Геохронология гранитоидного магматизма Приполярного Урала

Андреичев В.Л.; Andreichev V.L.

Научные статьи \ Математика. Естественные науки \ Науки о земле. Геологические науки \ Вспомогательные геологические науки

Геохронология гранитоидного магматизма Приполярного Урала

Автор: Андреичев В.Л.

Журнал: Вестник геонаук @vestnik-geo

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

Geochronology of granitoid magmatism of Subpolar Urals

Practically till the end of last century the granitoids from Subpolar Urals, included in the Central Ural Uplift, were separated to two heteroaged complexes: salnersko-mankhambovsky (545-490 Ma) and kozhymsky (380-225 Ma). Modern isotope-geochronometric data (Rb-Sr, U-Pb and Pb-Pb) on granitoids from 20 massives, included kozhymsky-related, show that their possible formation time corresponded to 640-490 Ma, i.e. all the granitoids are pre-Ordovician and related to preuralides, therefore there are no grounds for the kozhymsky complex. The evolution of granitogenesis shows three stages: 640-580, 560-550 and 520-490 Ma. The beginning of granite-formation was caused by subduction-collision processes at the closure of Protoural ocean (Timan tectogenesis), and the cease was related to epicontinental rifting followed by opening of Paleoural ocean. In post-Ordovician time granitoids were influenced by greenshist metamorphism - 400 Ma and monofacial diaphtoresis - 250 Ma. By the substantial-genetic classification the granitoids from the Subpolar Urals are related to I-, A- and S-types. The existing representations about confinement of granites of certain types to specific time intervals, and also about relation of I-granites with convergent, and A-granites with divergent environments, are not supported isotopically. Within the specified stages all three types of granitoids are observed, therefore affiliation of the granitoids to this or that type is not connected with age or geodynamic environment, but substantial heterogeneity of the substrate.

Еще

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.