На основании нового исследования предполагается, что крупнейшие в мире месторождения железной руды образовались с распадом около 1,4 миллиарда лет назад древнего суперконтинента Колумбия.
Месторождения, расположенные на территории нынешней провинции Хамерсли в Западной Австралии, размещены на куске земной коры, известном как кратон Пилбара. Кратон Пилбара — один из двух фрагментов земной коры, датируемых архейским эоном (3,8-2,5 миллиарда лет назад), и в нём находятся одни из старейших пород на нашей планете. (Другая архейская кора — это кратон Каапвааль на юге Африки.)
Скалистые породы в кратоне Пилбара стали свидетелями рождения и распада нескольких суперконтинентов, а это означает, что они содержат подсказки о происхождении богатых месторождений полезных ископаемых в регионе, говорят учёные в новом исследовании. В частности то, как в провинции Хамерсли сформировались огромные запасы железной руды могли бы объяснить распад суперконтинента Колумбия, существовавшего между 1,7 и 1,45 миллиардами лет назад, и последующее объединение Австралии между 1,4 и 1,1 миллиардами лет назад.
Команда представила свои выводы в исследовании, опубликованном 23 июля в журнале PNAS.
«Энергия этой эпической геологической активности, вероятно, спровоцировала образование миллиардов тонн богатой железом породы в Пилбаре», — заявил ведущий автор исследования Лиам Кортни-Дэвис (Liam Courtney-Davies), геохронолог и научный сотрудник Университета Колорадо в Боулдере.
В провинции Хамерсли хранится более 55 миллиардов тонн (50 гигатонн) железной руды, которая, по мнению геологов, образовалась около 2,2 миллиарда лет назад. Но, основываясь на методах прямого датирования, новое исследование показало, что эти отложения на самом деле намного моложе, образовавшись между 1,4 и 1,1 миллиардами лет назад.
Чтобы точно определить возраст месторождений, Кортни-Дэвис и его коллеги датировали минералы в восьми полосчатых железных образованиях — гигантских блоках осадочных пород, которые имеют чередующиеся слои оксидов железа, таких как магнетит и гематит, и минералы с низким содержанием железа, такие как кремень. Специалисты использовали новый метод геохронологии, который включал анализ изотопов урана и свинца в оксидах железа в породе, что дало исследователям первые в истории прямые измерения возраста месторождений провинции Хамерсли.
Измерения показали, что железная руда образовалась примерно в то же время, когда распался суперконтинент Колумбия, также известный как Нуна, образовав примитивный австралийский континент.
«Наши исследования показывают, что эти отложения образовались в связи с крупными тектоническими событиями», — говорится в заявлении соавтора исследования Мартина Данисика (Martin Danisik), доцента геологии Университета Кертина в Австралии.
Согласно исследованию, эти тектонические события произошли по всему кратону Пилбара, обеспечив огромное количество необходимой энергии и выдавив достаточное количество богатой минералами жидкости из глубоких подземелий для формирования массивных месторождений.
Результаты могут помочь геологам найти другие месторождения железа в будущем. Железная руда является важным компонентом для производства железа и стали. Поэтому компании, занимающиеся разведкой ресурсов, всегда ищут новые месторождения железной руды для разработки.
«Обнаружение связи между этими гигантскими месторождениями железной руды и изменениями в циклах суперконтинентов улучшает наше понимание древних геологических процессов и повышает нашу способность предсказывать, где нам следует проводить разведку в будущем», — сказал Кортни-Дэвис.
