U/Pb-возраст и источники сноса обломочного циркона из верхнерифейских песчаников Немской возвышенности (Южный Тиман)

Автор: Гракова О. В., Никулова Наталья Юрьевна, Хубанов Валентин Борисович

Журнал: Известия Коми научного центра УрО РАН @izvestia-komisc

Статья в выпуске: 3 (69), 2024 года.

Бесплатный доступ

Приведены результаты U-Pb изотопного датирования зерен детритового циркона из терригенных отложений средней подсвиты джежимской свиты, расположенных на Немской возвышенности Южного Тимана. Показано, что породы сформировались не раньше, чем на рубеже нижнего и верхнего протерозоя. Возраст зерен циркона охватывает диапазон от 3170±43 до 1480±49 млн лет. Источниками обломочного материала для метапесчаников джежимской свиты Немской возвышенности предполагаются магматические и метаморфические комплексы центральных районов Волго-Уралии. Возрасты датированных цирконов практически совпадают с возрастами цирконов из нижней подсвиты джежимской свиты, расположенной севернее возвышенности Джежимпарма, за исключением средне-верхнерифейских датировок. Проведен сравнительный анализ полученных результатов датирования с возрастами зерен из верхнерифейских толщ Урала и Тимана. Показано, что зерна циркона, содержащиеся в изученных метапесчаниках, значительно древнее их стратиграфических аналогов из северной и средней частей Тиманского кряжа, а также Полярного и Приполярного Урала. На Южном Урале данные о возрасте обломочных цирконов сходны с таковыми на Южном Тимане. При сравнении данных по датированию обломочных цирконов в северных и южных разрезах Тимана был установлен ряд отличий. В популяции цирконов из северной части Тимана значительное количество имеет среднерифейский возраст, а количество цирконов с архейским и раннепротерозойским возрастами незначительно. В южной части Тимана древние цирконы с возрастами 2100 и 2500 млн лет преобладают, а цирконы со среднерифейским возрастом отсутствуют. Формирование рифейских пород на южном Тимане происходило при участии более древних (архей-раннепротерозйских) источников, в отличие среднего и северного Тимана, где источниками обломочного материала являлись более молодые (среднерифейские) комплексы.

Еще

Верхний рифей, джежимская свита, южный тиман, циркон, u-pb датирование

Короткий адрес: https://sciup.org/149145626

IDR: 149145626 | DOI: 10.19110/1994-5655-2024-3-76-86

Текст научной статьи U/Pb-возраст и источники сноса обломочного циркона из верхнерифейских песчаников Немской возвышенности (Южный Тиман)

На Южном Тимане выходы рифейского фундамента вскрываются в ядрах Джежимпарминской, Очпарминской и Вадьявожской антиклинальных структур. Они расположены в отстоящих друг от друга на десятки километров разрезах, вскрытых в карьерах, разработанных для добычи бутового камня. Немногочисленные исследования геологов из производственных и научных организаций, проведенные в карьере Вадьявож после находки здесь нескольких кристаллов алмазов, были связаны с поисками алмазоносных россыпей, приуроченных к структурным корам выветривания по породам рифейского фундамента, которые рассматривались в качестве вторичного коллектора [1, с. 172–178]. Коренными источниками алмазов считаются перекрытые осадочным чехлом кимберлитовые тела, предположительно, кембрийского возраста, расположенные в пределах Коми-Пермяцкого и Сысольского сводов в Волго-Уральской части Восточно-Европейской платформы [2, с. 59–61; 3, с. 39–40; 4]. Существует также мнение, что источником алмазов могут быть кайнозойские «туффизиты» [5, с. 63–66; 6, с. 54–66]. Необходимость проведения U-Pb датирования определяется отсутствием однозначных данных о возрасте и источниках вещества, участвовавших в формировании отложений. Стратиграфическая принадлежность вскрытой карьером Вадьявож ме-татерригенной толщи обоснована сопоставлением с породами, отнесенными к нижней подсвите джежимской свиты возвышенности Джежимпарма, расположенной в 90 км к северо-западу1, верхнерифейский возраст которых подтвержден результатами U-Pb датирования [7, с. 798–805]. В ходе геологической съемки изотопными исследованиями установлен возраст монацита из элювиально-делювиальных образований по породам рифея: 1100±24 млн лет по 206Pb/238U и 817±127 млн лет по 207Pb/235U. Определение возраста микрофоссилий из тонкозернистых прослоев также дало неоднозначный результат – верхний рифей или средний-верхний рифей. Геохимическое изучение, проведенное нами ранее, позволило установить, что в обломочной части метапесчаников преобладает рециклированный и в небольшом количестве присутствует слабо выветрелый материал [8, с. 23–32]. Основным источником вещества, по аналогии с нижней подсвитой джежимской свиты увала Джежимпарма [7, с. 798–805], могли быть породы древнего фундамента Восточно-Европейской платформы. Они же могли являться промежуточным коллектором алмазов в коре выветривания по рифейским породам. В последнее время появились данные, указывающие на более молодой (пострифейский), возможно, вендский возраст джежим-ской свиты, основанные на обнаружении остатков организмов эдиакарского типа [9, с. 61–65].

Учитывая слабую обнаженность позднедокембрийских комплексов Тимана, недостаточный объем геохронологических данных, отсутствие органических остатков и отчетливых маркирующих горизонтов, метод U/Pb изотопного датирования циркона является наиболее актуальным при стратиграфическом изучении, выяснении условий образования и установлении источников сноса палеонтологически немых терригенных докембрийских образований Немской возвышенности Южного Тимана. Полученные данные по U-Pb (LA-SF-ICP-MS) датированию детритовых цирконов и сопоставление с имеющимися датировками цирконов из верхнедокембрийских толщ Тимана помогут установить возраст, источники обломочного материала, уточнить стратиграфическое положение исследуемой толщи, выяснить палеотектонические и палеогеографические условия осадконакопления и реконструировать историю геологического развития исследуемой территории.

Материалы и методы

Объект исследования – песчаники, вскрытые карьером Вадьявож на Немской возвышенности в крайней юго-восточной части Южного Тимана, расположенные на водоразделе бассейнов рек Вычегды и Камы (образец ВАД-1, 61°27’47’’, 55°49’33’’). Выделенная по стандартной методике тяжелая фракция минералогической пробы просмотрена под бинокуляром, монофракция циркона помещена в эпоксидную шашку. Определения U/Pb-изотопного возраста зерен циркона проведены с помощью устройства лазерной абляции UP-213 и одноколлекторного магнитно-секторного масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой Element XR (LA-ICP-MS метод) в ЦКП ГИН СО РАН «Геоспектр» (г. Улан-Удэ). Методика измерения, обработка масс-спектрометрического сигнала, расчет изотопных отношений и возрастов изложены в работе [10, с. 241–258]. Дискордантность определяли по формуле: D (дискордант-ность)=100 × [возраст (²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb) / возраст (²⁰⁶Pb/²³⁸U) – 1]. Высокодискордантные зерна циркона имеют параметры – D ≥ 10 %. Для цирконов моложе 1 млрд лет использовалось ²⁰⁶Pb/²³⁸U-значение возраста, а для древних (более 1 млрд лет) – ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb-возраст. Внутреннее строение циркона изучали по CL-изображениям, полученным на СЭМ ThermoFischer Scientific Axia ChemiSEM с выдвижным детектором катодолюминесценции RGB с диапазоном обнаружения длин волн 350–850 нм (аналитики И. Л. Потапов и В. А. Радаев). Изучение морфологических особенностей минерала проводили с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM–6400 с энергетическим спектрометром Link с ускоряющим напряжением и током на образцах 20 кВ и 2х10^–9 A соответственно и сертифицированными стандартами фирмы «Microspec» (аналитик В. Н. Филиппов). Исследования выполняли в ЦКП «Геонаука» Института геологии Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар).

Геологическое положение и состав песчаников

Алеврито-песчаниковая толща джежимской свиты верхнего рифея слагает ядро Вадьявожского выступа фундамента – ограниченной разрывными нарушениями антиклинальной структуры в области сочленения Тиман-ского складчато-глыбового сооружения и Восточно-Европейской платформы (рис. 1). Вскрытый карьером в центральной части Вадьявожского выступа фрагмент разреза средней подсвиты джежимской свиты сложен аркозовыми песчаниками с подчиненными прослоями метаалевролитов, иногда переходящих в глинистые сланцы. На поверхностях напластования отмечаются трещины усыхания и образования, предположительно определяемые как ходы илоедов и отпечатки капель дождя [8, с. 23–32]. С выходами метатерригенных пород джежимской свиты совпадает поле развития латеритной коры выветривания, сложенной глиной, в нижней части с обломками подстилающих пород.

Песчаник характеризуется бластопсаммитовой структурой, массивной текстурой с регенерационным кварцевым, реже поровым хлоритовым или глинисто-железистым цементом. Около 90 % обломков представлено кварцем, встречаются зерна политизированных и серицитизиро-ванных полевых шпатов. Редкие обломки пород сложены гематит-кварц-серицитовым сланцем, микрокварцитом и мелкокристаллической полевошпат-кварцевой породой. Акцессорные минералы представлены эпидотом, цирконом и монацитом. В песчанике встречены единичные зерна слабо глинизированного обломочного биотита – минерала первого цикла выветривания.

U-Pb датирование и описание детритовых цирконов

Продатировано 110 зерен циркона, анализы с высокой дискордантностью (16 зерен) исключены из рассмотрения. Зерна циркона с дискордантными значениями содержат существенные количества элементов-примесей и по составу сходны с описанными нами ранее на увале Джежим-парма высокофосфористыми цирконами [17, с. 947–963].

Возраст зерен циркона охватывает диапазон от 3170±43 до 1480±49 млн лет (рис. 2, таблица). В рассматриваемой выборке наиболее древние зерна циркона с возрастами 3042±18 – 3170±43 млн лет (5 %) представлены минералами розового цвета, прозрачными, хорошо окатанными, с шероховатой поверхностью, на которой отмечаются небольшие углубления. Внутреннее строение зерен циркона неоднородное, пятнистое. Отмечаются яркие и темные зоны, неровные полосы светло-серого цвета. Встречаются зерна с ромбовидным пятнистым ядром в центре, вокруг которого расходятся чередующиеся темно-серые и светло-серые полосы (рис. 2, а).

Наибольшее количество зерен имеют датировки 2265±35 – 2924±20 млн лет. Среди них выделяется две группы, первая – в интервале 2265±35 – 2546±32 млн лет (12 %). Циркон этой группы представлен окатанными округлыми, грушевидными и удлиненными (Кудл. 1–2) непрозрачными зернами темно-розового цвета. Поверхность шероховатая, редко встречаются гладкие грани сохранившейся призмы. В структуре циркона отмечается секториальная зональность, характеризующаяся чередованием темно-серых и светло-серых прямолинейных секторов (рис. 2, б). Вторая группа – 2581±22 – 2924±20 млн лет (35 %) – это в различной степени удлиненные прозрачные зерна циркона (Кудл. 2–3 и 2–5) светло-розового цвета, в которых угадывается дипирамидально-призматический облик, и их обломки. Поверхность зерен шероховатая. Встречается гладкая поверхность граней призмы (рис. 2, в). На изображениях видна осцилляционная зональность.

Рисунок 1. А. Схема геологического строения Тимано-Североуральского региона (по: [11, с. 741–760]): 1, 2 – палеозойские формации Урала и Тимана: 1 – палеоокеанические, 2 – палеоконтинентальные; 3 – верхнепротерозойские формации; 4 – нижнедокембрийские метаморфические комплексы; 5 – районы исследований. Цифры в квадратах – места отбора проб (графики показаны на рис. 4): 1 – № 4-28 [12, с. 488–492]; 2 – № 28 [11, с. 741–760]; 3 – № K-12-057 [13, с. 642]; 4 – № 202 [14, с. 14–26]; 5 – [15, с. 384–389]; 6 – № К-21-137 [16, с. 166–169]; 7 – № К-21-142 [16, с. 166–169]; 8 – № ВАД-1 (наши данные). Б. Схематическая геологическая карта Немской возвышенности.

Условные обозначения: 1– пермская система: известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, глины; 2 – карбоновая система: известняки, доломиты, глинистые известняки, глины, песчаники известковистые; 3 – девонская система: известняки, доломиты; 4 – верхнерифейская эра: песчанки с прослоями сланцев; 5 – среднерифейская эра: сланцы, алевролиты, песчаники, гравелиты, брекчии; 6 – нижнерифейская эра: песчаники, сланцы; 7 – карьер Вадьявож.

Figure 1. A. Sketch-map of the geological structure of the Timan-North-Ural region (according to: [11, P. 741–760]): 1, 2 – Paleozoic formations of the Urals and Timan: 1 – paleooceanic, 2 – paleocontinental; 3 – Upper Proterozoic formations; 4 – Lower Precambrian metamorphic complexes; 5 – study areas. Figures in rectangles are sampling locations (graphs are shown in Figure 4): 1 – № 4–28 [12, P. 488–492]; 2 – № 28 [11, P. 741–760]; 3 – № K-12-057 [13, P. 642]; 4 – № 202 [14, P. 14–26]; 5 – [15, P. 384–389]; 6 – № K-21-137 [16, P. 166-169]; 7 – № K-21-142 [16, P. 166–169]; 8– № VAD-1 (our data). Б. Geological sketch-map of the Nemskaya Upland.

Symbols: 1 – Permian system: limestones, dolomites, gypsum, anhydrites, clays; 2 – carboniferous system: limestones, dolomites, clayed limestones, clays, calcareous sandstones; 3 – Devonian system: limestones, dolomites; 4 – Upper Riphaean era: gerbils with shale interlayers; 5 – Middle Riphaean era: shales, siltstones, sandstones, gravelites, breccias; 6 – Lower Riphaean era: sandstones, shales; 7 – Vadyavozh quarry.

Результаты U-Pb (LA-ICP-MS) датирования цирконов из песчаника джежимской свиты Results of U-Pb (LA-ICP-MS) dating of zircons from sandstone of the Dzhezhim Formation

№ точки	Th/U	1σ	Изотопные соотношения						Rho	Возраст, млн лет
№ точки	Th/U	1σ	207 Pb/ 206 Pb	1σ	207 Pb/ 235 U	1σ	206 Pb/ 238 U	1σ	Rho	206 Pb/ 238 U	1σ	Pb 207 / Pb²⁰⁶	1σ	D, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
87	0.49	0.01	0.0926	0.0024	3.2359	0.0824	0.2536	0.0028	0.1	1457	15	1480	49	1
31	0.61	0.01	0.1031	0.0014	4.1709	0.0513	0.2937	0.0027	0.2	1660	13	1680	24	1
65	0.64	0.01	0.1058	0.0023	4.2114	0.0876	0.2890	0.0030	0.2	1636	15	1728	39	6
102	0.68	0.01	0.1127	0.0037	5.1315	0.1613	0.3304	0.0041	0.1	1840	20	1843	58	0
110	0.31	0.01	0.1131	0.0039	5.1472	0.1735	0.3304	0.0043	0.1	1840	21	1849	62	0
22	0.61	0.01	0.1134	0.0014	5.2973	0.0595	0.3389	0.0030	0.3	1882	15	1855	22	-1
78	0.22	0.01	0.1135	0.0026	5.2370	0.1174	0.3348	0.0035	0.2	1862	17	1857	41	0
88	0.88	0.01	0.1144	0.0030	5.1961	0.1332	0.3297	0.0037	0.1	1837	18	1870	47	2
109	0.76	0.01	0.1148	0.0039	5.4261	0.1797	0.3429	0.0044	0.1	1900	21	1877	60	-1
49	0.81	0.01	0.1221	0.0020	5.7962	0.0874	0.3447	0.0032	0.2	1909	16	1987	28	4
56	0.21	0.01	0.1155	0.0021	5.1015	0.0868	0.3207	0.0031	0.2	1793	15	1887	32	5
60	0.95	0.01	0.1159	0.0021	5.1476	0.0902	0.3225	0.0032	0.2	1802	15	1893	33	5
11	0.51	0.01	0.1159	0.0013	5.4749	0.0563	0.3427	0.0030	0.3	1900	14	1894	21	0
66	0.02	0.01	0.1161	0.0033	5.3407	0.1486	0.3340	0.0043	0.2	1858	21	1897	50	2
100	0.36	0.01	0.1166	0.0036	5.6258	0.1677	0.3502	0.0042	0.1	1936	20	1904	54	-2
25	0.72	0.01	0.1170	0.0015	5.4281	0.0623	0.3366	0.0030	0.3	1870	15	1911	22	2
7	0.02	0.01	0.1173	0.0020	5.4877	0.0869	0.3394	0.0034	0.2	1884	17	1915	30	2
90	0.48	0.01	0.1177	0.0032	5.4984	0.1438	0.3390	0.0038	0.1	1882	18	1922	48	2
53	0.74	0.01	0.1180	0.0020	5.4354	0.0887	0.3344	0.0032	0.2	1860	16	1926	31	4
93	0.71	0.01	0.1181	0.0034	5.7122	0.1595	0.3511	0.0041	0.1	1940	20	1927	51	-1
50	0.65	0.01	0.1183	0.0019	5.5259	0.0845	0.3392	0.0032	0.2	1883	15	1930	29	3
99	0.28	0.01	0.1182	0.0036	5.6552	0.1667	0.3471	0.0042	0.1	1921	20	1930	53	0
27	0.83	0.01	0.1182	0.0015	5.6165	0.0644	0.3447	0.0031	0.3	1909	15	1930	22	1
18	0.21	0.01	0.1185	0.0015	5.5237	0.0631	0.3383	0.0030	0.3	1879	15	1933	22	3
10	0.63	0.01	0.1190	0.0014	5.5752	0.0577	0.3397	0.0030	0.3	1885	14	1942	21	3
80	0.68	0.01	0.1191	0.0028	5.6574	0.1301	0.3448	0.0037	0.2	1910	18	1943	42	2
67	0.53	0.01	0.1197	0.0025	5.6955	0.1120	0.3454	0.0035	0.2	1913	17	1952	36	2
48	0.52	0.01	0.1203	0.0019	5.6598	0.0849	0.3416	0.0032	0.2	1894	15	1960	28	3
20	1.03	0.02	0.1206	0.0015	5.6478	0.0645	0.3397	0.0030	0.3	1885	15	1966	22	4
83	0.52	0.01	0.1212	0.0031	5.8392	0.1427	0.3499	0.0038	0.1	1934	18	1973	44	2
58	0.83	0.01	0.1215	0.0023	5.7438	0.1012	0.3431	0.0034	0.2	1902	16	1979	33	4
38	0.74	0.01	0.1217	0.0018	5.8529	0.0791	0.3492	0.0032	0.2	1931	15	1981	26	3
1	0.49	0.01	0.1217	0.0014	5.9245	0.0584	0.3530	0.0031	0.3	1949	15	1981	20	2
92	0.17	0.01	0.1225	0.0035	5.7408	0.1572	0.3402	0.0039	0.1	1888	19	1993	49	6
73	0.32	0.01	0.1229	0.0027	6.0149	0.1289	0.3553	0.0037	0.2	1960	18	1999	39	2
86	1.62	0.03	0.1229	0.0033	6.0072	0.1535	0.3549	0.0040	0.1	1958	19	1999	46	2
29	0.35	0.01	0.1237	0.0016	6.1448	0.0720	0.3604	0.0032	0.2	1984	15	2011	23	1
68	0.26	0.01	0.1238	0.0026	6.1568	0.1229	0.3612	0.0037	0.2	1988	17	2011	36	1
51	0.68	0.01	0.1238	0.0022	6.0802	0.1015	0.3566	0.0035	0.2	1966	17	2011	31	2
16	0.43	0.01	0.1239	0.0015	5.9297	0.0640	0.3473	0.0031	0.3	1922	15	2013	21	5
64	1.44	0.03	0.1240	0.0026	5.8700	0.1198	0.3438	0.0036	0.2	1905	17	2014	37	6
85	0.69	0.01	0.1247	0.0032	6.2711	0.1560	0.3651	0.0040	0.1	2006	19	2024	45	1
12	0.77	0.01	0.1250	0.0014	5.8892	0.0601	0.3418	0.0030	0.3	1895	14	2029	20	7
37	0.42	0.01	0.1257	0.0019	6.4819	0.0898	0.3744	0.0035	0.2	2050	16	2038	26	-1
69	0.64	0.01	0.1431	0.0030	7.8730	0.1559	0.3993	0.0041	0.2	2166	19	2265	35	5
108	0.99	0.01	0.1482	0.0051	8.3667	0.2780	0.4095	0.0053	0.1	2213	24	2326	58	5
94	0.69	0.01	0.1496	0.0043	8.8649	0.2488	0.4300	0.0051	0.1	2306	23	2342	49	2
39	0.55	0.01	0.1524	0.0022	9.0952	0.1198	0.4332	0.0040	0.2	2320	18	2373	24	2
103	0.58	0.01	0.1567	0.0051	9.7381	0.3047	0.4509	0.0056	0.1	2399	25	2421	54	1
52	0.71	0.01	0.1582	0.0027	9.4980	0.1537	0.4359	0.0042	0.2	2332	19	2436	29	4
44	0.79	0.01	0.1598	0.0025	9.8713	0.1421	0.4485	0.0042	0.2	2389	19	2453	26	3

В диапазоне 1843±58 – 2038±26 млн лет условно выделяются три временных интервала. В интервале 1843±58 – 1877±60 млн лет (6 %) циркон представлен удлиненными окатанными непрозрачными зернами розового цвета с гладкой поверхностью (Кудл. 1–3, 1–4) и их обломками. Внутреннее строение однородное. В одном зерне можно наблюдать пятнистую структуру, магматическую зональность. Встречаются окатанные ядра (рис. 2, г).

Интервал 1887±32 – 1981±26 млн лет (24 %) – хорошо окатанные округлые непрозрачные зерна темно-розового цвета. В структуре большей части зерен отмечаются светлые ядра, на краях видна осцилляционная зональность или чередование ярких и темных полос. Вероятнее всего, в этой группе представлены хорошо окатанные обломки дипирамидально-призматиче-ского циркона (рис. 2, д).

Интервал 1987±28 – 2038± 26 млн лет (15 %) – окатанные, почти изометричные непрозрачные зерна бордового цвета, в которых иногда можно обнаружить реликты призматического габитуса. Поверхность минерала чаще всего гладкая, местами шероховатая. Циркон характеризуется неоднородным внутренним строением, наблюдаются разупорядоченные полосы серого на фоне темно-серого цвета (рис. 2, е).

Возрасты единичных зерен составляют: 1480±49 млн лет – обломок прозрачного циркона бледно-розового цвета с гладкой поверхностью и однородным внутренним строением, 1680±24 млн лет – хорошо ока-таннное удлиненное непрозрачное зерно темно-розового цвета с равномерно шероховатой поверхностью и однородным внутренним строением (рис. 2, ж), и 1728±39 млн лет – хорошо окатанное удлиненное (Кудл. 1–3) прозрачное зерно светло-розового цвета с шероховатой ям-

Окончание таблицы позднепалеопротерозойской по- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 пуляции и одном неоархейском зерне значения Th/U меньше порогового (0.3), характерного для цирконов из метаморфических пород и жильных образований [21, с. 123–138]. Аномально низкие значения Th/U отмечены в трех зернах циркона с низким содержанием Th, источником которых могут быть низкотемпературные граниты [23, с. 635–638]. Источником зерен циркона с величинами Th/U 0.5–0.8 могут быть гранитоиды и метаморфические породы амфиболитовой фации [18; 22, с. 117–133]. Зерна циркона с высокими значениями Th/U (0.8–1.1) свойственны породам высокой степени метаморфизма, а четыре зерна с наиболее высокими значениями (1.44–2.21) могут происходить из мантийных пород основного состава [24, с. 295–312]. Результаты и их обсуждение Особенности морфологии, внутреннего строения и U-Pb датирование циркона из метапесчаников джежимской свиты указывают на поступление терригенного материала в осадочную толщу из нескольких источников, разноудаленных друг от друга. Вероятным первичным источником зерен циркона с мезо- и неоархей-скими датировками могли быть породы, принимающие участие в строении кристаллического фундамента Волго-Уральской и Сарматской частей Восточно-Европейской платформы. 33 0.33 0.01 0.1612 0.0022 10.5094 0.1350 0.4731 0.0044 0.2 2497 19 2468 23 -1 96 0.41 0.01 0.1659 0.0049 10.4614 0.2979 0.4576 0.0054 0.1 2429 24 2517 49 4 55 0.56 0.01 0.1670 0.0030 10.6654 0.1803 0.4635 0.0045 0.2 2455 20 2528 30 3 61 0.51 0.01 0.1688 0.0033 10.7500 0.1987 0.4622 0.0046 0.2 2449 20 2546 32 4 32 0.54 0.01 0.1723 0.0023 10.8462 0.1320 0.4568 0.0041 0.2 2425 18 2581 22 6 13 0.96 0.01 0.1760 0.0021 11.9577 0.1283 0.4928 0.0044 0.3 2583 19 2616 20 1 72 0.61 0.01 0.1766 0.0039 12.1033 0.2551 0.4976 0.0052 0.2 2603 22 2621 36 1 101 1.04 0.02 0.1789 0.0057 12.6471 0.3887 0.5129 0.0063 0.1 2669 27 2643 52 -1 3 0.30 0.01 0.1796 0.0020 12.3282 0.1176 0.4979 0.0043 0.3 2605 19 2649 18 2 63 1.17 0.03 0.1802 0.0049 12.4058 0.3362 0.4998 0.0077 0.3 2613 33 2655 44 2 82 1.03 0.02 0.1807 0.0045 12.3840 0.2988 0.4976 0.0054 0.1 2603 23 2659 41 2 40 1.10 0.02 0.1814 0.0027 12.8638 0.1750 0.5147 0.0048 0.2 2677 20 2666 24 0 107 1.85 0.03 0.1814 0.0061 12.6367 0.4098 0.5054 0.0064 0.1 2637 27 2666 54 1 15 0.75 0.01 0.1827 0.0021 12.5455 0.1295 0.4983 0.0044 0.3 2606 19 2677 19 3 42 0.36 0.01 0.1815 0.0027 12.2842 0.1701 0.4913 0.0045 0.2 2576 20 2667 24 4 98 0.43 0.01 0.1819 0.0055 12.5352 0.3637 0.5002 0.0060 0.1 2615 26 2670 49 2 43 0.89 0.01 0.1818 0.0027 12.4723 0.1758 0.4979 0.0046 0.2 2605 20 2670 25 2 36 0.56 0.01 0.1829 0.0025 12.7779 0.1618 0.5070 0.0046 0.2 2644 20 2680 22 1 45 0.60 0.01 0.1833 0.0028 12.8057 0.1841 0.5071 0.0047 0.2 2644 20 2683 25 1 77 1.10 0.02 0.1837 0.0042 12.4652 0.2772 0.4927 0.0052 0.2 2582 23 2686 38 4 26 0.34 0.01 0.2093 0.0027 15.8706 0.1835 0.5502 0.0050 0.3 2826 21 2900 20 3 5 0.39 0.01 0.1842 0.0021 12.5921 0.1291 0.4957 0.0044 0.3 2595 19 2691 19 4 76 0.73 0.01 0.1845 0.0042 12.7741 0.2802 0.5026 0.0053 0.2 2625 23 2694 37 3 81 2.21 0.03 0.1845 0.0046 12.9894 0.3142 0.5111 0.0057 0.2 2661 24 2694 41 1 70 0.20 0.01 0.1849 0.0039 12.3201 0.2472 0.4838 0.0049 0.2 2544 21 2697 34 6 57 0.16 0.01 0.1858 0.0033 12.9113 0.2183 0.5044 0.0049 0.2 2633 21 2706 29 3 46 0.80 0.01 0.1875 0.0030 13.1145 0.1939 0.5076 0.0048 0.2 2647 21 2721 26 3 54 0.68 0.01 0.1877 0.0035 12.7918 0.2272 0.4947 0.0051 0.2 2591 22 2722 30 5 24 0.63 0.01 0.1880 0.0024 13.7174 0.1600 0.5294 0.0048 0.3 2739 20 2725 21 -1 2 0.08 0.01 0.1883 0.0020 12.7586 0.1201 0.4914 0.0042 0.3 2577 18 2727 18 6 74 0.54 0.01 0.1882 0.0042 13.2920 0.2860 0.5126 0.0053 0.2 2668 23 2727 36 2 35 0.47 0.01 0.1885 0.0027 13.5460 0.1791 0.5215 0.0049 0.2 2705 21 2730 23 1 34 0.58 0.01 0.1891 0.0026 13.3821 0.1667 0.5136 0.0047 0.2 2672 20 2735 22 2 23 0.52 0.01 0.1896 0.0023 13.6929 0.1532 0.5241 0.0047 0.3 2717 20 2739 20 1 21 0.49 0.01 0.1977 0.0024 14.8381 0.1626 0.5447 0.0049 0.3 2803 20 2807 20 0 14 0.51 0.01 0.1979 0.0023 14.7072 0.1555 0.5391 0.0048 0.3 2780 20 2809 19 1 75 0.38 0.01 0.2035 0.0046 15.1819 0.3302 0.5415 0.0057 0.2 2790 24 2855 36 2 28 0.60 0.01 0.2124 0.0027 16.1179 0.1845 0.5506 0.0049 0.3 2828 20 2924 20 3 9 0.87 0.01 0.2286 0.0026 19.0679 0.1962 0.6050 0.0054 0.3 3050 22 3042 18 0 17 0.48 0.01 0.2324 0.0027 19.3416 0.2004 0.6039 0.0053 0.3 3046 21 3068 18 1 71 0.52 0.01 0.2405 0.0052 20.0767 0.4193 0.6061 0.0063 0.2 3054 25 3123 34 2 106 0.60 0.01 0.2428 0.0081 20.6983 0.6654 0.6186 0.0078 0.1 3104 31 3138 52 1 89 0.35 0.01 0.2476 0.0068 21.0106 0.5569 0.6159 0.0073 0.2 3093 29 3170 43 2 чатой поверхностью и внутренним строением, характе- Большинство зерен циркона этой популяции представле- ризующимся неравномерным чередованием ярко-серых и серых полос (рис. 2, з).

Зерна циркона различаются по величине Th/U отношения, зависящего от их происхождения [18; 19, с. 73–78; 20, с. 1–37; 21, с. 122–138; 22, с. 117–133]. Отношения Th/U в датированных зернах циркона из песчаников джежимской свиты варьируют в пределах от 0.02 до 2.21 (таблица, рис. 3).

Большинство фигуративных точек зерен циркона всех возрастных диапазонов укладываются в интервал значений 0.3

Зерна циркона с возрастами 1987±28 – 2038±26 млн лет могут быть связаны с гранитоидами, внедрением которых сопровождались коллизионные процессы, сопряженные с формированием Волго-Сарматского орогена [25, с. 427– 432; 26, с. 23–45]. В двух зернах с возрастами 1915±30 и 1897±50 млн лет отмечены аномально низкие значения Th/U. Оба зерна характеризуются идеальной окатанно-стью (Кудл. 1.1 и 1.0), отсутствием зональности и неравно-

Рисунок 2. Цирконы из метапесчаников джежимской свиты: I – внутреннее строение по CL-снимкам (слева) и морфология по SE-снимкам (справа), II – гистограмма и кривая плотности вероятности распределения изотопных возрастов.

Figure 2. Zircons from metasandstones of the Dzhezhim Formation. I – internal structure from CL images (left) and morphology from SE images (right), II – histogram and probability density curve of isotopic age distribution.

характерный для гранитов интервал 0.5–0.8 [18] и представлены окатанными овальными и округлыми зернами. Редко встречаются удлиненные призматические кристаллы с сохранившимися гранями и сглаженными ребрами. Два зерна с аномально высокими значениями Th/U и возрастами 2694±41 и 2666±54 млн лет представлены остроугольным обломком и окатанным с круглым сечением удлиненным зерном с четко проявленной тонкой CL-зональностью.

Мы сопоставили полученные результаты датирования зерен детритового циркона из метапесчаников средней подсвиты джежимской свиты Немской возвышенности (рис. 1, 4) с возрастами зерен циркона из верхнерифейских толщ Урала и Тимана: нижней подсвиты джежимской свиты возвышенности Дже-жимпарма – карьеры Асыввож [7, с. 798– 805] и Джежим [16, с. 166–169], паунской свиты Среднего Тимана [15, с. 166–169],

млн лет

Рисунок 3. Диаграмма зависимости величины Th/U в зернах детритового циркона из песчаников джежимской свиты от их возраста.

Figure 3. Dependency diagram of the Th/U value in detrital zircon grains from sandstones of the Dzhezhim Formation on their age.

мерной пятнистой окраской в CL-изображении. В качестве источника этих зерен можно предположить эклогитовые комплексы Лапландско-Беломорского пояса в восточной части Балтийского щита [27, с. 5–10]. Образование циркона популяции 1843±58 – 1877±60 млн лет может быть связано с проявлениями анорогенного магматизма на окраинах Фенноскандии [25, с. 427–432]. Источниками зерен с датировками 1480±49, 1680±24 и 1728±39 млн лет, соответствующими по возрасту готской аккреционной фазе на западной окраине Балтики, могли быть породы, участвовавшие в строении аккреционно-коллизионного Свеко-Норвеж-ского мегаблока [26, с. 23–45].

Вероятным первичным источником зерен циркона с мезо- и неоархейскими датировками 2265±35 – 2924±20 млн лет могли быть породы, принимающие участие в строении кристаллического фундамента Волго-Уральской и Сарматской частей древнего остова Восточно-Европейской платформы. Большинство зерен циркона этой популяции по значениям отношения Th/U (рис. 3) попадают в румяничной свиты Северного Тимана [14, с. 14–26], зиль-мердакской свиты Южного Урала [13, с. 642], хобеинской свиты Приполярного Урала [11, с. 741–760], минисейшорской свиты Полярного Урала [12, с. 488–492].

На схеме сопоставления (рис. 4) видно, что песчаники джежимской свиты Немской возвышенности содержат большее количество цирконов с древними датировками, чем их стратиграфические аналоги из северной и средней частей Тиманского кряжа. Возраст обломочных цирконов нижней подсвиты джежимской свиты возвышенности Джежимпарма отчасти совпадает с возрастом цирконов изученной пробы, отличаясь присутствием средне-верх-нерифейских датировок. Это может быть обусловлено изменением области питания – выведением из области размыва расположенных на окраине гранитных массивов в результате продвижения береговой линии вглубь палеоконтинента.

Проведенное сравнение позволяет сделать вывод о широтной смене источников детритовых цирконов, уменьшении с севера на юг доли молодых зерен за счет сокращения области размыва. На относительно небольшой территории Тимано-Североуральского региона накопление терригенных толщ происходило при разных условиях. Источники детритового циркона Северного и Среднего Тимана сходны с источниками циркона севера Урала, включая Приполярный, Полярный и Северный Урал. Значения возрастов циркона из разрезов Южного Урала сходны со с таковыми для Южного Тимана. По мере продвижения на юг молодых значений становится меньше, появляются новые пики с возрастами 2100 и 2500 млн лет, соответствующие не задействованным в формировании более северных разрезов источникам обломочного материала. На графике самого южного разреза Тиманской гряды присутствует только два древних пика. Не исключено, что на Немской возвышенности отложения имеют более древний возраст

Рисунок 4. Схема сопоставления U/Pb-возрастов детритовых цирконов из верхнерифейских отложений Урала и Тимана.

Условные обозначения: 1–3 – фазы орогении: 1 – Свеко-Норвежская (Гренвильская); 2 – Дано-Полонская, Телемаркская и Готская; 3 – Свеко-феннская; 4–5 – тектонические события: 4 – кратонизация Прото-Балтики; 5 – формирование неоархейских комплексов протократонов. Цифры в квадратах и ссылки на работы авторов соответствуют рис. 1.

Figure 4. Scheme of comparison of U/Pb ages of detrital zircons from the Upper Riphaean deposits of the Urals and Timan.

Symbols: 1–3 - phases of orogeny: 1– Sveko-Norwegian (Grenville); 2 – Dano-Polonskaya, Telemarkskaya and Gothic; 3 – Svecofennian; 4–5 - tectonic events: 4 – cratonization of Proto-Baltics; 5 – formation of Neoarchean protocratonic complexes. Figures in squares and references (links to the authors’ works) correspond to Figure 1.

			ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ ^цминисейшорская свита
			„ 12 ПРИПОЛЯРНЫЙ УРАЛ хобсннская свита
			и ЮЖНЫЙ УРАЛ знльмердакская свита
			и СЕВЕРНЫЙ ТИМАН румяничная свита
			- и СРЕДНИЙ ТИМАН плунская свита
			й ЮЖНЫЙ ТИМАН джежимекая свита Возвышенность Джежнм парма (карьер Джежнм)
			с Возвышенность Джеж и м 11 арма (Карьер Асыннож)
			Е Нсмская Возвышенность (Карьер Вадьявож)

и представляют нижние, по сравнению со вскрытыми карьером Асыввож на увале Джежимпарма, горизонты дже-жимской свиты.

Заключение

В результате датирования зерен детритового циркона из метапесчаников средней подсвиты джежимской свиты на Немской возвышенности установлено, что породы сформировались не раньше, чем на рубеже нижнего и верхнего протерозоя. Формирование состава отложений проходило преимущественно за счет привноса в осадочный бассейн терригенного материала из разрушавшихся кристаллических комплексов фундамента Восточно-Европейской платформы – древних глубоко метаморфизованных образований кратонов, а также гранитоидов, внедрение которых сопровождало коллизионные процессы в ходе формирования Волго-Уральского, Волго-Сарматского орогенов и образования континента Прото-Балтики. Песчаники Немской возвышенности Южного Тимана по литологическим параметрам, положению в разрезе, полу- ченным данным о возрасте обломочных цирконов сходны с подобными образованиями на Южном Урале и, вероятно, формировались в едином осадочном бассейне за счет разрушения и переотложения материала кристаллических комплексов древнего фундамента Восточно-Европейской платформы. Вариации встречаемости цирконов наиболее древней популяции обусловлены различной интенсивностью разрушения отдельных блоков древнего фундамента. Различия в возрасте цирконов из нижней и средней подсвит джежимской свиты можно объяснить постепенным, по мере накопления более чем 700-метровой терригенной толщи, уменьшением области размыва, смещением с территории, где были развиты комплексы активных континентальных окраин, в сторону континента – центральных районов Волго-Уралии.

Список литературы U/Pb-возраст и источники сноса обломочного циркона из верхнерифейских песчаников Немской возвышенности (Южный Тиман)

Жарков, В. А. Крупнокристаллический монацит из кайнозойских отложений в районе ручья Вадьявож (Немская возвышенность, Южный Тиман) / В. А. Жарков, И. В. Швецова // Труды Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Вып. 101. – Сыктывкар, 1999. – № 28 – С. 172–178.
Оловянишников, В. Г. Первоисточники россыпей алмазов Тимана / В. Г. Оловянишников // Алмазы и алмазоносность Тимано-Уральского региона: материалы всеросс. совещ. – Сыктывкар, 2001. – С. 59–61.
Щербаков, Э. С. Условия образования среднедевонских алмазоносных отложений Тимана / Э. С. Щербаков, А. М. Плякин, П. П. Битков // Алмазы и алмазоносность Тимано-Уральского региона: материалы всеросс. совещ. – Сыктывкар, 2001. – С. 39, 40.
Гракова, О. В. Алмазопроявления Среднего и Южного Тимана / О. В. Гракова. – Сыктывкар, 2021. – 144 с.
Макеев, А. Б. Новые перспективы алмазоносности Тимана / А. Б. Макеев, А. Я. Рыбальченко, В. А. Дудар, В. Г. Шеметько // Геология и минерально-сырьевые ресурсы европейского Северо-Востока России: новые результаты и новые перспективы: материалы XIII Геол. съезда Республики Коми. Т. IV. – Сыктывкар, 1999. – С. 63–66.
Рыбальченко, А. Я. Теоретические основы прогнозирования и поисков коренных месторождений алмазов туффизитового типа / А. Я. Рыбальченко, Т. М. Рыбальченко, В. И. Силаев // Известия Коми научного центра УрО РАН. – Сыктывкар, 2011. – № 1 (5). – С. 54–66.
Кузнецов, Н. Б. Первые результаты U/Pb-датирования и изотопно-геохимического изучения детритных цирконов из позднедокембрийских песчаников Южного Тимана (увал Джежим-Парма) / Н. Б. Кузнецов, Л. М. Натапов, Е. А. Белоусова, У. Л. Гриффин, С. О. Рейлли [и др.] // Доклады Академии наук. – 2010. – Т. 435, № 6. – С. 798–805.
Никулова, Н. Ю. Вещественный состав и особенности формирования метаосадочных пород фундамента Вадьявожского выступа (Немская возвышенность, Южный Тиман) / Н. Ю. Никулова // Региональная геология и металлогения. – 2017. – № 69. – С. 23–32.
Колесников, А. В. Биота эдиакарского типа в верхнем докембрии Тиманского кряжа (возвышенность Джежим-Парма, Республика Коми) / А. В. Колесников, И. В. Латышева, А. В. Шацилло, Н. Б. Кузнецов, А. С. Колесников [и др.] // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. – 2023. – Т. 510, № 1. – С. 61–65. – DOI 10.31857/S2686739722602964.
Хубанов, В. Б. U-Pb изотопное датирование цирконов из PZ 3-MZ магматических комплексов Забайкалья методом магнитно-секторной масс-спектрометрии с лазерным пробоотбором: процедура определения и сопоставление с SHRIMP данными / В. Б. Хубанов, М. Д. Буянтуев, А. А. Цыганков // Геология и геофизика. – 2016. – Т. 57, № 1. – С. 241–258.
Пыстин, А. М. U-Pb (LA-SF-ICP-MS) возраст и вероятные источники сноса детритовых цирконов из терригенных отложений верхнего докембрия Приполярного Урала / А. М. Пыстин, О. В. Гракова, Ю. И. Пыстина, Е. В. Кушманова, К. С. Попвасев [и др.] // Литосфера. – 2022. – Т. 22, № 6. – С. 741–760. – DOI 10.24930/1681-9004-2022-22-6-741-760.
Уляшева, Н. С. Первые результаты U-Pb LA-SF-ICPMS-датирования детритовых цирконов из среднерифейских (?) терригенных отложений Полярного Урала / Н. С. Уляшева, Ю. И. Пыстина, А. М. Пыстин, О. В. Гракова, В. Б. Хубанов // Доклады Академии наук. – 2019. – Т. 485, № 4. – С. 488–492. – DOI 10.31857/S0869-56524854488-492.
Романюк, Т. В. Первые результаты U/Pb LA-ICP-MS датирования детритных цирконов из верхнерифейских песчаников Башкирского антиклинория (Южный Урал) / Т. В. Романюк, А. В. Маслов, Н. Б. Кузнецов, Е. А. Белоусова, Ю. Л. Ронкин [и др.] // Доклады Академии наук. – 2013. – Т. 452, № 6. – С. 642. – DOI 10.7868/S0869565213310174.
Андреичев, В. Л. U-Pb (LA-ICP-MS) возраст детритовых цирконов из метаосадочных пород основания верхне-докембрийского разреза Северного Тимана / В. Л. Андреичев, А. А. Соболева, В. Б. Хубанов, И. Д. Соболев // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел геологический. – 2018. – Т. 93, № 2. – С. 14–26.
Брусницына, Е. А. Результаты исследований U-Pb-изотопного возраста обломочных цирконов из средне-верхнерифейских отложений Четласского камня (Тиманской гряды) / Е. А. Брусницына, В. Б. Ершова, А. К. Худолей, Т. Андерсен // Проблемы тектоники и геодинамики земной коры и мантии: Материалы L Тектонического совещания. – Москва: ГЕОС, 2018. – Т. 2 – С. 384–388.
Латышева, И. В. U-Pb возраст зерен детритового циркона из обломочных пород джежимской свиты (верхний докембрий Южного Тимана) / И. В. Латышева, Н. Б. Кузнецов, А. В. Шацилло, А. В. Колесников, А. В. Страшко [и др.] // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса от океана к континенту: Материалы научной конференции. – Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2022. – Вып. 20. – С. 166–169.
Гракова, О. В. Геохимия высокофосфористого циркона из верхнерифейских песчаников Южного Тимана / О. В. Гракова, С. Г. Скублов, Н. Ю. Никулова, О. Л. Галанкина // Геохимия. – 2023. – Т. 68, № 9. – С. 947–963. – DOI 10.31857/S0016752523090054.
Вотяков, С. Л. Кристаллохимия и физика радиационно-термических эффектов в ряде U-Th-содержащих минералов как основа для их химического микрозондового датирования / С. Л. Вотяков, Ю. В. Щапова, В. В. Хиллер. – Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 2011. – 336 с.
Пыстин, А. М. Новые данные о возрасте гранитоидов Приполярного Урала в связи с проблемой выделения кожимской среднерифейской гранит-риолитовой формации / А. М. Пыстин, Ю. И. Пыстина // Известия Коми научного центра УрО РАН. – 2011. – № 4(8). – С. 73-78.
Романюк, Т. В. Палеотектонические и палеогеографические обстановки накопления нижнерифейской айской свиты Башкирского поднятия (Южный Урал) на основе изучения детритовых цирконов методом «TerraneChrone®» / Т. В. Романюк, Н. Б. Кузнецов, Е. А. Белоусова, В. М. Горожанин, Е. Н. Горожанина // Геодинамика и тектонофизика. – 2018. – Т. 9, № 1. – С. 1–37. – DOI 10.5800/GT-2018-9-1-0335.
Rubatto, D. Zircon trace element geochemistry: partitioning with garnet and the link between U-Pb ages and metamorphism / D. Rubatto // D Chem. Geol. – 2002. – Vol. 184. – P. 123–138.
Verma, S. P. New multi-dimensional diagrams for tectonic discrimination of siliciclastic sediments and their application to Precambrian basins / S. P. Verma, J. S. Armstrong-Altrin // Chem. Geol. – 2013. – № 355. – P. 117–133.
Harrison, T. M. Temperature spectra of zircon crystallization in plutonic rocks / T. M. Harrison, E. B. Watson, A. B. Aikman // Geology. – 2007. – № 35 (7). – 635–638. – DOI 10.1130/G23505A.1.
Kaczmarek, M. A. Trace element chemistry and U–Pb dating of zircons from oceanic gabbros and their relationship with whole rock composition (Lanzo, Italian Alps) / M. A. Kaczmarek, O. Müntener, D. Rubatto // Contributions to Mineralogy and Petrology. – 2008. – № 155 (3). – P. 295–312. – DOI 10.1007/s00410-007-0243-3.
Кузнецов, Н. Б. Первые U/Pb-данные о возрастах детритных цирконов из песчаников верхнеэмсской такатинской свиты Западного Урала (в связи с проблемой коренных источников уральских алмазоносных россыпей) / Н. Б. Кузнецов, Т. В. Романюк, А. В. Шацилло, С. Ю. Орлов, В. М. Горожанин, Е. Н. Горожанина [и др.] // Доклады Академии наук. – 2014. – Т. 455, № 4. – С. 427–432.
Bogdanova, S. V. The East European Craton (Baltica) before and during the assembly of Rodinia / S.V. Bogdanova a, B. Bingen , R. Gorbatschev, T.N. Kheraskova, V.I. Kozlov, V.N. Puchkov, Yu.A. Volozh // Precambrian Res. – 2008. – V. 160. – P. 23–45.
Slabunov, A. Geological review. Archean-paleoproterozoic crustal evolution of the Belomorian Province (Fen noscandian Shield) and the tectonic position of eclogites / A. Slabunov, V. Balagansky, A. Shchipansky // Early Precambrian Eclogites of the Belomorian Province, Fennoscandian Shield. Field Guidebook. – Petrozavodsk, 2019. – P. 5–10.

Еще

Статья научная