Геологи доказали эффективность простого и дешевого метода для определения возраста рудных минералов

Российские геологи доказали эффективность нового метода для определения возраста пирита — самого распространенного рудного минерала на планете. Он образуется не только в минеральных месторождениях, но и в ходе тектонических и метаморфических процессов, а потому может быть полезен в датировке самых разных событий. Новый метод проще и точнее классических изотопных процедур и к тому же не требует для анализа большого количества вещества. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Geosciences.

Определение возраста пород позволяет проследить историю как конкретной территории, так и целой планеты. В этом помогают методы геохронологии, как правило основанные на изучении нерудных минералов, к которым относятся неметаллические и негорючие вещества вроде песка, глины и прочих. Однако можно исследовать и рудные минералы, в том числе и самый распространенный из них пирит — дисульфид железа. По внешнему виду он похож на золото, а потому во времена золотой лихорадки его окрестили «золотом дураков». Пирит образуется в ходе различных геологических процессов, а потому разработка точного и удобного метода датировки по нему может решить множество задач.

Обычно возраст сульфидов (чаще всего — молибденита) определяют рений-осмиевым методом (Re-Os): зная время полураспада элементов и количество изотопов в составе минерала, высчитывают, когда сформировался образец. Однако процедура измерения довольно сложная, а результат не точный. К тому же для анализа нужно около 400 мг материала, а добыть их можно не всегда. Возможная альтернатива этому способу — определение возраста по изотопам урана, тория и гелия (U-Th-He).

«В последнее десятилетие много исследований выполнено по поведению радиогенного гелия в минералах, чего ранее не делалось в геохронологии. Датирование пирита на основе U-Th-He имеет несколько потенциальных преимуществ по сравнению с традиционной рений-осмиевой методикой. Во-первых, для этого требуется всего 1 мг материала. Во-вторых, методология проще, и ее реализация финансово менее затратна», — подчеркивает доктор геолого-минералогических наук Илья Викентьев, профессор Департамента недропользования и нефтегазового дела РУДН.

Ученые из Российского университета дружбы народов (Москва), Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург), Института геологии и геохронологии докембрия (Санкт-Петербург), Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (Москва) и Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского РАН (Москва) измерили U-Th-He методом возраст пирита в крупнейшем месторождении золота на Полярном Урале — Новогоднем-Монто. Запасы драгоценного металла Новогодненского рудного поля оценивают в 33 тонны.

Авторы определили возраст 70 частиц пирита размером 0,2–0,5 мм и массой 1–2 мг методом U-Th-He. В среднем он оказался 382 миллиона лет, что совпало с другой независимой оценкой — по рудоносной геотермальной активности, — которая дала результат около 380 млн лет.

«Это второй пример успешного применения изотопной системы U-Th-He для датирования пирита и первое успешное применение для пирита из измененных пород, поэтому наша работа обеспечивает следующий важный шаг в развитии методики. Однако есть еще много вопросов, которые необходимо решить, чтобы сделать этот подход широко применимым и надежным. В перспективе U-Th-He изотопная система для пирита станет полезным инструментом для геохронологии многочисленных геологических процессов, сопровождавшихся кристаллизацией сульфидов», — подводит итог Илья Викентьев.