Возраст монацитов жильной серии Четласского комплекса (Средний Тиман): Th-U-Pb-данные

Автор: Удоратина О.В., Вирюс А.А., Козырева И.В., Швецова И.В., Капитанова В.А.

Журнал: Вестник геонаук @vestnik-geo

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 3 (243), 2015 года.

Бесплатный доступ

Установлен возраст монацитов из пород жильной серии Новобобровского рудного поля (Средний Тиман). Полученные данные подтверждают, что породы жильной серии, несущие комплексную редкометалльно-редкоземельную минерализацию, близки по времени образования к вендским магматическим породам (пикритам и карбонатитам четласского комплекса), с которыми связаны генетически.

Монацит, th-u-pb-метод, средний тиман

Короткий адрес: https://sciup.org/149129159

IDR: 149129159

Текст научной статьи Возраст монацитов жильной серии Четласского комплекса (Средний Тиман): Th-U-Pb-данные

В бассейнах рек Косью и Бобровая на Среднем Тимане вскрываются щелочно-ультраосновные породы и связанные с ними метасоматиты, маркирующие широтные разломы. Распространены пикриты, карбонатиты, разнопроявленные фениты, как меланократовые, так и лейкократовые, а также жильные образования [8,9]. Чет-ласский комплекс дайковых ультраос-новных пород близок ранним и средним стадиям автономных пикрит-лам-профировых серий, ассоциирующихся с ультраосновными щелочными комплексами, и имеет свою специфику, связанную с отсутствием фельдшпато-литов и присутствием кимпикритов и айликитов [5—6]. Комплексная редко-металльно-торий-редкоземельная минерализация в основном связана с породами жильной серии и рассматривается в ранге рудных полей (иучастков). С юга на север это Щугорское ^ Мезенское (Мезенское и Нижнее Мезенское) ^ Косьюское (Косью) ^ Бобровское (Бобровское и Нижнее (Новое) Бобровское) ^ Октябрьское (Верхнее (Старое) Бобровское и Октябрьское). В таком же направлении убывает глубина вскрытия пород.

Изучены редкоземельные минералы гидротермально-метасоматических пород жильной серии карбонатитов, развитых в пределах Новобобровского участка (рис. 1).

Гидротермально-метасоматические породы (гетит-полевошпатовые и кварц-гетит-гематитовые), как и маг-матиты, приурочены к разломам северо-восточного заложения. Участки их локализации — это метасоматически преобразованные зоны вмещающих пород — фениты. В жилах редкометалль-но-редкоземельные минералы образуют достаточно крупные выделения. Редкоземельные минералы представлены монацитом, ксенотимом, редкоземельными карбонатами [2,10—12,16].

Методы исследования

Кристаллы монацитов из пород жильной серии (авторские коллекции И. В. Швецовой, Б. А. Яцкевича) изу-

О                4                8 км

IHHiHi Г< <<

Рис. 1. Геологическая карта южной части Четласского Камня по материалам Ухтинской ГРЭ. Условные обозначения: 1 — С3k-g касимовский — гжельский ярусы (известняки доломитизированные); 2 — C2m московский ярус (известняки доломитизированные, известняки); 3 — C2b башкирский ярус (известняки, доломитизированные известняки); 4 — C1 г-5 визейский и серпуховский ярусы (аргиллиты, глины, алевролиты, известняки доломитизированные); 5 — RP3pn паунская свита (сланцы, алевролиты, известняки, доломиты); 6 — RP3pv павьюганская свита (доломиты, известняки); 7 — RP3vr ворыквинская свита (доломиты, известняки, сланцы, мергели); 8 — RP3an аньюгская свита (гравелиты, кварцитопесчаники, сланцы); 9 — КР2vs визингская свита (кварцитопесчаники, сланцы, алевролиты, редко туффиты); 10 — RP2nb новобобровская свита (сланцы, алевролиты); 11 — RP2sv светлинская свита (кварцитопесчаники, алевролиты, сланцы, редко гравелиты); 12 — позднедевонские интрузии (базальты, до-лериты); 13 — позднерифейские интрузии (метабазальты, метадиабазы, метагаббродиабазы) 14 — вендские или кембрийские интрузии (флогопит-пироксеновые пикриты, субщелочные оливиновые диабазы, кумулативные дуниты, верлиты); 15 — а) — границы между разновозрастными образованиями (достоверные и предполагаемые), б) — тектонические контакты (достоверные и предполагаемые); 16 — области развития метасоматических пород с редкоземельно-редкометалльным оруденением. НБ — Новобобровское рудное поле

Fig. 1. Geological map of the southern part of Chetlassky Stone (materials of Ukhta GRE). Legend: 1 — S3k-g kasimovsky-gzhel stages (dolomitic limestone); 2 — C2m moscow stage (dolomitic limestone, limestone); 3 — C2b bashkirian (limestone, dolomite limestone); 4 — C1 v-s visean tiers and serpukhov (argillites, clay, siltstone, dolomitic limestone); 5 — RP3pn paunskayaformation (shale, siltstone, limestone, dolomite); 6 — RP3pvpavyuganskaya formation (dolomite, limestone); 7 — RP3vrvorykvinskayaformation (dolomite, limestone, shale, marl); 8 — RP3an anyugskaya formation (grits, quartzite, sandstone, shale); 9 — RP2vs vizingskaya formation (quartzite-sandstones, shales, siltstones, rarely tuffites); 10 — RP2nb novobobrovskayaformation (shale, siltstone); 11 — RP2svsvetlinskoye formation (quartzite, sandstone, siltstone, shale, rare grits); 12 — late devonian intrusions (basalt, dolerite); 13 — late riphean intrusion (metabasalts, metadiabases, metagabbrodiabazy) 14 — vendian and cambrian intrusion (phlogopite-pyroxene picrites, sub-alkaline olivine diabase, kumulativnye dunite, wehrlites); 15 — a) — boundaries between different age formations reliable and expected, b) — tectonic contacts reliable and prospective; 16 — development of metasomatic rocks with rare-earth-rare metal mineralization. NB — Novobobrovskoe ore field чены на сканирующем электронном микроскопе JSM-6400 с энергодисперсионным спектрометром ISIS Link и волновым спектрометром Microspec в ИГ Коми НЦ УрО РАН; для датирования выбрана проба № 460.

Для получения катодолюминесцентных изображений монофракция циркона интегрировалась в эпоксидную шашку и исследовалась в центре SUMAC Стэнфордского университета и Геологической службы США на сканирующем электронном микроскопе Jeol 5600.

Кристаллы и зерна монацита для геохронологических исследований были нанесены на двусторонний скотч,

Рис. 2. Монацит, изображения во вторичных электронах: а — пластинчатый кристалл, б — ромбоэдрические субиндивиды второй генерации на пинакоиде пластинчатого кристалла (деталь а), в—г — примеры проанализированных зерен в упругоотраженных электронах (г — светлое — торит), д—е — катодолюминесцентные изображения зональности в монацитах

Fig. 2. Monazite in secondary electron images: а — lamellar crystals, б — a detail, see the rhombohedral subindividuals of the second generation on pinacoid of crystal plate, в—г — examples of grains analyzed in elastically scattered electrons (г — light — torite), д—е — cathodoluminescent imaging of zoning in monazite

анализ выполняли в ИЭМ РАН (г. Черноголовка) на растровом электронном микроскопе Tescan Vega IIXMU с энергодисперсионным (INCAx-sight) и волновым (INCA wave 700) рентгеновскими спектрометрами при ускоряющем напряжении 20 кВ; ток зонда 200 нА, угол отбора рентгеновского излучения 35°. Th, U, Pb в монацитах определяли с помощью волнового спектрометра.

Возраст минералов рассчитывали методом CHIME (chemical Th-U-total Pb isochron method) [15] по результатам электронно-зондового рентгеноспектрального определения Th, U, Pb. Для построения изохроны использовали программу Isoplot 3.66 [14].

Результаты

Монацит образует кристаллы и наблюдается в виде мелких включений в различных минералах (рис. 2, а, б). Кристаллы моноклинной сингонии имеют пинакоидальный облик, уплощены по {100}, спайность совершенная по {001}, окраска желто-коричневая. Для монацитов характерен гетеровалентный изоморфизм с Th, (2Ce3lP51 ^Th4'Si4'(Th|SiO4|). Монацит наблюдается нередко в срастании с торитом (рис. 2, в, г) и имеет скрытую зональность (рис. 1, д, е), обусловленную неравномерным распределением элементов.

Монацит, встречающийся в жилах и ассоциирующий с Mn-колумбитом, содержит (мас. %): La2O3 на уровне 8, Ce2O3 — 26—28, Nd2O3 — 16—18, ThO2 на уровне 5 (рис. 3). Таким образом, в монаците резко преобладает церий, наблюдается высокое содержание неодима и постоянное присутствие тория, а вот содержание стронция значительно варьирует в составе даже одного зерна.

Изученные монациты жильной серии отличаются от таковых в карбонатитах. По данным Н. С. Ковальчук с соавторами [3—4], монациты из карбонатитов на микроуровне образуют различные выделения в виде мелких зерен размером несколько мкм, формируют различные агрегаты и наблюдаются в различных минеральных ассоциациях. По химическому составу они подразделены на три группы по преобладающему катиону: 1тип (La2O3Ce2O3), 2 тип (La2O3 = Ce2O3), 3 тип (Ce2O3 > La2O3). Наблюдаемый рой точек (рис. 3) исследуемых монацитов (полностью) и поле точек составов монацитов из карбонатитов (частично) перекрываются полем составов монацитов из россыпи Ичетью [5]. Предположительно монациты из карбонатитов и кварц-гетитовыхжил размывались и накапливались в россыпи.

Нами проведено определение возраста монацитов из жил Новобобровского рудного поля (см. таблицу). Значения точечных Th-U-Pb-воз-растов монацитов лежат в интервале 450—600 млн лет, погрешность определения (по 2о-критерию) порядка ±92 млн лет. Средневзвешенная величина точечного Th-U-Pb-возраста монацитов составила (527 ± 12) млн лет (рис. 4, а). Возраст монацитов, полученный методом построения изохроны ThO2* — PbO, составил (552 ± 31) млн лет (рис. 4, б). Полученные значения абсолютного датиро-

Се                                               Nd

Рис. 3. Диаграмма La—Ce—Nd и Ce—Nd—Th для исследованных монацитов. Поля, выделенные пунктирной линией, — монациты карбонатитов [3, 4], штрих-пунктирная линия — монациты из россыпи Ичетью [5]

Fig. 3. Diagram of La—Ce—Nd and Ce—Nd—Th for the studied monazite. Fields highlighted with a dotted line — monazite carbonatites [3,4], dash-dot line — from monazite Ichetu placer [5]

Рис. 4. Геохронологические данные по монацитам (обр. 460): а — разброс значений точечных Th-U-Pb-возрастов и их средневзвешенная величина; б — ТЬО2*-РЬО-изохрона. Эллипсы — значения погрешности 2с при электронно-зондовом определении Th, U, Pb, штрих-пунктир — линия регрессии (изохроны) с двумя симметричными гиперболами, фиксирующими погрешности

Fig. 4. Geochronological data on monazite (samle. 460): а — variations in the point Th-U-Pb-ages and their weighted average; б — ThO2 *-PbO-isochrone. Ellipses — error values 2c with electron microprobe determination of Th, U, Pb, dot-dash — regression line (isochrones) with two symmetrical hyperboles, fixing errors

вания имеют относительно большую погрешность, что связано как с неоднородным составом монацитов, так и с особенностями выбранного метода.

Выводы

Согласно K-Ar-данным В. Л. Анд-реичева и В. И. Степаненко [1], магматические породы (пикриты и карбонатиты) характеризуются широким разбросом цифр абсолютного возраста от 660 до 555 млн лет. Принятый возраст формирования пород комплекса, установленный статистическим и изохронным методом, — (600 ± 15(30) млн лет. Полученный нами Ar-Ar-возраст по флогопиту из щелочных пикритов ранневендский, составляет (598.1 ± ± 6.2) млн лет [13] и также подтверждает плюмовый импульс [8] на окраине Восточно-Европейского континента. Полученные данные по монацитам (552 ± 31) млн лет имеют с учетом погрешности раннепоздневендский возраст. Таким образом, породы жильной серии, несущие минерализацию, сформированы позже пикритов, но, как мы полагаем, связаны с ними и комплексом карбонатитов генетически.

Имеющиеся геохронологические данные по монацитам россыпи Ичетью (Средний Тиман) получены также методом CHIME [5], авторами выделено не менее трех коренных источников сноса для формирования россыпи, возрасты отличаются от полученных нами.

Результаты исследований монацитов (обр. 460)

Results of monazite studies (sample 460)

ThO2*

PbO

Возраст, млн лет

Формулы монацитов

1

12.02

0.28

547

E-eo.37E^d023Th011La010Рг0 0581110 04Ca003Gd001Tb0()1Dy0Q1Eu001LuQ01Pb001U0 01)1 00x(P097Si003)1 00O4

3

11.80

0.27

538

(Ce0 38Nd0 24Th0 Л1Еа0Л1Рг0 ^Smo^CaQ 03Gd0 0iEu001Tb00|Dy001Pb0()1U0 01)] 03x(P0 96Si0 02)0.98O4

4

9.06

0.20

519

(Е^с0 38Nd0 25La0 loThoO8Pro о68гпо 06Ca003Gdo.o2Dy0 02Tb0 QjEuQQjYboojPboojUoQ!)] O5x(PO98Sio 001)098O4

8

8.18

0.21

602

(CeQ ^NdQ ^sLao.iiThQ QyPrQ QgSmo.osCao^Gdo ojDyQ Q] Euo o1Tbo oo2Luo.002Pbo.002 ^bo.ooiUo.oo 1)1.02^0.99^4

9

7.80

0.18

542

(Ce0.4oNd0 2зЕа012Tho 07Рг0.060.05Са00з DYo.o2Eidool Еи0.007ТЬ000зРЬ0.002и0.001)101х(Р0,98810.004)098О4

10

6.30

0.14

522

(Ceo.4iNdo j+Lao.u ^'ooiThoogSmo 04Ca0 02 Dy0 01Gd0 01 Eu0 01Tb0 01Lu0 001Pb0 00]U0 001)o.9gx(Po.9sSio.oi)o.9904

12

7.03

0.16

535

(Ceo.40Ndo 23Lao.12Tlio.06 Snig 05Pr0 O5Cao 03Gd0 02Eu0.o2Dy0 ojTbg Ol Pb0 002Lu0 ooiLJo 0002)1.oox(Po.98^io.oi)o.9904

13

8.75

0.20

537

(Ceo.4oNd0 24La0 ^Tho ogPro osSrrio ojCaj oj Dy0 o2Gd0 01Eu0 o1Tbo olPbo 0o2Uo.ooi)i.oix(Po.98Sio.oi)o.9904

14

9.99

0.21

495

(Ce0 39Nd0 22La0jjTho ogPro ojSnio О4СЭ0 04 Dy0 o3Gd0 01Eu0 01Tbo olPbo oo2Uo.ooi)i.ooEi.oo04

15

8.74

0.20

538

(Ceo.4oNd0 22La010Tho 0gPr0 об8п1о o4Cao 04 Gd0 02Dy0 02Eu0 01Tbo olPbo oo2Uo.ooi)i.ooEo.9904

16

9.69

0.20

486

(Ceo.4oNd0 2)Еа0 ^Tho ogPto osCao о4§гпо 02 Eu0 02Gd0 01 Lu0 004Pb0 0o2LJo.ooi)o.97x(Pi.o2Sio.oi)i.o304

17

8.00

0.18

529

(Ceo.4oNd0 22La0 ^Cao oyTho ovPro.osSrrio ojGdo 0iEu0 0]Tb0 01Pb0 002 Lu0 001U0 001)o g9P0 9gO4

18

7.02

0.17

568

(Ceo.4oNd0 24Еа0 лТЬообРГо.озСад о48гПо o4Gd0 02Eu0 oiDy001Tb00o5LUo0o4Pb0 002U0 001Yb0 oooslo.ggPi.oo^

19

7.28

0.14

453

(Ceo.37NdO26Lao юЗтоодТЬоооРГообСаоозОуо o2Gdoo2Eu0 02Tbo оозРЬо 00,110 00, )IOiX(Po,g7Sio.oi)o.9s04

20

10.11

0.21

373

(Ce0 38Nd0 23La0 .юТНо.одРго.обСао O5SnioO4Gdo 02Eu001Pb0 002Dy0001U0 001)098x(P0 99Si002)1 .oi04

21

7.30

0.16

515

(Ce0 40Nd0 25LaQ10Th0Q6Pr0068ni0 05Ca()04Gd002Eu002Yb00Q2Pb0Q02U00Q1)0 95x(PQ98SiQQ1)Q99O4

22

6.70

0.16

561

(Ce0 43Nd0 22La013ТНообРГо.о5Са0 o3Smo.o3Eu00]Gd0o1Dy0o1Tbooo4Pbo.oo2Uo.ooi)o.99P 1.02^4

23

9.79

0.18

433

(Ceo.^N d02i La0 ] 3Th0 ogPio.osCao o4Snio o3Erd() 01 Eu0.0 ] Е)уо.005ТЪ0.004РЬ0.002 U 000 ] )o.9?x(P 1 .оо81о.оз) i .03 O4

24

8.91

0.20

527

(CcQ.41Nd0i22La012Th0.08Pr0.05CaQ.05Srn0iQ2Dy0.01Eu0.004.YbQ.004Gd0.001Pb0 002U0.q0])0.97P 1.02^4

25

10.75

0.22

481

(Сео.4о^^0.2оЕа01зТН0.09Са0.05Рг0.040.0зСЬ0.005Еи01004Еи0.00зРЬ0000.002)09бХ(Рк02810.02)1.04О4

26

19.23

0.44

538

(E^Cq28Nd0 2oTho ЛбСао 14Lao 07Pr0 о58шо 04Gd0 01Dy0 01Tb0 01Pb0.005^0.002)0.98 E 1.03^4

27

17.92

0.42

551

(Ce0.29N d0 2oTho ] зСа^ 3Еад 07Pr0 04SmQ 04Gd0 01 Eu0.0 ] Dy0.0 iTb0 01 Pb0.004U0 OO2)o.97E 1.03^4

28

17.96

0.41

537

(Ce0 27Ndo 2oCao 15Tho 15Еао 078гПо.о5Рго.04Оуо 0|Gd0 01Eu0 01Tb00o3Ybo.oo3Pbo.oo4Luo.oo2Uo.o02)o.97E 1.03^4

29

17.18

0.41

561

(Ce0 30Nd0 2oTho 15Cao 12Lao Q-ySnio.osPro^Dyo.oiEuo.o^do 001Tb0 oo1Ybo oo4Pbo.oo4Luo.ooiUo.oo2)o.96E 1.03^4

30

11.97

0.24

472

(E-e0 38Nd0 2oLao 12Th010Pr0 05Ca0 04Smy 03Gd0 01Dy0 01Eu0 01Lu0 01Tb0 01Yb0 005Pb0 003U0 001)0 98x(P] 008i0 01)] 0]O4

31

11.52

0.25

510

(Ce0 37Nd0 20La0 nTh010Pr0 05Ca0 04Srriy 04Dy0 02Gd0 01Eu0 01Tb001Lu0 003Pb0 003Yb0 001U0001)0 97x(P] 00Si0 02)] 02O4

32

13.05

0.29

523

(Ee0 37Nd0. ] sLaOi ] 3Th0 л ] Са0.05Рг0.04003Оу0 0| Gd0 01 Eu001Tb0 01 Pb0.Q03U0001 )0 96P] ,q4O4

33

11.48

0.26

533

(E^e0 38Nd0 2oLao 12Th010Ca0 06Pr0 05Smy 03Eu0 03Gd0 01Pb0 003Dy0 001U0 001)o.98P10304

34

10.62

0.25

553

(Ce0-42Nd0. ] 7La014Th0 09Cao.o5Pr0 05Smy 02Gd0 01Tb0 0]Eu0 01Pb0 003Dy0 001U0 001)0 98P] 03O4

35

16.95

0.39

541

(Ce0.29N d0 2OTh0 |4Cao 14Lao O7Smo 05Pr0 04Dy0 0 ] Eu0 0, Gd0 0 ]Tb0 002Yb0 004Pb0 004Lu0 003 Uo 002)0 97P] 02O4

36

10.21

0.25

575

(Ce041 N d019La0 ^Thy 09Pr0 05Ca0 Q5SniQ 02Dy0 Ol Gd0 01Tb0 005Pb0 003U0 001 Lu0 001)0 96P] 03O4

37

10.96

0.27

579

(Ce041 N d016La0 ^Thy 09Сад 06Pr0 Q5SniQ Q2Gd0 01 Eu0 01Dy0 005ТЬ0 004Pb0 003Yb0 001 Uo 001 Lu0 001)0 97P] q3O4

38

15.55

0.33

499

(E^e0 34Nd0 2OTho 13Laoo9Ca008Pr005Sm004Gd0 o^UQQjDyQQoyTbo^Pbo 004U0o02)o.97Plo204

39

17.56

0.39

522

(E^e0.3 |Nd0 ]8Tho |5Ca012La0 09Pr0 O4Snio o3Dy0 01Gdo o1Tb() 007Eu0 oo6Pbo oo4Uo.oo2Luo ОО1)о 9бР 1,04^4

40

18.56

0.44

557

(CeQ^gNdQjTThyjgCao i5La0,08Sm0[)4Pr0,03Gd0i0|Eu0,0|Dy0,0o4PbQ,0o4Tb0,002U0,002Yb0,0005Lu0,0oo5)o.95P 1.04^4

41

17.07

0.39

537

(Ce0_32Nd019Tho 14Cao j2Lao 09Pr0 о58п1о 03Gd0 01 Pb0^Eug,003^0.002^0.0005)0.96E।,04^4

42

11.25

0.24

502

(E^e0 37Nd0 22La0 юТЬоюСао^Ргд^Зшд 03Dy001GdQ0Q5Tb0004Pb0 оо3ио.оо|)о.9бР 1.04^4

43

7.89

0.17

507

(Eeo.4gNdo.22Lao 12Thc.07Pr0.05Ca0.05Sm0_03Dy0.01Gd0iOIEu0_01Tb0.olPb0_002Lro_00|)098P 1 oiE)4

44

10.92

0.24

517

(Ceo.3?N d0 21 La0 ] iThg O9Cao 06Pr0 ^SniQ 03Eu0 0 |Gd0 0 |Tb0 006Dy0 005РЬ0 003Uo.oo 1 )о.9бЕ i .03^4

45

10.87

0.23

498

(Eteo.37Ndo 2|La0 j |Th0,09Ca0,06Pr0,05Sm0i03Dy0,01Lu0,0|Gd0i007Yb0,004Eu0,003Pb0,002Tb0002U0,00|)0,96P 1,03^4

552±31 млн лет

Примечание. ThO2*— пересчитанный ThO2 с учетом содержания урана.

Note. ThO2 * — ThO2 recalculated taking into account the content of uranium.

Ðàáîòà ïðîâîäèòñÿ â ðàìêàõ ïðî-åêòà 15-18-5-46 «Ìèíåðàãåíèÿ ñåâåðà Óðàëà è Òèìàíà â ñâÿçè ñ çàêîíîìåðíîñ-òÿìè èõ ãåîëîãè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ, îñ-íîâíûå ýïîõè ðóäîîáðàçîâàíèÿ».

Список литературы Возраст монацитов жильной серии Четласского комплекса (Средний Тиман): Th-U-Pb-данные

  • Андреичев В. Л., Степаненко В. И. Возраст карбонатитового комплекса Среднего Тимана // Рудообразование и магматизм севера Урала и Тимана. Сыктывкар, 1983. С. 83-87. (Тр. Ин-та геологии Коми филиала АН СССР. Вып. 41).
  • Ивенсен Ю. П. Магматизм Тимана и полуострова Канин. М.; Л.: Наука, 1964. 126 с.
  • Ковальчук Н. С., Шумилова Т. Г., Козырева И. В. Морфология и особенности химического состава монацита в карбонатитах Косьюского массива (Средний Тиман) // Известия Коми НЦ УрО РАН. № 1(5). 2011. С. 49-53.
  • Ковальчук Н. С., Шумилова Т. Г., Степаненко В. И. Редкоземельная минерализация в карбонатитах Косьюского массива (Средний Тиман) // ЗРМО. № 3. 2013. С. 109-132.
  • Макеев А. Б., Вирюс А. А. Монацит проявления Ичетью (состав, морфология, возраст) // Изв. высш. учеб. зав. Геология и разведка. 2013. № 3. С. 10-15.
Статья научная