Геологи МГУ совместно с коллегами из ЮАР и Новосибирска изучили процессы взаимодействия древнейших на Земле блоков континентальной коры и нашли подтверждение участия в этом процессе богатых углекислым газом флюидов (жидкостей, нагретых выше точки кипения). Исследование опубликовано в журнале Gondwana Research. Пресс-релиз имеется в распоряжении «Ленты.ру.»
Кратоны — участки древнейшей на Земле континентальной коры — сохранились лишь в нескольких местах на нашей планете. Например, кратон Каапвааль в ЮАР вместе с кратоном Пилбара в Австралии, вероятно, составляли первый суперконтинент, Ваальбару около трех миллиардов лет назад. Кратоны обрамлены породами гранулитами, которые образуются при преобразовании основания участков под воздействием тепла мантии Земли. Процессы подъема гранулитов из низов коры к поверхности на границах кратонов до конца не изучены.
Возраст гранулитового пояса рядом с кратоном Каапвааль составляет 2,7 миллиарда лет. Он расположен на границах ЮАР, Зимбабве и Ботсваны вблизи реки Лимпопо.
Согласно одной из моделей, важную роль в образовании гранулитов играют флюиды, обогащенные углекислотой. При этом должен образовываться графит, который является продуктом взаимодействия гранулитов с мантийными потоками. Его формирование зависит от давления, температуры и других условий, поэтому, изучая графит, можно получить информацию о них.
Ученые установили, что гранитные породы, внедренные в гранулитовый пояс Лимпопо, начали кристаллизоваться при температуре 900-940 градусов Цельсия и давлении 7-9 килобар. Анализ флюидных включений в кварце подтвердил, что флюиды с высоким содержанием углекислого газа принимали участие в формировании этих пород. Отклонение содержания изотопа углерода с массой 13 от стандартного значения составило 6,52-8,65 промилле (десятых долей процента) для графита и 2,5-5,58 промилле для флюидов в составе кварца.
Такой изотопный состав углерода обычно связывают с глубинными потоками флюидов из мантии. А это согласуется с моделью, при которой глубинные флюиды участвуют в формировании гранулитовых пород и сопровождающих их гранитов. Тем не менее, сравнив полученные данные с изотопным составом углерода пород древних кратонов, исследователи пришли к выводу, что флюиды проникали в комплекс Лимпопо именно из мантии в ходе его столкновения с кратоном Каапвааль.