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, (2Ce^3lP⁵¹ ^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 (La₂O₃> Ce₂O₃), 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)

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».