ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 461, № 4, с. 437-441
= ГЕОЛОГИЯ
УДК 550.93+552.93 (470.21)
ВОЗРАСТ РЕДКОМЕТАЛЬНЫХ ПЕГМАТИТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
ВАСИН-МЫЛЬК (КОЛЬСКИЙ РЕГИОН): РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКОГО и-РЬ-ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРОЛИТА © 2015 г. Н. М. Кудряшов, Л. М. Лялина, Е. А. Апанасевич
Представлено академиком РАН Ф.П. Митрофановым 17.07.2013 г. Поступило 12.08.2013 г.
Б01: 10.7868/80869565215100205
Редкометальные пегматиты распространены на всех континентах от раннего докембрия до палеозоя. Основная масса пегматитов принадлежит к архейским и протерозойским породам. Характерная особенность редкометальных пегматитов — их приуроченность к докембрийским зеленока-менным поясам [1]. Важная задача при изучении редкометальных пегматитов — установление их генетической связи с гранитами, если таковая имеется, и определение времени рудной минерализации. Ответы на эти вопросы связаны с изотопно-геохронологическими исследованиями, направленными на установление времени формирования родоначальных для пегматитов гранитов и непосредственно самих пегматитов.
Месторождение расположено в пределах зеле-нокаменного пояса Колмозеро—Воронья, который приурочен к центральной части сутурной зоны, отделяющей Мурманский домен от Центрально-Кольского и Кейвского доменов. Пояс сложен осадочно-вулканогенными породами с коматиит-толеитовой и базальт-андезит-дацито-вой сериями неоархейского возраста 2.9—2.7 млрд лет. Эти породы прорваны интрузиями базит-ги-пербазитов, кварцевых порфиров и высокомагнезиальных гранитоидов с возрастом 2.8—2.7 млрд лет. Массивы турмалиновых и микроклиновых гранитов вместе с гранитными и редкометальны-ми пегматитами интрудируют все эти комплексы пояса, завершая его эволюцию.
До настоящего времени не существует общепринятой точки зрения относительно генетической принадлежности пегматитов к определенным гранитам в пределах Кольского региона. Разные авторы предполагают связь пегматитов с плагиогранитами и тоналитами [2], амфибол-биотитовыми гранодиоритами [3], микроклиновыми гранитами [4] и турмалиновыми гранитами
Геологический институт Кольского научного центра Российской Академии наук, Апатиты Мурманской обл. E-mail: nik@geoksc.apatity.ru
[5]. Возраст пегматитов, выделяемых в пределах пояса, по имеющимся определениям U—Pb-ме-тодом по монациту и изохронным Rb—Sr-мето-дом по валовым пробам 2.7—2.6 млрд лет [6]. Полученный позднее изохронный Pb—Pb-возраст турмалина (шерл) из массива турмалиновых гранитов, расположенного вблизи месторождения, 2520 ± 70 млн лет [7].
Пегматитовое поле месторождения Васин-Мыльк с продуктивной ассоциацией лепидолит-альбит— микроклин—сподумен—поллуцит расположено среди амфиболитов в северо-западной части пояса [8]. Незначительные по размеру участки выходов пегматитов на поверхность прослежены на глубину при прохождении шурфов и скважин. Месторождение представлено субпараллельными пологими зональными жилами до 220 м при мощности 5 м и падением 10°—30° ЮВ (рис. 1).
Среди разнообразных минералов, часто представленных в исследуемых пегматитах несколькими генерациями, к наиболее ранним относятся минералы группы колумбита—танталита, микролит, симпсонит, а также торолит, минералогия и геохимия которых изложены в [4, 9]. Микролит характеризуется внутрифазовой неоднородностью, высокими содержаниями U, Pb, Cs, Sb и др. [9].
Для изотопно-геохронологического U-Pb-ис-следования (TIMS) использован микролит из пробы пегматитов (KV-19), взятой из отвалов шурфа Ш-9/3. Микролит представлен идио-морфными кристаллами октаэдрического габитуса размером 0.5—1.0 мм в ребре (рис. 2а). Минерал буровато-коричневый, полупрозрачный. При исследованиях внутреннего строения выявлена внут-рифазовая неоднородность микролита: темные участки неправильной формы образованы при посткристаллизационных процессах изменения минерала, вероятно, при его метамиктизации. Этот вывод подтверждается повышенной трещиновато-стью, характер которой (разная мощность и разно-
5
437
438
КУДРЯШОВ и др.
35°43' в.д.
8°28' с.ш.
180
59.0
684 _
86.5 __
_ 103.4
114.6
, I ^ 4 4 4
135.0
50 100 150 200 250 м
_I_I_I_I_I
Дайки долеритов Пегматитовые жилы
Л
Метагаббро
Метаэффузивы кислого и среднего состава
ч
С-6
/
_- _- Амфиболиты
Контуры пегматитовых жил на глубине 80° Элементы залегания сланцеватости
Номер и глубина скважины
Место отбора пробы
Рис. 1. Схематическая геологическая карта и разрез редкометального пегматитового месторождения Васин-Мыльк [8]. Врезка — местоположение участка.
ориентированность) указывает на изменение объема вещества (рис. 2б).
Исследования химического состава микролита выполнены на микроанализаторе Сатеса М8-46. Условия анализов: ускоряющее напряжение 22 кВ (31 кВ для РЬ, и), ток электронного зонда 20—
40 нА. В качестве эталонов были использованы минералы и синтетические соединения: волла-стонит (Са), лоренценит (№), металлы ^Ь, Та, и), галенит (РЬ), LiDy(WO4)2
Для микрозондовых анализов микролита выбраны наименее измененные участки кристаллов —
Рис. 2. Микрофотографии кристаллов микролита из редкометальных пегматитов месторождения Васин-Мыльк. а — в режиме вторичных электронов; б — в режиме отраженных электронов (РЭМ LEO 1450).
светлые, однородные, без трещин. Кристаллохими-ческие формулы рассчитали, исходя из полного заполнения позиции В = 2 в теоретической формуле
минералов группы пирохлора A2 _mB2Xg _wYj _ n, где A = Na, Ca, U, Pb...; B = Ta, Nb, W, Ti..., X = O; Y = = OH, F.. [10]:
(Nao.SiCao.69Uo.i2Pbo.o7)i.69(Tai.9oNbo.oSWo.o2)2.ooO6(OH,F)
(Cao.8oNao.73Uo.i2Pbo.o7)i.72(Tai.9oNbo.o8Wo.o2)2.ooO6(OH,F) (Nao.78Cao.62Uo.o9Pbo.o5)1.53(Ta1.91Nbo.o7Wo.o2)2. ooO6(OH,F).
Разложение микролита и химическое выделение Pb, U проведено по [11]. Уровень холостого опыта за период исследования не превышал 80 пг для Pb и 40 пг для U. Определения изотопного состава Pb, U выполнены на масс-спектрометрах МИ1201-Т и Finnigan MAT 262 в статическом режиме или с помощью электронного умножителя. Все изотопные отношения исправлены на масс-дискриминацию, аналитические погрешности в U/Pb составляли 0.5%. Обработку экспериментальных данных проводили по программам "PB-DAT", "ISOPLOT". При расчете использовали принятые значения констант распада U [13].
Для геохронологических U-Pb-исследований навески составляли примерно 5—10 полупрозрачных и наименее трещиноватых зерен размером 100—300 мкм. Внешние поверхностные загрязне-
ния кристаллов были предварительно удалены при помощи ультразвуковой ванны УЗВ-7, в которую помещали кристаллы микролита в растворе 7N HNO3. Дискордия, построенная для семи измеренных навесок микролита, имеет верхнее пересечение с конкордией 2454 ± 8 млн лет, СКВО 2.5, нижнее пересечение 89 ± 69 млн лет отвечает современным потерям Pb. Степень дис-кордантности аналитических данных для двух навесок зерен микролита размером менее 100 мкм (KV-19/6, KV-19/7) составила менее 5% (табл. 1; рис. 3.) Таким образом, полученное значение возраста отвечает времени кристаллизации микролита и, вероятно, связанного с ним тантал-нио-биевого оруденения.
440 КУДРЯШОВ и др.
Таблица 1. Результаты изотопных и—РЬ-исследований микролита из редкометальных пегматитов месторождения Васин-Мыльк
№ обр./ Размер фракции, мкм навеска, мг Содержание, % Изотопные отношения
№ фракции РЬ и 206рь/204РЬ* 207рЬ/206рЬ* 208рЬ/206рЬ*
КУ-19/1 +250; 1.0 0.78 1.85 1203 0.1696 ± 1 0.04191 ± 2
КУ-19/2 —250 + 150; 0.9 1.58 3.73 1017 0.1715 ± 1 0.03879 ± 4
КУ-19/3 +250; 0.8 1.75 4.44 1200 0.1696 ± 2 0.03361 ± 3
КУ-19/4 —200 + 150; 0.8 1.78 4.12 1195 0.1696 ± 1 0.02946 ± 2
КУ-19/5 250 + 150; 0.5 1.56 3.99 1288 0.1687 ± 1 0.03049 ± 2
КУ-19/6 — 100; 0.7 1.60 3.59 1098 0.1711 ± 2 0.03358 ± 3
КУ-19/7 — 100; 0.6 2.19 4.79 1768 0.1668 ± 1 0.02626 ± 5
№ обр./ Изотопные отношения Яко Возраст, млн лет
№ фракции 206РЬ/238и 207РЬ/235и 206РЬ/238и 207рЬ/235и 207РЬ/206РЬ
КУ-19/1 0.4040 ± 12 8.874 ± 27 0.95 2187 ± 7 2325 ± 7 2448 ± 2
КУ-19/2 0.4024 ± 16 8.834 ± 35 0.97 2180 ± 9 2321 ± 9 2448 ± 2
КУ-19/3 0.3754 ± 18 8.245 ± 41 0.97 2055 ± 10 2258± 11 2448 ± 2
КУ-19/4 0.4138 ± 12 9.085 ± 27 0.97 2232 ± 7 2347 ± 7 2448 ± 1
КУ-19/5 0.3753 ± 11 8.229 ± 25 0.96 2054 ± 6 2257 ± 7 2445 ± 1
КУ-19/6 0.4240 ± 13 9.338 ± 37 0.94 2279 ± 7 2372 ± 9 2453 ± 2
КУ-19/7 0.4417 ± 9 9.731 ± 19 0.86 2358 ± 5 2410 ± 5 2453 ± 2
Примечание. * Значения исправлены на масс-фракционирование, холостое загрязнение и обыкновенный РЬ по [12]; все погрешности приведены на уровне 2ст и соответствуют последним значащим цифрам после запятой.
Исходя из полученного и—РЬ-возраста микролита, наиболее вероятными материнскими гранитами для редкометальных пегматитов месторождения Васин-Мыльк могли служить турмали-
новые граниты с возрастом 2520 ± 70 млн лет [7]. Возрастные характеристики, полученные для большинства других известных в пределах региона плагиогранитов, микроклиновых гранитов,
206РЬ/238и 0.48
0.46 0.44 0.42 0.40 0.38 0.36 0.34
5 6 7 8 9 10 11
207РЬ/235и
Рис. 3. Диаграмма с конкордией для микролита из редкометальных пегматитов месторождения Васин-Мыльк.
амфибол-биотитовых гранодиоритов, отвечают более раннему времени 2.7—2.6 млрд лет [6, 7]. Несмотря на возрастную близость исследуемых пегматитов и турмалиновых гранитов, для более корректного отнесения последних к материнским породам необходимы дополнительные минералогические и геохимические исследования, поскольку достаточно часто разрыв во времени между гранитами и пространственно ассоциирующими с ними пегматитами может быть около десятков и более миллионов лет [14]. В наибольшей степени это характерно для полей с редкоме-тальной специализацией, в меньшей степени — с редкометально-редкоземельной. Для подобных образований, имеющих значительный разрыв во времени, предлагается выделять самостоятельный пегматитовый этап в истории магматизма пегматитоносных структур [14].
Авторы благодарят А. В. Волошина, Т. Б. Баянову за критические замечания при проведении данного исследования, Я.А. Пахомовского — за определения состава микролита, Е.А. Селиванову — за проведение рентгеноструктурного анализа.
Р
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.