Регистрация / Вход
Прислать материал

Геохимичекские индикаторы мантийно-корового взаимодействия

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2009 - 2011, 27 мес.
Бюджетные средства
10,5 млн
Внебюджетные средства
2,1 млн

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Туркина Ольга Михайловна

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 12.12.2009
Цель работы — комплексные исследования процессов взаимодействия и разработка изотопно-геохимических индикаторов для определения масштабов и механизмов обмена веществом между мантийным и коровым резервуарами.
В процессе работы проводились: систематизация имеющихся у авторов и опубликованных данных по составу и возрасту раннедокембрийских гранитоидных комплексов фундамента юго-западной окраины Сибирского кратона; отбор проб для изотопно-геохимического и геохронологического изучения (в ходе экспедиционных работ); анализ опубликованных в России и за рубежом данных по методам изучения процессов мантийно-корового взаимодействия; разработка и апробация методики определения редкоэлементного состава минералов методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией; определение изотопно-геохимических индикаторов процессов обмена веществом между мантийным и коровым резервуарами.
Обобщение и анализ данных по составу, возрасту и изотопным характеристикам раннедокембрийских гранитоидных комплексов направлены на выделение ключевых объектов, на примере которых будут в дальнейшем разрабатываться модели мантийно-корового взаимодействия. Систематизация имеющихся у авторов данных позволила выявить магматические комплексы, для которых необходимо получить дополнительную геохронологическую и изотопно-геохимическую информацию на следующих этапах выполнения НИР.
Анализ опубликованных в России и за рубежом данных по методам изучения процессов мантийно-корового взаимодействия свидетельствует о широко масштабном обмене материалом между корой и мантией, позволяет выявить основные признаки влияния корового материала на процессы, происходящие в мантии, и участия мантийных производных в процессах плавления и формирования средне-кислых магматических пород в континентальной коре. Выполненный анализ определяет главные направления изучения вещественных характеристик пород, методы и подходы геохимического и изотопного исследования, которые создают основу для реконструкции процессов мантийно-корового взаимодействия.
Развернуть
2
01.01.2010 - 30.06.2010
Цель работы – разработка изотопно-геохимических индикаторов для определения масштабов и механизмов обмена веществом между мантийным и коровым резервуарами.
Выполнено петрогеохимическое и Sm-Nd изотопное изучение раннедокембрийских гранитоидных комплексов Шарыжалгайского выступа фундамента юго-западной окраины Сибирского кратона. Признаками процессов мантийно-корового взаимодействия при формировании раннедокембрийских гранитоидных комплексов служат широкие вариации их изотопного Sm-Nd состава, отрицательная корреляция между Nd и концентрацией Nd, более высокие значения Nd гранитоидов в сравнении с потенциальными коровыми источниками, наличие одновозрастных пород основного состава. В пользу участия мантийных источников тепла в генерации расплавов свидетельствуют высокие температуры образования гранитоидов.
Выполнена оценка изотопно-геохимических параметров мантийных и коровых резервуаров в диапазоне времени от палеоархея до палеопротерозоя на основании анализа Sm-Nd изотопных данных по магматическим породам основного и кислого состава. В результате проведенного анализа выявлены комплиментарные изменения изотопного Sm-Nd состава мантии и континентальной коры юго-западной окраины Сибирского кратона в течение раннего докембрия.
Выполнено минералого-геохимическое исследование ксенолитов ультраосновных пород и эклогитов из кимберлитовых трубок Якутской алмазоносной провинции. Установлено, перидотиты из кимберлитовой трубки Удачная были модифицированы в ходе нескольких этапов метасоматоза, значительно разорванных во времени. Различие в составе метосаматизирующих сублитосферную мантию флюидов/расплавов предполагает их разные источники. Помимо астеносферы в качестве источника таких флюидов/расплавов могли выступать породы субдуцированной океанической коры. В пользу этого предположения свидетельствуют данные о том, что в качестве протолитов эклогитов из кимберлитовых трубок Якутии выступали породы океанической коры.
Выплнено определение геохимических особенностей и возраста ксенолитов нижнекоровых гранулитов U-Pb методом по циркону. Коллекция ксенолитов нижнекоровых гранулитов, собранная авторами отчета, насчитывает более полутора тысяч образцов. Изучены ксенолиты из кимберлитовых трубок Мархинского (Удачная, Комсосомольская, Юбилейная, Зарница, Ботуобинская) и Далдынского террейнов (Заполярная).
Развернуть
3
01.07.2010 - 10.12.2010
Выполнено геохронологическое изучение U-Pb методом (SHRIMP II) и анализ морфологии, внутреннего строения и редкоземельного состава циркона из раннедокембрийских гранитоидов Шарыжалгайского выступа фундамента Сибирского кратона. В результате этого исследования выделены три главных этапа формирования коры юго-западной окраины Сибирского кратона и основные рубежи метаморфизма. С палеоархейским этапом (3.25-3.4 млрд. лет) связано формирование плагиогнейсов и плагиогранитоидов ТТГ комплексов Онотского и Булунского гранит-зеленокаменных блоков и протолитов гиперстеновых гнейсов Иркутного блока. Установлено, что метаморфизм древнейших ТТГ комплексов произошел 3.2 млрд. лет назад, а ранний высокотемпературный метаморфизм палеоархейских гиперстеновых гнейсов – на рубеже 3.04 млрд. лет. К неоархейскому этапу относится образование протолитов гиперстеновых гранулитов (~2.7 млрд. лет) и внедрение биотитовых гранитов (2.54 млрд. лет). Гиперстеновые гранулиты испытали высокотемпературный метаморфизм (2.54 млрд. лет) субсинхронно со становлением биотитовых гранитов, а биотитовые граниты были метаморфизованы в связи с коллизионным процессом в палеопротерозое (1.85 млрд. лет). Палеопротерозойский этап формирования коры проявился в коллизионном метаморфизме и гранитообразовании в диапазоне времени 1.87-1.85 млрд. лет.
Проведенные геохимические исследования пород из метаморфических комплексов высоких (Муйская глыба) и сверхвысоких давлений (Кокчетавский массив) свидетельствует о подвижности ряда некогерентных элементов на различных стадиях эволюции этих комплексов. Исследование флюидных включений в кварце эклогитов и вмещающих гнейсов свидетельствует об ограниченной подвижности флюидов на разных стадиях эволюции эклогит-гнейсового комплекса.
Исследованные геохимические особенности пород месторождения метаморфогенных алмазов Кумды-Коль, а также высокоглиноземистых алмазоносных и неалмазоносных сланцев и гнейсов нового алмазоносного участка в районе озера Барчинское, свидетельствуют о том, что в ходе метаморфизма сверхвысоких давлений были подвижны легкие редкие земли, крупноионные литофильные элементы, а также уран и торий.
Развернуть
4
01.01.2011 - 31.05.2011
Для выявления процессов мантийно-корового взаимодействия на примере раннедокембрийских комплексов юго-запада Сибирского кратона проведено тестирование изотопно-геохимических критериев. Установлено, что наиболее эффективными критериями служат изотопные (Sm-Nd и Lu-Hf) и редкоэлементные характеристики пород корового и мантийного происхождения. Предложена модель формирования и эволюции литосфере и раннедокембрийской коры юго-западной части Сибирского кратона.
С целью определения подвижности некогерентных элементов при процессах континентальной коллизии проведено исследование метаморфических пород сверхвысоких давлений из месторождения метаморфогенных алмазов Кумды-Коль. На основании полученных данных на данном этапе рассмотрены вопросы относительно роли корового компонента в процессах метасоматоза субконтинентальной литосферы.
По полученным результатам проекта «Геохимические индикаторы мантийно-корового взаимодействия» были разработаны новые и модифицированы старые специальные курсы, включенные в программу подготовки магистров геохимии.
Развернуть
5
01.06.2011 - 15.10.2011
Проведен анализ эффективности использования петрогеохимических и изотопных индикаторов для изучения процессов мантийно-корового взаимодействия на основе результатов исследования генезиса раннедокембрийских магматических комплексов юго-западной окраины Сибирской и литературных данных. Установлена эффективность использования изотопно-геохимических маркеров для выявления роли процессов мантийно-корового взаимодействия при образовании магматических комплексов и обмена веществом между мантийным и коровым резервуарами. Предложена и продемонстрирована на примерах по юго-западной окраине Сибирского кратона методика применения изотопно-геохимических индикаторов для исследования геологических объектов разного ранга. В результате проведенных исследований получена петрогеохимическая и изотопно-геохимическая характеристика гранитоидных комплексов, установлены или уточнены главные этапы раннедокембрийского кислого магматизма для юго-западной окраины Сибирского кратона.
На примере метаморфических комплексов высоких (Муйская глыба) и сверхвысоких давлений исследована подвижность некогерентных элементов в зонах субдукции. Комбинация полученных данных с данными по геохимическим особенностям мантийных ксенолитов и включений в алмазах показывает, что флюиды/расплавы, отделявшиеся от субдуцированногй земной коры, модифицируют верхнюю мантию. О вкладе корового компонента в процессы мантийного алмазообразования свидетельствуют вариации изотопного сосотава углерода алмиазов и содержания в них азота. При исследовании нижнекоровых гранулитов из кимберлитовых трубок Сибирского кратона показана эффективность использования циркона как мониторинга роста коры и эволюции коры. Сопоставление результатов определения изотопов гафния с данными возраста цирконов дали возможность определить главные этапы образования ювенильной коры и периоды ее переработки.
По полученным результатам проекта «Геохимические индикаторы мантийно-корового взаимодействия» были разработаны новые и модифицированы старые специальные курсы, включенные в программу подготовки магистров геохимии. Полученные в рамках проекта результаты широко используются в учебных курсах «Основы геохимии», «Геохимия», «Рост кристаллов» и «Современные аналитические методы в геохимических исследованиях», «Методы спектрального анализа», разработанных для подготовки студентов и магистрантов ГГФ НГУ. В настоящее время разработаны новые курсы для магистерской программы «геохимия»: «Геохимия корообразующих процессов», «Химическая геодинамика зон субдукции».
Комбинация U-Pb геохронологических данных с in-situ изотопным анализом гафния цирконов является эффективным индикатором процессов формирования и переработки нижней коры Сибирского кратона. Кроме того, впервые, на основании определения изотопного состава гафния цирконов, установлено присутствие палеоархейского (3.7 млрд. лет) компонента в коре Сибирского кратона. Установлены геохимические индикаторы участия флюидов/расплавов, отделяющихся от субдцированных коровых пород в процессах модификации мантии и образования алмазов.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
ИГЕМ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2009 - 2011, 28 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Организация
ИГЕМ РАН
профинансировано
Тема
Физико-химические параметры и механизмы дифференциации вещества мантийных плюмов.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование инновационного потенциала в области нанотехнологий с целью создания международного центра трансфера технологий.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
2
Тема
Нормативно-правовое и методическое обеспечение создания и функционирования коучинг-центра по венчурному предпринимательству в Дальневосточном федеральном округе.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка системы показателей инновационного развития экономики
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
8 млн
Количество заявок
5
Тема
Научно-методическое обеспечение и информационно-аналитическая поддержка технико-экономической оценки значимости результатов реализации основных приоритетных направлений Программы.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
7 млн
Количество заявок
2