ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 461, № 6, с. 696-700
= ГЕОХИМИЯ
УДК 550.93(470.5)
ЦИРКОНОЛОГИЯ ГРАНАТ-ГЛАУКОФАНОВЫХ СЛАНЦЕВ МАКСЮТОВСКОГО КОМПЛЕКСА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)
© 2015 г. А. А. Краснобаев, П. М. Вализер, член-корреспондент РАН В. Н. Анфилогов, С. В. Бушарина
Поступило 28.10.2014 г.
БО1: 10.7868/80869565215120191
Максютовский эклогит-глаукофансланцевый комплекс (МК) широко известен проявлениями иНР-минералов (псевдоморфоз кварца по коэси-ту, кубоидов графита по алмазу), субмикроскопических включений микроалмаза в гранатах, специфическими кварц-жадеит-альмандиновыми породами. Несмотря на полувековые исследования комплекса, многие вопросы его метаморфизма, структурной позиции и вещественных особенностей основных породных ассоциаций, их временных рубежей образования—преобразования остаются дискуссионными. Детальный анализ успехов и проблемных вопросов, относящихся к МК, рассмотрен ранее [1—3].
Мы впервые исследовали цирконы из гранат-глаукофановых сланцев (ГГС, проба К1476), отобранных из района пункта Новоташлинский (правый берег р. Ташла, 51°48'46" с.ш., 57°54'03" в.д.), входящих в осадочно-вулканогенную (офиолито-подобную) породную ассоциацию (известную и как II единица в МК), сложенную зеленокамен-ными породами, графитистыми кварцитами, сланцами различного состава [4].
ГГС темно-синие, плитчато-полосчатой текстуры. Структура порфиробластовая, обусловленная развитием зерен граната до 2.5 мм, а основная ткань гранонематобластовая; сложены гранатом, глаукофаном, фенгитом, альбитом, кварцем, хлоритом. Порфиробласты граната — гроссуляр-аль-мандин с высоким (до 17 мол. % спессартина) содержанием Мп в центральных зонах кристаллов, с его замещением Бе в краевых частях. Мелкий
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург
E-mail: krasnobaev@igg.uran.ru Ильменский государственный заповедник им. В.И. Ленина Уральского отделения Российской Академии наук, Миасс Челябинской обл. Институт минералогии Уральского отделения Российской Академии наук, Миасс Челябинской обл.
гроссуляр-альмандиновый гранат с низким (менее 1.3 мол. % спессартина) содержанием Мп слагает скопления и полосы. Глаукофан представлен железистой (47-50%) разновидностью при содержании 0.08-0.36 к. ф. Са. Для фенгита характерно высокое (3.43-3.47 к. ф.) содержание 8Ю2 при магнезиальности 0.51-0.66. По химическому составу (мас. %: 8Ю2 5.78, 1Ю2 2.17, А1203 14.1, Бе203 5.78, БеО 6.61, МпО 0.15, М§0 5.20, СаО 9.80, Ш20 3.02, К20 0.56) ГГС проба К1476 соответствует основной магматической породе (базальту, габбро).
Исследованные цирконы ГГС (рис. 1) обладают четким зональным строением, иногда осложненным секториальностью, у них отсутствуют первичные характерные для вулканитов расплав-ные включения. В совокупности в большей мере этим цирконам свойственны признаки глубинного в значительной мере равновесного образования (абиссальности), что позволяет в качестве субстрата ГГС выбрать габброиды. Отсюда следует также отнесение их к типичным ортопородам.
Специфика кристаллов (рис. 1) позволяет решить вопросы, ответы на которые необходимы для оценки природы цирконов ГГС. Даже первого оценочного взгляда на облик кристаллов, особенно представленных в проходящем свете, достаточно, чтобы привлечь внимание к округлости зерен, что невольно стимулирует появление идеи об их окатанности и соответственно об участии осадочных пород в образовании ГГС. Это естественно, поскольку абразия в первую очередь убирает (нивелирует) различные выступающие и остроугольные части кристаллов (выросты, реберные ограничения, границы сколов), придает им наиболее устойчивый и энергетически выгодный за счет минимальной поверхностной энергии округлый облик. Однако реальная ситуация с цирконами ГГС качественно иная. Ее основу образует сочетание фрагментов первичного роста (идиоморфизма), растворения и пилообразных (зубчатых) контуров зерен, испытавших дробле-
ЦИРКОНОЛОГИЯ ГРАНАТ-ГЛАУКОФАНОВЫХ СЛАНЦЕВ
697
Рис. 1. Минералого-геохимические особенности цирконов ГГС. А, Б, В — типичные кристаллы. Даны номера кри-
ЛА/" ЛЛО
сталлов, кратеров (табл. 1), U, Th (г/т); Т — возраст (млн лет, Pb/ U, табл. 1); а — CL, б — BSE, в — проходящий свет, хЮО—150.
ние, что наглядно проявляется на снимках кристаллов А—В. Сочетание таких элементов определяет облик современных кристаллов, исключая их формирование за счет абразии (даже таких зерен, как 7). Несмотря на сложную историю развития, некоторые первичные признаки у рассматри-
ваемых кристаллов из ГГС хорошо сохранились, хотя и со следами незначительных вторичных изменений. Это одновременно служит признаком высокой сохранности их изотопных параметров и соответственно возможности получения для них корректных оценок возраста.
T, млн лет 700 600 500 400 300
10
Th
1000
100
10
10
100
1000 U
Рис. 2. И-ТЬ (г/т) и и (г/т)-Т (206РЬ/238И, млн лет) в цирконах ГГС. Стрелки соединяют последовательные генерации гетерогенных кристаллов. Тренд (Тр) отражает геохимическую и возрастную эволюции цирконов.
Особенности состава и изотопные характеристики цирконов получены по методике SHRIMP [5] (табл. 1; рис. 2, 3). Особенности эволюции U, Th в цирконах (рис. 2, Тр) свидетельствуют об их преобразованиях в едином геохимическом пространстве, о дважды проявленной инверсии в их эволюционном развитии. Направленность стрелки для кристалла 9 (9.1 ^ 9.2, от периферии к центру, рис. 2) обусловлена псевдоядерной природой поздней генерации, подтверждением чему служат и исключительно высокая дискордант-
ность (табл. 1, П) ее изотопных отношений (-159) и самые низкие концентрации И, ТЬ (21, 5 г/т соответственно). Вероятно, это связано с участием стерильных метасоматических растворов, вызвавших замещение центральной части кристалла 9 (9.2) с сопутствующим ее рафинированием.
Взаимосвязь И-Т (рис. 2) наглядно отражает и возрастной контроль инверсионных процессов в эволюции цирконов с момента образования до заключительного метасоматического преобразования. Два этапа в развитии цирконов происходили при снижении урана, а разделяющий их этап - при его возрастании. В совокупности это проявилось в появлении пяти возрастных групп цирконов с характерной для каждой И-ТЬ-спецификой (рис. 3). Первая (I) с возрастом Т1 672.1 ± 10 млн лет включает кристаллы с хорошо сохранившимся первичным строением (2.1-2.2, 3, 5, 6, 8), причем среди них выделяются относительно обогащенные И, ТЬ ранние генерации (1-1; 2.1, 5; Т1Л 673.1 ± ± 5.4 млн лет, Иср - 330 г/т, ТЬ - 299 г/т, ТЬ/Иср -0.92, Пср - 5) и обедненные (1-2; 2.2, 3, 6, 8; Т12 673.1 ± 17 млн лет, Иср - 143 г/т, ТЬ - 92 г/т, ТЬ/Иср - 0.67, П - 9.3), подтверждая в совокупности магматическую природу цирконов и их связь с дифференцирующей средой цирконообразова-ния. Ко II группе относится кристалл 4 с характерным внутренним строением, вероятным возрастом Т2 592.6 ± 9.9 млн лет, пониженным содержанием И (72 г/т), ТЬ (33 г/т) при ТЬ/И = 0.48. Дискордантность этого кристалла (-16) отражает изотопную неравновесность, вызванную частичными преобразованиями. Отмеченная последовательность эволюции цирконов Ы, Ь2, II происходила при закономерных изменениях их основных минералогических и вещественных (И, ТЬ, ТЬ/И) характеристик. Кристалл 7, испытавший дробление и существенное растворение, отнесен к III группе с уже возросшими содержаниями примесей Иср - 83 г/т, ТЬср - 54 г/т, ТЬ/Иср -0.71 при низкой дискордантности (4). Совокупность этих данных отражает смену (инверсию) эволюции цирконов вблизи Т3 517.0 ± 7.4 млн лет. Она продолжалась вплоть до появления кристаллов IV группы (1, 9.1) с возросшими Иср - 471 г/т, ТЬ - 154 г/т, ТЬ/Иср - 1.22, П - 22 и вероятным возрастным интервалом Т4 400-450 млн лет (кр. 9.1: Т41 444.9 ± 4.7 млн лет, кр. 1: Т42 401 ± 5 млн лет). Завершает эволюцию цирконов с одновременной сменой ее направленности появление метасомати-ческой разновидности (группа V, кристалл 9.2) с наиболее низкими концентрациями И, ТЬ (соответственно 21 и 5 г/т) при наиболее молодом возрастном уровне, возможно близким к Т5 323.0 ± ± 8.8 млн лет.
На основании данных цирконологии ГГС МК относятся к ортопородам, субстратом которых были магматические габброиды с возрастом око-
о
Таблица 1. И—РЬ-возраст цирконов из ГГС МК (проба К1476)
Анализ. Кратер 206РЬС, % Содержание, г/т 232ть 238и Возраст, млн лет (1) 206РЬ 238и Б, % Изотопные отношения Шо
и ТЪ 206р^* 207рЬ* 207РЬ*/235и, ±% 206РЬ*/238и, ±%
1 0.77 290 198 16.1 0.71 400.3 ± 4.9 31 0.0578 3.6 0.511 3.8 0.06407 1.3 0.328
2.1 0.05 282 236 26.8 0.86 677.8 ±7.7 -4 0.0614 3.4 0.939 3.6 0.1109 1.2 0.336
2.2 0.98 152 79 14.1 0.54 657.0 ±8.1 -17 0.0584 5.4 0.864 5.5 0.1073 1.3 0.235
3 0.18 143 89 13.2 0.64 655.3 ±8.0 9 0.0632 4.3 0.932 4.4 0.107 1.3 0.287
4 1.66 72 33 6.02 0.48 592.6 ±9.9 -16 0.0572 10 0.759 10 0.0963 1.7 0.169
5 1.48 378 362 36 0.99 668.0 ±7.5 6 0.063 3.2 0.948 3.4 0.1092 1.25 0.346
6 0.34 146 109 14.1 0.77 686.2 ±8.8 -10 0.0603 4.3 0.934 4.5 0.1123 1.4 0.299
7.1 1.74 37 27 2.75 0.75 524 ± 10 0 0.058 20 0.68 21 0.0847 2.1 0.101
7.2 2.95 128 81 9.33 0.66 510 ± 10 8 0.059 17 0.66 17 0.0823 2.1 0.119
8 0.23 130 91 12.8 0.72 695.8 ±9.0 1 0.0629 2.3 0.988 2.7 0.114 1.4 0.507
9.1 0.40 652 1091 40.2 1.73 444.7 ± 4.9 13 0.0573 2.7 0.564 3 0.07142 1.1 0.386
9.2 3.33 21 5 0.972 0.23 323.1 ±8.8 -159 0.043 39 0.3 39 0.0514 2.8 0.072
и £ К К
•с
£
о\
К
та §
Я О й о
£
н
I
м §
Я о а
Е
X >
я к
и а
Примечание. Погрешность ±1ст; РЬС и РЬ* — общий и радиогенный свинец; (1) — коррекция по 204РЬ; Б — дискордантность; Шо — коэффициент корреляции; ошибка калибровки стандарта пробы 0.43%.
СЛ
чо чо
206рЬ/238и
0.11
0.09
0.07
0.05
0.03
T1 1 673.0 ± 5.4 СКВО 0.03 P 0.86
T1 2 671.3 ± 17.0 СКВО 0.0001 P 0.99
СКВО 0.01 P 0.92
592.6 ± 9.6 СКВО 0.2 P 0.65
T3 517.0 ± 7.4 СКВО 0.004 P 0.95
T4 ! 444.9 ± 4.7 СКВО 0.85 P 0.36
401.0 ± 5.0 СКВО 2.3 P 0.13
У T4 400-450
T5 323.0 ± 8.8 СКВО 0.41 P 0.52
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 207Pb/235U Рис. 3. U-Pb (SHRIMP)-B03pacT цирконов ГГС.
ло 670 млн лет. Длительная эволюц
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.