2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

U-Pb и Lu-Hf изотопные системы и изотопная Hf-Nd систематика кимберлитов Хартеса (Приполярный Урал).

Лохов К.И.^*, Лукьянова Л.И.^**, Капитонов И.Н..^**, Лепехина Е.Н.^**, Антонов А.В.^**, Сергеев С.А.^**

* СПбГУ, геологический ф-т, Санкт-Петербург, Россия;

** ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург, Россия.

Kirill_Lokhov@vsegei.ru

В Ляпинском антиклинории Приполярного Урала известны специфические дайкообразные тела кимберлитоподобных пород и щелочных лампрофиров. Эти породы были описаны и изучены в (Махоткин, и. др., 1988). Петрологические данные указывают на глубинный источник магам, и что этот источник эволюционировал в течение некоторого времени за счет формирование рифта, что подразумевает существование мощной и относительно древней континентальной коры в данном районе. Изотопные исследования не дали однозначного ответа о времени формирования кимберлитоподобных пород: были получены K-Ar датировки в диапазоне 244-261 млн.лет, Rb-Sr изохрона 257±5 млн.лет и Sm-Nd изохрона 506±184 млн.лет.

Мы предприняли изучение изотопных U-Pb и Lu-Hf систем в цирконах и Sm-Nd в образце кимберлитоподобной породы. Изучение U-Pb изотопной системы осуществлено при помощи SIMS SHRIMP-II, Lu-Hf изотопной системы при помощи лазерной абляции LAICPMS ThermoFinnigan Neptune/DUV-193 в тех же участках индивидуальных кристаллов цирконов, Sm-Nd изотопная система при помощи обычных химических процедур и измерениями на TIMS ThermoFinnigan Tritone в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ.

U-Pb изотопные данные не позволяют утверждать, что все изученные цирконы из пробы являются когенетичными и формируют единый конкордантный кластер: формально возможно рассчитать конкордантный возраст 534±3 млн.лет, но с исключительно низкой величиной вероятности конкордантности (около 0.3). По содержанию урана эти цирконы не могут рассматриваться как типично кимберлитовые за счет его высокой концентрации (>30 ppm), и специфического морфологического типа: небольшие идиоморфные кристаллы с отчетливой грубой осциляторной зональностью в CL.

Hf-Nd изотопная систематика показывает, что все изученные цирконы не являются магматическими для данной породы, а являются захваченными (ри.1). Среди цирконов с измеренным U-Pb возрастом в диапазоне 520-550 млн.лет, был обнаружен единичный кристалл с возрастом 2680 млн.лет. Он характеризуется наибольшей концентрацией урана, имеет отчетливую тонкую осциляторную зональность с CL, отрицательную величину εHf(T), что позволяет предполагать его происхождение в архейских метаморфических породах. Таким образом, подтверждается присутствие древней континентальной коры в регионе.

Величина Lu/Hf отношения в цирконах также четко указывает на их не кимберлитовый генезис, поскольку в большинстве случаев она более чем 0.0005. Примечательно, что величина Lu/Hf отношения уменьшается от более древних цирконов к молодым, и для самого молодого (520 млн.лет) отвечает диапазону значений для кимберлитовых цирконов (рис.2). Это может указывать на то, что цирконы формировались при процессах магматической дифференциации в глубинном источнике при его эволюции в течение  30 млн.лет, причем источник эволюционировал в сторону типичных «кимберлитовых» мантийных источников.

Эволюция изотопного состава гафния в глубинном источнике (рис.3) может указывать, что он был весьма близок к типичным кимберлитовым, поскольку для него линия эволюции изотопного состава гафния проходит между соотвтетствующими линиями эволюции для однородного хондритового (CHUR) и деплетированного мантийного (DM) резервуаров, что характерно для кимберлитов первого типа (Nowell, e.a., 2004, Lokhov, e.a., 2010). С другой стороны, величина начального отношения изотопов гафния ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf  двух цирконов с U-Pb возрастом 528 и 546 млн.лет отвечают линии эволюции DM, что может указывать на смешение вещества деплетированной верхней мантии с веществом глубинного источника кимберлитового типа. Примечательно, что соответствующие фигуративные точки для этих цирконов на Hf-Nd систематике (рис.1) в пределах ошибки соотвтетствуют области корреляции TA.

Геохронологические данные по цирконам позволяют оценить наибольшее возможное время кристаллизации пород 520 млн.лет, поэтому Sm-Nd изохрона (Makhotkin, e.a., 1988) несмотря на большие ошибки, имеет реальный геологический смысл.

Работа была поддержана грантами СПбГУ 3.37.81.2011 и 3.37.86.2011

Литература:

Lokhov K.I., Saltykova Т.Е., Kapitonov I.N., e.a. Correct interpretation of U-Pb age by zircons basing on isotopic geochemistry of hafnium and neodymium (on example of some magmatic complexes of basement of East-European platform). Regionalnaya geologiya I metallogeniya 38, 2009b, p.62-72 (in Russ).

Lokhov K.I., Lukyanova L.I., Shokalsky S.P., e.a. U-Pb and Lu-Hf isotopic systems in zircons from some kimberlites of the Siberian platform and from Ebeliakh alluvial deposit: age and geochemic peculiarities of the source rocks. Abstr. Conf. on geochemistry of magmatic rocks, Moskow-Koktebel, 2010, http://alkaline2010.web.ru/

Nowell D.M, Pearson D.G., Bell D.R., e.a. Hf isotope systematics of Kimberlites and their Megacrysts: New constrains on their Source regions.// Journal of Petrology, 2004, aug 1, p. 1-30.

Makhotkin I.L., Zhuravlev D.Z., Lebedev I.A., e,a. Age and ganesis of mantle sources of kibmerlites and potassic lamprofires of SubPolar Urals// Abstr. VI Urals petrographic conference, Ecaterinburg, 1997, p. 27-29.