Геологи МГУ им. Ломоносова вместе с коллегами из ЮАР и Новосибирска изучили процессы взаимодействия древнейших на Земле блоков континентальной коры и нашли подтверждение участия в этом процессе богатых углекислым газом флюидов — жидкостей, нагретых выше точки кипения.
Сделать такое заключения стало возможным благодаря анализу графита и микроскопических включений газов в кварце. Понимание процессов поможет предсказать механизмы зарождения полезных ископаемых на участках, сформировавшихся в сходных условиях, например, в Карелии.
Исследование опубликовано в журнале Gondwana Research.
Участки самой древней континентальной коры, или кратоны, сохранились в нескольких местах на Земле, в том числе кратон Каапвааль в ЮАР. Совместно с австралийским кратоном Пилбара они, предположительно, составляли когда-то суперконтинент Ваальбара.
м преобразований основания этих участков древней коры под воздействием тепла мантии Земли могут стать породы под названием гранулиты, которые поясами обрамляют кратоны. Процессы, приводящие к подъему гранулитов из низов коры к поверхности на границах кратонов, до конца не изучены. Самые древние из гранулитовых поясов сформировались в архее (3 млрд лет назад), став лишь на несколько сотен миллионов лет моложе жизни на Земле. Возраст самых молодых гранулитов – полмиллиарда лет. Рядом с кратоном Каапвааль тоже есть свой древний (2,7 млрд лет) гранулитовый пояс. Он расположен на границах ЮАР, Зимбабве и Ботсваны вблизи знаменитой реки Лимпопо. Он является своеобразной природной лабораторией для изучения взаимоотношений древнейших структур континентальной коры, поэтому именно этим гранулитовым поясом и заинтересовались учёные.
Геологи нашли в гранитных породах гранулитового пояса Лимпопо и проанализировали образцы графита и флюидные включения в кварце — летучие компоненты, законсервированные в мельчайших пустотах минерала в ходе роста кристаллов.
Исследователи выяснили, что гранит в поясе Лимпопо начал кристаллизоваться при температуре 900-940 градусов и давлении в семь-девять килобар. Анализ флюидных включений в кварце подтвердил, что флюиды с высоким содержанием CO2 принимали участие в формировании этих пород.
