ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 431, № 3, с. 382-385
= ГЕОХИМИЯ
УДК 550.93(470.5)
ЦИРКОНОЛОГИЯ КАЛЬЦИТОВЫХ КАРБОНАТИТОВ ВИШНЕВОГОРСКОГО МАССИВА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)
© 2010 г. А. А. Краснобаев, А. И. Русин, П. М. Вализер, С. В. Бушарина
Представлено академиком В.А. Коротеевым 10.06.2009 г. Поступило 23.06.2009 г.
В настоящее время известны возрастные цирко-новые данные лишь для карбонатитов, связанных с миаскитами Ильменогорского массива [1]. Классическим и—РЬ-методом по пяти пробам цирконов массой 12—15 мг, представленных фракциями, различными по размерам (200—250 и 250—500 мкм), облику, окраске и прозрачности, определены возрастные рубежи образования карбонатитов (432 ± ± 12 млн. лет) и их метаморфизма (261 ± 6 млн. лет). Отмечена возрастная близость карбонатитов и миаскитов, их связь с мантийными источниками.
За последние годы получена обширная информация [2—7] о вещественном составе, включая изотопный, карбонатитов и миаскитов Ильмено-Вишневогорского комплекса. Рассмотрены различные, порой взаимоисключающие, модели их образования (связь с мантийным или коровым анатексисом, с дифференциацией щелочно-уль-траосновных расплавов или взаимодействием щелочно-карбонатного флюида со щелочным расплавом, с силикатно-карбонатной несмесимостью). Однако основной возрастной координатой и для карбонатитов, и для миаскитов Вишне-вогорского массива до сих пор остаются цирко-новые датировки, полученные еще в 1987 г. для Ильменогорского массива [1]. Давно назрела потребность в новой возрастной информации и для карбонатитов, и для миаскитов обоих массивов.
Нами впервые исследованы цирконы кальци-товых карбонатитов эндоконтактовой зоны (р-н горы Долгой) Вишневогорского массива. Карбо-натиты этого массива представлены среднезерни-стыми разностями, близкими по составу РЗЭ (Ьа — 132.068, Се - 295.914, Рг - 26.133, Ш - 102.574, 8ш - 16.985, Ей - 5.163, Оё - 10.683, ТЬ - 1.453, Эу - 8.300, Но - 1.418, Ег - 3.448, Тш - 0.444,
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург
Ильменский государственный заповедник им. В.И. Ленина
Уральского отделения Российской Академии наук, Миасс Челябинской обл.
Yb — 2.585, Lu — 0.356 г/т) ранним карбонатитам (севитам I) этого массива [2], и практически неотличимыми от кальцитовых карбонатитов Гулин-ского массива [8]. С последними они сопоставимы также по содержанию Sr, Zr, Co, Ni, Cr, но заметно отличаются по содержанию Ba, Hf, Nb. Определение состава и возраста цирконов выполнено на микрозонде SHRIMP II (ВСЕГЕИ) по многократно апробированной методике [9, 10].
На рис. 1 представлены основные разновидности цирконов. Сопоставление CL-, BSE- и оптических данных позволяет определить их индивидуальные особенности и оценить эволюционные изменения. Облик кристаллов меняется от идио-морфного (А) до субидиоморфного — округлого (Б, Д, 3, 6, 7) или призматического (1), иногда со следами растворения (Б, Д), которое "исправило" контуры (2, 5) зерен, испытавших хрупкие деформации. Специфика внутреннего строения позволяет надежно идентифицировать кристаллы с реликтами первичной зональности (В, Г, Д, 4, 6) и отделять их от других разновидностей. Прозрачность также имеет индикаторную значимость — сравнить 1, 2 с 6, 3 и с В, Г, 4.
Из рассмотренного следует принципиальный вывод: основная тенденция в эволюции цирконов кальцитовых карбонатитов (севитов I) Вишневогорского массива — это преобразование ранних генераций, появление у них новообразованных зон (оболочек) путем замещения или нового роста, что, в конечном счете, приводит к появлению полигенных ("промежуточных") кристаллов с широкими вариациями старого—нового материала в объемах единичных зерен. Это необходимо учитывать не только при аналитических исследованиях интегральных (многокристальных) проб, но и при интерпретации полученных для них цифровых данных. Возможности микрозонда SHRIMP II существенно повышают эффективность возрастных исследований сложных кристаллов, поскольку позволяют получить конкретную информацию для сосуществующих у них зон или фрагментов различного происхождения.
Аналитические данные (рис. 1 и 2, табл. 1) отражают геохимическую и возрастную эволюцию
Рис. 1. Микроморфологические особенности цирконов кальцитовых карбонатитов.
Х100—150. а — CL, б — BSE, в — проходящий свет. Цифры — номера кристаллов, точек анализа и возраст по Pb/ U (табл. 1).
384
КРАСНОБАЕВ и др.
206РЬ/238и
207РЬ/235и
Рис. 2. и-РЬ-возраст цирконов кальцитовых карбо-натитов (95%-й уровень).
Возрасты: Т1 (СКВО = 0.103, Р = 0.75), Т2 (СКВО = = 0.034, Р = 0.85), Т3 (СКВО = 0.014, Р = 0.90). Р — вероятность.
цирконов карбонатитов. Содержание и в единичных кристаллах колеблется от 6 до 398 ррт, что существенно шире интервала (34-95 ррт), установленного ранее для цирконов Ильменских карбонатитов по интегральным навескам [1]. Естественно, что геохимическая специализация цирконов при индивидуальном подходе к отдельным кристаллам становится более наглядной, адресной и информативной. Для кристаллов 6 и 3, сохранивших реликты ранних генераций со следами эмульсионного распада и растворения (3.1),
и хорошей сохранности кристалла 7 получена датировка Т1 = 419 ± 20 млн. лет. Различные минера-лого-геохимические особенности этих кристаллов указывают на их исходное генетическое разнообразие и последующее объединение в ранних порциях карбонатитового расплава. При этом кристаллы 6 и 3 (а также В, Г и 1, 2, 4) могли быть унаследованы от докарбонатитовой субстанции, представленной, возможно, щелочными (нефелин-сиенитовыми) расплавами.
Близость возрастных параметров полигенных кристаллов 2 (2.1) и 4 с испытавшим дробление и растворение кристаллом 5, подобным кристаллу 7, определила датировку Т2 = 336 ± 15 млн. лет. Она соответствует "промежуточному" этапу эволюции цирконов — этапу их частичной перекристаллизации, прямым подтверждением которого служит "трехфазное" строение кристалла 2.
Удивительное единообразие характеризует цирконы самой молодой (Т3 = 282.6 ± 7.4 млн. лет) группы: все они (1.2, 2.2 и 3.2) представлены "оболочками" вокруг предшествующих в различной степени замещенных генераций, имеют практически единую возрастную оценку (282.8 ± ± 8.3, 282.9 ± 5.5 и 282.2 ± 6.1 млн. лет по 206РЬ/238и), близкие отношения ТИ/и (0.30, 0.47 и 0.28) при существенных вариациях и (35—101 ррт) и ТИ (10—46 ррт). В совокупности это свидетельствует о высокой активности заключительной стадии эволюции цирконов карбонатитов, влияние которой испытали все предшествующие разновидности. Отношение ТИ/и при этом прогрессивно снижалось (средние величины для Т — Т2 — Т3 образуют ряд 8.7 — 0.7 — 0.35), что служит своеобразным индикатором замены ранней ториевой ("мантийной") специфики цирконов на позднюю урановую ("коровую"). При этом в отдельных кри-
Таблица 1. и—РЬ-возраст цирконов из кальцитовых карбонатитов (К-1631)
Точка анализа, кристалл 206РЬС, % Содержание, ррт 232ТИ 238и Возраст по 206РЬ/238и, млн. лет (1) В, % Изотопные отношения (1)
и ТИ 206РЬ* 207РЬ*/206РЬ* ±% 207РЬ*/235и ±% 20^РЬ*/238и ±%
1.1 0.15 398 274 20.9 0.71 381.6 ± 7.8 —2 0.0541 2.9 0.455 3.6 0.061 2.1
1.2 0.00 35 10 1.35 0.30 282.8 ± 8.3 14 0.0529 8.4 0.327 8.9 0.0448 3
2.1 0.00 12 20 0.54 1.75 334 ± 16 —20 0.0516 14 0.378 14 0.0532 4.8
2.2 0.00 101 46 3.90 0.47 282.9 ± 5.5 8 0.0525 4.9 0.325 5.3 0.04486 2
3.1 0.00 15 43 0.856 2.97 414 ± 16 25 0.0577 9.8 0.528 11 0.0664 3.9
3.2 0.00 79 21 3.03 0.28 282.2 ± 6.1 —8 0.0514 5.8 0.317 6.2 0.04474 2.2
4 0.00 27 10 1.22 0.37 334 ± 11 —2 0.053 9.1 0.388 9.6 0.0532 3.3
5 2.91 23 15 1.09 0.70 341 ± 14 —24 0.051 30 0.39 30 0.0544 4.3
6 0.00 6 143 0.393 22.71 439 ± 28 —18 0.0537 15 0.522 17 0.0705 6.6
7 3.27 24 6 1.41 0.28 417 ± 15 27 0.058 29 0.53 30 0.0668 3.8
Примечание. РЬС и РЬ* — общий и радиогенный свинец; (1) — коррекция по 204РЬ; В — дискордантность.
сталлах проявляется своеобразный волнообразный характер изменения и и ТИ: синхронное снижение (1.1 ^ 1.2), разнонаправленное (3.1 ^ 3.2) и одновременное возрастание (2.1 ^ 2.2). Без участия обогащенных радиоэлементами метасоматических растворов подобные вариации представляются маловероятными. Специфические особенности кристалла 1 (призматический облик, максимальные концентрации и и ТИ в реликте ранней генерации) сближают его с подобными кристаллами миаскитов [11], отнесенными к производным до-миаскитовых (Т = 489 ± 18 млн. лет) ийолит-яку-пирангитовых расплавов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Датировка 419 ± 20 млн. лет (¿3) соответствует начальным стадиям эволюции карбонатитов Вишневогорского массива, сопровождаемым преобразованиями ранних генераций цирконов, максимальный возраст которых (439 ± 28 млн. лет, кристалл 6, табл. 1) определяет минимальный возраст их субстрата. Предполагается их связь с процессами континентального рифтогенеза [7]. Для миаскитов Ильменогорского массива подобные цирконы имеют датировку 417.5 ± 7.5 млн. лет [11]. Интенсивные преобразования (дробление, коррозия) всех предшествующих генераций цирконов карбонатитов приурочены к рубежу 336 ± 15 млн. лет (Сх), что отражает влияние коллизионных процессов, широко проявившихся на Урале. С постколлизионными сдвигами связано появление в карбонатитах новых, обогащенных ураном, цирконовых генераций с возрастом 286.6 ± 7.4 млн. лет (Рх). В упомянутых миаскитах [11] этому возрастному уровню соответствует цирконовая датировка — 279 ± 10 млн. лет.
Впервые установлены весьма специфические минералогические, геохимические и возрастные особенности цирконов ранних кальцитовых кар-бонатитов Вишневогорского массива, сопостави-
мые с полученными ранее для цирконов миаски-тов Ильменогорского массива. В совокупности это свидетельствует о генетическом единстве кар-бонатитов и миаскитов, о близких возрастных рамках их образования и о принадлежности Иль-мено-Вишневогорского миаскит-карбонатито-вого комплекса к производным глубинного ще-лочно-ультраосновного магматизма.
Работа выполнена при финансовой поддержке программы ОНЗ РАН № 4.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чернышев И.В., Кононова В.А., Крамм У., Трауберг Б. // Геохимия
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.