Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Постмагматические цирконы в гранитах рапакиви Салминского батолита и высококалиевых гранитоидных массивах из его северо-западного обрамления (Карелия).

Лохов Д.К.^*, Родионов Н.В^**., Пресняков С.Л^**., Капитонов И.Н..^**, Лохов К.И.^*

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

** ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург, Россия.

Kirill_Lokhov@vsegei.ru

При датировании поздних пегматитов, связанных с Салминским массивом гранитов рапакиви (Хоппунваара, Торпусууо), нами было установлено, что помимо субконкордантных цирконов с возрастом в интервале 1480-1520 млн. лет, породы содержат отдельные кристаллы цирконов с возрастом от 230 до 500 млн. лет, которые характеризуются избыточным радиогенным гафнием [Sundblad, e.a., 2011]. Для них значение расчетного модельного возраста по гафнию (T DM Hf) ниже измеренного при помощи U-Pb системы(T UPb), т.е. они имеют низкотемпературный метасоматический генезис [Палеопротерозойская…, 2011]. Присутствие в изученных породах новообразованных индивидуальных кристаллов цирконов, и отсутствие структур «древнее ядро – молодая оболочка», оставляет без однозначного ответа вопрос, - являются ли обнаруженные кристаллы новообразованными, не контаминация ли проб это? Тем более, что детальное полевое и петрографическое изучение пород не дает оснований предполагать выраженных вторичных изменений в породах.

Вместе с тем при изучении интрузива топазовых аляскитовых Li-F гранитов Торпуссуо, в обрамлении Салминского массива также было установлено, что цирконы содержат редкие светлые ядра с магматической зональностью и мощные темные оболочки. Изучение U-Pb системы в них показало, что ядра слегка дискордантны и позволяют получить оценку возраста кристаллизации магматического циркона 1576±82 млн.лет, а преобладающие темные высокоурановые (до 22000 ррм U) оболочки демонстрируют ряд конкордантных значений возраста в интервале  от 70 до 560 млн.лет.

Для дальнейшего исследования этого феномена мы специально изучили образцы гранитов рапакиви Салминского массива I и II фаз внедрения, а также из мелкого массива Ниетъярви, предположительно, относимого ко II фазе внедрения, в непосредственной близости от упомянутых объектов. Породы не несут никаких видимых следов изменений, однако мы специально предприняли поиск внешних оболочек цирконов и получили следующие результаты:

1). Цирконы из массива Ниетъярви не имеют видимых оболочек, и по ним получена оценка конкорданиного U-Pb возраста 1512±12 млн.лет.

2). В породах Салминского массива содержатся кристаллы цирконов, как правило, со структурой «низкоурановое ядро (30-50 ррм) – относительно высокоурановая оболочка (150-600 ррм)». Измерения при помощи SIMS SHRIMP-II в ЦИИ ВСЕГЕИ показали, что все они субконкордантны, содержат менее 0,7% обыкновенного ²⁰⁶Pb, и характеризуются типичной для магматических пород величиной Th/U=0.4-0.8. По ним возможно рассчитать значение возраста 1541±12 млн. лет (средневзвешенное ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb), что полностью соответствует данным полученным при помощи ID TIMS [Amelin, e.a., 1997]; В немногочисленных кристаллах цирконов из гранитов I фазы внедрения удалось обнаружить тонкие (менее 10 мкм) темные в катодолюминисценции оболочки. Их изучение показало, что все они высокоурановые (4500-9500 ррм), сильно дискордантны, содержат от 0,7 до 40% обыкновенного ²⁰⁶Pb, и характеризуются пониженной величиной Th/U=0.09-0.15.Полученные U-Pb данные формируют дискордию с пересечениями 444±15 и 1540±15 млн. лет (Рис.1). Нижнее пересечение, на наш взгляд, отвечает реальному геологическому событию, которое не было датировано ранее методом TIMS, по-видимому, из-за сознательной дискриминации измененных фаз циркона. Высокоурановые тонкие оболочки цирконов, скорее всего, были практически полностью перекристаллизованы в ходе термального события каледонского времени.

Высокоурановые оболочки цирконов в изученных гранитах могли возникнуть на постмагматической стадии флюидно-автометасоматической переработки пород. Это предполагает миграцию во флюидной фазе высокозарядных элементов – циркония и гафния, для чего требуются водно-галогеновые флюиды. Наличие мощных новообразованных оболочек цирконов в топазовых гранитах Торпуссуо (Li-F) подтверждают это. Циркуляция таких флюидов в том числе и вне массивов гранитов должна способствовать привносу в граниты радиогенного гафния из древних вмещающих пород, высвобождающегося из минералов с высоким Lu/Hf отношением (апатит, гранат) при их перекристаллизации. Изучение Lu-Hf системы в цирконах подтверждает эту точку зрения (рис.2). Все внешние высокоуановые зоны роста цирконов демонстрируют избыточный радиогенный гафний, доказывающий их метасоматический генезис. Внутренние «нормально-магматические» зоны цирконов Салминского массива, как и массивов Ниетярви и Торпуссуо в пределах ошибки принадлежат области корреляции магматических пород (ТА), следовательно, они действительно являются магматическими и их U-Pb возраст отвечает времени кристаллизации гранитов.

Обнаружение цирконов, фиксирующих фанерозойские этапы активизации становится уже характерным для докембрийских пород Балтийского щита [Larson, Tullborg, 1998, Балтыбаев, и др., 2005, Палеопротерозойская…,2011].

Рис.1. Диаграмма Аренса – Везерилла для цирконов из пород Салминского массива гранитов рапакиви. Жирными линиями обозначены эллипсы ошибок для тонких внешних высокоурановых оболочек цирконов.

Рис.2. Изотопная Hf-Nd систематика гранитов. Пунктирными линиями показана полоса корреляции для магматических пород “terrestrial array” (ТА).

Работа была поддержана грантами СПбГУ 3.37.81.2011 и 3.37.86.2011

Литература:

Балтыбаев Ш.К., Левченков О.А., Глебовицкий В.А., и др. U-Pb датирование циркона интрузии плагиогранитов в свекофеннидах юго-востока Балтийского щита: особенности верхнего и нижнего пересечения дискордии с конкордией. Докл. Аккад. Наук, 2005, т.402, №6, с.1-4.

Sundblad K., Lokhov D.K., Lokhov K.I., e.a. U-Pb and Lu-Hf isotopic systems in zircons from pegmatitoids and granite stocks connected with the Salmi Rapakivi Batholith, Ladoga area, Russia. Материалы XVIII Международной конференции «Рудный потенциал Щелочного, кимберлитового и карбонатитового магматизма», Москва-Минск 9-16 сентября 2011, Минск «Право и экономика», 2011, с 121-123.

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.

Larson S.A., Tullborg E-L. Why Baltic shield zircons yield late Paleozoic lower-intercept ages on U-Pb Concordia. Geology, 1998, v.26, p. 919-922.