Северное Приладожье представляет собой уникальную природную лабораторию, раскинувшуюся к северу от Ладожского озера. Этот удивительный регион славится разнообразием геологических пород, сформировавшихся в результате кристаллизации масштабных магматических расплавов.
Исследователи из Санкт-Петербурга совершают настоящий прорыв в понимании процессов накопления и перераспределения рудных веществ в земной коре. Их открытия становятся ключом к более эффективному поиску и прогнозированию месторождений полезных ископаемых, позволяя точно определять перспективные участки земной коры и факторы, влияющие на формирование месторождений.
Особую значимость эти исследования приобретают для Северного Приладожья — территории, щедро наделенной природными богатствами: гранитами, графитом, кварцитами и другими ценными минералами. Удивительным образом разгадать тайны образования этих пород помогает апатит — фосфатный минерал с формулой Ca5(PO4)3(F,OH,Cl). Этот замечательный минерал встречается в различных типах пород и способен образовывать впечатляющие залежи, яркий пример которых можно наблюдать в Хибинском массиве. Интересно, что само название «апатит» происходит от греческого слова, означающего «обман» — из-за его удивительной способности маскироваться под другие минералы. В современном мире апатит играет важную роль в производстве фосфорных удобрений.
Наша страна гордится крупнейшими месторождениями апатита мирового значения, расположенными на Кольском полуострове. Символично, что один из заполярных городов носит имя этого минерала – Апатиты.
Совместными усилиями ученые СПбГУ и Института геологии и геохронологии докембрия РАН провели масштабное исследование апатитов Северного Приладожья. В древних раннепротерозойских массивах региона, особенно в Велимякской интрузии, этот минерал является важным компонентом титаномагнетитовой руды, добыча которой началась еще в XIX веке. Появление месторождения в этом месте обусловлено высокой концентрацией фосфора в рудных горизонтах.
Профессор СПбГУ Шаукет Балтыбаев рассказывает об использовании передового метода U-Pb (уран-свинец) изотопного анализа, который позволил определить время формирования минерала. Исследование выявило интересный факт перекристаллизации и образования новых форм минерала в процессе метаморфизма.
Метаморфизм представляет собой удивительный процесс трансформации горных пород под воздействием высоких температур, давления и химических агентов, при котором не происходит плавления породы. Исследование показало значительный временной разрыв между первоначальной магматической кристаллизацией и последующим метаморфизмом: если магматические породы сформировались примерно 1,88 миллиарда лет назад, то перекристаллизация апатита произошла через 80-100 миллионов лет, около 1,8 миллиарда лет назад.
Современные методы U-Pb датирования позволяют определить момент, когда минерал достиг определенной температуры (400-600°C) и прекратил геохимическое взаимодействие с окружающей средой. Хотя существует вероятность постепенного охлаждения без полной перекристаллизации, исследование убедительно доказывает, что апатит претерпел существенные изменения и приобрел метаморфический характер.
Важным подтверждением теории перекристаллизации служит однородность состава минерала во всех типах пород массива — от базовых, с низким содержанием кремния и высоким содержанием магния, до более сложных, обогащенных кремнием. Исследования апатита в других регионах показывают, что обычно его состав меняется в процессе эволюции магмы.
По словам профессора Балтыбаева, это открытие имеет огромное значение для понимания процессов формирования месторождений. Магматический апатит подвергся перекристаллизации спустя 80-100 миллионов лет после формирования массива, и аналогичные изменения, вероятно, затронули связанную с ним титаномагнетитовую руду. Понимание этих сложных процессов становления оруденения открывает новые перспективы в поиске полезных ископаемых как в данном регионе, так и в других схожих геологических формациях.
