Лаборатория эволюции палеоокеанов и мантийного магматизма (ЛЭПОМ)
За последние 10-15 лет был достигнут большой прогресс в разработке экспериментальных и численных моделей глобальной циркуляции вещества и глубинной геодинамики. К сожалению, некоторые из них оказались оторванными от реальной геологии и потому не могут считаться достоверными. Работа лаборатории направлена на восстановление связей между реальной и «модельной» геологией. Ученые убеждены, что не только индикаторные минералы, породы или комплексы пород, доступные для изучения на поверхности Земли, являются источником информации о процессах, происходящих глубоко в мантии. Отсутствие таких пород или комплексов также может свидетельствовать о тех или иных процессах, происходивших в геологическом прошлом нашей планеты как на ее поверхности, так и в ее недрах. Особое внимание направлено на решение проблемы глобального круговорота вещества или массопереноса из мантии в кору на дивергентных окраинах и из коры обратно в мантию на конвергентных окраинах.
Название проекта: Мультидисциплинарное изучение складчатых поясов тихоокеанского типа и разработка согласованной модели эволюции океанов, их активных окраин и мантийного магматизма
Приоритет СНТР: ж
Направления исследований: Стратиграфия океанической плиты; аккреционный комплекс; аккретирующие/эродирующие конвергентные окраины; тектоническая и субдукционная эрозия; субдукция корового материала в мантию; гидро-карбонатные мантийные плюмы; месторождения полезных ископаемых
Цель проекта: Организация современной научно-исследовательской лаборатории и проведение комплексного исследования складчатых (орогенных) поясов Тихоокеанского типа для разработки согласованной модели, связывающей эволюцию палеоокеанов, образование и преобразование континентальной коры на их активных окраинах, генерацию гидро-карбонатных плюмов в переходной зоне мантии и внутриплитный магматизм, а также для оценки перспектив выявления новых типов месторождений полезных ископаемых
Научные результаты:
Конвергентные окраины тихоокеанского типа являются как главным местом образования ювенильной коры Земли, так и местом ее разрушения, а зоны субдукции представляют собой единственные пути поставки в мантию разрушаемых на поверхности материалов континентальной и океанической коры. Расшифровка эволюции и параметров зон субдукции прошлого может быть проведена наиболее корректно на основе модели стратиграфии океанической плиты (СОП), которая может достоверно указать направление субдукции и позволяет определить размеры и возраст ранее существовавшей плиты. Расшифровка процессов образования новой континентальной коры за счет аккреции и островодужного ювенильного магматизма и ее разрушения на конвергентных окраинах может дать информацию о типе (аккретирующий или эродирующий) и геометрии (ортогональная или косая субдукция или трансформная граница) активной окраины. Диагностика конвергентных окраин тихоокеанского типа в составе древних складчатых поясов важна для глобальных геодинамических, тектонических и палеогеографических реконструкций и для поиска и разведки месторождений полезных ископаемых.
Из всех материалов, которые могут быть субдуцированы в мантию, наиболее важными являются вода, карбонаты, серпентиниты и базальты океанического слэба и породы вулканических дуг, в особенности сиалические. Материалы, эродированные на конвергентных окраинах тихоокеанского типа и субдуцированные в мантию, могут накапливаться в переходной зоне и инициировать генерацию гидро-карбонатных плюмов на глубинах 410-660 км. Орогения тихоокеанского типа связывает модель стратиграфии океанической плиты (СОП), параметры конвергентных окраин тихоокеанского типа и модель малоглубинных гидро-карбонатных мантийных плюмов. Изучение последних необходимо для обоснования связи периодов субдукции, аккреции и тектонической эрозии с инициацией плюмов в переходной зоне мантии и их проявлениями на поверхности Земли в виде внутриплитного магматизма.
Внедрение результатов исследования:
В Лаборатории получен патент № 2667329 на “Способ геологического картирования аккреционных комплексов”. Изобретение относится к области реконструкции геологических процессов в развитии земной коры на основе тщательного крупномасштабного картирования и геохронологического и литологического изучения аккреционных комплексов, имеющих сложную структуру (исходный номер заявки 2017144982 от 20.12.2017). Цель - избежать ошибок при картировании сложно построенных аккреционных комплексов, входящих в состав складчатых поясов тихоокеанского типа. Особенно это важно потому, что с такими орогенами связано большое количество месторождений полезных ископаемых, поиск и разведка которых напрямую зависят от качества картирования (http://lepom.nsu.ru/pages/Patents_rus.php). Сейчас ведется работа по внедрению этих разработок в практику путем переговоров с компаниями, потенциальными клиентами (https://www.ipi-singapore.org/tech-offers/174142/geological-mapping-via-ocean-plate-stratigraphy-model-for-exploration-cost-reductions.html ).
В Центре пробоподготовки лаборатории разработано и внедрено в практику три способа пробоподготовки для высокоточных аналитических исследований: 1) Способ выделения минералов тяжелой фракции с использованием нетоксичной тяжелой жидкости - политангстаната натрия. 2) Способ сепарации цирконов с использованием ультрафиолетового освещения. 3) Способ изготовления шашек с цирконами на основе акриловой смолы. Данными методиками пользуются все научные сотрудники лаборатории и институтов-партнеров для пробоподготовки и аналитических работ при проведении научных исследований, а также все студенты и аспиранты при подготовке их квалификационных работ. Разработано методическое пособие по пробоподготовке (Котлер, Сафонова, 2019 http://lepom.nsu.ru/documents/monograph_Kotler.pdf ).
Образование и переподготовка кадров:
- «Геохимия» (Туркина О.М.), геолого-геофизический факультет, Новосибирский государственный университет.
- «Введение в геохимию» (Зедгенизов Д.А.), геолого-геофизический факультет, Новосибирский государственный университет.
- «Подготовка публикаций в международных журналах» (Сафонова И.Ю.), Институт геологии и минералогии имени В.С. Соболева, Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук.
- «Палеогеография и палеоэкология» (Кривоногов С.К.), Кзыл-Ординский университет (Казахстан).
Защиты: 3 бакалаврские диссертации, 4 магистерские диссертации, 3 кандидатские диссертации, 1 докторская диссертация.
Организационные и инфраструктурные преобразования:
На базе Лаборатории эволюции палеоокеанов и мантийного магматизма создан Центр пробоподготовки (ЦПП). В будущем планируется развитие ЦПП и регистрация его в качестве центра коллективного пользования.
Другие результаты:
Текущие проекты, реализуемые в лаборатории и являющие источниками финансирования: