Геохронология гранитоидного магматизма Приполярного Урала

Автор: Андреичев В.Л.

Статья в выпуске: 11 (191), 2010 года.

Бесплатный доступ

Практически до конца прошлого столетия гранитоиды Приполярного Урала, входящие в состав Центрально-Уральского поднятия, разделялись на два разновозрастных комплекса: сальнерско-маньхамбовский (545-490 млн лет) и кожымский (380-225 млн лет). Современные изотопно-геохронометрические данные (Rb-Sr, U-Pb и Pb-Pb) по гранитоидам 20 массивов, в том числе относимых и к кожымскому комплексу, свидетельствуют о том, что вероятное время их образования приходится на интервал 640-490 млн лет, то есть все гранитоиды являются доордовикскими и относятся к доуралидам, поэтому нет оснований для выделения кожымского комплекса. В эволюции гранитогенеза намечается три этапа: 640-580, 560-550 и 520-490 млн лет. Начало гранитообразования обусловлено субдукционно-коллизионными процессами при закрытии Протоуральского океана (тиманский тектогенез), а завершение связано с эпиконтинентальным рифтингом, за которым последовало раскрытие Палеоуральского океана. В постордовикское время гранитоиды испытали зеленосланцевый метаморфизм (400 млн лет) и однофациальный диафторез 250 млн лет. По вещественно-генетической классификации гранитоиды Приполярного Урала относятся к I-, A- и S-типам. Существующие представления о приуроченности гранитов отдельных типов к конкретным возрастным интервалам, а также о связи I-гранитов с конвергентными, а А-гранитов с дивергентными обстановками не подтверждаются изотопными данными. В рамках выделенных этапов наблюдаются гранитоиды всех трех типов, поэтому принадлежность гранитоидов к тому или иному типу не связана с возрастом или геодинамической обстановкой, а обусловлена вещественной неоднородностью субстрата.

Еще

Приполярный урал, гранитоиды, доуралиды, этапы гранитогенеза, изотопно-геохронометрические системы, типизация гранитов, геодинамические обстановки

Короткий адрес: https://sciup.org/149129005

IDR: 149129005

Текст научной статьи Геохронология гранитоидного магматизма Приполярного Урала

Гранитоиды Приполярного Урала образуют более 30 массивов, вытянутых цепочкой в субмеридиональном направлении среди доордовикс-ких осадочно-метаморфических образований Центрально-Уральского поднятия, входящих в структуру Ляпинс-кого антиклинория, за которыми, благодаря Н. П. Хераскову [51], закре пился термин доуралиды, заменяемый в последнее время на протоуралиды [19,20 и др.] или тиманиды [27—30,61 и др.]. Гранитоиды всегда пользовались повышенным вниманием геологов, что нашло отражение в обширной литературе, однако и в настоящее время их возраст и условия образования остаются предметом острых дискус- сий. Одни исследователи считают гранитоиды орогенными (синколлизи-онными) — байкальскими или тиман-скими [11, 22, 28, 30], другие — рифтогенными [13, 14, 33, 52, 54], а также анорогенными внутриплитными образованиями, формирование которых связано с предрифтогенным сводовоглыбовым тектогенезом [6].

Пик геохронологических исследований гранитоидного магматизма Приполярного Урала пришелся на 60-е —70-е гг. прошлого столетия, когда почти единственным методом датирования являлся калий-аргоновый. В 1962 г. М. В. Фишман [48] опубликовал первые результаты, а в 1969 г. было сделано первое обобщение возрастных определений по североуральским породам различного генезиса, в том числе и по гранитоидам [50].

Значительным, хотя и неоднозначным этапом в исследованиях того времени, явилось разделение гранитоидов Приполярного Урала на два разновозрастных комплекса: байкальский сальнерско-маньхамбовский интрузивный гранодиорит-гранитный (545—490 млн лет) и каледоно-гер-цинский кожымский интрузивно-метасоматический гранитный (380—225 млн лет) [49]. Эта точка зрения впоследствии была отражена в корреляционной схеме магматических комплексов Урала [17], но она разделяется не всеми исследователями. Так, В. Н. Пучков [26] считал выделение кожым-ского комплекса ошибочным. Б. А. Голдин и Е. П. Калинин [7] кдоордо-вику относили все гранитоиды, за исключением Лапчавожского и Лемвин-ского массивов. В настоящее время они считают все гранитоиды доордо-викскими и выделяют три гранитные формации: среднерифейскую(?) рио-лит-гранитную кожымскую, поздне-рифейско(?)-вендскую гранитную сальнерско-маньхамбовскую и венд-кембрийскую гранитную малопаток-ско-ильяизскую [9]. А. М. Пыстин [31] полагает, что граниты имеют поздне-рифейско-вендский возраст. В. А. Душин [11] считает наиболее вероятным возрастом большинства гранитоидов венд-кембрий, Л. В. Махлаев [24] — ранний кембрий, а В. П. Водолазская с соавторами [6] — поздний кембрий.

Суждения исследователей основывались помимо геологических данных преимущественно на K—Ar датировках, но многолетняя практика показала, что калий-аргоновая изотопно-геохронометрическая система наиболее чувствительна к посткристаллизационным температурным воздействиям и, как правило, дает информацию о возрасте вторичных процессов, которыми на Приполярном Урале были затронуты практически все породы, в том числе и гранитоиды [24, 43]. Проведенный нами статистический анализ K—Ar возрастных определений показал, что никакой разницы в распределении датировок между комплексами не наблюдается [1]. Вероятное время образования гранитоидов приходится на интервал 640—500 млн лет, то есть все гранитоиды являются доордовикскими, и поэтому нет оснований для выделения кожымско-го комплекса.

Это предположение подтверждается современными U—Pb, Pb—Pb и Rb—Sr изотопными данными по гранитоидам 20 массивов (см. таблицу). Для всех из них по той или иной изотопной системе получен доордовик-ский возраст, причем независимо от принадлежности к сальнерско-мань-хамбовскому или кожымскому комплексам. В современных вариантах шкалы геологического времени возраст нижней границы ордовика составляет 488.3 млн лет [58] или 490 млн лет [10].

Для некоторых массивов имеются данные по разным изотопным системам и, как правило, Rb—Sr возрастные значения, полученные по породе в целом, меньше цирконовых возрастов. Преобладающее количество датировок почти поровну распределилось в двух возрастных интервалах: 640— 580 и 520—490 млн лет. Первый, приходящийся на конец рифея и начало венда, образован возрастами гранитоидов Лапчавожского, Малдинского, Вангырского, Малопатокского, Ни-колайшорского, Хальмеръюского, Кожымского, Кузьпуаюского и Хата-ламба-Лапчинского массивов. Во второй интервал, отвечающий верхней половине кембрия, попадают возрастные данные по гранитоидам Неройс-ко-Патокского, Кулемшорского, Ильяизского, Маньхамбовского, Ам-баршорского, Тынаготского и Мало-тынаготского массивов. Возраст гранитоидов Народинского, Лавкашор-ского, Свободненского и Лемвинско-го массивов составляет 560—550 млн лет, что соответствует границе нижне-го-верхнего венда. Лемвинский массив относится к южной части Полярного Урала, но территориально он расположен в непосредственной близости к Ляпинскому антиклинорию. Не исключено, что при дальнейших исследованиях возраст этих четырех массивов может измениться в ту или иную сторону. На эту мысль наводит сравнение результатов U—Pb локального датирования гранитов Николай-шорского массива, которое осуществлялось по цирконам из проб разных исследователей. В обоих случаях получены конкордантные возрасты, но они различаются почти на 40 млн лет, и возникновение этого расхождения не совсем понятно. Оно может быть вызвано полихронным характером магматизма, реакцией изотопных систем на более поздние события или связано с процедурами измерения возраста.

Некоторые исследователи считают возраст гранитоидов Народинского и Маньхамбовского массивов древнее 1 млрд лет. Для Народинского массива основанием послужила K—Ar датировка по полевому шпату из кварцевого диорита, равная 1.37 млрд лет [3]. При дальнейших исследованиях, несмотря на неоднократные попытки, она не нашла подтверждения (см. таблицу). Цирконы из аналогичной породы, проанализированные U—Pb методом в классическом варианте, при графической интерпретации показали возраст по верхнему пересечению дис-кордии с конкордией, равный 548 ± 6 млн лет, а при локальном датировании — 545.4 ± 4.1 млн лет. Близкие значения получены теми же способами по цирконам из гранодиорита и гранита, а также Rb—Sr методом по породе в целом. Эти данные подтверждают высказанное ранее предположение [1], что удревнение K—Ar возраста обусловлено присутствием в плагиоклазе избыточного аргона.

Схожая ситуация наблюдается с гранитоидами Маньхамбовского массива. В работе М. В. Фишмана с соавторами [50] приводится цифра 775 млн лет, полученная a-Pb методом по ториту из гранитной гальки в верхне-кембрийско-нижнеордовикских конгломератах обеизской свиты, перекрывающих граниты. По такому же материалу U—Pb методом установлен более древний возраст, равный 1.1 млрд лет [3]. Относятся ли данные цифры к маньхамбовским гранитам, сказать трудно, поскольку для них a-Pb методом по циркону и биотиту определены значения возраста 490 и 440 млн лет соответственно [49], а K—Ar определения по слюдам и микроклину варьируют в диапазоне от 378 до 196 млн лет [1]. В результате проведенного нами Rb—Sr датирования гранитов по породе в целом был получен возраст 423 ± 10 млн лет (см. таблицу), который скорее всего отражает время посткристаллизационных изменений гранитов. Не прояснило ситуацию и U—Pb датирование трех фракций циркона из гранитов южной части массива (см. таблицу). Возрастные значения по отношению 206 Pb/ 23S U составляют

Результаты изотопного датирования гранитоидов Приполярного и юга Полярного Урала

Массив	Порода, минерал	Метод	Возраст, млн лет ±2 a	(^S7Sr/⁸⁶Sr)₀ ± 2a	Источник
1-тип
Лапчавожский	Гранодиориты ( WR)	Rb-Sr	513+19	0.70829 ± 34	[37]
-//-	Гранодиориты ( WR)	Rb-Sr	502+ 17	0.7072 + 4	[5]
-И-	Кварцевый диорит ( Zr)	Pb-Pb	632 + 5		[35]
-И-	Гранодиорит ( Zr)	SHRIMP-II	578 + 4 (8)		[32]
Малдинский	Граниты ( WR)	Rb-Sr	431 ± 15	0.7149+15	[16]
-//-	Граниты (WR)	Rb-Sr	485+13	0.7117+ 10	[5]
-//-	Гранит ( Zr)	Pb-Pb	584 + 9		[34]
Народинский	Граниты ( WR)	Rb-Sr	405 ± 22	0.7447 + 38	[5]
-//-	Гранит ( WR+Kfsp+Pl)	Rb-Sr	248 + 5	0.7855 + 6	[5]
-//-, северная часть	Граниты (WR)	Rb-Sr	557 + 7	0.70414 + 74	[2]
-//-	Гранит (Zr)	U-Pb	518+10		[38]
-//-	Гранит (Zr)	SHRIMP-RG	547.8 ± 3.8(8)		[42]
-//-. южная часть	Кварцевый диорит ( Zr)	U-Pb	548 + 6		[38]
-//-	Кварцевый диорит (Zr)	SHRIMP-RG	545.4 ± 4.1 (8)		[42]
-//-	Гранодиорит (Zr)	U-Pb	544 ± 3		[38]
-И-	Гранит (Zr)	U-Pb	515 + 8		[38]
Вангырский	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	598 + 5 (4); 1224 + 9(1)		[21]
Малопатокский	Граниты ( WR)	Rb-Sr	460+ 15	0.7089 ± 15	[5]
-//-	Гранит ( WR+Bt+Kfsp)	Rb-Sr	240 + 4	0.7154 + 4	[5]
-//-	Гранодиорит ( Zr)	U-Pb (²⁰⁶Pb/²³⁸U)	606		[53]
-//-	Гранит ( Zr)	U-Pb (²⁰⁶Pb/²³⁸U)	496; 506; 508		[53]
-И-	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	498 + 4		[6]
Ильяизский	Граниты ( WR)	Rb-Sr	400 ± 66	0.7303 ± 53	[44]
-//-	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	510.1 ±5.8(6)		[46]
Малотынаготский	Кварцевый диорит ( Zr)	SHRIMP-II	519.6 + 3.7(7)		[18]
А-тип
Неройско- Патокский	Граниты (WR)	Rb-Sr	489+ 17	0.7587 + 88	[5]
Кулемшорский	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	514 + 4		[6]
Кожымский	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	598 ± 3 (5)		[32]
Кузьпуаюский	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	601 ± 5 (4)		[32]
Маньхамбовский	Граниты (WR)	Rb-Sr	423+ 10	0.70867 ± 76	[45]
			523.5 ± 4.7 (?); 526.5 ±		[12]
-И-	Гранит (Zr)	LA-ICP-MS	4.9 (7), 1332-1390 (?)		[12]
южная часть	Гранит (Zr)	U-Pb (²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb)	574 ±8; 505 ±4; 508+19;		[45]
			465+ 14
-//-	Гранит (Zr)	U-Pb (²⁰⁶Pb/²³⁸U)	414; 416; 418; 457		[45]
-//-	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	522 ± 6 (6)		[46]
северная часть	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	513.8 + 5.6 (9)		[46]
Хаталамба- Лапчинский	Граниты ( WR)	Rb-Sr	492+ 15	0.7091 ±57	[5]
-//-	Гранит ( WR+Kfsp+Pl)	Rb-Sr	237 + 5	0.7625 ± 5	[5]
-//-	Гранит ( Zr)	SHRIMP-II	582 + 4 (3)		[32]
Тынаготский	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	497.9 + 3.8 (7)		[18]
Лемвинский	Граниты (WR)	Rb-Sr	461 ±8	0.7049 ±7	[24]
-//-	Гранит (Zr)	Pb-Pb	530+ 20; 558 + 21; 564 + 6		[34]
S-тип
Николайшорский	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	641 ± 7 (7)		[40]
-//-	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	606 + 3 (5)		[32]
Хальмеръюский	Гранит ( Zr)	SHRIMP-II	638 + 6 (10)		[40]
Амбаршорский	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	520 ± 7 (9)		[40]
			327 + 3 (2); 489 + 6 (1);
Лавкашорский	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	560 + 4(3); 1756+ 19 (1)		[40]
Свободненский	Гранит (Zr)	SHRIMP-II	476+ 11 (5); 553 ±8(3)		[41]

Список литературы Геохронология гранитоидного магматизма Приполярного Урала

Андреичев В. Л. Изотопная геохронология доуралид Приполярного Урала. Сыктывкар, 1999. 48 с.
Андреичев В. Л., Юдович Я. Э. Рубидий-стронциевый возраст гранитов Народинского массива (Приполярный Урал) // Геология европейского севера России. Сыктывкар, 1999. С. 51-56.
Белякова Л. Т. Геосинклинальный рифей севера Урала: Автореф. дис.... канд. геол. -минер. наук. М., 1972. 26 с.
Берлянд Н. Г. Районирование Урала по типу строения земной коры // Сов. геология. 1982. № 11. С. 78-89.
Водолазская В. П., Шергина Ю. П., Котов К. Н. Возраст и генезис гранитоидов Приполярного Урала // Отечественная геология, 1999. № 5. С. 48-55.

Статья научная