СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2012, том 20, № 6, с. 28-40
УДК 550.93:552.54(517.3)
U-Pb ВОЗРАСТ И Sr-ИЗОТОПНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАДТИЛЛИТОВЫХ ИЗВЕСТНЯКОВ НЕОПРОТЕРОЗОЙСКОЙ ЦАГАНОЛОМСКОЙ СВИТЫ, БАССЕЙН Р. ДЗАБХАН, ЗАПАДНАЯ МОНГОЛИЯ
© 2012 г. Г. В. Овчинникова*, А. Б. Кузнецов*, И. М. Васильева*, И. М. Горохов*,
Е. Ф. Летникова**, Б. М. Гороховский*
*Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург **Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск e-mail: antonbor9@mail.ru Поступила в редакцию 06.02.2012 г., получена после доработки 15.04.2012 г.
Возраст надтиллитовых известняков неопротерозойской цаганоломской свиты, слагающей нижние горизонты осадочного чехла Дзабханского микроконтинента Центральной Азии, определен U-Pb и Pb-Pb методами. Средневзвешенное значение возраста равно 632 ± 14 млн. лет (СКВО = 0.11, вероятность соответствия 0.74). Полученный возраст предполагает, что 1) нижняя граница цаганоломской свиты совпадает с началом эдиакария и 2) дзабханские тиллиты коррелируются с ледниковыми отложениями эпохи Марино. Низкие значения отношений 238U/204Pb и 232Th/238U, наблюдаемые в источниках первичного Pb известняков цаганоломской свиты, свидетельствуют о том, что на ранних стадиях развития Дзабханского палеобассейна в него преимущественно поступал эродированный материал позднерифейских ювенильных пород. Отношение 87Sr/86Sr в обогащенных первичным карбонатным материалом фракциях цаганоломских известняков, удовлетворяющих геохимическим критериям сохранности Rb-Sr систем (Mn/Sr < 0.20 и Fe/Sr < 1), колеблется в пределах 0.70676—0.70691 и отражает это отношение в Мировом океане около 630 млн. лет назад.
Ключевые слова: отношение 87Sr/86Sr в океане, U-Pb и Pb-Pb возрасты карбонатных пород, тиллиты, неопротерозой, цаганоломская свита, Дзабханский микроконтинент.
ВВЕДЕНИЕ
Неопротерозойская цаганоломская свита, вскрытая в долине р. Дзабхан, Западная Монголия, содержит мощные (более 1000 км) толщи карбонатных пород (Беззубцев, 1963; Геология..., 1973) и подчиненные пачки тиллитов (Гибшер, Хоментовский, 1990; Lindsay et al., 1996), а также горизонты с линзами и пластами фосфоритов (Доржнамжаа, Очир, 1984; Доржнамжаа и др., 1987). Она залегает на неопротерозойской вулканогенной дзабханской свите и перекрывается раннекембрийской песчано-карбонатной баян-гольской свитой. В тектоническом плане отложения цаганоломской свиты начинают осадочный чехол Дзабханского микроконтинента, представляющего фрагмент континентального блока с гетерогенным ранне- и позднедокембрийским основанием (Козаков и др., 2012). В неопротерозое Дзабханский микроконтинент был отделен от Сибирской (Беличенко, Боос, 1988; Шенгер и др., 1994) или Северо-Китайской (Моссаковский и др., 1993) платформ, а в палеозое он вошел в состав Центрально-Азиатского складчатого пояса.
Значительная мощность вулканогенных и карбонатных пород, богатая фаунистическая харак-
теристика цаганоломской свиты, присутствие тиллитов и осадочных фосфоритов предопределили интерес к древним отложениям Дзабханского района, которые стали объектом многочисленных палеомагнитных, изотопно-геохимических и палеонтологических исследований. Результаты этих исследований широко используются для решения вопросов межрегиональной корреляции, геодинамических и палеоклиматических реконструкций (Диденко и др., 1994; Khomentovsky, Gibsher, 1996; Lindsay et al., 1996; Badarch et al., 2004; Macdonald et al., 2009; Хераскова и др., 2010; Левашова и др., 2011), а также для оценки глобальных изменений в геохимическом составе океана и биологической эволюции на границе венда и кембрия (Brasier et al., 1996; Shields, 1999).
Верхние горизонты цаганоломской свиты содержат остатки мелкораковинной фауны зон Anabarites trisulcatus и Purella antiqua немакит-далдынского яруса верхнего венда (Маркова, 1975; Воронин и др., 1982; Миссаржевский, 1989; Brasier et al., 1996). Вопрос о возрасте нижней части свиты традиционно решается на основании литологических корреляций тиллитов с глобальными гляциоэрами неопротерозоя (Khomen-
tovsky, Gibsher, 1996; Lindsay et al., 1996) и С-изо-топной характеристики надтиллитовых цагано-ломских карбонатов (Brasier et al., 1996). Однако наличие шести гляциоэр в неопротерозое в интервале от 760—740 до 542—533 млн. лет назад, присутствие в каждой гляциоэре двух или более ледниковых горизонтов (Чумаков, 2011) и противоречия в возрастной привязке отрицательных экскурсов 813С в неопротерозойском океане (Shields, 1999; Melezhik et al., 2001) вносят неопределенность в обоснование возраста базальных горизонтов цаганоломской свиты. Существующие литологические и С-изотопные корреляции помещают дзабханские тиллиты в различные возрастные интервалы: 670—660 млн. лет (Khomen-tovsky, Gibsher, 1996), 740—730 млн. лет (Brasier et al., 1996), 750-600 млн. лет (Shields, 1999) и 700-690 млн. лет (Macdonald et al., 2009). Неодинаковые трактовки стратиграфического объема цаганоломской свиты затрудняют построение геодинамических моделей развития Палеоазиатского океана и понимание последовательности биогеохимических событий в позднем докембрии.
Важную роль в установлении возрастных ограничений цаганоломской свиты играют карбонатные породы, которые потенциально могут быть датированы U-Pb и Pb-Pb методами. Современный уровень этих методов позволяет в пределах аналитической точности определять время формирования осадочных карбонатов как в докембрии (Jahn, Cuvellier, 1994; Babinski et al., 1995, 2007; Frei et al., 1997; Овчинникова и др., 1995, 1998, 2000, 2007; Folling et al., 2000; Кузнецов и др., 2005, 2008; Каурова и др., 2010 и др.), так и в палеозое (Smith et al., 1994; Rasbury et al., 2004; Овчинникова и др., 2011). Надежность такого датирования зависит от качества исследуемого карбонатного материала, которое контролируется геохимической оценкой сохранности его Rb-Sr и U-Pb изотопных систем и селективным растворением образцов для обогащения их первичными карбонатными фазами.
Предлагаемая работа посвящена изучению U-Pb (Pb-Pb) систематики известняков, залегающих на тиллитах цаганоломской свиты, и преследует следующие цели: 1) определить U-Pb и/или Pb-Pb возраст нижней границы карбонатного чехла Дзабханского микроконтинента, 2) продемонстрировать информативность изотопного состава Pb осадочных карбонатов для оценки соотношения корового и мантийного материалов, поступавших из областей сноса в Дзабханский палеобассейн.
Рис. 1. Схема геологического положения фрагментов докембрийской континентальной коры в структурах восточной части Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП), согласно (Тектоника..., 1974; Козаков и др., 2012).
I — древние платформы; 2—10 — структуры ЦАСП: 2 — ранние каледониды, 3 —верхнепалеозойские чехлы, 4 — поздние каледониды, 5 — герциниды, 6 — индоси-ниды, 7 — вулканоплутонические пояса позднего палеозоя—мезозоя; 8—10 — фрагменты континентальных массивов: 8а — с нерасчлененным ранне- и позд-недокембрийским основанием, 8б — с ранне-докембрийским основанием, 9 — с раннебайкальским основанием, 10 — с гренвильским основанием; 11 — Южно-Хангайский метаморфический пояс; 12 — главные тектонические границы.
Римские цифры: I — Дзабханский микроконтинент,
II — Тарбагатайский блок, III — Тувино-Монгольский микроконтинент, IV — Сонгинский блок, V — Южно-Гобийский микроконтинент, VI — Хангайский блок, перекрытый толщами палеозоя—мезозоя.
ГЕОЛОГИЧЕСКИИ ОБЗОР И ПОЛОЖЕНИЕ ИЗУЧЕННЫХ ОБРАЗЦОВ
В восточном сегменте раннекаледонской складчатой области Центральной Азии вскрыты фрагменты континентальных блоков (микроконтинентов) с ранне- и позднедокембрийским кристаллическим фундаментом, самые крупные из которых Дзабханский и Тувино-Монгольский (рис. 1). Эти микроконтиненты обрамлены офио-литовыми комплексами океанических бассейнов и вулканоплутоническими комплексами островных дуг позднерифейского и венд-раннепалео-зойского возраста (Моссаковский и др., 1993). Фундамент Дзабханского микроконтинента сложен архейскими, ранне- и позднепротерозойски-
95°40'
96°00'
96°20'
96°40' в.д. VVVV
46°50
46°50' с.ш.
95°40'
- 46°40'
96°00'
96°20'
96°40'
'. 1. '
ITTtl
+ + + +
10
11
ф
12
7
9
Рис. 2. Схема геологического строения хребта Хасагт-Хайрхан и примыкающего бассейна р. Дзабхан между сомонами Тайшир и Джаргалан (КИошеп1;оу8ку, О^Иег, 1996). Координаты места отбора образцов известняков: 46 50'04" с.ш., 95°48'15" в.д.
1 — вулканогенная дзабханская свита, 2 — тиллиты майхан-улской пачки, 3 — карбонатная цаганоломская свита, 4 — терригенно-карбонатная баянгольская свита, 5 — терригенная саланыгольская свита, 6 — ордовикские конгломераты, 7 — кайнозойские отложения, 8 — венд-кембрийский офиолитовый и островодужный комплекс Озерной зоны, 9 — щелочные граниты, 10 — палеозойские гранитоиды, 11 — место отбора надтиллитовых известняков цаганоломской свиты (настоящая работа); 12 — положение объектов, для которых получены и-РЬ возрасты цирконов: I — нижняя часть дзабханской свиты, 803 ± 8 млн. лет (Левашова и др., 2011), II — верхняя часть дзабханской свиты, 773 ± 4 млн. лет (Левашова и др., 2011), III — щелочные граниты, прорывающие дзабханскую свиту, 755 ± 3 млн. лет (Ярмолюк и др., 2008а).
ми метаморфическими породами (Козаков и др., 1997, 2012). На метаморфических породах несогласно залегает мощная (2000 м) вулканогенная дзабханская свита, в нижней части которой преобладают андезито-базальты и андезиты, а в верхней — вулканиты кислого состава, туфы и пестро-цветные алеврито-песчаники (рис. 2). И-РЬ возрасты цирконов из риолитов нижней и верхней частей дзабханской свиты равны соответственно 803 ± 8 и 773 ± 4 млн. лет (метод ЬА-МС-ГСР-М8, Левашова и др., 2011). Дзабханские вулканиты прорваны щелочными гранитами, которые содержат циркон с И-РЬ возрастом 755 ± 3 млн. лет (Ярмолюк и др., 2008а).
Терригенно-карбонатные отложения, слагающие мощный (2000—2500 м) платформенный чехол Дзабханского микроконтинента, несогласно залегают на дзабханских вулканитах. Этот чехол расчленяется на цаганоломскую, баянгольскую, саланыгольскую и хайрханскую свиты (рис. 3).
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.