов гимольской серии, так и от мезоархейских - шурловаарской свиты. Однако U-Pb возраст подавляющей части цирконов из этих обломков неоархейский (2748 млн лет), т.е. сопоставим с возрастом вулканитов гимольской серии. В них, также как в последних, присутствуют единичные зерна древних ксеногенных цирконов. 207Pb-206Pb возраст цирконов из метаморфизованного цемента конгломератов варьирует от 3.2 до 2.62 млрд лет, при этом средневзвешенный 207Pb-206Pb возраст для четырех наиболее молодых аналитических точек – 2.66 млрд лет. Таким образом, по-видимому, обнаружены неоархейские конгломераты, сопоставимые с таковыми, входящими в комплекс осадков типа темискаминг. Важна также и находка в западной части Контокского террейна выходов кислых метавулканитов, отличающихся по геохимическим особенностям от пород шурловаарской свиты. Геохимические аналоги этих кислых вулканитов обнаружены в обломках в поздних полимиктовых конгломератах, рассмотренных выше. При этом, изотопный возраст кислых вулканитов из обломков оценивается в 2748 млн лет. Таким образом, в составе Контокского террейна, кроме мезоархейских кислых вулканитов, установлены неоархейские, аналогичные по возрасту вулканитам гимольской серии. Это крайне важно для реконструкции неоархейской геодинамической обстановки, в которой формировались BIF-3 - наиболее промышленно значимая железорудная толща Костомукшского месторождения. Проанализирован состав неоархейских кислых вулканитов Костомукшского зеленокаменного пояса, ассоциирующих с BIF-3. На дискриминационных диаграммах (Pearce et al, 1984) их аналитические точки располагаются в поле островодужных гранитоидов, в них также хорошо выражена и отрицательна аномалия Nb, характерная для островодужных магматитов. Таким образом, есть основания полагать, что неоархейские кислые вулканиты гимольской серии формировались, также как и мезоархейские, в субдукционной обстановке. Причем два эти разновозрастных комплекса кислых вулканитов отличаются по геохимическим характеристикам: мезоархейские существенно обогащены REE, в неоархейских хорошо проявлена отрицательная Eu-аномалия, которая отсутствует в мезоархейских. В составе Костомукшского зеленокаменного комплекса установлены три разновозрастные ассоциации полосчатых железистых кварцитов: (1) с мезоархейскими (2.84-2.79 млрд лет) базальт-коматиитами рувинваарской свиты (BIF-1); (2) с мезоархейскими (2.8-2.79 млрд лет) риолитами - риодацитами шурловарской свиты (BIF-2); (3) с неоархейской (2.76-2.74 млрд лет) толщей (мощностью до 700 м) метаморфизованных граувакк флишевого типа c телами субвулканических кислых вулканитов (BIF-3). Создана автономная база данных составов BIF Костомукшского зеленокаменного пояса. Ее использование позволяет констатировать, что BIF-1отличаются по составу от других BIF относительно низким содержанием FeOt и высоким SiO2, Al2O3, MgO, Cr, Ni, Zn, Cu, V, Co. BIF-2 и BIF-3 отличаются друг от друга в меньшей степени, но они весьма важны: BIF-3 существенно обогащены относительно BIF-2 Rb, Ba, Sr, REE (особенно LREE), но обеднены Mn. Данные материалы будут проанализированы в статье, работа над которой уже проводится.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В Костомукшском зеленокаменном поясе (КЗП) Карельского кратона известно несколько разновозрастных групп полосчатых железистых кварцитов (banded iron formation – BIF). Наиболее ранние из них – мезоархейские (2.87-2.81 млрд лет) – BIF-1 залегают среди базальт-коматиитовой толщи КЗП. Они состоят преимущественно из кварца и магнетита с варьирующим количеством амфибола, биотита, граната. Так же, как и большинство архейских BIF они характеризуются высоким содержанием Fe2O3T, наличием контрастной положительной Eu-аномалии, отсутствием Ce-аномалии, обеднением ЛРЗЭ относительно ТРЗЭ. Вместе с тем, они выделяются среди других BIF высоким содержанием Al2O3, TiO2, MgO, K2O, Cr, Ni, Zr, Ba, Cu, Zn. Формирование BIF-1, насколько можно судить по их геохимии, происходило в морском бассейне при бескислородной атмосфере как за счет гидротермальных флюидов, доля которых варьирует от 20 до 80 %, так и терригенной составляющей, главным источником которой являются базальты, коматииты, дациты вмещающих пород. Мезоархейские BIF-1 КЗП образовались в небольших рифтогенных структурах в пределах океанического вулканического плато, становление которого связано с воздействием мантийного плюма на океаническую литосферу. В Бунделкхандском кратоне выполнены комплексные (геохимические, U-Pb датирование цирконов, Nd-систематика) исследования BIF. Выделено три их возрастные (2.85, 2.81, 2.54 млрд лет) группы. Формирование всех BIF происходило в преддуговых и задуговых бассейнах субдукционных систем. Главным источником вещества для BIF являлись подводные гидротермы, но установлено и присутствие терригенного материала. Особенно велика его доля в мезоархейских BIF Мауринипурской (Mauranipur) структуры. Эти BIF, кроме того, уникальны крайне высоким (до 4.82 мас %) содержанием MnO, что предполагает наличие в морской воде бассейна свободного кислорода. Одна из отличительных черт BIF КЗП заключается в том, что в них присутствует в достаточном для геохронологических исследований циркон, тогда как во многих BIF в мире этот важный акцессорный минерал не отмечается. Исследования циркона из метаморфизованных хемогенно-осадочных с примесью детритового вещества пород (BIF) КЗП позволяют сделать ряд важных выводов: (1) в BIF может: (а) присутствовать как детритовый, так и метаморфогенный циркон, (б) присутствовать только метаморфогенный циркон, либо (в) отсутствовать циркон; (2) метаморфогенный циркон, который моложе возраста становления вмещающих BIF пород, как правило, преобладает и часто имеет структурные (призматические кристаллы с осцилляторной зональностью) и геохимические (высокие Th/U отношение) характеристики, часто использующиеся, без дополнительных критериев, как индикаторы магматической природы минерала, хотя являются метаморфогенными; (3) изучение детритового циркона позволяет уточнить особенности источников формирования BIF. На примере КЗП показано, что BIF-1 и BIF-2 формировались в бассейнах осадконакопления, куда поступал только местный терригенный материал, а при становлении наиболее рудоносной ассоциации BIF-3 в бассейн наряду с местным, попадал и экзотический материал, при формировании BIF-4 бассейн в наименьшей степени засорялся терригенным материалом; (4) циркон из BIF с примесью детритового вещества обладает большей, чем из других окружающих его пород, чувствительностью к тектоно-термальным процессам. На примере BIF КЗП, показано, что комплекс претерпел неоднократные как в архее (2.72 и 2.64 млрд лет), так и в палеопротерозое (2.45–2.2 и 1.85 млрд лет) метаморфические преобразования, причем архейские имеют сквозное развитие, палеопротерозойские проявлены локально. Достоверность локального проявления тектоно-термального события с возрастом 1.85 млрд лет в породах КЗП подчеркивается и тем, что именно такой U-Pb возраст впервые получен в рамках данного проекта по апатитам из BIF-3. Впервые после длительного перерыва (Лазарев, 1966, 1971) проведены специальные структурные исследования Костомукшского зеленокаменного комплекса. Они выполнены, главным образом, для неоархейских конгломератов, открытых в ходе полевых исследований 2022 года. В них установлена слоистость, выраженная в чередовании темноокрашенных и светлоокрашенных слоев цемента, которые местами подчеркнуты гальками, уплощенными параллельно поверхностям слоёв. Эта слоистость смята в сжатую складку, шарнир которой погружается по азимуту СВ 55° под углом 18°. Этой ориентировке практически идентична ориентировка минеральной линейностью по амфиболу. Проведённые структурные исследования свидетельствуют о том, что конгломераты испытали значительную деформацию простого сдвига (в отдельных гальках Rxz достигает 38) при левосторонних движениях по траектории вдоль линии СВ 55°/23° по крутым плоскостям сдвига северо-восточного простирания. Изученные деформационные структуры, сходны с таковыми, описанными в работах Ю.И. Лазарева (1966) в метатуфах КЗП, но величина деформации галек конгломератов показывает бóльшую величину. Ранее считалось, что главные деформации наибольшей величины протекали в КЗП с образование крутой линейность. Современные данные показывают, что пологая до горизонтальной линейность может образовываться в орогенных поясах высоких давлений и преобладать в них. Получены результаты геохронологического изучения цирконов из вулканитов Гимольского зеленокаменного пояса, ассоциирующих, соответственно, с BIF и с конгломератами. Возраст первых оценивается как мезоархейский, а вторых как неоархейский. Таким образом, BIF-содержащий комплекс этого пояса коррелируется как по возрасту, так и по породной ассоциации с образованиями шурловаарской свиты Костомукшского пояса. Толщу вулканитов, ассоциирующих с конгломератами, можно коррелировать с породами костомукшской свиты Костомукшского пояса и с терригенной толщей Хедозеро-Большеозерского. По геохимическим особенностям вулканиты обеих возрастных уровней Гимольского пояса позволяют интерпретировать их как субдукционные образования, также как и в Костомукшском. Полученные данные позволят провести корреляцию геологических разрезов зеленокаменных поясов центральной части Карельского кратона на базе возрастной характеристики главных их составляющих. Анализ этих материалов будет основой для геодинамических реконструкций архея.