Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb, Lu-Hf изотопные системы и геохимическая специфика

Ильмено-Вишневогорского щелочного карбонатитового комплекса (Урал, Россия)

Недосекова И.Л.

Институт Геологии и Геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН, Екатеринбург, Россия

vladi49@yandex.ru

Ильмено-Вишневогорский комплекс (ИВК) – один из крупнейших щелочных комплексов миаскитов, фенитов и карбонатитов с REE-Zr-Nb минерализацией, расположенный в Уральском складчатом поясе. Изотопное датирование пород и минералов ИВК с использованием различных изотопных систем различными изотопными методами (Rb-Sr and Sm-Nd изохроны по валовым составам пород и по минералам – TIMS; локальное U-Pb-датирование; Lu-Hf изотопная систематика цирконов – SHRIMP и лазерная абляция (La-ICP MS); TIMS-U-Pb датирование цирконов и пирохлоров) показало несколько возрастных кластеров (млн лет) – 446-420 (O₃-S); 388-383 (D_2-3); 335 (C₁) и 282-231 (P-T). Возрастные кластеры, установленные в породах ИВК, находятся в соответствии с основными этапами тектонического развития Уральской складчатой области [Пучков, 2010] и фиксируются изотопным датированием в других структурно-вещественных комплексах Южного Урала [Echtler et al., 1997].

Изотопные параметры ИВК (миаскит-карбонатитовый комплекс, εSr = -6...-10, εNd = +3…+6, εHf = +4…+6; Булдымский ультраосновной массив с карбонатитами, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.70421–0.70470, ε_Sr (+6…+8), ε_Nd (+1…-3) и ε_Hf (0…-2)), показывают от умеренно деплетированных до умеренно обогащенных (типа EM1) изотопных составов и требуют деплетированного мантийного источника [Kramm et al, 1983; Недосекова и др., 2009; Недосекова и др., 2010]. Необходимо отметить, что аналогичные изотопные составы и линии развития изотопных систем имеют рифтогенные карбонатитовые комплексы ультраосновной щелочной формации (УЩК) (Карело-Кольская, Маймеча-Котуйская и др. провинции), которые локализованы в докембрийских кратонах и в краевых частях платформ. Деплетированный характер источника магм предполагает, что происхождение УЩК и карбонатитов связано с глубинной мантией, возможно мантийными плюмами и/или смешением плюмового компонента с обогащенным компонентом типа EM1 [Bell, 2001; Kramm 1993; Kramm, Kogarko, 1994; Kogarko et al., 2010 и др.]. Вполне обоснованно предположить, что ИВК имеет аналогичный комплексам УЩК источник магмообразования. При этом полученные изотопные данные не исключают возможности генерации щелочных магм ИВК при процессах плавления пород нижней коры или океанической коры, а также участие в качестве субстрата плавления пород УЩК-комплексов, которые имеют идентичные изотопно-геохимические характеристики.

В результате изотопно-геохимических исследований установлено, что породы ИВК (как миаскиты, так и карбонатиты) обладают дивергентными изотопно-геохимическими характеристиками, сближающими их с  одной стороны  с рифтогенными карбонатитовыми комплексами УЩК, с другой стороны – с коллизионными щелочными карбонатитовыми комплексами, формирующимися в зонах коллизии на заключительных стадиях развития орогенов при постколлизионном растяжении. Так, миаскиты и карбонатиты ИВК имеют значительные содержания высокозарядных (HFSE) элементов – Nb, Zr и др., что сближает их с рифтогенными УЩК комплексами и отличает от карбонатитовых комплексов коллизионных зон, которые обычно обеднены HFSE элементами. При этом, как миаскиты, так и карбонатиты ИВК обогащены крупноионными литофильными элементами (LILE) – прежде всего Sr, в меньшей степени Ba, К, Rb, LREE, что является характерной особенностью щелочных и карбонатитовых пород постколлизионных тектонических режимов.  При этом необходимо отметить, что коллизионные карбонатитовые комплексы в отличие от ИВК имеют более обогащенные («коровые») изотопные составы [Hou, 2006].

Дивергентность изотопно-геохимических характеристик ИВК, вероятно, обусловлена продолжительной историей его формирования, связанной с основными тектоническими этапами становления Уральской складчатой области. Полученная совокупность геохронологических данных свидетельствует о том, что ИВК внедрился в породы кристаллического фундамента (PR₁) в нижнем палеозое и подвергся значительным преобразованиям в процессе становления Уральской складчатой области. Геохронологические данные фиксируют внедрение щелочных пород и карбонатитов (О-S₁) и продолжительный метаморфогенный этап становления ИВК, с которым связаны процессы анатексиса, пегматитообразования, метасоматоза и рудообразования, широко проявившиеся в породах ИВК на коллизионных (D_2-3, C₁) и постколлизионном (P-T) этапах развития Урала.

Работа выполнена при финансовой поддержке совместных проектов УрО, СО и ДВО РАН № 12-С-5-103 и программы Президиума РАН № 12-П-5-2015.

Литература.

Недосекова И.Л., Владыкин Н.В., Прибавкин С.В. и др. Ильмено-Вишневогорский миаскит-карбонатитовый комплекс: происхождение, рудоносность, источники вещества (Урал, Россия) // Геол. Рудн. Мест., 2009. Т. 51. №2. С. 157–181.

Недосекова И.Л., Белоусова Е.А., Шарыгин В.В. Источники вещества Ильмено-Вишневогорского щелочного комплекса по данным Lu–Hf-изотопии в цирконах // ДАН. 2010. Т. 435. № 2. С. 234-239.

Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья. Уфа: Дизайн Полиграф Сервис. 2010. 280 с.

Bell K. Сarbonatites: relationships to mantle plume activity. In: Ernst R, Buchan KL (eds) Mantle plumes: their identification through time. Geol Soc Am Spec Paper. 2001. P. 267-290.

Echtler H.P., Ivanov K.S., Ronkin Y.L. et al. The Tectono-metamorphic evolution of gneiss complexes in the Middle Urals, Russia // Tectonophysics. 1997. V. 276. P. 229–251.

Hou Z., Tian S., Yuan Z et al. The Himalayan collision zone carbonatites in western Sichuan, SW China: Petrogenesis, mantle source and tectonic implication // Earth and Planetary Science Letters. 2006. 244. P. 234-250.

Kramm U. Mantle components of carbonatite from the Kola Alkaline Province, Russia and Finland: a Nd–Sr stady // Eur. J. Mineral. 1993. № 5. P. 985-989.

Kramm U., Blaxland A.B., Kononova V.A., Grauert B. Origin of the Ilmenogorsk-Vishnevogorsk nepheline syenites, Urals, USSR, and their time of emplasement during the history of the Ural fold belt: a Rb-Sr study // J.Geol., 1983. V. 91. P. 427–435.

Kramm U., Kogarko L.N. Nd and Sr isotope signatures of the Khibina and Lovozero agpaitic centers, Kola alkaline province, Russia. Lithos, 1994. V. 32. Р. 225-242.

Kogarko L.N., Lahaye Y., Brey G.P. Plume-related mantle source of super-large rare metal deposits from the Lovozero and Khibina massifs on the Kola Peninsula, Eastern part of Baltic shield: Sr, Nd and Hf isotope systematics. Miner Petrol. 2010. V. 98. P. 197-208.