научная статья по теме 40AR-39AR ДАТИРОВАНИЕ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОРОД АРХИПЕЛАГА ФЕРНАНДО-ДЕ-НОРОНЬЯ Геология

Текст научной статьи на тему «40AR-39AR ДАТИРОВАНИЕ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОРОД АРХИПЕЛАГА ФЕРНАНДО-ДЕ-НОРОНЬЯ»

ГЕОХИМИЯ, 2010, № 10, с. 1101-1104

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

40Ar-39Ar ДАТИРОВАНИЕ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОРОД АРХИПЕЛАГА

ФЕРНАНДО-ДЕ-НОРОНЬЯ

© 2010 г. А. И. Буйкин*, Л. Н. Когарко*, Е. В. Корочанцева*, Й. Хопп**, М. Триелофф**

*Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991, Москва, ул. Косыгина, 19 e-mail: buikin@geokhi.ru **Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 234—236, D-69120 Heidelberg, Germany

Поступила в редакцию 10.11.2009 г.

Архипелаг Фернандо-де-Норонья находится на расстоянии 345 км от побережья Бразилии. В тектоническом отношении архипелаг приурочен к зоне трансформного разлома. Линиамент Фернандо-де-Норонья прослеживается далеко на запад, трассируется атоллом Рокас, цепью подводных гор и далее на континенте проявлениями щелочного магматизма. Согласно тектоническим концепциям данная структура трактуется как след "горячей точки".

Общепринятое в настоящее время формацион-ное расчленение вулканитов архипелага Фернандо-де-Норонья предложено Ф. Алмейдой [1]. Согласно его данным на острове могут быть выделены три формации: Ремедиос, Кишаба и Сан Жозе (Remé-dios, Quixaba, and Sao José). Основную массу магматических пород формации Ремедиос составляют фонолиты и трахиты. Имеющийся пирокластиче-ский материал представляет собой продукты эксплозивных извержений фонолитовых и трахитовых магм. Породы формации Кишаба, состоящие в основном из чередующихся потоков анкаратритов и слоев пирокластики того же состава, перекрывают эрозионную поверхность. Осадочных пород на стратиграфической границе между Ремедиос и Кишаба найдено не было. Следовательно, установить последовательность формирования этих комплексов геологическими методами не представляется возможным. Нефелиновые базаниты о-ва Сан-Жозе были выделены в отдельную формацию. Альмейда предположил, что эти базаниты моложе анкаратритов формации Кишаба.

Датирование магматических пород островов Фернандо-де-Норонья (FN) является важным для понимания магматической эволюции этой горячей точки. K-Ar датирование, выполненное Кордани (Kordani [2]) и Когарко с соавторами (Kogarko et al. [3]), показало, что щелочные базаниты формации Сан-Жозе и трахиты формации Ремедиос являются самыми древними магматическими образованиями архипелага (11.7 ± 0.6 Ma и 11.8—11.7 Ma соответственно). По этим же данным фонолиты формации

Ремедиос несколько моложе (9.5—8.6 Ma), а оливи-новые меланефелиниты формации Кишаба являются самыми молодыми породами. В противоположность этой модели, в более ранней работе Аль-мейды [1] было выдвинуто предположение, что базаниты Сан-Жозе моложе анкаратритов формации Кишаба (отметим, что контакт между этими породами находится ниже уровня моря).

Классический К-Ar метод датирования не учитывает возможное присутствие избыточного аргона (т.е. не радиогенного in situ, а благоприобретенного и накопленного за время существования мантийного блока, питавшего щелочной магматизм острова) или, наоборот, уход аргона или добавку К в ходе процессов вторичных изменений. Поэтому нами было проведено 40Ar-39Ar исследование магматических пород архипелага с целью проверить и по возможности уточнить имеющиеся К-Ar датировки. Для исследования было отобрано по 2—3 свежих (детальные ми-нералого-петрографические исследования не выявили следов воздействия вторичных процессов [4]) образца валовых проб из каждой формации (из Сан-Жозе был только 1 образец): 2 фонолита и трахит из Ремедиос, нефелинит из Сан-Жозе, анкаратрит и ан-карамит из Кишаба. Из анкаратрита для анализа также был подготовлен плагиоклаз. Отобранные для исследования образцы подверглись ультразвуковой чистке в разбавленной азотной кислоте, деионизи-рованной дистиллированной воде и этаноле. Затем пробы, завернутые в высокочистую алюминиевую фольгу (99.999%), были отданы на облучение в GKSS-реакторе, Гамбург, Германия. После облучения пробы помещались в высоковакуумную систему (~10-8 торр). Дегазация образцов происходила в печи сопротивления с низким бланком с шагом 40—100°С, начиная с 500 и заканчивая 1400°С. Газ каждой температурной фракции собирался в течение 60 минут (10 минут отжиг образца), после чего очищался от химически активных газов на Ti- и SAES (Zr-AD-гет-терах и затем анализировался в магнитном секторном поле газового масс-спектрометра (CH5 Vrian MAT).

1102

БУЙКИН и др.

Сравнение возрастных данных для щелочных пород архипелага Фернандо-де-Норонья, полученных традиционным К-Аг методом датирования [3] и его 40Аг-39Аг модификацией

№ образца Объект К-Ar возраст, млн. лет 40Ar-39Ar возраст, млн. лет

FN-50 Ремедиос, фонолит 8.6 ± 0.3 9.23 ± 0.24

FN-51a Ремедиос, фонолит 9.5 ± 0.25 9.70 ± 0.19

FN-33 Ремедиос, трахит 11.8 ± 0.3 11.84 ± 0.29

FN-121 Кишаба, анкарамит 2.75 ± 0.25 2.66 ± 0.45

FN-59 Кишаба, анкаратрит 2.8 ± 0.2 16.37 ± 1.86

FN-10a Сан-Жозе, Щелочной базальт 11.7 ± 0.6 8.57 ± 0.42

20

15

10

16

* 14

Н О cd

£12

о «

5 10

«

и

£ 8

&

£ 6

15

10

FN 51a WR

9.7 ± 0.2 Ma

_i_I_1_

FN 50 WR

1-1 г~П~ТТ[|]~~|

9.23 ± 0.24 Ma

_1_I_1_

FN 33 WR

11.8 ± 0.3 Ma

20

40

60

80

100

Выход 39Лг во фракциях, %

Рис. 1. Возрастные спектры фонолитов и трахита формации Ремедиос.

Величина бланка 40Ar варьировала от 1.3 х 10-10 см3 при температуре 600°С до 15 х 10-10 см3 при температуре 1400°С. Масс-дискриминация и чувствительность прибора определялись по ежедневным измерениям объема Ar пипетки, равного 1.81 х 10-7 см3 STP. Вариации чувствительности и масс-дискриминации, зависящие от абсолютного количества измеряемого газа, были определены по измерениям разделенного объема пипетки и мультипипеток. Поправки на ней-тронно-индуцированные изотопы аргона вводились по флюоритовому и биотитовому (HDB-1) мониторам. Более подробно описание метода дано в [5].

Полученные данные представлены в таблице и на рисунках. Для всех валовых проб были получены возрастные плато. Плагиоклаз из-за очень низкого содержания К (0.23%) надежного плато не показал, поэтому по этому образцу целесообразнее обсуждать полученный нами К-Ar возраст. Возрастные плато фонолитов формации Ремедиос (рис. 1) находятся в согласии с К-Ar возрастом по [3] (FN51a: 9.7 ± 0.19 Ma) или показывают несколько более древний возраст (FN50: 9.23 ± ± 0.24 Ma, в сравнении с 8.6 ± 0.3 Ma [3]). Как и предполагалось в работах [2] и [3], трахит является самой древней породой формации Ремедиос (FN33: 11.84 ± ±0.29 Ma, рис. 1).

В противоположность данным работы [3], полученное по щелочному базальту FN10a из формации Сан-Жозе возрастное плато (включающее ~90% выхода 39Ar) дает возраст 8.57 ± 0.42 Ma (рис. 2). Это значение на 3 млн. лет ниже К-Ar возраста [3] (что может быть связано с присутствием некоторого количества избыточного аргона, приводящего к завышению К-Ar возраста) и попадает на нижнюю границу интервала К-Ar возрастов для фонолитов формации Ремедиос.

40Ar-39Ar возраст анкарамита FN121 из формации Кишаба (2.66 ± 0.45, рис. 3) совпадает с его К-Ar возрастом, полученным в работе [3].

Наиболее интригующие результаты были получены для анкаратрита FN59: как валовая проба, так и мономинеральный образец плагиоклаза показали значительно более высокие возраста, чем опубликованные в работе [3]. Валовая проба FN59 дала плато (по 75% выхода 39Ar) с возрастом 16.37 ± 1.86 Ma (рис. 3). Плагиоклаз, как уже было отмечено выше, надежного плато не показал, но его К-Ar возраст составил 18.8 ± 2.7 млн. лет, что в пределах погрешности измерения совпадает со значением, полученным для валовой пробы.

Таким образом, наши новые результаты уточняют полученные ранее К-Ar датировки и поддерживают начальное предположение Альмейды [1] о том, что анкаратриты формации Кишаба древнее база-нитов формации Сан-Жозе. Возможно, они являются древнейшими магматическими породами архипелага Фернандо-де-Норонья. Полученные нами данные также свидетельствуют о более протяженном периоде формирования горячей точки Фер-

5

4

5

0

40ЛК-39ЛК ДАТИРОВАНИЕ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОРОД

1103

ад-яГ

О . ^

ад о

н о

св &

т О

о =К 8

се

-0.4 0.8

-1.2

-1.6 40 35 30 25 20 15 10

10

БМ 10Л WR

20

ъ

8.57 ± 0.42 Ма

40 60

Выход 39Лг, %

80

100

Рис. 2. К/Са и возрастной спектры щелочного базальта формации Сан-Жозе.

5

0

ад

а

о, ^

ад о

н о св Л

со

о

о =К 8

се

0.8 0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

2.4

70

60 50 40 30 20 10 0 -10

40 60

Выход 39Лг, %

Рис. 3. К/Са и возрастные спектры анкарамита и анкаратрита формации Кишаба.

1104

БУЙКИН и др.

нандо-де-Норонья. Как показали многочисленные исследования эволюции щелочного магматизма океанических островов (например, [6, 7]), она может протекать в течение многих миллионов лет. Например, продолжительность формирования островов Зеленого мыса составляла около 25 млн. лет [6], а формирование островов Канарского архипелага продолжалось в течение значительно более длительного периода — около 100 млн. лет [7].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Almeida F.F.M. Geología e Petrología do Arquipelago de Fernando de Noronha. Dív. Geol. Mineral. Dep. Nac. Prod. Miner., Rio de Janeiro, Monogr. 1955. 13.

2. Cordani U.G. К-Ar ages from Fernando de Noronha. Proc. Symp. Continental Drift in the Southern Hemisphere, Montevideo. 1967. P. 85.

3. Kogarko L.N., Lebedev V.A., Levskii L.K. Heterogeneity of Isotope Sources of Alkaline Magmatism in the Hot Spot of the Southwestern Atlantic: Fernando de

Noronha Islands. Doklady Earth Sciences. 2007. V.412. № 1. P. 85-88.

4. Казакова А.И., Когарко Л.Н. Петролого-геохими-ческие особенности эволюции щелочной серии о-ва Фернандо-де-Норонья. Геохимия магматических пород. XIX Всероссийский семинар с участием стран СНГ. 2000. С. 68.

5. Hopp J., Trieloff M., Buikin A.I., Korochantseva E.V., Schwarz W, Althaus T., and Altherr R. Heterogeneous mantle argon isotope composition in the subcontinental lithospheric mantle beneath the Red Sea region. Chemical Geology. 2007. V 240. P. 36-53.

6. Мазарович А.О., Фрих-Хар Д.И., Когарко Л.Н., Ко-порулин В.И., Рихтер А.В., Ахметьев М.А., Золотарев Б.П. Тектоника и магматизм островов Зеленого Мыса. М.: Наука, 1990. Труды ГИН. В. 451. 24

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

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»