ПЕТРОЛОГИЯ, 2007, том 15, № 5, с. 547-551
УДК 552.31 (574.3)
ПЕРВЫЕ U-Pb И Sm-Nd ИЗОТОПНЫЕ ДАННЫЕ ПО ГРАННТОИДАМ ДЕВОНСКОГО ВУЛКАНИЧЕСКОГО ПОЯСА КАЗАХСТАНА
© 2007 г. А. М. Курчавов*, А. Б. Котов**, Е. Б. Сальникова**, В. П. Ковач**, М. Д. Толкачев**, X. К. Исмаилов***, М. С. Гранкин***, Ф. В. Долгань***
* Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017 Москва, Старомонетный пер., 35, Россия; e-mail: petrocom@igem.ru ** Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия; e-mail: kotov@ad.iggp.ras.spb.ru *** Товарищество ограниченной ответственности "Центргеолсъемка" 100019 Караганда, пер. Свободный, 9, Казахстан; e-mail: zaocgs@mail.krg.kz Поступила в редакцию 10.07.2006 г.
Впервые для пород девонского вулканического пояса Казахстана проведены изотопно-геохронологические исследования U-Pb методом по циркону. Для гранодиоритов массива Жабден (карамендин-ский комплекс) определен возраст 391 ± 1 млн. лет. Изучение Sm-Nd изотопной системы валовой пробы гранодиоритов (eNd = 2.5) показало высокую долю мантийного материала в исходном грани-тоидном расплаве, что хорошо согласуется с известными данными по гранитоидам соседних регионов Казахстана. С учетом полученного возраста гранодиоритов время отделения вещества их источника от мантии - 946 млн. лет назад.
Развитие моделей формирования континентальной коры складчатых поясов остро поставило вопрос об изотопных исследованиях магматических образований, особенно из структур, фиксирующих переломные моменты в развитии регионов.
Одним из важнейших рубежей в развитии па-леозоид Казахстана является формирование девонского вулканического пояса, выделенного A.A. Богдановым (Богданов, 1959, 1965). Этот пояс сформировался на краю консолидированных каледонских структур по границе с герцин-скими подвижными областями. Он сложен вулканогенными породами, пронизанными многочисленными интрузиями разнообразных по составу гранитоидов. Среди последних в Центральном Казахстане выделяют три комплекса: нижнедевонский карамендинский комплекс гранодиоритов, среднедевонский корнеевский комплекс лей-кократовых гранитов и средневерхнедевонский коккудуктюбинский комплекс монцодиоритов и щелочных гранитов (Геологическая карта..., 1981; Геологическое строение., 2000; Мальчен-ко, Гранкин, 1996). До настоящего времени для определения возраста интрузивных образований рассматриваемого пояса использовались главным образом геологические и K-Ar геохронологические данные, что явно недостаточно для разработки непротиворечивой геодинамической модели его формирования.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В настоящей статье обсуждаются результаты впервые проведенных для девонского вулканического пояса Казахстана и-РЬ геохронологических и Sm-Nd изотопно-геохимических исследований, которые имеют принципиальное значение как для обоснования возраста девонских интрузивных образований, так и для понимания процессов формирования континентальной коры западного фланга Центрально-Азиатского складчатого пояса.
Массив Жабден расположен в 105 км к западу-юго-западу от г. Караганды в пределах девонского вулканического пояса. Он вытянут на 15 км в ССЗ направлении при ширине около 5 км (рис. 1). Южная часть массива сложена среднезернисты-ми, слабо порфировидными роговообманковыми гранодиоритами, прорывающими вулканические породы нижнего девона. По южной периферии массива гранодиоритов наблюдаются мелкие тела монцодиоритов, с которыми связано медно-молибденовое оруденение. Северная часть массива сложена среднезернистыми лейкократовыми гранитами, прорывающими гранодиориты. В существующих схемах корреляции магматизма Казахстана (Геологическая карта., 1981; Геологическое строение., 2000) гранодиориты южной части массива вместе с монцодиоритами относили к средневерхнедевонскому коккудуктюбин-скому комплексу. Для этого комплекса характерна повышенная щелочность пород, однако гранодиориты массива Жабден принадлежат к
Рис. 1. Схема геологического строения широтной ветви девонского вулканического пояса Центрального Казахстана. 1 - область распространения континентальных девонских вулканитов (каледониды Центрального Казахстана); 2 - область развития девонских морских терригенных комплексов (Джунгаро-Балхашская герцинская область); 3-5 - девонские гранитоиды: 3 - гранодиориты нижнедевонского карамендинского комплекса, 4 - лейкократовые граниты сред-недевонского корнеевского комплекса, 5 - щелочные гранитоиды средневерхнедевонского коккудуктюбинского комплекса.
нормальной известково-щелочной серии (табл. 1) и по этим параметрам идентичны породам более древнего, нижнедевонского, карамендинского комплекса. К коккудуктюбинскому комплексу следует относить монцодиориты южной периферии массива. Именно с этим комплексом в регионе связано оруденение медно-порфирового типа. Лейкократовые граниты северной части массива Жабден сопоставляются с корнеевским комплексом.
Для и-РЬ геохронологических исследований, проведенных в ИГГД РАН, использовали пробу (№ 2044) роговообманкового гранодиорита, отобранную в северной части выходов гранодиори-
тов массива Жабден (рнс. 1). Выделение акцессорного циркона из этой пробы проводили по стандартной методике с использованием тяжелых жидкостей. Разложение циркона и химическое выделение Pb и U осуществляли по модифицированной методике Т. Кроу (Krogh, 1973). Уровень холостого опыта за период исследований не превышал 20 пг Pb. Определение изотопного состава Pb и U выполнено на масс-спектрометре Finnigan MAT 261 в статическом режиме. Обработку экспериментальных данных проводили по программам PbDAT и ISOPLOT (Ludwig, 1991, 1999). При расчете возрастов использованы об-
Таблица 1. Содержание (мас. %) породообразующих оксидов в гранитоидах южной части массива Жабден
Номер пробы SiÜ2 TiÜ2 AI2O3 -^'е203общ FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 CO2 П.п.п. Сумма
2044 1470 68.35 68.60 0.45 0.42 14.60 14.65 4.40 3.60 1.80 1.07 0.07 0.23 1.25 1.40 2.36 2.36 4.30 4.00 3.36 3.46 0.16 0.20 0.20 0.20 0.73 1.34 100.23 100.46
Примечание. Анализы выполнены в ЗАО "Центргеоланалит", Караганда, Казахстан. Коллекция Ф.В. Долганя.
(а) 20iH
Рис. 2. Микрофотографии кристаллов циркона из роговообманкового гранодиорита массива Жабден (проба 2044). (а)-(г) - выполнены на сканирующем электронном микроскопе ABT 55 в режиме вторичных электронов, (д)-(з) - выполнены на сканирующем электронном микроскопе CamScan в режиме катодолюминесценции.
щепринятые значения констант распада урана (Steiger, Jager, 1976). Поправки на обычный свинец введены в соответствии с модельными величинами (Stacey, Kramers, 1975). Все ошибки приведены на уровне 2g.
Акцессорный циркон, выделенный из роговообманкового гранодиорита, представлен субиди-оморфными и идиоморфными прозрачными и полупрозрачными кристаллами желтого цвета, имеющими призматический и короткопризмати-ческий облик. Габитус кристаллов определяется призмами {100} и {110} и дипирамидами {111}, {102}, {101}, {011} (рис. 2а-2г). Внутреннее строение кристаллов характеризуется хорошо проявленной магматической зональностью (рис. 2д-2з) и присутствием минеральных и газово-жидких включений, а также реликтов унаследованных ядер (рис. 2е). В краевых частях зерен циркона магматическая зональность часто нарушена, что выражается в появлении тонких оболочек с пониженным двупреломлением (рис. 2д-2з). Размер зерен циркона изменяется от 50 до 300 мкм, Кудл = 2.0.
Для U-Pb геохронологических исследований были использованы четыре навески циркона размером >100 мкм, как необработанного (№ 1, табл. 2), так и подвергнутого предварительной аэроабразивной обработке по методике (Krogh, 1982) (№ 2, табл. 2) и кислотной обработке по методике (Mat-tinson, 1994) (№ 3, 4; табл. 2). Как видно из табл. 2
и рис. 3, необработанный циркон характеризуется незначительной дискордантностью, а точки изотопного состава остатков циркона после кислотной обработки располагаются на конкордии. Возраст конкордантного циркона (concordia age) составляет 391 ± 1 млн. лет (СКВО = 0.13) и совпадает с возрастом (393 ± 7 млн. лет), определяемым верхним пересечением дискордии, построенной для необработанного циркона и циркона после кислотной обработки (нижнее пересечение 80 ± 600 млн. лет, СКВО = 0.22). Несколько более древним возрастом (207Pb/206Pb) характеризуется остаток циркона после аэроабразивной обработки (табл. 2), что, скорее всего, указывает на присутствие в нем древней унаследованной компоненты радиогенного свинца. Морфологические характеристики изученного циркона свидетельствуют о его магматическом происхождении. Следовательно, полученное конкордантное значение его возраста 391 ±1 млн. лет может быть принято в качестве оценки возраста кристаллизации гранодиоритов южной части массива Жабден.
По валовой пробе гранодиоритов массива Жабден (проба 2044) В.П. Ковачем по методике (Neymark et al., 1993) изучены изотопные характеристики Sm-Nd системы этих пород (табл. 3). Низкое положительное значение eNd (2.5) свидетельствует о значительной доли мантийного материала в формировании источника гранодиоритового
Таблица 2. Результаты и-РЬ изотопных исследований цирконов из роговообманкового гранодиорита массива Жабден (проба 2044)
№ п/п Размер фракции (мкм) Навеска, Содержание, мкг/г Изотопные отношения
и ее характеристика мг РЬ и 206РЬ/204РЬ 207РЬ/206РЬа 208РЬ/206РЬа
1 >100 0.45 11.8 165 610 0.0545 ± 1 0.2149 ± 1
2 >100, А 40% 0.75 5.28 72.8 861 0.0576 ± 2 0.5133 ± 1
3 >100, кисл. обр. 2 ч - и/РЬ = 15.2 5613 0.0545 ± 1 0.2008 ± 1
4 >100, кисл. обр. 2.5 ч - и/РЬ = 14.8 1045 0.0545 ± 1 0.1980 ± 1
№ п/п Размер фракции (мкм) Изотопные отношения ЯЬо Возраст, млн. лет
и ее характеристика 207РЬ/235и 20бРь/238и 207РЬ/235и 206РЬ/238и 207рь/206РЬ
1 >100 0.4600 ± 12 0.0612 ± 1 0.53 384 ± 1 383 ± 1 391 ± 5
2 >100, А 40% 0.5091 ± 15 0.0641 ± 1 0.49 418 ± 1 401 ± 1 514 ± 6
3 >100, кисл. обр. 2 ч 0.4699 ± 9 0.0625 ± 1 0.83 391 ± 1 391 ± 1 393 ± 2
4 >100, кисл. обр. 2.5 ч 0.4703 ± 9 0.0626 ± 1 0.85 391 ± 1 391 ± 1 391 ± 2
Примечание. Исследования проведены в ИГГД РАН. А 4
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.