Лаборатория эволюции палеоокеанов и мантийного магматизма

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.

Текущие проекты, реализуемые в лаборатории и являющие источниками финансирования:

1. РНФ № 21-77-20022 «Субдукционная эрозия на конвергентных окраинах Палеоазиатского океана по данным изучения аккреционных и субдукционных комплексов Центрально-Азиатского складчатого пояса», руководитель – Сафонова И.Ю., (2021-2024).
2. РНФ № 20-77-10051 по конкурсу «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых»; тема: «Реконструкция ранне-среднепалеозойского этапа эволюции Палеоазиатского океана на основе комплексного изучения аккреционных комплексов Центрально-Азиатского складчатого пояса», руководитель – Савинский И.А. (2020-2023).
3. РФФИ № 20-35-90091 «Источники и тектонические обстановки формирования песчаников из палеозойских аккреционных комплексов Палеоазиатского океана по данным геохимии и цирконометрии», руководитель – Сафонова И.Ю. (2020-2022).
4. Министерство образования и науки Республики Казахстан, проект № АР08855920 «Перспективы открытия медно-никелевой провинции в Центральном Казахстане», со-руководитель с российской стороны – Сафонова И.Ю. 0220-2022).

Внедрение результатов исследования:

1. 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 ).

2. 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 ).

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.

Образование и переподготовка кадров:

Курсы лекций:

• «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.

Сотрудничество:

• Музей естественной истории (Великобритания): совместные исследования (изучение тектонической эрозии).
• Институт земной коры СО РАН (Россия), Институт геохимии СО РАН (Россия), Геологический институт Кольского научного центра РАН (Россия): совместные исследования (аналитические работы).
• Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН (Россия), Санкт-Петербургский государственный университет (Россия), Дальневосточный геологический институт ДВО РАН (Россия), Институт тектоники и геофизики ДВО РАН (Россия), Институт минеральных ресурсов Госкомгеологии (Узбекистан), Институт палеонтологии и геологии МАН (Монголия): совместные публикации, полевые работы.
• Университет Токио (Япония), Центр геологических исследований (Германия), Университет наук Окаямы (Япония): совместные исследования, совместные публикации, аналитические работы.
• Институт проблем комплексного освоения недр (Казахстан): совместные проекты, договоры НИР, совместные публикации, полевые работы.
• Институт геологии и минералогии СО РАН (Россия), Университет Гонконга (Китай): совместные публикации, полевые работы, аналитические работы.
• Университет Нанкина (Китай): совместные публикации, гранты, полевые работы, аналитические работы.
• Университет Тохоку (Япония): организация научной сессии на международной конференции.