ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 463, № 2, с. 206-212
= ГЕОХИМИЯ
УДК 550.93:234.853
и-РЬ (8ИК1МР)-ВОЗРАСГ ЦИРКОНОВ ГРАНИТОВ И СУБСТРАТА МАЗАРИНСКОГО МАССИВА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)
© 2015 г. А. А. Краснобаев, член-корреспондент РАН В. Н. Пучков, Н. Д. Сергеева, С. В. Бушарина
Поступило 15.12.2014 г.
Датирование цирконов (И-РЬ-методом на $НЫМР-П, ВСЕГЕИ) Мазаринского гранитного массива (Южный Урал) позволило прийти к выводу о том, что цирконы представляют собой сочетание двух главных генераций, одна из которых принадлежит субстрату, а вторая — собственно интрузии. Возраст субстрата гранитов, представленного ядрами цирконов, оценивается интервалом 1527— 1548 млн лет, а завершающий этап его эволюции — конкордантной датировкой 1388 ± 16 млн лет; последняя очень близка к мезопротерозойскому машакскому этапу магматизма. Информация о времени образования гранитов Мазаринской интрузии содержится преимущественно во внешних частях кристаллов, причем в истории ее становления выделено два этапа. Ранний этап 746.6 ± 24.3, а заключительный — 709.1 ± 5.2 млн лет (обе датировки отвечают неопротерозою).
Б01: 10.7868/80869565215200190
Мазаринский гранитный массив, как и расположенный севернее Барангуловский, входит в состав Барангуловского габбро-гранитного комплекса Южного Урала. Габбро и граниты комплекса распространены в зоне Главного уральского водораздела в верховьях р. Белая, в 15 км восточнее пос. Тирлян (рис. 1). Подробные сведения о магматических породах в [1—4]. Геолого-съемочными работами масштаба 1:50 000 под руководством В.И. Козлова в районе пос. Тирлян в 1964— 1969 гг. установлено, что Барангуловская и Маза-ринская гранитоидные интрузии образуют довольно крупные (7000 х 500 и 3000 х 500 м) тела, а также штоки, дайки, жилы, чаще всего представляющие собой купола или апофизы более крупных массивов. Выходы гранитоидов вытянуты в северо-восточном направлении, согласно простиранию магмоконтролирующего разлома (рис. 1). Они прорывают и метаморфизуют породы кур-ташской, мазаринской, арвякской свит верхнего рифея северной части хр. Уралтау и интрузии габ-броидов самого Барангуловского комплекса. При формировании гранитоидных интрузий широкое развитие получили процессы контаминации и ас-
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург
Институт геологии Уфимского научного центра Российской Академии наук, Уфа Башкирский государственный университет, Уфа E-mail: puchkv@ufaras.ru
симиляции вмещающих интрузивных и осадочных пород с образованием кварцевых биотит-роговооб-манковых диоритов и близких к ним гибридных пород. В самих гранитоидах проявлены процессы высокотемпературного постмагматического метасоматоза: микроклинизация, альбитизация, грей-зенизация, а в зонах интенсивного рассланце-вания, милонитизации, катаклаза и разрывных нарушений — более низкотемпературные изменения (хлоритизация, карбонатизация, гематитиза-ция, пиритизация), связанные с наложенным локально проявленным регрессивным метаморфизмом фации зеленых сланцев.
Сложены гранитоиды южной, Мазаринской интрузии преимущественно порфировидными биотитовыми гранитами, неравномерно катакла-зированными (калишпат 23—35, плагиоклаз 30— 40, кварц 20—30, биотит 3—7%,), в меньшей степени — гранито-гнейсами, гранофирами (табл. 1). Мазаринские граниты лейкократовые и наиболее близки по химизму к аляскитам [1].
Нами проведено датирование цирконов И—РЪ (8НЯ1МР)-методом, сопровождавшееся анализом распределения в них редких и рассеянных элементов.
Анализировали цирконы порфировидных биотитовых гранитов Мазаринской интрузии из двух крупнообъемных (по 150 кг) проб: К2070 (с.ш. 54°03.350' и в.д. 58°37.476'), К2073 (с.ш. 54°03.452' и в.д. 58°37.207'), рис. 1.
Минералогия цирконов. При очевидной поли-генности цирконы гранитов Мазаринского масси-
с
Ю
54°10' с.ш.
И—РЬ (8ЫШМР)-ВОЗРАСТ ЦИРКОНОВ ГРАНИТОВ И СУБСТРАТА 58°40' в.д.
1 + + + 8
2 гГг 9
3 и и и 10
11
5 12
6 13
// 7 I- 14
(А)
2 км
I_I
Рис. 1. Схематическая геологическая карта района Барангуловского габбро-гранитного комплекса (А) и Мазаринско-го гранитного массива (Б) (Южный Урал). 1 — палеозой (PZ); 2 — терминальный рифей (Ир4, аршиний); 3—7 — верхний рифей (ИРз, каратавий), свиты: 3 — арвякская, 4 — мазаринская, 5 — курташская, 6 — укская, 7 — миньярская, зиль-мердакская; 8 — граниты; 9 — габбро; 10 — базальты игонинской свиты аршиния; 11 — дайки долеритов; 12 — стратиграфические границы: а — согласные, б — несогласные; 13 — разломы; 14 — точки взятия проб цирконов.
ва (ММ) обладают и другими весьма характерными признаками (рис. 2), которые свидетельствуют об их свободном росте, особенно на заключительном этапе кристаллизации. Важнейшая особен-
ность таких "свободных" кристаллов — четко выраженный идиоморфизм, формирующий их облик, иногда далекий от ожидаемого, типичного для цирконов. Различные варианты гетерогенно-
208 КРАСНОБАЕВ и др.
Таблица 1. Химический состав гранитоидов ММ
№ пробы SiO2 TiO2 A12O3 Fe2O3 FeO MnO CaO MgO Na2O K2O P2O5 ппп Сумма
K2070 68.93 0.19 15.79 2.54 1.69 0.05 0.85 1.60 3.03 4.80 0.15 1.08 100.20
K2071 69.00 0.15 15.70 2.41 1.65 0.04 1.02 2.00 2.50 4.00 0.15 1.28 100.26
K2072 69.12 0.12 15.60 2.23 1.44 0.04 0.85 1.40 3.71 4.75 0.11 0.40 99.77
K2073 69.12 0.21 15.20 2.90 1.29 0.05 0.85 2.00 2.70 4.25 0.11 1.50 100.18
го строения зерен, четко проявляющиеся при их катодолюминесценции (CL), иногда не подтверждаются анализами во вторичных электронах (BSE), что свидетельствует о подобии кристаллического строения их различных частей.
Второй индикаторный признак цирконов ММ связан с широко проявленной у них зональностью, с чередованием "светлых" и "темных" полос (зон), которые возникают при изменениях состава среды кристаллизации. Количество сменяющих друг друга зон в объеме отдельных зерен может варьироваться в широких пределах (до более 5), что определяется условиями и длительностью процессов цирконообразования. В ряду последовательно образующихся зон, каждой из которых могут соответствовать и обособленные зерна, иногда возникают ситуации, при которых предшествующие зоны оказываются неустойчивыми в окружающей среде с изменившимися условиями, и тогда они подвергаются растворению, приобретая облик чужеродных ("кластогенных") зерен среди новообразованных идиоморфных. Естественно, что их терригенная природа исключается.
Специфика зональности цирконов ММ уникальна и заслуживает особого внимания. В основе этой зональности лежат два варианта специфического строения кристаллов, которые условно можно обозначить как РМ ("русская матрешка") и КС ("киндер сюрприз"). При варианте РМ (проба К2073, кристаллы 3, 4) кристаллы образуют последовательные зоны роста (широкие, средние, тонкие — осцилляторные), которые при благоприятных условиях (широте зон) позволяют оценить длительность кристаллизации цирконов и соответственно становления массива. Зональности КС (проба К2070, кристаллы 1, 3, 5, 6 и проба К2073, кристалл 2) проявляются лишь при объединении различно структурированных частей в едином зерне, причем каждая из них может характеризоваться собственным вариантом строения РМ. Внешние зоны (РМ II) при этом будут отражать становление массива, а внутренние (РМ I) могут оказаться информативными для пород, выполнявших роль субстрата, определившего в конечном счете появление и гранитов, и самого ММ. В таких случаях появляется возможность получить возрастную информацию уже о периоде, предшествовавшем образованию гранитов, т.е. о временных параметрах образования и эво-
люции их субстрата, возможно, представленного полихронной субстанцией.
Выбор кристаллов и точек для 8НШМР-дати-рования по известной методике [5] проводили с учетом строения кристаллов. Результаты изотопного анализа в табл. 2, а их соотношение с минералогическими особенностями зерен — на рис. 2.
Проба К2070. Ранняя генерация кристалла 1 (рис. 2, 1.1, тип РМ I) в результате растворения приобрела округлый облик. Кристаллы 3—6 по строению соответствуют КС-типу, демонстрируя одновременно различную сохранность частей РМ I, вариации И, ТЬ, изменчивость возрастных параметров. Аномальное по сравнению с другими строение кристалла 2 свидетельствует о его неоднократных преобразованиях, связанных с тектоникой и растворением.
ПробаК2073. Цирконы этой пробы (рис. 2) подобны рассмотренным. Необходимо лишь отметить, что кристалл 3 — идеальный вариант РМ-ти-па, а кристалл 2 — также идеальный вариант КС-типа, но уже с четко выраженной зональностью РМ I. Незначительные вариации В8Е-данных кристалла 4 свидетельствуют о существовании в нем зон пониженной кристалличности, испытавших влияние повышенных содержаний И, ТЬ. Като-долюминесцентные и оптические характеристики кристаллов иногда не "стыкуются" (сравнить кристалл 5 пробы К2070 с кристаллом 4 пробы К2073), причиной чего могут быть различия составов и возрастов сосуществующих в них зон.
Корреляция Т-и. В координатах возраст — содержание И (рис. 3) все разновидности цирконов разделились на группы I, II, III. Границы I, включающие разновидности РМ I, определяются датировками 1337—1546 млн лет, вариациями И 70— 245 ррт (Иср 182 ррт); границы II (тип РМ II) — интервалом 652—749 млн лет, с разбросом содержаний И 428-2242 ррт (Иср 1260 ррт). К III группе отнесены параметры "аномального" кристалла 2 (проба К2070; 409.2 ± 6.6-274.8 ± 4.4 млн лет, И 195-147 ррт, дискордантность -18...66), что отражает нарушенность его изотопных отношений и отличие от остальных кристаллов. Такая "сортировка" цирконов указывает на преемственность между РМ I- и РМ П-типами и на вещественную общность их происхождения. Высокая сохранность первичных особенностей строения у кристаллов РМ !-типа (1, 5, 6 - проба К2070
U-Pb (SHRIMP)-B03PACT ЦИРКОНОВ ГРАНИТОВ И СУБСТРАТА
209
K2070
Рис. 2. Минералого-геохимические и возрастные особенности цирконов гранитов ММ. а — CL, б — BSE, в — проходя-
ЛА/" ЛЛО
щий свет. Цифры — номера кристаллов, кратеров, U и Th (г/т), Т — возраст, млн лет, по Pb/ U — табл. 2.
Таблица 2. и—РЬ-возраст цирконов из гранитов ММ
Анализ, к
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.