научная статья по теме ИЗОТОПНАЯ ГЕОХИМИЯ И ГЕОХРОНОЛОГИЯ ГАББРОИДОВ ВОЛКОВСКОГО МАССИВА НА УРАЛЕ Геология

Текст научной статьи на тему «ИЗОТОПНАЯ ГЕОХИМИЯ И ГЕОХРОНОЛОГИЯ ГАББРОИДОВ ВОЛКОВСКОГО МАССИВА НА УРАЛЕ»

ГЕОХИМИЯ, 2014, № 2, с. 99-123

ИЗОТОПНАЯ ГЕОХИМИЯ И ГЕОХРОНОЛОГИЯ ГАББРОИДОВ ВОЛКОВСКОГО МАССИВА НА УРАЛЕ

© 2014 г. Е. В. Аникина*, А. А. Краснобаев*, Ю. Л. Ронкин*, А. В. Алексеев*, С. В. Бушарина*, И. Н. Капитонов**, К. И. Лохов***

*Институт геологии и геохимии УрО РАН 620151 Екатеринбург, Почтовый пер., 7 e-mail: еЬпа.атЫпаШ^.шап.гы **Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского 199106 Санкт-Петербург, Средний просп., 74 ***Санкт-Петербургский государственный университет 199034 Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9 Поступила в редакцию после доработки 23.11.2011 г.

Принята к печати 18.03.2013 г.

Представлены результаты изучения 40Ar—39Ar, Sm—Nd, U—Pb и Lu—Hf изотопных систем в габбро Волковского массива — единственного в составе Платиноносного пояса Урала, вмещающего промышленное медь—железо—ванадиевое и значительное по масштабам золото—палладиевое орудене-ние. Массив состоит из серии габбровых блоков с собственной концентрически-зональной структурой и диоритовой интрузии в центральной его части. Сиениты Кушвинского массива прорывают габбро на северо-востоке и юго-западе. Габбровые блоки сложены преимущественно оливин-анор-титовым габбро, а лабрадоровое двупироксеновое габбро занимает секущее положение как по отношению к оливин-анортитовому габбро, так и по отношению к развитому в последних титаномаг-нетитовому и медному с платиноидами оруденению. Изучение обоих типов габбро Sm-Nd изохронным методом и U-Pb (SHRIMP II) методом по циркону c последующим определением в них состава РЗЭ и Lu-Hf изотопной системы позволило надежно датировать (428 ± 7 млн лет (SHRIMP) и 436 ± 21 млн лет (Sm-Nd)) пострудные лабрадоровые габбро и, следовательно, верхнюю возрастную границу оруденения Волковского массива. Рудовмещающие оливин-анортитовых габбро содержат четыре различных возрастных популяции циркона: 2682 ± 37-972 ± 18 млн лет; 655 ± 15565 ± 9 млн лет; 450 ± 12 млн лет и 343 ± 8 млн лет. С помощью изотопной Hf-Nd систематики установлено, что циркон с возрастом 450 ± 12 млн лет, наиболее вероятно отвечает времени образования породы, более древние группы циркона - захваченные, а циркон с возрастом 343 ± 8 млн лет образован при низкотемпературном преобразовании пород и в ряде случаев содержит избыточный радиогенный гафний. Протерозойский ксеногенный циркон является заимствованными из различных пород древней коры, а наиболее древний кристалл с возрастом 2065 млн лет, возможно, был образован в глубинном мантийном источнике. Циркон вендского возраста также, вероятнее всего, захваченный, по морфологическим и геохимическим признакам может интерпретироваться как кристаллизовавшийся из базальтового расплава. Обилие циркона допалеозойского возраста в оливин-анортитовых габбро предполагает существенную роль древнего вещества в их петрогенезисе. Возможно, что именно это древнее вещество являлось источником рудных компонентов (металлов и серы) для уникального медносульфидного с золотом и платиноидами оруденения Волковского массива.

Ключевые слова: изотопная геохимия, габбро, Платиноносный пояс Урала, 40Ar-39Ar, Sm-Nd, U-Pb, Lu-Hf изотопные системы, РЗЭ в цирконе, Hf-Nd систематика.

Б01: 10.7868/80016752514020022

ВВЕДЕНИЕ

Волковский габбровый массив представляет собой сложное гетерогенное образование в структуре Платиноносного пояса Урала (ППУ). Он обладает многими специфическими чертами строения и состава, но главная его особенность состоит

в том, что это единственный в составе ППУ массив с промышленным медь—железо—ванадиевым и значительным по масштабам золото-палладие-вым оруденением [1-7 и др.].

Как было показано нами ранее, в Волковском массиве пространственно совмещены два основ-

ных типа габбро: оливин—анортитовое и лабрадоровое двупироксеновое, причем габбро-нориты занимают секущее положение как по отношению к оливин—анортитовым габбро, так и по отношению к развитому в последних титаномагнетито-вому и медному с платиноидами оруденению [8]. Целью данной работы является определение временных границ образования габброидов и места оруденения в геохронологически установленной последовательности геологических событий.

В последние годы, благодаря быстрому развитию изотопно-геохронологических методов и появлению новых возрастных датировок различных породных комплексов ППУ, стала очевидной многоэтапная, сложная и длительная история формирования этого уникального геологического образования. Вместе с тем, эти исследования продемонстрировали и существующие трудности не только в применении изотопно-геохронологических методов к основным и ультраосновным породам, но и в отношении интерпретации полученных возрастных датировок. Так, если для габ-бро-норитов и плагиогранитов в составе ППУ надежно установлен силурийский возраст (415— 430 млн лет), соответствующий времени существования островной дуги в Тагильской мегазоне [9, 10], то возраст формирования оливин-анор-титовых габбро и комплексов, включающих ду-ниты, на сегодняшний день является проблематичным. и—РЬ и методами в них фиксируются вендские (560—620 млн лет) события, а в цирконе сохраняется память как об архей-про-терозойских, так и об ордовикско-силурийских и еще более молодых девонско-каменноуголь-ных событиях [11—16].

Габбро Волковского массива, как и все сходные породы Платиноносного пояса, претерпели син-тектонические деформации с участием водного флюида, включающие их практически полную перекристаллизацию. Кроме того, являясь наиболее ранними, эти породы подвергались метасоматизи-рующему воздействию последующих интрузий дио-рит-плагиогранитной и диорит-сиенитовой формаций. Эти многостадийные преобразования пород накладывают определенные ограничения на применение изотопно-геохронологических методов и объясняют противоречивость полученных значений возраста.

Данная работа содержит анализ первых результатов комплексного изучения нескольких (40Аг— 39Аг, 8ш—Мё, и—РЬ и Ьи—Н!) изотопных систем в двух главных типах габбро, позволяющий дать более обоснованную интерпретацию полученных геохронологических данных.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ВОЛКОВСКОГО МАССИВА

Волковский габбровый массив, залегающий среди вулканогенных и метаморфических пород Тагильской мегазоны, располагается на северном окончании крупного сложно построенного Тагило-Баранчинского массива в составе ППУ. К западу от массива распространены метамор-физованные средне-позднеордовикские базальты, амфиболиты, роговики и кытлымиты, к востоку — силурийско-раннедевонские вулкано-генно-осадочные толщи андезито-базальтовой и базальт-трахитовой формации (рис. 1).

По данным геологического картирования массив состоит из серии блоков или интрузивных тел, сложенных преимущественно оливин-анор-титовыми габбро, каждое из которых имеет собственную концентрически-зональную структуру. Полосчатость и трахитоидность в габбро не совпадает с зональностью, выражающейся в увеличении основности плагиоклаза от центральных частей габбровых блоков к их краям. Характерные для оливин—анортитовых габбро Волковско-го массива высокие концентрации фосфора и стронция наблюдаются только в верхней части разреза и возрастают к его краевой части [17].

Диориты, образующие крупное тело в центральной части массива, рассматриваются в качестве продуктов магматической дифференциации единой габбро-диоритовой интрузии [18, 19]. В то же время интрузивный характер контактов габбро и диоритов, выраженный в образовании эруптивных брекчий с диоритовым цементом, а также отчетливая дискретность их состава на петрохимических диаграммах, позволяют считать габбро и диориты разновозрастными образованиями [17]. Сиениты Кушвинского комплекса прорывают габбро и по геологическим соотношениям являются самыми молодыми интрузивными образованиями [18].

Массив вмещает два типа оруденения — медь— железо-ванадиевое в северной части и золото-пал-ладиевое — в южной. Основное различие между ними состоит в количестве сульфидов, тогда как бла-городнометальная специализация практически идентична [6, 20]. Рудные концентрации связаны с такситовыми зонами в оливин—анортитовых габбро, и вопрос о природе этих зон является ключевым в решении проблемы рудогенеза.

В южной эндоконтактовой зоне массива, в которой локализовано золото-палладиевое оруденение (Баронское рудопроявление), такситовые оливин-анортитовые габбро содержат небольшие линейно вытянутые шлировидные тела клинопироксенитов, верлитов и оливинитов. Все перечисленные породы характеризуются постепенными переходами одной в другую и широкими структурно-текстурными вариациями. Для них характерны интенсивные зеле-нокаменные изменения и локально проявленная

ГР

Г'

I

I

N

/

4 10

Я.

о «

о с =к

3 Я о о я о я

15

се

4

П

и

'. I Волковский \ ■ / массив

® Н. Тагил

(а)

Тагило-Баранчинский массив

50 км

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13

Рис. 1. а — положение Волковского габбро-диоритового массива в Платиноносном поясе Урала; б — Схема геологического строения Волковского габбро-диоритового массива [4].

1 — Туринская свита (82^1). Трахибазальты, трахиандезиты, трахиты, туфоалевриты туфопесчаники, известняки; 2 — Мариинская свита (О3). Метаморфизованные базальты с прослоями гиалокластитов и туфопесчаников; амфиболиты, роговики и кытлымиты по нерасчлененным базальтам и субвулканитам; 3 — эпидот-альбитовые метасоматиты по породам основного состава; 4 — клинопироксениты, оливиниты; 5 — лабрадоровые амфибол-пироксеновые и гиперстен-биотитовые габбро; 6 — оливиновые и пироксеновые габбро битовнитовые; 7 — кварцевые диориты, биотит-роговооб-манковые; 8 — кварцевые диориты, пироксен-роговообманковые; 9 — габбро-диориты; 10 — сиено-диориты; 11 — сиениты; 12 — тектонические нарушения; 13 — плоскостная ориентировка минералов и полосчатость.

родингитизация. Рудовмещающие породы не сохранили признаков магматической кристаллизации. В них преобладают гранобластовые структуры, породообразующие минералы лишены зональности; их состав при довольно существенных вариациях не коррелируется с составом породы.

В качестве вероятного механизма формирования такситовых зон в габбро Волковского массива рассма

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком