ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 435, № 6, с. 798-805
= ГЕОХИМИЯ
УДК 551.71/.72,552.513.1
ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ U/Pb-ДАТИРОВАНИЯ И ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ ДЕТРИТНЫХ ЦИРКОНОВ ИЗ ПОЗДНЕДОКЕМБРИЙСКИХ ПЕСЧАНИКОВ ЮЖНОГО ТИМАНА (УВАЛ ДЖЕЖИМ-ПАРМА)
© 2010 г. Н. Б. Кузнецов, Л. М. Натапов, Е. А. Белоусова, У. Л. Гриффин (W. L. Griffin), С. О'Рейлли (S. O'Relly), К. В. Куликова, А. А. Соболева, О. В. Удоратина
Представлено академиком Ю.Г. Леоновым 25.02.2009 г. Поступило 24.03.2009 г.
В восточном и северо-восточном обрамлении Восточно-Европейской платформы (ВЕП), включая западный склон Урала, Тиман, фундамент Печорской плиты, широко распространены позднедо-кембрийские комплексы (рис. 1) — протоуралиды— тиманиды [1, 2]. Их возрастные аналоги известны на п-овах Кольского побережья Баренцева моря (Средний, Рыбачий, Варангер) и прилегающих к нему островах (Кильдин и др.), на хр. Пайхой, на о. Вайгач, на архипелагах Новая Земля и Сваль-бард. Кроме того, по геофизическим данным, протоуралиды—тиманиды и их возрастные аналоги слагают верхние уровни консолидированной коры на шельфе Баренцева моря. Многие аспекты геологического строения этих образований к настоящему времени хорошо изучены классическими методами [2—5 и др.]. Однако до сих пор ни одна из осадочных толщ протоуралид—тиманид в пределах Тимана и Печорской плиты еще не была изучена таким современным методом, как геохимическое и изотопное исследование детритных цирконов из осадочных пород. Применение этого метода может дать важную информацию, позволяющую как протестировать представления о возрасте самой изученной толщи, так и сделать заключения об источниках сноса и палеотектони-ческих обстановках ее формирования, и на этой основе протестировать тектонические модели, описывающие палеотектоническую природу изученного комплекса. В этом сообщении приведе-
Геологический институт Российской Академии наук, Москва Российский университет дружбы народов, Москва
Центр ОЕЫОС Университета Маквори, Сидней (Австралия)
Институт геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук, Сыктывкар
ны первые результаты комплексного изучения детритных цирконов одной из позднедокембрий-ских обломочных пород южной части Тимана.
В пределах Тимана и прилегающих к нему частей фундамента Печорской плиты на основании особенностей состава, характера строения и полноты разрезов толщ верхнего докембрия выделяют ряд структурно-вещественных зон (с ЮЗ на СВ): Об-дырско-Нившерскую, Четласско-Джежимпармин-скую, Цильменско-Ропчинскую и Вымско-Воль-скую [3, 4]. На Южном Тимане, в пределах холмистого увала Джежим-Парма, из-под чехла рыхлых кайнозойских отложений в нескольких местах выступают позднедокембрийские образования, представленные красноцветными песчаниками и алевропесчаниками верхнерифейской [4] дже-жимской свиты (южная часть Четласско-Дже-жимпарминской зоны).
В карьере Асыввожского месторождения бутового камня (61°47'11.5" с.ш., 54°06'35.2" в.д.) из джежимских красноцветных косослоистых кварцевых песчаников и алевропесчаников с обильными волновыми знаками были отобраны пробы для изучения детритных цирконов (301А и 301 соответственно). Пробы были раздроблены вручную (в чугунной ступе) и промыты в воде до "серого шлиха", из которого с применением бромо-форма в ГИН РАН (лаборант Т.Д. Зеленова) получили обогащенный цирконом концентрат тяжелых минералов. Дальнейшее извлечение индивидуальных зерен циркона и аналитические исследования выделенных цирконов были проведены в Центре ОЕМОС Университета Маквори (Сидней, Австралия) по методике "ТеггапеСЬгоп™", включающей: 1) и—РЬ-датирование цирконов, 2) изучение изотопной Ьи/Н1-системы цирконов, 3) получение оценок модельного возраста (Т^М), трактуемого как минимальный возраст субстрата материнской магмы, из которой кристаллизовался циркон, 4) определение содержания элемен-
Рис. 1. Комплексы и структуры Восточно-Европейской платформы (кристаллического основания и рассекающих его авлакогенов и рифтовых систем), а также позднедокембрийских и палеозойских складчатых поясов ее обрамления. В качестве основы использована тектоническая схема позднепалеопротерозойско-ранненеопротерозойских комплексов ВЕП из [8] (С.В. Богданова). Пространственное размещение позднедокембрийских комплексов восточного, северо-восточного обрамления платформы [2].
1 — палеозойские комплексы уралид (варисцид) Восточного Урала; 2 — палеозойские (каледонские) комплексы средних и верхних покровов Скандинавских каледонид; 3 — позднедокембрийские комплексы (кадомиды) юго-восточного обрамления платформы; 4—5 — позднедокембрийские комплексы (протоуралиды—тиманиды) Западного Урала и Тимано-Печорского региона, а также их возрастные аналоги в приуральской части платформы, в Прикаспии и Скандинавии: 4 — преимущественно осадочные комплексы, 5 — комплексы, в строении которых значительную роль играют вулканогенные и вулканогенно-осадочные образования, а также гранитоиды и редкие офиолиты; 6 — рифейские комплексы, выполняющие рифтогенные структуры в пределах платформы; 7—10 — рифейские комплексы, слагающие аккреционные и коллизионные структуры в западной части платформы: 7— ранне- и позднедокембрийские комплексы, переработанные в ходе свеконорвежского (1.14—0.90 млрд. лет) коллизионного тектогенеза (свеконорвежской ороге-нии), 8 — комплексы телемаркской фазы (1.52—1.48 млрд. лет) аккреционного тектогенеза, 9 — комплексы данополон-ской фазы (1.50—1.40 млрд. лет) аккреционного тектогенеза, 10 — комплексы готской фазы (1.75—1.55 млрд. лет) аккреционного тектогенеза; 11 — позднедокембрийские интрузивные ассоциации "анортозит-мангерит-чарнокит-гра-нитного" состава (АМСО) и гранитоидов А-типа с возрастами в диапазоне (млрд. лет): 1.55—1.44 (а); 1.60—1.58 (б) и 1.67—1.65 (в); 12 — раннепротерозойские комплексы Фенноскандии (1.95—1.65 млрд. лет), Волго-Уралии и Сарматии (2.2—2.0 млрд. лет); 13 — архейские комплексы (3.70—2.60 млрд. лет) Фенноскандии, Волго-Уралии и Сар-матии; 14, 15 — комплексы раннепротерозойских коллизионных орогенов: 14 — Лапландско-Кольский ороген (1.95— 1.65 млрд. лет), спаявший Карельский и Кольский протократоны, 15 — ороген (2.1—2.0 млрд. лет), спаявший Сарма-тию и Волго-Уралию; 16 — Центрально-Русский ороген (1.8—1.7 млрд. лет), спаявший Фенноскандию и Волго-Сарма-тию; 17 — главные тектонические разделы (сплошные линии) и их предполагаемое продолжение (штриховые линии): а — сутуры, на внешних границах древнего остова ВЕП — внешние ограничения платформы; б — границы блоков внутри древнего остова ВЕП, границы коллизионных огоренов, спаявших эти блоки, тектонические ограничения позднедокембрийских (1.6—0.8 млрд. лет) рифтогенных структур (авлакогенов) в пределах платформы (рифтовые системы: РСБМ — Белого моря по [14], КБ — Камско-Бельская; авлакогены: СР — Средне-Русский, М — Московский; ВО — Во-лынско-Оршанский, СА — Серноводско-Абдулинский, Па — Пачелмский; Ла — Ладожский грабен); 18 — контуры выступов протоуралид—тиманид на дневную поверхность на Западном Урале (Б — Башкирское поднятие, К — Кваркуш-ский антиклинорий, Л — Ляпинский антиклинорий), Тимане и полуострове Канин; 19 — положение места отбора проб (301 и 301А) на Южном Тимане (увал Джежим-Парма).
На врезке — контуры протократонов (Фенноскандии, Сарматии и Волго-Уралии), участвующих в строении древнего остова ВЕП [8].
1 Гиперстеновый монцонит.
206таи /238
Pb/238U
0.65
0.55
0.45
0.35
0.25
0.15
0.05
800
301-98 301-101
(1578 ± 26 млн. лет) (1592 ± 48 млн. лет)
301-47R
(2687 ± 24 млн. лет)
301A-22
(1042 ± 18 млн. лет)
50 м
50 мкм I-
301A-25
(1129 ± 20 млн. лет) _1_
301-103
(1663 ± 34 млн. лет)
301A-46 (2747 ± 40 млн. лет)
0 4 8 12 16
207РЬ/235и
Рис. 2. Диаграмма с конкордией для цирконов из алевропесчаников (301 — эллипсы серого цвета) и песчаников (301А — светлые эллипсы) джежимской свиты.
Приведены изображения изученных кристаллов циркона (в отраженно-рассеянных электронах), их номера и значения изотопного и/РЬ-возраста.
тов-примесей в цирконах, позволяющее судить о типе материнских пород циркона.
Изучение изотопной U/Pb-системы цирконов проводили с помощью лазерно-аббляционной системы LUV213 (New Wave/Merchantek), в сочетании с Agilent 7500cs ICP-MS. Изотопную Lu/Hf-си-стему изучали в цирконах in situ с помощью New Wave UP 213nm laser-ablation microprobe, снабженного Nu Plasma multicollector ICPMS. Диаметр абб-ляционного кратера ~50 мкм. Все аналитические измерения были выполнены в гелии. Измеренные величины параметров изотопной U/Pb-си-стемы обрабатывали с помощью программы "Isoplot". Для расчетов начальных отношений 176Hf/177Hf использовались измеренные отношения 176Lu/177Hf. Ошибка (2а) единичного анализа 176Lu/177Hf составляла ~±1—2%, включая ошибку аналитических неопределенностей и пространственные вариации распределения Lu/Hf в цирконах. Описание технических деталей, методиче-
ских приемов и констант, используемых для проведения вычислений енг и модельных возрастов
(ТвМ), а также ссылки на оригинальные работы приведены в [1].
Всего нами было проанализировано 61 цирко-новое зерно из пород джежимской свиты. Результаты четырех изотопных анализов (301А-16, 301А-12, 301А-57С, 301-47С) по причине их существенной дискордантности не использованы. Результаты изучения изотопной и/РЬ-системы остальных цирконов показывают, что их возраст варьируется от 2.972 до 1.175 млрд. лет (рис. 2 и 3). Большинство цирконов имеет палеопротерозой-ский возраст, 4 зерна — мезопротерозойский возраст и 7 зерен — архейский (неоархейский) возраст. Распределение возрастов цирконов из пробы 301 (10 зерен) не показывает никаких особенностей на фоне возрастов из пробы 301А (51 зерно).
Гренвильская орогения (ассамблирование
Родинии) —1.3—1.0 млн. лет
С
А
Ассамблирование
Протобалтики —2.1—1.7 млн. лет
V
4?
¿У
O
N
6
/ V
к*
<У
fs ///
& ^ 4? , о*
// /f'/f
*
D1
MKK H
AMCG и A-граниты D2
K
GM VU
D3
SMg V-U D4
я
и
д
н а к с о н н е
e
Гранитоиды и гранитно-метаморфические комплексы (Сарматия)
Санукитоиды (интрузии) ' (Карельская провинция)
TTG
+ +
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.