СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2011, том 19, № 2, с. 115-119
УДК 550.93:551.71
ВЕНДСКИЙ ВОЗРАСТ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ПАТОМСКОГО КОМПЛЕКСА СРЕДНЕЙ СИБИРИ: U-Pb LA-ICPMS ДАТИРОВКИ ОБЛОМОЧНЫХ ЦИРКОНОВ НИКОЛЬСКОЙ И ЖЕРБИНСКОЙ СВИТ
© 2011 г. Н. М. Чумаков*, И. Н. Капитонов**, М. А. Семихатов*, М. В. Леонов***, С. В. Рудько*
*Геологический институт РАН, Москва e-mail: chumakov@ginras.ru **Всероссийский геологический институт, Санкт-Петербург ***Палеонтологический институт РАН, Москва Поступила в редакцию 3.09.2010 г., получена после доработки 11.10.2010 г.
Ключевые слова: верхний венд, байкалий, жуинская серия, Никольская свита, изотопные аномалии.
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Патомский комплекс, слагающий большую часть Патомского и часть Северо-Байкальского нагорий, представляет собой наиболее мощный и полный разрез неопротерозоя на южной окраине Сибирской платформы. Распространение и стратиграфия комплекса были недавно охарактеризованы в ряде публикаций (Чумаков и др., 2007; Воробьева и др., 2008; СИитакоу 2009). Тем не менее до настоящего времени нет строгих изотопно-геохронологических определений возраста его пород. Это открывает возможность для противоречивых стратиграфических и историко-геологи-ческих построений при изучении этого комплекса, который отражает историю геодинамического развития обширной территории Центральной Сибири и вмещает крупнейшие золоторудные месторождения.
Патомский комплекс несогласно залегает на более древних отложениях различного возраста и подразделяется на три серии (снизу вверх): (1) терригенную баллаганахскую серию мощно -стью до нескольких километров; (2) дальнетай-гинскую серию, которая в основании содержит километровый ледниковый горизонт, а выше представлена преимущественно карбонатными породами и сланцами, суммарная мощность которых достигает 4 км; (3) жуинскую серию преимущественно карбонатного состава, мощностью до 1.5 км. Жуинская серия состоит из двух согласно залегающих свит: нижней никольской и верхней ченченской. Последняя местами согласно перекрывается кварцитовидными песчаниками жербинской свиты (мощность 200—400 м), согласно сменяющимися выше по разрезу карбонатной тинновской свитой (мощность 300—600 м), в верхней части которой найдена фауна (88Б) немакит-далдынского яруса верхнего венда (Хоментовский и др., 2004).
Во второй половине ХХ и начале XXI века большинство исследователей, основываясь главным образом на историко-геологических данных и последовательности комплексов микрофитоли-тов (Журавлева и др., 1961) и строматолитов (Семихатов, 1985; Дольник, 2000 и ссылки в этих работах), относили две нижние серии патомского комплекса к среднему рифею или к среднему и верхнему рифею, а жуинскую серию считали верхнерифейской (Журавлева и др., 1961; Келлер и др., 1967; СИитакоу 8ет1кИа1оу, 1981; Иванов и др., 1995). Однако вскоре был установлен астра-тиграфический характер выделенных таксонов микрофитолитов, и они сошли со сцены как указатель возраста докембрийских отложений. Вместе с тем некоторые исследователи, ссылаясь на состав микрофоссилий и строматолитов, высказались за принадлежность верхнему рифею всего патомского комплекса (Хоментовский, Постников, 2001) или большей верхней его части (Стане-вич и др., 2007). Одновременно в литературе широкое распространение получила точка зрения о том, что верхняя часть патомского комплекса (дальнетайгинская и жуинская серии) является аналогом вновь выделенного подразделения региональной стратиграфической шкалы верхнего протерозоя — байкалия (850—650 млн. лет), который завершает верхний рифей и предшествует венду. Байкалий было предложено рассматривать как подразделение высокого ранга — эратему (Хоментовский и др., 1999; Хоментовский, 2002), систему (Хоментовский, 2002) или, возможно, ярус (Хоментовский, Постников, 2001) — и сопоставлять с криогением международной хронометрической шкалы докембрия. Однако новые 878г/868г и С-изотопные хемостратиграфические (Покровский и др., 2006) и биостратиграфические данные, полученные при изучении органостенных
115
8*
116
ЧУМАКОВ и др.
микрофоссилий пертататакского типа (Чумаков и др., 2007; Воробьева и др., 2008; Голубкова и др., 2010; Сергеев и др., 2010) и остатков эдиакарской формы (Леонов, Рудько, в печати), выявили ошибочность приведенных выше представлений о возрасте патомского комплекса и указали на более молодой, вендский, возраст дальнетайгин-ской и жуинской серий. Выводы о возрасте двух последних названных подразделений были встречены весьма скептически (Станевич и др., 2007) и подверглись критике (Хоментовский, 2008).
Для решения возникших противоречий было предпринято изучение возраста обломочных цирконов из песчаников, залегающих в основания жуин-ской серии (из базальной пачки никольской свиты), а также из песчаников жербинской свиты, которая перекрывает жуинскую серию. Образец среднезерни-стого кварц-полевошпатового песчаника из основания никольской свиты был взят на левом берегу 1
р. Ура в 1 км выше ее устья (полевой № 0942-1, проба № 2; 60°15'43.45'' с.ш., 117°05'39.0Г в.д.). Образец крупнозернистого кварцевого песчаника из нижней части жербинской свиты был отобран по левому безымянному притоку, который впадает в р. Ура приблизительно в 26 км выше устья последней (полевой № 914-10, проба №1; 60°24'15.68'' с.ш., 117°23'22.62'' в.д.). Разрезы, из которых отобраны названные образцы, расположены в центральной части Уринского поднятия, и в них отсутствуют какие-либо следы метаморфических изменений пород.
Цирконы из этих проб были выделены в Лаборатории минералогического и трекового анализа Геологического института РАН стандартным методом и затем отобраны вручную под бинокулярным микроскопом. Цирконы из никольской свиты прозрачные, от светло-желтого до темно-желтого цвета, часто с зональными оторочками, хорошо окатанные, иногда расколотые и полуокатанные. Все это указывает на обломочное происхождение цирконов из никольской свиты и их частичное переотложение. Аналогичный характер имеют цирконы жербинской свиты, но они несколько крупнее и обычно лучше окатаны, что, очевидно, связано с грубозернистым характером вмещающих песчаников и, возможно, с неоднократным переотложением цирконов. При изучении изотопного возраста анализировались центральные части зерен цирконов размером от 0.1 до 0.5 мм в поперечнике.
Изучение изотопного возраста обломочных цирконов из осадочных пород требует датирования большого количества единичных зерен для получения статистически представительных гистограмм распределения их возрастов. и-РЬ датирование может быть выполнено при помощи
1 Левый приток р. Лены, впадающий в 15 км выше пос. Ча-паево.
многоколлекторного ICP масс-спектрометра, снабженного системой лазерной абляции. Такая методика предполагает более высокую производительность и позволяет снизить стоимость аналитических измерений.
Определения изотопного возраста цирконов были выполнены в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург) с использованием 193-нанометрового ArF лазера COMPex-102, системы абляции DUV-193 и многоколлекторного масс-спектрометра с ионизацией в индуктивно связанной плазме (ICPMS) Neptune. Конфигурация коллекторов позволяла одновременно регистрировать изотопы 202Hg, 204(Pb + Hg), 206Pb, 207Pb, 232Th, 235U, 238U. Для коррекции масс-дис-криминации было использовано отношение 207Pb/206Pb, полученное путем многократного измерения стандарта (NIST-610) в каждой индивидуальной измерительной сессии. Значение коэффициента масс-дискриминации составляло ~1% на массу, при типичной величине нестабильности этого параметра ~0.02%. В качестве основного стандарта при определении возраста и Pb-U отношений использовался международный стандарт циркона Temora, а в качестве дополнительного — международный стандарт циркона 91 500.
В результате проведенных исследований было изучено по 51 зерну циркона из каждой пробы. Среди обломочных цирконов пробы 2, происходящих из основания никольской свиты, два зерна было исключено из дальнейшего рассмотрения из-за их дискордантности. Диаграммы относительной вероятности возрастов для обеих проб были построены по 206Pb/238U для зерен моложе 1000 млн. лет и по 207Pb/206Pb для зерен древнее 1000 млн. лет (рис. 1). На гистограммах и на сглаживающих их кривых в обеих пробах хорошо выделяются три возрастных популяции. Возраст цирконов в этих популяциях изменяется в достаточно широком диапазоне. На кривых вероятности возрастов для наиболее древней популяции цирконов из основания никольской свиты (проба 2, рис. 1а) выделяется ряд небольших по величине пиков вблизи 2950 млн. лет, затем самый большой пик около 2850 млн. лет и несколько небольших пиков в интервале от 2500 до 2700 млн. лет. Эти данные свидетельствуют о том, что наиболее древние обломочные цирконы из основания никольской свиты произошли за счет размыва архейского источника сноса. Таким источником или источниками могли быть Алданский и/или Анабарский блоки фундамента Сибирской платформы, сложенные преимущественно архейскими образованиями. Более молодая и также ярко выраженная группа обломочных цирконов из песчаников никольской свиты, характеризующаяся на кривой относительной вероятности пиками с возрастами около 1850 и 2000 млн. лет, явно указывает на снос с ран-
ВЕНДСКИЙ ВОЗРАСТ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ПАТОМСКОГО КОМПЛЕКСА
117
Количество 5
Проба 2 (п = 49)
0
500 1000 Количество 9
13
с
о
£
о р
е в
«
а
я
л
5
т и с
о
Я
т От
1500
Проба 1 (п = 51)
2000 2500 3000 Возраст, млн. лет
13
с
о
тно
«
о р
е в
«
а н
л
л
тел
и с
о
тно
От
0.125
0.115
0.105
0.095
206
РЬ/238И
Ошибка определения = 1 а 780...--...
Возраст = 704.3 ± 4.5 млн. лет
СКВО = 0.90
N = 8
-'
207
РЬ/235и
J_I
0 0.4
0.8 1.2 1.6 2.0 Ошибка определения = 1 а
500 1000 1500 2000 2500 3000
Возраст, млн. лет
Рис. 1. Гистограммы РЬ-и (<1 млрд. лет) и РЬ-РЬ (>1 млрд. лет) возрастов и кривые относительной вероятности возрастов детритовых цирконов из вендских отложений р. Ура (п — количество зерен). Проба 2 — кварц-полевошпатовые песчаники из ба-зальной части никольской свиты, проба 1 — кварцевые песчани
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.