Изотопы Hf и редкие элементы как идентификаторы генезиса циркона при эволюции Ильмено-Вишневогорского щелочно-карбонатитового комплекса (Урал, Россия)

И.Л. Недосекова¹, E.A. Белоусова², Б.B. Беляцкий³

¹Институт геологии и геохимии УрО РАН, Eкатеринбург, Россия:  vladi49@yandex.ru

²GEMOС, Университет Макуори, Сидней, Австралия

³Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург, Россия

 

Известно, что изотопный состав Hf в цирконах относительно стабилен и не подвержен изменениям во многих гипогенных процессах (Patchett et al, 1981). Мы исследовали изотопный состав Hf (в комбинации U-Pb-возрастом и составом редких элементов) методом LA-ICP MS в цирконах Ильмено-Вишневогорского комплекса (ИВК).

Рис. 1: Hf изотопный состав цирконов Ильмено-Вишневогорского комплекса (вычисленный для отдельных зерен циркона)

 

Результаты исследования показали, что ранний магматический циркон I из карбонатитов и миаскитов ИВК образует конкордантный кластер (с индивидуальным U-Pb-возрастом 410-424 млн лет и дискорданатностью D<5) и показывает умеренно деплетированные изотопные составы гафния ((¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)₄₂₀ = 0.282841-0.282662, εHf=11.3-4.9), вариации которых, по-видимому, отражают первичную гетерогенность магматического источника. Для циркона I характерны линейные ковариации для многих изученных элементов (REE, Hf, Y, U, Th  и др.), которые определяются, в основном, магматической эволюцией родительских расплавов.

Внешние зоны раннего циркона I имеют в незначительной степени нарушенную U-Pb систему (5<D<20) и пониженные (¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)_i и εHf (на 3-4 единицы относительно центральных зон). Эти изменения не соответствуют трендам изотопной эволюции Hf исходных цирконов или трендам потери радиогенного Pb (рис.1). Таким образом, мы предполагаем, что наблюдаемые различия в изотопном составе Hf между центральными и внешними частями кристаллов циркона могут быть обусловлены диффузионной мобильностью REE, в том числе радиогенного Lu, при остывании магматической системы или на метаморфогенном этапе становления ИВК.

Поздний новообразованный циркон II датируется T=250-320 млн лет и часто имеет значительно нарушенную U-Pb изотопную систему  (D>50-90). Поздние цирконы II имеют слабо деплетированные (¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)₂₅₀ (εHf от -5 до +11), а также низкие содержания U, Th, REE и «гидротермальные» спектры распределения REE. Соответствие вычисленных (¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf)₄₂₀  цирконов I и цирконов II свидетельствует, что поздний циркон II был сформирован при рекристаллизации раннего циркона I без привноса REE и Hf во время более позднего (~ 250 млн лет) метаморфического события.

 

Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований УрО РАН, проекты №12-S-5-1031и 12-P-5-2015.

 

1. Patchett P.J., Kouvo O., Hedge C.E., Tatsumoto M. Evolution of continental crust and mantle heterogeneity: evidence from Hf isotopes // Contributions to Mineralogy and Petrology, 1981. № 78. P. 279–297.