Mineralogy of solid-phase microinclusions in zircons from resthetogenic ultramafic rocks of the Shaman Massif (Eastern T.pdf Введение Циркон является одним из сравнительно мало распространенных, но весьма информативных акцессорных минералов как магматических, так и метаморфических и осадочных пород. Сведения о морфологии, структуре, макро- и микроэлементном составе и различных дефектах кристаллов циркона представляют интерес при проведении их U-Pb изотопного датирования. К числу дефектов кристаллов циркона, присутствие которых необходимо учитывать при их датировании, относятся микровключения различных минералов. В последние десятилетия U-Pb изотопным методом, наряду с цирконами из магматических пород кислого и среднего состава, в ограниченном количестве были продатированы цирконы и из пород мафит-ультрамафитового состава. Среди последних были выделены четыре генетических типа: реликтовый, ксеногенный, сингенетический и эпигенетический [Леснов, 2015]. Цирконы из первых двух типов очень часто имеют округленную форму, пониженную интенсивность катодолюминесцентного свечения до полного его отсутствия, нарушенную осцилляторную зональность, геохимическую неоднородность, иногда содержат микровключения различных минералов, а также отличаются очень широкими вариациями изотопного возраста. Полихронность была выявлена не только в цирконах из разных пород изучаемых массивов, но и в отдельных их образцах. Причины, которыми были обусловлены указанные особенности цирконов из мафит-ультрамафитовых массивов, особенно их полихронность и присутствие микровключений различных минералов, пока остаются недостаточно изученными. Состояние изученности проблемы К настоящему времени получены ограниченные данные, касающиеся распространенности, морфологии, минерального состава и условий образования микровключений минералов в кристаллах цирконов из магматических пород. Это связано, главным образом, с ограниченной распространенностью как самих цирконов, так и находящихся в них микровключений, которые обычно имеют субмикроскопические размеры. Приведем несколько примеров, касающихся этого вопроса. В цирконах из гранитных пегматитов Северной Карелии были описаны многочисленные микровключения ксенотима и оксида урана размером менее 5 мкм [Ляпина, Юдинцев, 1999]. В цирконах из эклогитов Кагханской долины (Пакистан) были изучены микровключения мусковита, биотита, альбита и кварца [Rehman et al., 2013]. При исследованиях цирконов из сиенитов Великовыс-ковского сиенитового массива (Украинский щит) А.А. Кульчицкая и соавт. [2019] обнаружили в них микровключения фторапатита, калишпата, альбита, кварца, халькопирита, REE-карбонатов, фторбрито-лита-(Се), монацита-(Ce), а также микровключения алюминий-железистой силикатной фазы. В цирконах из щелочных и мафитовых пород Эльетозерского комплекса (Северная Карелия) были встречены микровключения торита, барита, иттриалита и ряда других минералов [Шарков и др., 2015]. По заключению этих авторов исследованные ими цирконы подверглись воздействию жидкостей (?), содержавших примеси F, Th, Y U, Nb, Ta, Ba, Fe, Ti и Ca. В редких случаях микровключения были обнаружены в цирконах из пород мафит-ультрамафи-товых комплексов. Так, в работе [Ибрагимова и др., 2015] описаны единичные микровключения кварца, находившиеся в микротрещине зерна циркона из дунитов ультрамафитового массива Инагли. Н.С. Бортников и соавт. [2008] представили данные о микровключениях пироксенов и плагиоклаза из зерен циркона, найденных в габброидах, образцы которых были драгированы во впадине Маркова (Срединно-Атлантический хребет). Л.Я. Аранович и соавт. [2020] описали микровключения ксенотима, а также оксидов и силикатов U и Th в преобразованных под воздействием высокотемпературных флюидов цирконах из образцов габброидов, драгированных в Срединно-Атлантическом хребте. В цирконах из габбро-диоритов, диоритов и кварцевых диоритов из Березовского мафит-ультрамафитового массива (о. Сахалин) микровключения были представлены кальцитом, калишпатом, альбитом, кварцем, слюдой, гроссуляром, сидеритом и оксидом железа [Леснов, Королюк, 2019]. Актуальность исследований состава и других свойств минералов из микровключений в цирконах из пород мафит-ультрамафитовых массивов обусловлена, прежде всего, необходимостью выяснения того, в какой мере процессы образования микровключений могли нарушить баланс U и Pb в зернах реликтовых, а также ксеногенных цирконов и тем самым обусловить часто наблюдаемые в них широкие вариации изотопного возраста. Постановка задачи В предлагаемой статье на примере полихронных реликтовых цирконов из реститогенных ультрама-фитов Шаманского массива основное внимание уделено вопросам морфологии, минерального состава и возможных условий образования, обнаруженных в них микровключений различных минералов, а также вопросу о том, в какой мере образование этих микровключений могло повлиять на геохимическую неоднородность цирконов и послужить причиной широких вариаций их изотопного возраста. Необходимость в постановке таких исследований связана, во-первых, с тем, что, как было отмечено выше, микровключения в цирконах из пород ультрамафитово-го состава пока недостаточно изучены; во-вторых, с тем, что при U-Pb изотопном датировании цирконов из Шаманского массива [Леснов, 2015], как, впрочем, и из многих других подобных ему массивов, было установлено, что значения возраста реликтовых цирконов в них варьируют в очень широких пределах, причины чего остаются невыясненными. Так, например, для цирконов из дунитов Сахарин-ского и Восточно-Хабарнинского массивов (Урал) получены значения в интервале 2808-374 млн лет [Ферштатер и др., 2009]; из дунитов Нижнетагильского массива (Урал) - 2852-585 млн лет [Малич и др., 2009]; из дунитов Кондерского массива (Алданский щит) - 2473-143 млн лет [Баданина, Малич, 2012]; из дунитов, гарцбургитов и метабазитов массива Баекдонг (Южная Корея) - 2522-856 млн лет [Oh et al., 2012]; из ультрамафитов и габброидов Срединно-Атлантического хребта - 2715420 млн лет [Сколотнев и др., 2009]; из ультрамафи-тов и габброидов Березовского массива (о. Сахалин) - 3100-65 млн лет [Леснов и др., 2010; Леснов, 2015]; из ультрамафитов и габброидов Шикотанско-го массива (Курильские острова) - 2775-63 млн лет [Объяснительная записка..., 2006]. Ю.А. Костицын и др. [2015] представили данные о результатах U-Pb изотопного датирования цирконов из образцов ультрамафитов и габброидов, драгированных в пределах Срединно-Атланти-ческого хребта. Они показали, что эти цирконы характеризуются широкими вариациями возраста, а также отличаются по условиям образования. Они также подчеркнули, что цирконы очень устойчивы в коровых магматических процессах, особенно при пониженной активности щелочей, однако при попадании в условия температур верхней мантии (1 3001 500 °С) очень быстро диффузионным путем теряют радиогенный свинец. В итоге Ю. А. Костицын с соавт. пришли к выводу о том, что «омоложение» цирконов может быть обусловлено, главным образом, термическим воздействием на них, а также тем, что инородный, захваченный циркон в расплавах основного и ультраосновного состава должен растворяться, при этом его находки в таких породах, скорее всего, указывают на отсутствие равновесия. Вопросы полихронности цирконов из ультрама-фитов и габброидов, в том числе природа содержащихся среди них зерен с аномально высокими значениями возраста, обсуждались нами на примере их кристаллов из полигенного Березовского мафит-ультрамафитового массива (о. Сахалин) [Леснов, 2015], а также Шаманского ультрамафитового массива [Леснов, 2018а, б; Леснов, 2019а, б; Леснов и др., 2010]. Исследования цирконов из пород Березовского массива показали, что значительные вариации их U-Pb изотопного возраста (3049-502 млн лет) могли быть обусловлены, по меньшей мере, двумя факторами: а) неравномерным «омоложением» U-Pb изотопных систем цирконов из реститогенных уль-трамафитов в результате термического воздействия при частичном плавлении верхнемантийного протолита; б) заведомо более поздней кристаллизацией цирконов из ортомагматических габброидов, интрузив которых прорвал ультрамафитовую протрузию. Также было показано, что цирконы из ультрамафи-тов и габброидов этого массива в той или иной мере отличаются не только по изотопному возрасту, но и по морфологии и оптическим свойствам зерен, что свидетельствует об их гетерогенности. При этом цирконы из реститогенных ультрамафитов (гарцбургиты, лерцолиты, дуниты) и из гибридных ультра-мафитов (верлиты, пироксениты), обычно имеющие округленную форму и шероховатую поверхность, рассматривались в качестве реликтовой фазы. В свою очередь, цирконы из гибридных габброидов (оливиновые габброиды, троктолиты) рассматривались в качестве ксеногенной фазы, захваченной ма-фитовыми расплавами при просачивании сквозь ре-ститогенные ультрамафиты. При постановке задачи для данного исследования на примере реликтовых цирконов из реститогенных ультрамафитов Шаманского массива предполагалось выявить дополнительные свидетельства причинноследственных связей между процессами образования минеральных микровключений в зернах циркона и свойственными этому минералу геохимической неоднородностью и полихронностью. Геологическое строение Шаманского массива Шаманский ультрамафитовый массив, в цирконах из которого были обнаружены и исследованы микровключения ряда минералов, расположен на правобережье р. Витим (55°81'39'' с.ш., 111°09'17'' в.д.). Он входит в состав восточной ветви Байкало-Муйского офиолитового пояса [Лес-нов и др., 2016]. Массив представляет собой удлиненную в север-северо-западном направлении субвертикальную протрузию, линзовидное тело которой размером 6 х 25 км обнажается на площади порядка 110 км2. C вмещающими метаморфическими образованиями архей-протерозойского возраста массив граничит вдоль круто наклоненных навстречу друг другу разломов. У его западного тектонического контакта обнажаются мраморы и микросланцы муйской серии (нижний протерозой), у восточного тектонического контакта - метапесчаники, метаалевропесчаники, метаконгломераты и мраморизованные известняки самодуровской серии (средний-верхний рифей) [Долгушин и др., 2019]. Массив сложен в различной мере серпентинизиро-ванными гарцбургитами и подчиненными им дунитами. Петроструктурным методом в ультрамафитах массива и слагающих их оливинах были выявлены свидетельства пластического деформирования [Пугачева, 1988; Гончаренко, 1989], а также концентрическая динамометаморфическая зональность [Пугачева, 1996; Чернышов, 1999]. На незначительном удалении к востоку от массива обнажаются интрузивы габброидов и гранитоидов. Этот массив относится к числу потенциально хромитоносных объектов. В его пределах выделены три разобщенных участка вкрапленно-прожилковой хромитовой минерализации: Северо-Шаманский, Центральный и Южно-Шаманский. Хромовое оруденение относится к типу сложных жилообразных залежей (жилы, столбы, линзы, гнезда). Оруденение характеризуется значительными вариациями морфоструктурных параметров, а также изменчивостью содержания хромшпинели - от низкого до среднего [Лоскутов, Асосков, 2010; Долгушин и др., 2019; Чернышов и др., 2020]. Материалы и методы исследований Цирконы. Из композитной пробы образцов гарцбургитов и дунитов массой около 4 кг было выделено 31 зерно циркона, их преобладающий размер составил 100-150 мкм [Леснов, 2018а, б; Леснов, 2019а, б]. Все зерна характеризуются округленной в результате резорбирования формой и шероховатой поверхностью (рис. 1). В большинстве случаев они имели очень низкую интенсивность катодолюминесцентного свечения до полного его отсутствия, а также нерегулярную ос-цилляторную зональность. Значения изотопного возраста цирконов изменяются в интервале 3049502 млн лет. По результатам исследования Lu-Hf изотопной системы этих цирконов установлено, что стандартные отклонения значений параметра aHf(T) в них увеличиваются в ряду от их наиболее древних зерен к наиболее молодым, причем значение этого параметра в наиболее древнем зерне циркона (3049 млн лет) почти соответствует его значению для универсального хондритового резервуара (CHUR) [Леснов и др., 2019]. Изотопный возраст цирконов определен U-Pb методом (SIMS, SHRIMP II) в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург) по опубликованной методике [Schuth et al., 2012]. Расчеты 207 206 проведены на основе значений параметра Pb/ Pb, по [Леснов, 2018б]. Микровключения минералов. Изучение минералов из микровключений в цирконах из ультрамафитового массива выполнено в Институте геологии и минералогии (г. Новосибирск) методом электронно-зондового микроанализа и растровой электронной микроскопии на микроанализаторе JEOL JXA-8100 (Центр коллективного пользования многоэлементных и изотопных исследований СО РАН). На начальном этапе исследований плоскости срезов зерен циркона просматривали в режиме COMPOSITION, при котором изображение в обратно рассеянных электронах отражает фазовый состав микровключения на поверхности образца. Рис. 1. Морфология представительных зерен циркона, их номера, изотопный возраст и названия минералов из микровключений, которые в них обнаружены 1 - зерно 03(14), 2350 млн лет (кварц); 2 - зерно 02(19), 1741 млн лет (биотит и кварц); 3 - зерно 02(16), 607 млн лет (кальцит); 4 - зерно 03(6) 602 млн лет (андезин). *900 Fig. 1. Morphology of representative zircon grains, their numbers, isotopic ages and names of minerals from microinclusions that were found in them 1 - grain 03(14), 2350 Ma (quartz); 2 - grain 02(19), 1741 Ma (biotite and quartz); 3 - grain 02(16), 607 Ma (calcite); 4 - grain 03(6) 602 Ma (andesine). *900 При этих наблюдениях фиксировались координаты тех микровключений, вскрытый минимальный размер которых превышал 1-2 мкм, поскольку, начиная с этого размера, появлялась возможность определять химический состав и идентифицировать минеральную фазу с достаточной точностью. Отметим, что размеры большинства обнаруженных микровключений находились в интервале 2-10 мкм. Затем положение места проведения микроанализа уточняли при наблюдениях в режиме растрового микроскопа с соблюдением таких условий, при которых видимая поверхность изучаемой фазы в наибольшей мере попадала в область возбуждения рентгеновского излучения. После этого при увеличении в 300 тыс. проводили измерения интенсивностей, так что анализ микровключения осуществлялся практически в «точке». Такой прием позволил избежать некоторого смещения электронного зонда, которое возникало при переходе от просмотрового режима к точечному. Анализ проводили при ускоряющем напряжении 20 кВ и силе тока зонда 30-50 нА. Он выполнялся по «силикатной» схеме, включающей определение концентраций Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K и Cr. Добавим, что анализ микровключений ксенотима осуществлен по специально подобранной схеме. Пересчет измеренных интенсивностей в содержание окислов проведен методом ZAF из программного обеспечения микроанализатора. При расчете состава водных минералов и кальцита учитывалось присутствие в них H2O и CO2 соответственно. В качестве образцов сравнения (стандартов) использованы кристаллы ряда природных фаз (альбит, ортоклаз, диопсид, гранаты различного состава), а также Ti-содержащее синтетическое стекло состава диопсида. Результаты исследований минералов из микровключений По результатам 68 анализов определен химический состав минералов из микровключений в 20 представительных зернах циркона (табл. 1), причем для 14 зерен определен их U-Pb изотопный возраст (табл. 2). В большинстве случаев микровключения располагались как во внутренних, так и во внешних зонах зерен циркона. Они имели субизометричную, прожилковидную или неправильную форму. Иногда наблюдались линейно-струйчатые скопления нескольких микровключений. Отдельные микровключения представляли собой эпитаксические сростки, расположенные у округленной поверхности зерен циркона. Характер расположения микровключений в зернах циркона, а также их морфология отражены на микрофотографиях представительных зерен (рис. 2). В проанализированных микровключениях в зернах исследованных цирконов были диагностированы следующие минералы (в скобках - частота встречаемости в % к количеству проанализированных микровключений): кварц (52,3), слюда (15,2), хлорит (13), кальцит (6,6), плагиоклаз (4,3), рутил (4,3), ксенотим (4,3). В отдельно взятом зерне циркона чаще всего присутствовал какой-то один минерал, реже -от 2 до 6. Рассмотрим некоторые особенности распространения, морфологии и химического состава отдельных минералов. Кварц. Он присутствовал примерно в 40 микровключениях, которые находились на разных участках среза зерен циркона и имели удлиненную, прожилковидную, субизометричную или неправильную форму и неровные края. Размер большинства из них не превышал 10 мкм; единичные микровключения, образующие эпитаксические сростки с округленной поверхностью зерен циркона, достигали 100 мкм в поперечнике. В некоторых зернах циркона кварц присутствовал в виде нескольких субпараллельных прожилков, по-видимому, «залечивших» образованные при хрупких деформациях микротрещины в зерне минерала-хозяина. В одном из зерен циркона микровключения кварца соседствовали с микровключениями слюды, хлорита, рутила и ксенотима. Таблица 1 Химический состав минералов из микровключений в представительных зернах циркона, мас. % Table 1 Chemical composition of minerals from microinclusions in representative zircon grains, wt. % № анализа SiO2 TiO2 Al2O2 ^общ MnO MgO CaO Na2O K2O Cr2O2 H2Oтеор Сумма - П.о. 0,03 0,01 0,02 0,01 0,009 0,03 0,09 0,04 0,006 0,01 - - - Слюда F#, % 02(19-3б) 36,65 3,09 13,96 20,22 0,088 10,58 < П.о. 0,27 9,19 < П.о. 4,5 98,55 51,7 02(19-3а) 37,08 3,25 14,30 20,85 0,113 11,03 < П.о. 0,15 9,31 < П.о. 4,5 100,58 51,5 Хлорит F#, % 02(8-1) 26,78 0,06 22,26 14,13 0,053 23,31 < П.о. 0,11 < П.о. 0,07 12 98,77 25,3 03(5-2) 29,05 0,07 22,03 14,66 0,056 22,86 < П.о. < П.о. < П.о. < П.о. 12 100,73 26,5 03(5-3) 29,89 0,06 20,31 16,96 0,055 19,37 0,09 < П.о. 0,016 0,05 12 98,80 32,9 Плагиоклаз Ab, % 02(2-3) 56,89 < П.о. 23,38 0,068 < П.о. 0,05 7,11 7,32 0,17 0,02 - - 64,4 03(6-1) 56,66 0,06 23,49 0,049 < П.о. < П.о. 7,02 7,12 0,057 < П.о. - - 64,5 Примечание. F*, % = 100 х Fe/(Fe+Mg) - формульные единицы. Ab, % = Na / (Na + K + Ca) - формульные единицы. < П.о. -содержание компонента ниже пределы его обнаружения для одностороннего 1о-критерия (статистическая достоверность обнаружения 84 %). Содержания H2O приведены исходя из теоретических формул минералов Note. F*, % = 100 х Fe/(Fe+Mg) - formula units. Ab, % = Na / (Na + K + Ca) - formula units. < n.o. - the content of the component is below the limits of its detection for the one-sided 1o-test (statistical reliability of detection is 84 %). The contents of H2O are given based on the theoretical formulas of minerals. Таблица 2 Минеральный состав микровключений из представительных зерен циркона и их U-Pb изотопный возраст Table 2 Mineral composition of microinclusions from representative zircon grains and their U-Pb isotopic age Номер зерна Минералы, слагающие микровключения Возраст, млн лет 02(5.1) Кварц, кальцит, флогопит, ксенотим 3049 03(14.1) Кварц 2881 02(12.1) Кварц, флогопит, хлорит 2726 03(11.1) Кварц 2426 02(8.1) Кварц, флогопит, хлорит 2370 03(5.1) Хлорит 2068 03(8.1) Кварц 1878 02(19.1) Кварц, биотит 1736 02(16.1) Кальцит 640 03(1.1) Кварц 623 03(6.1) Андезин 619 03(9.1) Кварц 612 02(15.1) Кварц 596 02(14.1) Кварц 502 Примечание. Изотопный возраст рассчитан на основе значений параметра 207Pb/206Pb, по [Леснов, 2018б]. Note. The isotopic age was calculated based on the values of the 207Pb/206Pb parameter, after [Lesnov, 2018b]. Рис. 2. Морфология представительных зерен циркона с микровключениями. В центре зерен циркона находятся кратеры, возникшие при U-Pb изотопном датировании, а также полученные при этом значения изотопного возраста Названия минералов из микровключений и номера их анализов (по данным табл. 2): a - зерно 02(19-1) (1 и 2а - кварц, 2б -биотит, 3 и 4 - кварц); b - зерно 02(3-4) (1 - кварц, 2 - биотит); с - зерно 02(14) (1, 2, 3 - кварц); d - зерно 02(9-1) (1 - кварц, 2 - жилка кварца, 3 - биотит) Fig. 2. Morphology of representative zircon grains with microinclusions. In the center of zircon grains, there are craters formed during U-Pb isotopic dating, as well as the obtained values of isotopic ages The names of minerals from microinclusions and their analysis numbers are given (according to Table 2): a - grain 02(19) (1 and 2а -quartz, 2b - biotite, 3 and 4 - quartz); b - grain 02(3) (1 - quartz, 2 - biotite); c - grain 02(14) (1, 2, 3 - quartz); d - grain 02(9) (1 -quartz, 2 - quartz vein, 3 - biotite) Слюда. Ее микровключения, встречаясь намного реже, чем микровключения кварца, располагались на разных участках среза зерен циркона и имели размер 5-15 мкм, субизометричную или неправильную форму, а также извилистые края. В одном случае наблюдался эпитаксический сросток слюды с округленной поверхностью зерна циркона. Содержание K2O в слюде несколько превышало 9 мас. %, что позволяло отличить ее выделения от выделений хлорита. Хлорит. Микровключения этого минерала располагались преимущественно на внешних участках срезов зерен циркона, имея линзовидную, прожилковидную или неправильную форму. Их размер в большинстве случаев не превышал 10 мкм. Несмотря на внешнее сходство с выделениями слюды, выделения хлорита отчетливо отличались от них не только по содержанию K2O, но и по содержаниям SiO2, Al2O3, TiO2, MgO и FeO^. Значение параметра F# в хлоритах находилось в интервале 25,3 37,5 %, что меньше, чем в слюдах. Кальцит. Его микровключения также располагались по всей площади срезов зерен циркона. Минерал диагностирован на основании присутствия в нем очень высоких концентраций CaO при отсутствии других компонентов из «силикатной» схемы микроанализа. При этом диагностика этой фазы по рентгеновскому спектру показала отсутствие в ней фосфора, что позволило исключить принадлежность ее к апатиту. Одно из микровключений кальцита размером около 10 мкм, содержавшее CaO в количестве 58.5 мас. %, имело субизометричную форму и извилистые очертания. Оно было окружено каймой ксенотима шириной около 1 мкм. В другом зерне циркона микровключения кальцита были представлены двумя короткопризматическими кристаллами размером около 10 мкм, в которых содержание CaO составило 61,2 и 61,3 мас. %, при этом в них отсутствовала примесь других компонентов. Плагиоклаз. Микровключения этой фазы, располагавшиеся во внутренней части двух зерен циркона, имели субизометричную и линзовидную форму при размере менее 10 мкм. Содержание альбитового ми-нала (Ab) в обоих микровключениях составило 64.6 %, что позволило определить минерал как андезин. Рутил. Его микровключения размером около 10 мкм, обнаруженные в двух зернах циркона и имевшие треугольное сечение, располагались в виде эпитаксических сростков в контакте с округленной поверхностью зерен циркона. Ксенотим. Микровключения этого минерала встречены в двух зернах циркона. В одном случае он слагал узкую кайму, окружавшую микровключения кварца и кальцита. В другом случае призматические микрокристаллы ксенотима длиной около 15 мкм располагались в микротрещине на периферии зерна циркона, причем одной из своих торцевых граней они контактировали с эпитаксическим сростком рутила. Ксенотим был диагностирован на том основании, что согласно его рентгеновским спектрам он содержал Y2O3 (29-37 мас. %) и P2O5 (23-29 мас. %). Таковы основные особенности минералов, слагающие микровключения в зернах циркона. Как можно видеть, все эти минералы, прежде всего кварц, являются эпигенетическими фазами, не имеющими прямого отношения к реститогенным уль-трамафитам. Обсуждение результатов исследований Результаты выполненных исследований микровключений из реликтовых цирконов, обнаруженных в реститогенных ультрамафитах Шаманского массива, а также опубликованные ограниченные материалы по микровключениям из других объектов свидетельствуют о том, что присутствие разнообразных по минеральному составу микровключений в цирконах - достаточно распространенное явление. Как следует из представленных выше данных, в цирконах из ультрамафитов Шаманского массива микровключения чаще всего представлены кварцем, намного реже - слюдой, хлоритом, плагиоклазом (андезином), кальцитом, рутилом и ксенотимом. Для сравнения укажем, что во многом похожие по минеральному составу ассоциации микровключений были обнаружены в цирконах из дунитов массива Инагли (кварц), из диоритов Березовского массива (кальцит, калишпат, альбит, кварц, слюда, сидерит, гроссуляр), из габброидов Срединно-Атлантического хребта (плагиоклаз, пироксен, ксенотим, оксиды U и Th), из эклогитов Пакистана (мусковит, биотит, альбит, кварц), из сиенитов Украинского щита (флюорит, калишпат, альбит, кварц, карбонат, монацит, халькопирит), из гранит-пегматитов Карелии (ксенотим, оксид U). Фазовый состав и морфология микровключений в цирконах из Шаманского массива, особенно прожилки кварца, не оставляют сомнений в том, что они являются эпигенетическими фазами, образованными в процессе инфильтрации флюидов, обогащенных такими компонентами, как Si, Na, K, Ca, Al, U, Th и ряд других. При этом обнаружение микровключений ксенотима в некоторых цирконах свидетельствуют о том, что эпигенетические флюиды содержали фосфор. Напомним, что к выводу о том, что образование микровключений различных минералов в цирконах произошло в результате инфильтрации флюидов, обогащенных различными элементами (F, Th, Y, U, Nb, Ta, Ba, Fe, Ti и Ca), пришли Е.В. Шарков и со-авт. [2015], а также Л.Я. Аранович и соавт. [2020]. Наряду с названными элементами при инфильтрации флюидов в ультрамафиты и содержавшиеся в них зерна циркона привносились редкоземельные элементы (РЗЭ). Свидетельством этому служит тот факт, что, как было отмечено выше, ультрамафиты Шаманского массива аномально обогащены легкими РЗЭ, что не согласуется с представлением об их рестито-генной природе. Аномальная обогащенность легкими РЗЭ свойственна ультрамафитам из многих мафит-ультамафитовых массивов [Леснов, 2007], а также из глубинных ксенолитов в щелочных базальтах [Леснов и др., 2009]. Эти наблюдения показали, что РЗЭ находятся в ультрамафитах, главным образом, в виде неструктурной примеси, сосредоточенной в межзерновом пространстве и в микротрещинах, секущих зерна минералов, в том числе цирконов. Мы пришли к выводу о том, что привнос различных легкоподвижных микроэлементов в процессе инфильтрации эпигенетических флюидов был важной причиной наблюдаемой геохимической неоднородности цирконов. В этом же контексте особого внимания заслуживают результаты наблюдений, свидетельствующие о присутствии в цирконах микровключений, содержащих соединения U и Th. Вполне очевидно, что привнесенные при инфильтрации флюидов «добавочные» количества этих элементов могут обусловить нарушения в их изначальном балансе с радиогенными изотопами Pb, тем самым создав определенные «помехи» при U-Pb датировании цирконов и повлечь за собой неравномерное «омоложение» их возраста. Здесь следует добавить, что помимо повышения содержания U в реликтовых цирконах при инфильтрации эпигенетических флюидов, особенно выделяемых гранитоидными расплавами, более существенной причиной широких вариаций значений изотопного возраста реликтовых цирконов является разная по масштабу потеря радиогенных изотопов Pb диффузионным путем ювенильными цирконами при их отжиге в процессе частичного плавления верхнемантийного протолита. Напомним, что, по мнению Ю.А Костицына и др. [2015] циркон при попадании в условия температур верхней мантии (1500-1300 °С) быстро теряет радиогенный Pb диффузионным путем. Исходя из имеющихся данных о том, что значения U-Pb изотопного возраста некоторых зерен достигают 3 млрд лет, можно предположить, что изначально в верхнемантийном протолите могли присутствовать ювенильные цирконы с возрастом более 3 млрд лет. При частичном плавления протолита и образовании ультрамафитовых реститов ювенильные цирконы подверглись высокотемпературному отжигу и химическому резорбированию. При этом в их U-Pb изотопных системах произошли нарушения, связанные с частичной потерей радиогенных изотопов Pb диффузионным путем. В итоге ювенильные цирконы были преобразованы в неравномерно «омоложенные» реликтовые цирконы, которым свойственны значительные вариации изотопного возраста. Заключение С учетом имеющихся данных о полихронности реликтовых цирконов из пород многих мафит-ультрамафитовых массивов, а также в связи с присутствием в них микровключений различных эпигенетических минералов можно заключить следующее. При U-Pb изотопном датировании реликтовых цирконов из таких массивов необходимо принимать во внимание то обстоятельство, что выявленный широкий разброс значений изотопного возраста таких цирконов может быть обусловлен, по меньшей мере, двумя факторами: во-первых, нарушениями в U-Pb системах ювенильных цирконов из-за частичной потери ими радиогенных изотопов Pb при отжиге в процессе частичного плавления верхнемантийного протолита; во-вторых, более поздним привно-сом в ультрамафитовые реститы и в содержавшиеся в них реликтовые цирконы дополнительной примеси U, а также Th, РЗЭ и других элементов-примесей при инфильтрации выделявшихся гранитоидными и мафитовыми расплавами флюидов, которая сопровождалась образованием микровключений эпигенетических минералов в цирконах.

Скачать электронную версию публикации