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 в цирконах из пегматоидов и гранитных штоков, связанных с Салминским массивом грантиов рапакиви, Приладожье, Россия.

Сундблад К.*, Лохов Д.К..**, Лохов К.И..**, Сергеев С.А.**, Капитонов И.Н.**, Иващенко В.И.***

^*Университет Турку, Финляндия, ^**СПбГУ, геологический ф-т, С-Петербург, Россия, ^***Геологический институт КНЦ РАН, Петрозаводск, Россия

krisun@utu.fi

Салминский батолит является типичным гранитом рапакиви A-типа, который интрудировал на границе архейских и протерозойских пород во время 1530-1547 млн.лет (Neymark, e.a., 1994, Amelin, e.a., 1997) в Приладожье, С-В Россия. Несколько мелких (<1 км) гранитных штоков и стратиформных пегматитоидов, связанных с Салминским массивом встречаются в протерозойских супракрустальных породах к юго-западу от массива. В данном районе также широко проявлены гидротермальные процессы, частично выраженные в том, что в 20 км зоне установлены многочисленные сульфид- и флюорит- содержащие скарновые рудопроявления Питкярантского рудного района. Стратиформные пегматоиды встречаются в виде силлоподобных тел на том же стратиграфическом уровне, что и скарны. После внедрения Салминского батолита, отложения связанных с его денудацией песчаников и внедрения долеритов с возрастом 1452 Ma (Lubnina , 2009) не зафиксировано каких либо проявлений эндогенной активности.

Несмотря на то, что возраст стратиформных пегматоидов и мелких гранитных штоков предполагался быть близким к возрасту становления главных фаз Салминского массива, U-Pb изотопные данные по цирконам это не подтвердили. Мы изучили стратиформные пегматоиды районов Ноппунваара (KS0911) и Торппусуо (KS0920), а также гранитные штоки Луппико (KS0912 and KS0913), которые интрудируют архейские породы с образованием штокшайдеров метровой толщины.

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.

Стратиформный пегматоид Хоппунваары содержит редкие цирконы с оценками U-Pb возраста, которые можно сгруппировать в диапазоны 250-300, 950-1100 и 2756 млн.лет, а также многочисленные цирконы образующие конкордантный кластер 1706±13 млн.лет. Стратиформный пегматоид Торпуссуо, отвечает тому же стратиграфическому уровню, как Хоппунваара, на расстоянии около 500 метров. Цирконы из этого образца формируют конкордантный кластер 1482 ±14 млн.лет, два циркона имеют возраст 1025 ±16млн.лет, и одно – 1200млн.лет. Образы гранитоидов Луппико были отобраны в двух метрах от пегматита штокшайдера на рсстоянии около 10 метров друг от друга. Для цирконов KS0912 были получены конкордантные кластеры 255, 575-600, 1620-1640 млн.лет и дискордантный кластер с диапазоном возраста 980-1200 млн.лет. Цирконы KS0913 демонстрируют два конкордантных кластера 1710 ±16 and 1448 ±16 млн.лет. Таким образом, отобранные всего в нескольких метрах друг от друга и петрографически идентичные образцы пегматоидов Луппико существенно отличаются по возрастным группам цирконов.

 Полученные оценки возраста существенно отличны от имеющихся геохронологических данных для главных фаз гранитов Салминского массива. Мы исключаем тривиальную контаминацию проб при обработке, посокольку выделение цирконов было выполнено повторно и на другом оборудовании.

Для оценки генезиса цирконов мы использовали изотопную Hf-Nd систематику, используя данные о Lu-Hf системе в цирконах и Sm-Nd по породе (Lokhov, e.a. 2009).

Главный результат этой систематики – ни один из изученных цирконов во всех пробах не может быть интерпретирован как магматический. Присутствие отдельных фигуративных точек в пределах поля корреляции для магматических пород “terrestrial array” (ТА) (рис.1.) может быть случайным за счет некоторого перекрытия полей составов на графике для цирконов различного генезиса.

 Важным результатом является то, что большинство изученных цирконов содержат избыточный радиогенный гафний (фигуративные точки над полем TA); для некоторых расчетная величина εHf(T) > 20, что приводит в к аномально молодым и даже отрицательным расчетным значениям модельного возраста по гафнию. Этот эффект мог возникнуть за счет интенсивного низкотемпературного флюидного воздействия на породы, приводящего к перекристаллизации минералов с высокой величиной Lu/Hf отношения, что привело к миграции радиогенного гафния и последующий его захват в новообразованные цирконы (Goltsin, e.a., 2010, Valley, e.a., 2010). Для транспортировки во флюиде высокозарядных элементов Zr и Hf, требуется водно-галогеновый флюид (например, Korzhinskaya, Ivanov, 1988, и др.). Учитывая широкое распространение в этих породах флюорит- содержащих жил, действительно существовали условия для транспрота высокозарядных элементов.

С одной стороны цирконы с нереалистично низкими значениями U-Pb возраста являются метасоматическими, а более древние – метасоматически изменены. В таком случае устойчивость U-Pb системы в цирконах в таких условиях возможно поставить под сомнение. Таким образом, полученные значения U-Pb возраста по цирконам являются виртуальными.

С другой стороны в породах сопредельной палеопротерозойской Онежской структуре обнаружены многочисленные цирконы, отвечающие фанерозойским эндогенным событиям, и также несущие избыточный радиогенный гафний. Реальность таких событий в людиковийских базальтах и углеродистых породах подтверждается как данными U-Pb датирования по породам в целом, так и наличием многочисленных дискордий с нижними пересечениями, отвечающими фанерозойским возрастам (Goltsin, e.a., 2010). Таким образом, молодые цирконы и в изученных породах являются отражением процессов фанерозойской эндогенной активизации.

Рис.1. Изотопная Hf-Nd систематика. Серые линии ограничивают поле корреляции для магматических цирконов TA.

Суммируя, мы можем сказать, что несмотря на неудачу в получении оценки возраста кристаллизации пегматоидов, предполагающихся связанными с поздними фазами Салминского массива, были обнаружены цирконы рифейского и фанерозойского возраста с избыточным радиогенным гафнием, являющиеся индикаторами низкотемпературных процессов, протекающих при участии водно-галогеновых флюидов, которые имеют высокую рудо- транспортирующую способность.

Работа была поддержана грантами СПбГУ 3.37.81.2011 и 3.37.86.2011 и грантом Store Norske Spitsbergen Kulkompani.

Литература:

Amelin Yu.,V., Larin A.M., Tucker R.D. Chronology of multiphase emplacement of the Salmi rapakivi granite-anorthosite complex, Baltic Shield: implications for magmatic evolution. Contib. Mineral. Petrol. 1997. V. 127. P. 353-368.

Goltsin N.A., Lokhov K.I., Kapitonov I.N., e.a. Polystage alteration of high carbon rocks from Ludikovi of the Onega depression. // Regional Geology and Metallogeny, 2010, №41, с.66-79. (in Russian)

Korzhinskaya V.S., Ivanov I.P. (1988) Experimental study of incongruent solubility of zircon in the system ZrO₂-SiO₂-H₂O-HCl at T=400-600^oC and P=1 kbar // Doklady Acad. Nauk USSR, v.299, N4, pp.970-973.

Lokhov K.I., Saltykova T.E., Kapitonov I.N., e.a. Corract interpretation of isotopic U-Pb zircon age by isotopic geochemistry of hafnium and neodymium (on example of some magmatic complexes of the basement of the East – European platform) // Regional Geology and Metallogeny 2009. № 38. С. 43-53. (in Russian).

Lubnina  N.V. East-European craton fron Neoarcean to Paleozoic by paleomagnetic data. / Doctor degree thesis, Moskow, 2009, 40 p. (in Russian).

Neymark L.A., Amelin Yu.V., Larin A.M. Pb-Nd-Sr isotopic and geochemical constraints on the origin of the 1.54-1.56 Ga Salmi rapakivi granite-anorthosite batholith (Karelia, Russia) // Mineral. Petrol. 1994. V. 50. P. 173-193.

Valley P.M., Fischer C.M., Hanchar J.M., e.a. Hafnium isotopes in zircon: A tracer of fluid-rock interaction during magnetite-apatite (“Kiruna – type”) mineralization // Chemical Geology, 2010, 275, p. 208-220.