Тема: Изучение возраста донных океанических отложений методами изотопной геохронологии

Последние 50 лет активно изучаются открытые в 1977 году гидротермальные источники - «чёрные курильщики», действующие на дне океанов в районах активной литосферной деятельности. Это источники горячего пересыщенного раствора, образующегося в результате прохождения морской воды сквозь толщу базальтовых плит, в результате чего вода обогащается многими минералами, входящими в состав пород этих плит. При выходе высокотемпературного раствора на поверхность океанического дна минералы в виде солей осаждаются вокруг источника, образуя рудоносные постройки. Участки распространения таких массивных рудных формаций получили название «гидротермальные поля». Такие поля сейчас обнаружены в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах и рассматриваются как места, пригодные для промышленной рудодобычи в ближайшем будущем. Интерес со стороны «практической геологии» к этим рудным залежам, достигающим запасов в десятки миллионов тонн, обусловлен высокими концентрациями в них ценных для промышленности металлов (Cu, Pb, Zn, Fe, Ag, Au и др.).
Выход гидротермальных растворов происходит не постоянно, каждый источник имеет свои периоды гидротермальной активности (оцениваемые в несколько тысяч или несколько десятков тысяч лет), приводящей к формированию массивных рудных тел. Установление временных границ периодов рудообразования позволяет определить ресурсную массу рудных залежей.
Осаждающиеся частицы гидротермального флюида поступают также в отложения, окружающие рудные постройки, и формируют металлоносные слои в осадочной толще. При этом, содержание рудных элементов в этих слоях может заметно превышать их концентрацию в выше- и нижележащих горизонтах. Обнаружение таких металлоносных осадков в пределах Срединно-океанических хребтов свидетельствует о наличии активной в настоящее время или в прошлом гидротермальной деятельности и способствует разработке критериев поиска рудных залежей на дне океана.
Всесторонние минералого-геохимические и геохронологические исследования руд и осадков позволяет расширить представления об особенностях функционирования рудогенерирующих систем, химическом и минеральном составе гидротермально-осадочных отложений, оценить временные масштабы формирования рудных компонентов и перспективы промышленной эксплуатации.
Объектом исследования настоящей работы, которая представляет одну из составляющих комплексных исследований гидротермально-осадочных отложений, выбраны донные карбонатные отложения гидротермального поля «Победа» Срединно-Атлантического хребта (САХ), открытого в 2014 г. в рейсе № 37 НИС “Профессор Логачев” в блоках 37 и 39 Российского разведочного района (17°07.45 - 17°08.7' с.ш. САХ).
Определение возраста различных осадочных слоёв этих отложений в настоящей работе проводятся методом радиоуглеродного анализа, что возможно благодаря значительному содержанию в них карбонатов биологического происхождения (планктонными форминиферовыми раковинами).
Основная цель работы: получение первых данных о возрасте осадков и периодах активизации гидротермальной деятельности в прошлом в пределах поля «Победа» (САХ) с применением метода радиоуглеродного датирования.
Поставлены следующие задачи:
• Анализ и обобщение опубликованных данных о функционировании гидротермальных систем в океане и методах датирования руд и осадков.
• Изучение теоретических основ метода радиоуглеродного датирования природных объектов.
• Практическое применение радиоуглеродного метода для датирования океанических осадков гидротермального поля «Победа» (САХ):
• освоение аналитических методов выделения, очистки и концентрирования углеродсодержащей фракции образцов,
• измерение активности радиоуглерода методом жидкостной сцинтилляции.
• Расчёт возраста слоёв донных отложений и оценка временных рамок периодов гидротермальной активности в пределах поля «Победа» (САХ).
Работа выполнена в Лаборатории палеогеографических и геоморфологических исследований полярных регионов и Мирового океана Института наук о Земле СПбГУ.
Купить

Выводы
1. Изучены теоретические основы и возможности практического применения метода радиоуглеродного датирования природных объектов.
2. Освоена химическая подготовка проб океанических осадков, включающая выделение, очистку и концентрирование углеродсодержащей фракции, и последующее измерение активности радиоуглерода методом жидкостной сцинтилляции.
3. Получены первые данные о возрасте донных отложений гидротермального поля «Победа» (САХ) методом радиоуглеродного датирования.
4. Оценены временные рамки периодов активизации гидротермальной деятельности и связанного с ней рудоотложения в пределах гидротермального поля «Победа» (САХ):
• 26-19 тыс. лет назад
• 15-11 тыс. лет назад
• 6-2 тыс. лет назад
5. Полученные геохронологические данные для океанических отложений будут использованы в дальнейших исследованиях руд и осадков поля «Победа» (САХ) с применением комплекса минералого-геохимических методов и альтернативных методов датирования (230Th и 230Th/U) в целях реконструкции гидротермального рудообразования в пределах САХ.
Купить