научная статья по теме НАХОДКИ МОЛОДЫХ И ДРЕВНИХ ЦИРКОНОВ В ГАББРОИДАХ ВПАДИНЫ МАРКОВА, СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКИЙ ХРЕБЕТ, 5°30.6–5°32.4 С.Ш. (РЕЗУЛЬТАТЫ SHRIMP-II U–PB-ДАТИРОВАНИЯ): ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ПОНИМАНИЯ ГЛУБИННОЙ ГЕОДИНАМИКИ СОВРЕМЕННЫХ ОКЕАНОВ Математика

Текст научной статьи на тему «НАХОДКИ МОЛОДЫХ И ДРЕВНИХ ЦИРКОНОВ В ГАББРОИДАХ ВПАДИНЫ МАРКОВА, СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКИЙ ХРЕБЕТ, 5°30.6–5°32.4 С.Ш. (РЕЗУЛЬТАТЫ SHRIMP-II U–PB-ДАТИРОВАНИЯ): ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ПОНИМАНИЯ ГЛУБИННОЙ ГЕОДИНАМИКИ СОВРЕМЕННЫХ ОКЕАНОВ»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2008, том 421, № 2, с. 240-248

= ГЕОХИМИЯ =

УДК 552.2(263)

НАХОДКИ МОЛОДЫХ И ДРЕВНИХ ЦИРКОНОВ В ГАББРОИДАХ ВПАДИНЫ МАРКОВА, СРЕДИННО-АТЛАНТИЧЕСКИЙ ХРЕБЕТ, 5°30.6'-5°32.4' С.Ш. (РЕЗУЛЬТАТЫ SHRIMP-II U-РЬ-ДАТИРОВАНИЯ): ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ПОНИМАНИЯ ГЛУБИННОЙ ГЕОДИНАМИКИ

СОВРЕМЕННЫХ ОКЕАНОВ

© 2008 г. Член-корреспондент РАН Н. С. Бортников, Е. В. Шарков, академик О. А. Богатиков, Т. Ф. Зингер, Е. Н. Лепехина, А. В. Антонов, С. А. Сергеев

Поступило 25.03.2008 г.

В осевой зоне Срединно-Атлантического хребта (САХ) с помощью И-РЪ-датирования обнаружены как необычно древний (от ~100 и 330 до ~2230 млн. лет [1, 2], так и "молодой" (~1.2-1.4 млн. лет [3]) циркон. Находки древних цирконов, на первый взгляд, противоречат общепринятой теории тектоники плит, согласно которой именно в зонах спрединга Мирового океана образуется новая океаническая кора, однако они могут найти свое объяснение в особенностях геодинамических процессов, происходящих в недрах мантии океанов.

Ниже приведены результаты датирования циркона, выявившего в одних и тех же образцах пород САХ как "древний", так и "молодой" циркон.

Разновозрастные зерна циркона выделены из габброидов, драгированных в 10-м рейсе нис "Академик Иоффе" в 2001-2002 гг. и 22-м рейсе нис "Профессор Логачев" в 2003 г. во впадине Маркова, САХ, 5°30.6'-5°32.4' с.ш. Эта впадина протяженностью 20-22 км при ширине от 8 до 11 км является наиболее глубокой (~5 км) из ку-лисообразной системы глубоководных впадин в осевой зоне САХ вблизи разлома Сьерра-Леоне. На ее западном и восточном склонах с глубин 3600-3240 и 3900-3600 м драгированы породы, характеризующие все комплексы разреза океанической литосферы: мантийные реститовые ультрамафиты (гарцбургиты, лерцолиты, дуни-

ты), разнообразные габброиды, гранодиориты, плагиограниты, долериты и базальты, в том числе свежие пиллоу-лавы с корками закалочного стекла, а также катаклазированные и гидротермально-измененные породы с сульфидной минерализацией [4].

Изучены в разной степени катаклазированные лейкогаббро-нориты с первичной коричневой роговой обманкой, а также свежие троктолиты с хорошо сохранившейся кумулятивной структурой. Наибольшее количество зерен циркона встречено в пробах (при примерно одинаковых по размеру штуфах) наиболее интенсивно катаклазированных габбро-норитов. Деформационные структуры, наблюдаемые в магматических минералах (оливине, пироксене, плагиоклазе), и их грануляция с появлением изометричных необластов возникли в горячих, но уже затвердевших породах [4].

Зерна циркона выделены по стандартной методике с использованием электромагнитной сепарации и бромоформа. Типичные разновидности зерен размером от 50 до 400 мкм были приклеены на токопроводящую подложку для съемки внешних форм. Затем эти же зерна, после очистки в ацетоне и спирте, были имплантированы в эпоксидную смолу, сошлифованы приблизительно на половину своей толщины и при-полированы. Внутреннее строение этих зерен изучено с помощью катодолюминесценции (СЬ) на сканирующем электронном микроскопе "СашБсал МХ2500".

Локальное И-РЪ-датирование цирконов проведено на прецизионном вторично-ионном микрозонде высокого разрешения БНЫМР-П по стандартной методике [5]. Интенсивность первичного пучка молекулярных отрицательно заряженных ионов кислорода составляла 3.5 нА, диаметр кратера пробоотбора составлял 30 мкм, глубина 2 мкм. Обработку полученных данных осуществля-

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва Институт геологии и геохронологии докембрия Российской Академии наук, Санкт-Петербург Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского, Санкт-Петербург

с.ш.

6°02'

33°12' 33°10' 33°08' 33°

Рис. 1. Положение станций драгирования в районе впадины Маркова, материал из которых был использован в работе (по В.Е. Бельтеневу и др.). На врезке показано положение полигона Сьерра-Леоне. 1 - гидрофизический зонд; 2, 3 -драги: 2 - 22-й рейс нис "Профессор Логачев", 3 - 22-й рейс нис "Академик Страхов", 10-й рейс нис "Академик Иоффе", нис "Пилсбери" (США); 4 - коробчатый пробоотборник; 5, 6 - профили: 5 - сонара бокового обзора (ГБО МАК-1М), 6 - телевизионного аппарата.

ли с использованием программы SQUID [6]. U-Pb-отношения нормализовались по стандартному циркону 91500 [7].

Для получения значений возраста цирконов с низкими концентрациями U и радиогенного Pb использовали метод, описанный в [8]. Нескорректированные на обыкновенный свинец отношения 207Pb/206Pb и 238u/206Pb были нанесены на диаграммы с конкордией Терра-Вассербурга [9]. В предположении о конкордантности U-Pb-системы циркона строилась линия смешения между радиогенной и обыкновенной компонентами. Пересечение этой линии с осью ординат соответствует отношению 207Pb/206Pb в обыкновенном свинце. Нами принято значение отношения 207Pb/206Pb = = 0.836, что соответствует составу современного свинца [10]. Нижнее пересечение с конкордией определяет возраст цирконов. Поправка на фрак-

ционирование 230ТИ в процессе роста циркона не вводилась из-за значительного разброса ТИ/И-от-ношений (0.29-1.88). Считается, что в этом случае значения, рассчитанные для объекта с возрастом порядка 1 млн. лет, могут быть "моложе" истинных на =10% [11].

С помощью СЬ изучено более 150 зерен циркона, выделенных из 8 образцов габброидов, поднятых на 4 станциях в самой впадине Маркова и на ее северном фланге (рис. 1). Зерна циркона различаются по морфологии, цвету и внутреннему строению.

Циркон из образцов 11028, Ь1097 и Ь1153 обладает сходной морфологией: преобладают прозрачные, бесцветные призматические и коротко-призматические кристаллы и их фрагменты. Иди-оморфные кристаллы с гладкой поверхностью

6

(а)

(б)

(а)

(б)

(а)

(б)

Рис. 2. Микрофотографии цирконов из габбро-норитов впадины Маркова, отобранных на станциях драгирования 11028, Ь1153 и Ь1097. Здесь и на рис. 3: а - внешние формы, б - катодолюминесцентные изображения (СЬ); индекс перед номером станции драгирования: I - рейс нис "Академик Иоффе", Ь - рейс нис "Профессор Логачев"; на цирконах отмечены точки измерений И-РЪ-возраста (см. табл. 1, 2); на ксеногенных цирконах приведен возраст. 1 - идиоморфный циркон со слабо корродированной поверхностью призмы с включением диопсида (темное), видны секториальная и осцилляторная зональности; 2 - дипирамидальный циркон с корродированной поверхностью призмы, в СЬ видны ориентированные светлые фрагменты полос (отражение высокотемпературного катаклаза); 3 - циркон с корродированной поверхностью призмы и пирамид, в СЬ видны секториальная зональность, резорбция граней призмы и пирамид и формирование колломорфной оболочки; 4 - циркон призматической формы со слабо корродированной поверхностью, в СЬ видны грубая зональность, слабая резорбция граней призмы и пирамид и тонкая оболочка; 5 - идиоморфное зерно с хорошо выраженной осцилляторной зональностью; 6 - циркон с корродированной поверхностью, в СЬ видна ядерная часть зерна с фрагментами светлых полос (отражение высокотемпературного катаклаза) и колломорфная оболочка; 7 - субидиоморфный циркон с корродированной поверхностью призмы, в СЬ видны фрагменты секториальной зональности и мелкие включения плагиоклаза (темное) неправильной формы (пойки-литоподобная структура); 8 - рост вторичных мелких пирамидальных кристаллов циркона за счет переотложения вещества с другой стороны кристалла, в СЬ хорошо видны ориентированные светлые полосы, возникшие при высокотемпературном катаклазе зерна; 9 - фрагмент длиннопризматического циркона с корродированной головкой пирамиды, в СЬ видны светлые полосы, отражающие деформационные процессы; 10 - округлое зерно циркона с грубой зональностью в ядре и тонкой оболочкой; 11 - аналог 10, но оболочка шире; 12 - фрагмент призматического циркона, внутреннее строение которого не выявляется в СЬ.

20 мкм , Ап I * I_| "2 100 мкм з

О ^

18.2

19.3 ■

2.2

О! (^)1459 ± 32

Станция 11028, обр. 11028-1

- 58.1

<|р.

Станция 11028, обр. 11028-5

-V'" у \

Станция 11153, обр. 11153-49

100 мкм ■ 20 мкм

|-1 10

обр. Ь109-1 Станция Ь1097

103.1 27.07 ± 26

2.1

19.1

19.2

7

\

X

20 мкм

\

0"л

485 ± 12

20 мкм

У

о

70.1

651 ± 15

20 мкм

О

68.1

498 ± 12

О

68.2 526 ± 16

(а)

(б)

Рис. 3. Микрофотографии цирконов из троктолита ст. 11069, обр. 11069-19. 1 - призматическое зерно с корродированной поверхностью, в СЬ видны фрагменты грубой зональности и оболочки; 2 - аналог 1, но оболочка шире; 3 - суб-идиоморфное зерно циркона с грубой концентрической зональностью, элементами секториальной зональности и с фрагментами тонкой оболочки; 4 - субидиоморфное зерно со слабой коррозией одной из пирамид, в СЬ внутренняя структура не выявлена.

призм и пирамид (рис. 2а, 5) редки. Обычно по- ] верхности призм (реже пирамид) в разной степени корродированны (рис. 2а, 1-4, 6-9, 12). ] Обильны зерна циркона с бипирамидами на кон- ] це призм, многоголовики (рис. 2а, 2, 8) и зерна с ] включениями пироксенов и плагиоклазов (рис. 2а, ; 1, 7). Внутреннее строение зерен циркона неодно- ] родно: в большинстве субидиоморфных кристал- ] лов наблюдается тонкая осцилляторная зональ- < ность и секториальное строение (рис. 26, 1, 3, 5 ] и 7). В кристаллах, на внешних поверхностях призм (реже пирамид) которых видны следы коррозии, эта зональность практически не наблюда- ( ется: в них появляются отдельные ориентированные светлые полоски (или их фрагменты) на фо- ] не серого и темно-серого цветов (рис. 26, 2, 8 и 9). В отдельных зернах (станция 11028) обнаружена резорбция граней призм и пирамид и появление колломорфных кайм (рис. 26, 3 и 6). 1

(

Выявленные особенности морфологии и внут- ]

реннего строения зерен циркона отражают про- ] цесс кристаллизации и последующих структурно-

вещественных преобразований пород. Тонкая ос- ]

цилляторная зональность и зонально-сектори- <

альное строение зерен свидетельствуют об их ] первичной магматической природе. Включения в них породообразующих минералов (клинопирок-

сен, плагиоклаз) и нередкие пойкилитоподобные ]

структуры (рис. 26,

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