Следы вулканических извержений на территории Ялгубы в Карелии известны геологам уже более ста лет. Однако недавно при строительстве горнолыжного центра «Ялгора» были обнаружены шаровые лавы, содержащие в себе остаточные количества древней нефти возрастом около 2 млрд лет. Как она могла оказаться и сохраниться в лавах, выясняют сотрудники Института геологии Карельского научного центра РАН.
Следы древней нефти в подушечных лавах Ялгоры. Фото Устинова В.В. / КарНЦ РАН
Масштаб былой вулканической активности на территории Прионежского района Карелии можно представить по тому, как широко распространены базальты – горные породы, образовавшиеся в результате застывания лав. Они обнаружены в окрестностях деревень Суйсарь и Ялгуба, в урочище Чертов стул в микрорайоне Соломенное города Петрозаводска. Эти породы сформировались 2 млрд лет назад и очень хорошо сохранились до наших дней.
Прионежье давно привлекает геологов. В Ялгоре более ста лет назад работал выдающийся геолог Франц Левинсон-Лессинг. В его распоряжении был передовой на то время метод микроскопического изучения горных пород. Его применение позволило исследователю получить результаты, востребованные и в наше время. Однако древние лавы у основания склона были скрыты от глаз специалистов под мощным слоем песка. Их обнаружили несколько лет назад при строительстве горнолыжного центра. Находка заинтересовала сотрудников Института геологии Карельского научного центра РАН.
– Подушечные лавы Ялгоры сформировались, когда магма извергалась под водой. Вероятно, это происходило на дне крупного морского бассейна. Лавовый поток под воздействием более холодной водной среды покрывался твердой коркой, образуя шары. Они скапливались, деформировались и приобретали форму подушек, потому и называются подушечными, или шаровыми, лавами. Мы обнаружили в этих лавах миллиметровые включения твердого углеродистого вещества. Выяснить строение этого вещества, узнать, как оно оказалось и почему сохранилось в древних лавах, помогли детальные микроскопические исследования и современные аналитические методы. Рамановская спектроскопия показала, что углерод имеет аморфную структуру и отличается от типичного для таких случаев графита. По данным изотопного анализа, углерод в подушечных лавах имеет биогенное происхождение. По сути, мы имеем дело с древними углеводородами (нефтью), которые по каким-то причинам сохранились в базальтовом расплаве. Это удивительно, потому что нефть – нестойкое вещество. Температура, при которой образовывались лавы, могла достигать 1200 °C, в таких условиях нефть должна была испариться или преобразоваться в графит, – рассказала Александра Степанова, участник исследования, ведущий научный сотрудник лаборатории геологии и геодинамики докембрия Института геологии КарНЦ РАН.
Результаты изучения лав Ялгоры опубликованы в международном журнале Lithos (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024493723003572). Исследователи показали, что биогенный углерод мог оказаться в шаровых лавах благодаря тому, что магма незадолго до излияния на поверхность захватила из неглубокого нефтяного бассейна довольно значительный объем углеродистого вещества. Благодаря короткому времени, которое прошло между его захватом и полным остыванием породы, не успели произойти изменения – переход в графит или газовую фазу.
Микроскопические следы углеродистого вещества, которое ученые обнаружили в лавах, указывают на возможное существование древнего нефтяного бассейна. Ранее карельскими геологами было показано, что такой бассейн, «нефтяное поле Шуньга», действительно существовал на территории республики около 2 млрд лет назад. Длительные преобразования значительно его изменили, благодаря чему сформировались уникальные породы, которые все мы знаем как шунгиты.
– Находка базальтов с биогенным углеродистым веществом для древних лав – уникальный случай. Такие объекты хранят в себе информацию о том, как образовывалась нефть на ранних этапах развития Земли и отличались ли эти процессы от современных. Мы в своей работе пытаемся понять, каким был механизм захвата углеродистого вещества и почему ему удалось сохраниться, – резюмировала Александра Степанова.
В дальнейшем исследователи планируют разобраться в том, как взаимодействует углеродистое вещество шунгитовых пород и древних магм. Работу продолжат на территориях Заонежья и Прионежья.
Информация и фото предоставлены службой научных коммуникаций КарНЦ РАН