Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Результаты Sm-Nd и Rb-Sr геохронологических исследований пород Ловозёрского щелочного массива

Грознова М.В., Когарко Л.Н., Костицын Ю.А.

ГЕОХИ РАН mgroznova@mail.ru

В работе представлены новые возрастные данные для пород Ловозёрского массива. Исследованы порфировидные луявриты, рудные горизонты пород – эвдиалититовые и лопаритовые руды, уртиты, породы нижней части разреза дифференцированного комплекса, девонские эффузивные породы, пойкилитовые содалитовые и гидросодалитовые сиениты, которые с точки зрения изотопной геохронологии ранее не были изучены. Поскольку порфировидные луявриты являются наиболее поздними продуктами дифференциации щелочной магмы и представляют остаточные жидкости, то их датирование имеет значение для определения длительности магматизма в Ловозере.

Рис. 1. (а) – Sm-Nd изохрона по 22 валовым пробам пород Ловозёрского массива. (б) – Rb-Sr изохрона по 11 валовым пробам пород Ловозёрского массива. На графиках 1) - пойкилитовые гидросодалитовые сиениты, 2) - лопаритовые руды (нижняя зона дифференцированного комплекса), 3) - эвдиалитовые рудные горизонты, 4) - порфировидные мурманитовые луявриты, полевошпатовые луявриты, ловозеритовые луявриты, мурманит - ловозеритовые луявриты, лампрофиллитовые луявриты, науякозитовые луявриты 5) - девонские эффузивные щелочные лампрофиры, 6) - амфиболовые луявриты, 7) - уртиты.

Ловозёрский щелочной массив находится на Кольском полуострове. Площадь массива 650км ². Массив уникален своей минералогией, яркой первичной расслоенностью, разнообразен включёнными в его состав породами от миаскитового ряда до пород ультраагпаитового состава. С этими породами связаны суперкрупные месторождения редких металлов (Nb, Та, Zr, U, Th и REE) и фосфора. Массив формировался в три интрузивные фазы. Магма внедрялась этапами в архей– протерозойские вмещающие гранат- биотитовые гнейсы Кольской свиты. Первая интрузивная фаза представлена миаскитовыми породами – нозеановыми содалитовыми сиенитами. Вторая интрузивная фаза представлена породами дифференцированного комплекса, слагающего основное тело массива. Мощность второй фазы свыше 1500 метров. Породы в основном состоят из чередующихся между собой нефелиновых сиенитов: уртитов, фойяитов, луявритов. Третья интрузивная фаза представлена комплексом пород эвдиалитовых луявритов. Это пластообразная интрузия мощностью до 450-600 метров, прорывающая и перекрывающая породы дифференцированного комплекса. В состав комплекса входит слаборасслоенная толща эвдиалитовых луявритов, пластовые тела полевошпатовых луявритов, секущие и пластовые тела порфировидных луявритов. Кроме того с породами эвдиалитового комплекса связаны тела эвдиалититов и пойкилитовых содалитовых сиенитов. Также в массиве крайне редко встречаются дайковые тела щелочных эффузивов - лампрофиров и тавитов.

Мы исследовали Sm-Nd и Rb-Sr изотопные системы 22 образцов пород (рис. 1). Пробы проанализированы в ГЕОХИ им. Вернадского на масс-спектрометре Triton. Для контроля качества точности и воспроизводимости измерений использовались международные стандарты SRM-987, для которых получены ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr= 0.710255±12 (N=17) и JNdi-1, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd=0.512116±26 (N=15).

В результате исследования пород были получены Sm-Nd и Rb-Sr изохроны (рис. 1). Sm-Nd возраст для 22 образцов пород (рис. 1а) из нижней части разреза дифференцированного комплекса Ловозёрского массива составил 371±21 млн. лет, при начальном изотопном отношении (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)₀ =0.512353±18, εNd^{(T=370 млн. лет)}=3.7, СКВО=0.35. Возраст пород по Rb-Sr системе для 11 образцов пород (рис. 1б) составляет 377.1±5.9 млн. лет. Начальное изотопное отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr₀=0.70363±5. Как видно из графиков, оба значения возраста, и в Sm-Nd, и в Rb-Sr системе хорошо согласуются между собой (рис. 1), хотя Rb-Sr система несколько нарушена (СКВО=6.3).

Rb-Sr датировки многих щелочных комплексов Кольского полуострова привели Крамма и др. [1] к выводу, что главная магматическая фаза Кольской щелочно-карбонатитовой провинции была сформирована в течение относительно короткого промежутка времени в 360 - 380 млн. лет назад (рис. 2).

Рис. 2. Возраста массивов Кольской щелочной провинции (1-5 – Хибины*; 6-7-8 – Ловозеро*, 9-10 – Ловозеро**; 11 – Африканда*; 12 – Турий мыс*; 13-16 – Озёрная Варака*; 17-21 – Сокли*; 22-24 – Ливаяра*).

*- данные Крамма и др.[1, 2], **-наши данные.

Кольская щелочная провинция состоит из 25 геологических объектов, включая Ловозерский массив. Она расположена в северной части Балтийского щита на Кольском полуострове (Россия) и северо-восточной части Финляндии. Крамм и др. построил Rb-Sr изохрону по 23 нефелиновым сиенитам (гидронозеановый сиенит – 1 интрузивная фаза; уртит, луяврит, фойяит – 2 интрузивная фаза; эвдиалитовый луяврит – 3 фаза; тингуаит, апатит-сфеновый луяврит – 4-ая интрузивная фаза) верхней части разреза дифференцированного комплекса Ловозёрского массива с возрастом 370.4 ± 6.7 млн. лет, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr₀ =0.70362±6, СКВО=1.97 [2]. Годом ранее Крамм с соавторами в своей работе представили результаты исследования двух образцов из 1 и 2 интрузивных фаз Ловозера. Для гидронозеанового сиенита по минералам (КПШ, нефелин, гидронозеан, амфибол, сфен, валовая проба) Крамм приводит возраст T= 371.6± 20.3, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr₀=0.7034±1 , СКВО=0.9, а для апатитового уртита (КПШ 1, КПШ 2, эгирин, лопарит, эвдиалит, валовая проба) T= 361.7± 1.1, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr₀= 0.7036± 1, СКВО=0.5 [1]. Однако этот результат получается при отбраковке двух образцов канкринита и нефелина. Включение их в расчёт делает величину СКВО более >100. Это свидетельствует о нарушении Rb-Sr системы этого образца и возможности омоложения этого возраста.

Rb-Sr система образцов исследованных нами также частично нарушена. Поэтому приходиться ориентироваться на результаты Sm-Nd исследований.

Образование исследованных пород Ловозера происходило 371±21 млн. лет назад (рис.1), что совпадает с  главной магматической фазой формирования Кольской щелочной провинции 360-380 млн. лет назад[1]. Возраст изученной нижней зоны дифференцированного комплекса (рис. 1) и возраст изученной ранее Краммом и др. верхней части того же комплекса Ловозёрского массива [2] одинаков, следовательно, весь дифференцированный комплекс, включающий и верхнюю, и нижнюю зоны, формировался одновременно. Интересно, что и образование пойкилитовых содалитовых сиенитов и девонских эффузивов происходило тоже в главную магматическую фазу образования Ловозёрского массива (рис.1). Впервые в данной работе датированы рудные эвдиалититовые и лопаритовые горизонты Ловозёрского массива. Процесс рудообразования не отличается по возрасту от магматической фазы Ловозёрского щелочного массива.

Литература:

1) Kramm U., Kogarko L.N., Kononova V.A. The Kola Alkaline Province of the CIS and Finland: Precise Rb-Sr ages define 380-360 Ma age range for all magmatism // Lithos. 1993. V.30. P. 33-44.

2) Kramm U., Kogarko L. N. Nd and Sr isotope signatures of the Khibina and Lovozero Agpaitic centres, Kola Alkaline Province, Russia // Lithos. 1994. V. 32. P. 225–242.