2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

ПОЛИСТАДИЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ САРИОЛИЙСКИХ АНДЕЗИБАЗАЛЬТОВ ВЕРМАССКОЙ СВИТЫ СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ (БАЛТИЙСКИЙ ЩИТ)

 Львов П.А.*, Мыскова Т.А.**, Лохов К.И.*

^*СПбГУ, геологический ф-т, С.-Петербург, Россия, **ИГГД РАН, С.-Петербург, Россия

Kirill_Lokhov@vsegei.ru

Орогенные образования сариолия являются постоянным элементом сводного разреза Лехтинской структуры Северной Карелии. Прецизионных датировок пород сариолийского стратиграфического уровня в Карельском регионе до настоящего времени не проводилось. Это связано с объективными причинами: отсутствием в большинстве разрезов неизмененных пород (сохранивших собственные магматические цирконы), трудностью выделения необходимого количества циркона из андезитов, неоднозначностью интерпретации получаемых U-Pb данных. Мы постарались восполнить этот пробел, продатировав вулканиты вермасской свиты (слагающие верхнюю часть разреза сариолия) в пределах Лехтинской структуры. С целью опробования подбирался наиболее представительный и полный разрез свиты в местах наименьшей переработки, где положение исследуемых пород в общей стратиграфической шкале региона не вызывает сомнений (Иванов и др., 2010).

Вермасская свита представлена многочисленными покровами андезитов и андезибазальтов с горизонтами кластолав, лавобрекчий и пенистых лав. По химическому составу они отвечают андезитам, трахиандезитам, в меньшей степени андезибазальтам и трахиандезибазальтам. Кроме переработки в условиях зеленосланцевой фации, все породы в разной степени подверглись наложенному порфиробластезу, представленному биотитом, амфиболом и сидеритом, который привел к изменению их первичного химического состава. В измененных разностях повышены содержания TiO₂, Fe₂O_3общ., K₂O, Y, Zr, Rb, Cs, Nb, Hf, суммы РЗЭ и понижены концентрации Na₂O.

Изотопный возраст (U-Pb, SHRIMP-II) вулканогенных пород вермасской свиты определялся в 2 пробах циркона из андезитов (4244/1 и 4226). Было получено три возрастных кластера циркона, природа которых нуждалась в интерпретации. Поэтому кроме традиционного сопоставления U-Pb возраста по циркону и модельного T_NdDM по неодиму, для установления генезиса цирконов в породах была использована Hf-Nd систематика, успешно примененная на ряде геологических объектов (Лохов и др., 2009). Данная методика исследования позволяет идентифицировать магматические, метаморфические и ксеногенные цирконы. Однако она предполагает, что Sm-Nd изотопная система пород не изменена при наложенных процессах. В данном случае это не так, поскольку получены нереально высокие оценки модельного возраста (более 3 млрд.лет) и по четырем валовым пробам метаандезитов удается построить Sm-Nd изохрону с параметрами: Т=1995±820 млн. лет, (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)i=0.50962, СКВО=0,33. Для коррекции нарушения изотопной системы при свекофенском событии, для расчета параметров εNd(Т) по образцам пород принято среднее отношение изотопов неодима для перечисленных образцов (0,51125).

Проба 4224/1 – миндалекаменный метаандезит (T_NdDM=3101 млн. лет) содержит две генерации циркона. Циркон с архейским возрастом от 2672±9 млн. лет до 2751±13 млн. лет (по ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb) получен в ядрах короткопризматических кристаллов с нарушенной реликтовой зональностью, залеченной по трещинам цирконовым веществом новой генерации. Циркон данной генерации сформировался значительно раньше, чем исследуемые сариолийские вулканиты. Поэтому, вероятнее всего, зерна были унаследованы от источника магматического расплава или захвачены магмой из подстилающих архейских образований. По спектрам распределения редкоземельных элементов цирконы рассматриваемой группы близки к «метасоматическим» с повышенными содержаниями легких РЗЭ и редуцированными Ce аномалиями. Ксеногенная природе циркона подтверждается и его положением на Hf-Nd корреляционном графике (рис. 1, не залитый кружок).

Циркон второй генерации с возрастом 2412±17 млн. лет образует конкордантный кластер. Он представлен как отдельными грубозональными кристаллами или зернами с блочной структурой, так и темными оболочками. Так же как и в случае с цирконом первой генерации, большинство зерен нарушены, что приводит к потерям свинца и урана и перемещению некоторых аналитических точек вниз по конкордии. Полученный изотопный возраст соответствует стратиграфическому положению вермасской свиты в региональном разрезе, поэтому циркон данной генерации рассматривается как магматический, образованный при кристаллизации вулканитов. Кристаллы имеют характерный для магматических зерен спектр распределения редкоземельных элементов с отчетливым Ce максимумом и Eu минимумом, что является дополнительным критерием их магматической природы. Магматическая природа настоящей генерации циркона подтверждается и данными Hf-Nd изотопной систематики. Почти все зерна лежат в поле магматических цирконов (рис. 1, залитые кружки) за исключением одного, которое сдвинуто вверх, что можно объяснить присутствием более молодого цирконового вещества в залеченных трещинах кристаллов.

Проба 4226 – порфировидный метаандезит. В пробе присутствуют цирконы двух возрастных групп.

Преобладают зерна с возрастом 1907±15 млн. лет (по верхнему пересечению дискордии с конкордией). Низкие содержания U и Th, нарушенная зональность и яркое свечение отдельных зон свидетельствуют о перекристаллизации кристаллов. Вероятнее всего данный циркон связан с метаморфизмом и был сформирован на этапе свекофеннской тектономагматической активизации. По Hf-Nd систематике он является метаморфогенным, располагаясь выше линии, ограничивающей область «terrestrial array» (рис. 1, не залитые треугольники). ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb возраст 2481±30 и 2632±10 млн. лет, полученный по двум ядрам не соответствует стратиграфическому положению исследуемых пород, и цирконы интерпретируются как унаследованные или захваченные. Sm-Nd модельный возраст изученных пород составляет 2978 млн. лет и согласуется с такой интерпретацией. Ксеногенная природа данного циркона подтверждается и его положением на графике eNd(T)-eHf(T) – на нижней границе области цирконов магматического происхождения (рис. 1, не залитый квадрат).

Рис.1. Изотопная Hf-Nd систематика. Пунктирными линиями выделена полоса корреляции параметров для магматических цирконов. Условные обозначения в тексте.

Выводы

В пробах выявлены разные генетические типы циркона. При трактовке их природы сопоставление геологической интерпретации с интерпретацией, основанной на использовании Hf-Nd систематики, показало неплохую сходимость.

Магматический циркон с конкордантным возрастом 2412±17 млн. лет надежно датирует образование андезитов вермасской свиты. Циркон с дискордантным возрастом 1970±15 млн. лет скорее всего связан с этапом свекофеннского метаморфизма. Зерна с архейским возрастом от 2481±30 млн. лет до 2751±13 млн. лет (по ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb) следует рассматривать как унаследованные или захваченные из подстилающих архейских образований.

Работа выполнена по проекту: «Геологическое доизучение Шомбозерско-Лехтинской площади масштаба 1:200000, составление и подготовка к изданию Государственной геологической карты РФ листов Q-36-XXVII, Q-36-XXVIII, издание второе, Серия Карельская (ГГУП «СФ «Минерал»)» и грантами СПбГУ 3.36.81.2011 и 3.31.86.2011.

Литература

Иванов Н.М., Корсакова М.А., Дударева Г.А. и др. Государственная геологическая карта РФ масштаба 1:200000, серия Карельская, листы Q-36-XXVII, XXVIII. Объяснительная записка. 2010.

Лохов К.И., Салтыкова Т.Е., Капитонов И.Н., и др. Корректная интерпретация U-Pb возраста по цирконам на основе изотопной геохимии гафния и неодима (на примере некоторых магматических комплексов фундамента Восточно-Европейской платформы) // Региональная геология и металлогения. 2009. № 38. С. 43-53.