КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-27-00270

НазваниеВлияние свойств многокомпонентных флюидов (Н2О, СО2, СН4, NaCl, CaCl2) на процессы метаморфического и метасоматического петрогенезиса в средней-нижней коре: синтез новых численных термодинамических моделей и геологических данных

Руководитель Бушмин Сергей Алексеевич, Кандидат геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и геохронологии докембрия Российской академии наук , г Санкт-Петербург

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-109 - Петрология метаморфических и метасоматических пород

Ключевые слова модельные и природные флюиды, метаморфизм и метасоматоз, континентальная кора, амфиболитовая и гранулитовая фации, флюидные включения, термобарометрия, физико-химическое моделирование

Код ГРНТИ38.37.21

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной глобальной геологической проблемы - выяснение роли флюидов в процессах образования и преобразования земной коры (магматизма, метаморфизма, метасоматоза, рудогенеза и геодинамики) на всех этапах ее эволюции, от начала ее древней докембрийской истории до наших дней. Флюиды играют фундаментальную роль в переносе вещества и тепла во всех глобальных геологических процессах – магматизме, метаморфизме, метасоматозе, рудогенезе и геодинамике. А в метаморфическом и метасоматическом петрогенезисе, формировании гидротермальных месторождений флюидам принадлежит ведущая роль, флюидные потоки, как рассеянные так и локализованные, являются движущей силой этих процессов. Метаморфизм и метасоматоз в Р-Т условиях амфиболитовой и гранулитовой фаций – важнейшие процессы образования и преобразования глубинной коры на всем протяжении истории земли, но особенно в докембрийский период ее истории, так как преобладающая часть докембрийских пород, выведенных на поверхность земли, сложена породами, образованными или измененными в Р-Т условиях именно этих фаций. Знание физико-химических параметров метаморфических и метасоматических процессов и понимание особенностей их эволюции является ключевым для понимания планетарного петрогенезиса, гидротермального рудообразования и тектонических процессов от докембрия до наших дней. Континентальная кора заслуживает большего внимания, так как к настоящему времени ей посвящено значительно меньше исследований в этой области, чем океанической коре. Наряду с магматизмом, метаморфические и метасоматические процессы играли и играют фундаментальную роль в формировании, развитии и стабилизации континентов во время аккреционного и коллизионного орогенезиса. Поэтому объекты для исследования, на примере которых будут решаться поставленные в проекте задачи, выбраны на Фенноскандинавском щите в пределах Беломорско-Лапландского подвижного пояса (типичный докембрийский коллизинный ороген с ярко и контрастно проявленными метаморфическими и метасоматическими событиями), расположенного между фрагментами Кольского и Фенно-Карельского кратонов. При понимании того, что в глубокой коре метаморфизм сопровождается плавлением (в средней коре значительную роль играет дегидратационное плавление, а в нижней коре значительная роль принадлежит плавлению под воздействием восходящих потоков глубинных мантийных водных флюидов с низкой активностью воды), в рамках предлагаемого проекта не предполагается детально исследовать сами явления плавления, представляющие самостоятельную фундаментальную проблему. Главная задача, на решение которой направлен проект - выяснить, как меняются физико-химические свойства и как влияет изменение этих свойств (фазовое состояние, химический состав несмесимых флюидных фаз, их плотность, сжимаемость, химические активности компонентов, окисленность-восстановленность, кислотность-щелочность) у глубинных многокомпонентных флюидов (обычно содержащих Н2О, СО2, СН4 и наиболее часто встречающиеся соли NaCl, CaCl2) на особенности метаморфического и метасоматического петрогенезиса в средней-нижней коре (Р-Т условия амфиболитовой - гранулитовой фаций). Для решения главной задачи проекта нужно будет получить новые количественные данные о свойствах модельных и природных флюидов для Р-Т условий реальных геологических обстановок на примере выбранных для исследования объектов в Беломорско-Лапландском коллизионном орогене Фенноскандинавского щита: - в Кольско-Норвежской зоне объект амфиболитовой фации в районе месторождений кианитовых руд Большие Кейвы с уникальными изотопным составом углерода графита (δ13С=-48‰); - в Беломорской зоне объект амфиболитовой фации в районе месторождений корунда с уникальным изотопным составом кислорода в породах (δ18О= -27‰), что значительно ниже, чем в любых других силикатных породах земного или космического происхождения; - в Беломорской зоне гранулиты высоких давлений лапландского типа с уникальными по минеральному составу высокобарическими сингранулитовыми инфильтрационными метасоматитами и минеральными гидротермальными жилами. Научная новизна заключается в том, что проект направлен на развитие новой для научного коллектива тематики – с одной стороны, на исследование физико-химических свойств самих флюидов, как среды транспорта и осаждения породообразующих и рудных элементов при Р-Т параметрах реальной геологической обстановки. И с другой стороны, на исследование физико-химических условий и особенностей метаморфического и метасоматического петрогенезиса, в которых флюидам с установленными свойствами принадлежит ключевая роль. Целенаправленные исследования свойств флюидов, предполагаемые в проекте, сейчас находятся в центре интересов мирового научного сообщества в связи с созданием численных моделей механизмов концентрации рудных элементов в земной коре, что подчеркивает важное прикладное значение работ по предлагаемому проекту. Все предполагаемые исследования являются новыми и в отношении выбранных новых геологических объектов, и в отношении методов физико-химических исследований (прежде всего, исследование флюидных включений методом рамановской спектроскопии в сочетании с микротермометрией, физико-химическое моделирование с построением псевдосечений в координатах интенсивных параметров), которые предполагается применить к этим объектам; и в отношении предварительно созданных новых, отличающихся новым авторским подходом, термодинамических моделей флюидных систем (Иванов, Бушмин и др., 2018а,б; Иванов, Бушмин, 2019, 2021) и природных флюидов (Бушмин и др., 2020) с наиболее часто встречающимися компонентами (Н2О, СО2, СН4, NaCl, CaCl2), на основании которых будут рассчитаны и исследованы свойства модельных и природных флюидов при Р-Т параметрах реальных геологических обстановок на исследуемых объектах. В результате синтеза всех полученных результатов исследования свойств флюидов и особенностей петрогенетических процессов, с ними связанных, будут верифицированы новые примененные при исследованиях термодинамические модели флюидных систем.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---