New age data for rocks of Khani intrusions (Aldan-Stanovoy shield).pdf Введение Получение новых знаний о строении и особенностях эволюции древнейших щитов дает ключ к пониманию общих закономерностей становления континентальной литосферы, создает реальную основу для петрологических и палеогеодинамических реконструкций. Алдано-Становой щит, крупнейший выступ фундамента Сибирского кратона, является важнейшим полигоном в изучении докембрийских провинций, в пределах которых для исследования доступно большинство главных ассоциаций пород. Имеющиеся многочисленные геохронологические данные по магматическим породам Алдано-Станового щита являются основополагающими для понимания истории его геологического развития в докембрии (например [Неймарк и др., 1984; Котов и др., 2005, 2006, 2017; Сальникова и др., 2004; Попов и др., 2009; Глуховский и др., 2011; Глебовицкий и др., 2012; Ларин и др., 2006, 2012; Ernst et al., 2016; Prokopyev et al., 2017, 2019] и многие другие). Однако целый ряд вопросов в исследовании докембрийских магматических комплексов региона, включая информацию о возрасте, остается дискуссионным. Так, например, полученные оценки возраста (U-Pb, Sm-Nd, Rb-Sr методами) автономных анортозитов каларского комплекса варьируют в широком интервале - 2,7-1,9 млрд лет [Сальникова и др., 2004; Глуховский и др., 2011; Ларин и др., 2006]. Опубликованные данные о возрасте пород ультраосновных массивов р. Хани, являющихся ключевыми для раскрытия геологической истории докембрия Алдано-Станового щита, также противоречивы. Так, U-Pb возраст по циркону из дайки оливин-содержащих пород, которая сечет пироксениты Хани (участок Укдуска), дает значения 2702 ± 12 млн лет [Владыкин, Лепехина, 2009]. Авторы рассматривали эти породы как оливиновые лампроиты, а их возраст позволил ученым отнести их к самым древним вы-сококалиевым породам в мире. Однако возраст пи-роксенитов, определенный Pb-Pb (апатит) и K-Ar (амфибол) методами [Неймарк и др., 1984], имеет значения 1850 ± 20 млн лет и 1870 ± 50 млн лет, соответственно. Учитывая эти геохронологические данные, формирование пород массивов р. Хани можно отнести к палеопротерозойской крупной изверженной провинции, к которой относятся расслоенные ультрамафит-мафитовые интрузии чинейско-го комплекса [Попов и др., 2009; Ernst et al., 2016; Mekhonoshin et al., 2016]. Эта информация определила необходимость повторного датирования. В данной статье приведены новые геохронологические (U-Pb SHRIMP II, Ar-Ar) данные для основных разновидностей пород (оливин-слюдяные клинопи-роксениты, слюдяные клинопироксениты, клинопи-роксен-кальцит-полевошпатовые породы) массивов р. Хани (интрузии Кабаханыр и Укдуска) и обсуждается их тектоническая позиция. Краткая геологическая характеристика района Сибирский кратон образует коллаж микроконтинентов (Тунгусский, Анабарский, Оленекский, Алданский и Становой), ограниченных раннепротерозойскими орогенными складчатыми поясами [Rosen, 2002]. Алдано-Становой щит является южным выступом фундамента Сибирского кратона и характеризуется сложным строением. Существует несколько точек зрения на тектоническое районирование Алдано-Станового щита. Ряд исследователей делят его на Алданский, Чара-Олекминский и Батомгский геоблоки, к которым примыкает Джугджуро-Становой супертеррейн. Зона сочленения маркируется субширотным Становым структурным швом, который представляет собой зону тектонического меланжа [Котов и др., 2005, 2006, 2017]. А.П. Смелов и соавт. [Смелов и др., 2001] в пределах Алдано-Станового щита выделяют пять террейнов (Западно-Алданский, Центрально-Алданский, Восточно- Алданский, Тындинский и Чогарский), разделенные зонами тектонического меланжа (Амгинская, Калар-ская и Тыркандинская) (рис. 1, а). Каларская зона тектонического меланжа, в пределах которой находятся породы массивов р. Хани, сложена тоналит-трондьемитовыми ортогнейсами олекминского комплекса и глубокометаморфизован-ными супракрустальными образованиями (эндербиты и чарнокиты) Культуринского блока [Смелов, Зедге-низов, Тимофеев, 2001]. Согласно В.П. Ковач и соавт. [1995], источниками последних служили породы с возрастом 3,0 млрд лет. Магматические образования данного района представлены синколлизионными (ничатский и куандинский комплексы) и посколлизи-онными (балыхтайский и кодарский комплексы) гра-нитоидами, анорогенными щелочными гранитами катугинского комплекса, габбро-анортозитами калар-ского комплекса, метагаббро и габбро-диоритами ам-нуннактинского комплекса, метаперидотитами красногорского комплекса, дайками долеритов сулумат-ского комплекса, мафит-ультрамафитовыми расслоенными интрузиями чинейского комплекса и пи-роксенитовыми массивами р. Хани. Массивы р. Хани представлены разрозненными мелкими интрузивными телами Кабаханыр, Укдуска, Юс-Кюель и Аномальное. Интрузии характеризуются схожим геологическим строением. Форма тел на участках овальная, вытянутая в северо-западном направлении, площадью до 2 км2 (рис. 1, b). В вертикальном разрезе, согласно данным геологоразведочного бурения, тела имеют форму полусфер с максимальной мощностью до 500 м [Перовская и др., 1987]. Вмещающие породы представлены биоти-товыми гранито-гнейсами и гнейсовидными гранитами с редкими маломощными линзами биотитовых и биотит-амфиболовых кристаллосланцев и амфиболитов. Гранито-гнейсы сложены полевым шпатом (8090 %), пироксеном (до 10 %), кварцем, биотитом с акцессорными магнетитом, апатитом, цирконом и титанитом; главными минералами сланцев являются амфибол (20-30 %), биотит (20-40 %), полевой шпат (до 10 %) [Булах, Гулий, Золотарев, 1990]. Контакты магматических тел по отношению к сланцеватости метаморфических пород согласные. В зоне контакта с гранито-гнейсами отмечаются участки интенсивного окварцевания. Внутреннее строение тел неоднородное, обусловленное вариациями основных породообразующих минералов и различающимися структурнотекстурными особенностями. Тела сложены преимущественно слюдяными клинопироксенитами (рис. 1, b). В контактовой зоне с вмещающими породами распространены клинопи-роксен-полевошпатовые и клинопироксен-карбонат-полевошпатовые породы, характеризующиеся пятнистой и полосчатой текстурой из-за неравномерного распределения основных породообразующих фе-мических и салических минералов. Мощность зоны от 50 до 150 м [Гулий, 1985; Перовская и др., 1987; Прошенкин, Кузнецова, 1988; Булах Гулий, Золотарев, 1990]. В пределах центральных частей клинопироксе-нитов отмечаются секущие маломощные прожилки кварцсодержащих микроклиновых сиенитов [Гулий, 1985; Перовская и др., 1987; Прошенкин, Кузнецова, 1988; Булах Гулий, Золотарев, 1990]. Реже встречаются крупные жильные тела мощностью до 10 м. Контакты имеют как прямолинейную, так и извилистую форму [Перовская и др., 1987]. В жилах сиенитов наблюдаются реликты клинопироксенитов изометричной, линзовидной или угловатой формы размером до 1,5 м. В пределах массива отмечаются дайки мелкозернистых гранитов (аплитов), гранитных пегматитов и долеритов [Перовская и др., 1987]. Кроме того, Н.В. Владыкин [2001] описывал дайковые породы, секущие клинопи-роксениты. Он диагностировал их как оливиновые лампроиты и карбонатиты. 120‘ 126' 132' Гранит-зеленокаменные (WA- Западно-Алданский, ЕВТ - Батомгский) Тоналит-трондьемитогнейсовые (TN - Тындинский) Гранулит-ортогнейсовые (ANM - Нимнырский, CG - Чогарский) ☆ Массивы р. Хани □ □ Гранулит-парагнейсовые (AST - Сутамский, EUC - Учурский) Зоны тектонического меланжа (Ат - Амгинская, KI - Каларская, Тг - Тыркандинская) 2] Четвертичные отложения | \\ | Диабазы, габбро-диабазы | f | Аплитовые граниты Клинопироксениты | * «У»| Клинопирксен-карбонат-полевошпатовые породы " “j Метапесчаники | | Кристаллические сланцы | + Гнейсовидные граниты | | Гранито-гнейсы f | Разрывные нарушения Рис. 1. Схема (а) тектонического строения Алдано-Станового щита по данным [Смелов, Зедгенизов, Тимофеев, 2001] и (b) геологического строения массивов р. Хани по данным [Перовская и др., 1987] Fig. 1. Scheme of (a) the tectonic structure of the Aldan-Stanovoy shield based on [Smelov, Zedgenizov, Timofeev, 2001] and (b) geological structure of the Khani intrusions based on [Perovskaya et al., 1987] Методы исследования Для исследований была использована коллекция пород, собранная сотрудниками лаборатории термобарогеохимии ИГМ СО РАН (И.Е. Прошенкин, В.В. Шарыгин, Л.И. Панина) во время полевых работ в 1983-1986 гг. Петрографическое изучение пород с двух итрузий р. Хани (Кабаханыр и Укдуска) проводилось на микроскопе Olympus BX51 с фотокамерой. Исследование текстурно-структурных характеристик и минерального состава пород, а также изучение химического состава минералов осуществлялись на сканирующем микроскопе MIRA 3 LMU (TESCAN Ltd.) с энергодисперсионным спектрометром (EDS, система микроанализа INCA Energy-450 XMax-80) в ИГМ СО РАН, Новосибирск. Условия EDS-анализа: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток электронного пучка 1,5 нА, время набора спектров 20 с. U-Pb SHRIMP-II датирование циркона и титанита проводилось в Центре изотопных исследований ФГУП ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского. Отобранные вручную зерна циркона и титанита протолченных пород были имплантированы в эпоксидную смолу. В качестве стандарта были использованы зерна международного геохронологического стандарта циркона ТЕМОРА и титанита OLT1. Для выбора места локального U-Pb датирования использовались оптические и катодолюминесцентные изображения, изображения в обратнорассеянных электронах (BSE), отражающие внутреннее строение и зональность зерен. Измерения U-Pb отношений в цирконе проводились по методике, описанной в работе [Williams, 1998], а титанита - по методике, аналогичной описанной в [Kennedy et al., 2010] и дополненной в работе [Родионов и др., 2018]. При анализе циркона интенсивность первичного пучка молекулярного кислорода составляла 4 нА, диаметр пятна (кратера) пробоотбора - 25 мкм. При анализе титанита величина тока составляла 10-15 нА при диаметре кратера около 50 мкм. Обработка полученных данных для циркона и титанита осуществлялась с помощью программы SQUID [Ludwig, 2000]. Построение графиков с конкордией проводилось с использованием программы ISOPLOT/EX [Ludwig, 2003, 2009]. 40Ar/39Ar датирование мономинеральных фракций флогопита было произведено путем поэтапного нагрева [Травин и др., 2009] в ЦКП многоэлементных и изотопных исследований СО РАН (Новосибирск, Россия). Зерна флогопита были упакованы в Al-фольгу и запаяны в кремниевые трубки. Облучение проб было проведено в кадмированном канале научного реактора ВВР-К типа в Научно-исследовательском институте ядерной физики (Томск). Для калибровки был использован международный стандарт биотита (Lp-6) и мусковита (Bern 4m) [Baski, Archibald, Farrar, 1996]. Изотопный состав аргона измерялся на масс-спектрометре Noble gas 5400 фирмы «Микромасс» (Англия). Для коррекции на изотопы 36Ar, 37Ar, 40Ar, полученные при облучении Ca, K, использованы следующие коэффициенты: (39Ar/37Ar)Ca = 0,000891 ± 0,000005, (36Ar/37Ar)Ca = = 0,000446 ± 0,000006, (40Ar/39Ar)K = 0,089 ± 0,001. Особое внимание уделялось контролю фактора изотопной дискриминации с помощью измерения порции очищенного атмосферного аргона. Нагревание образца происходило в кварцевом реакторе, помещенном в резистивную печь. Датирование производилось методом ступенчатого прогрева. Контроль температуры осуществлялся посредством хромель-алюмелевой термопары. Точность регулировки температуры составляла ±1°С. Краткая петрографическая характеристика пород Детальные петрографические и минералогические исследования пород исследуемых интрузивных тел приведены в многочисленных работах [Гулий, 1985; Перовская, Прошенкин, Булгакова, 1987; Панина и др., 1987а, б; Прошенкин, Кузнецова, 1988; Булах, Гулий, Золотарев, 1990; Зубакова, 2021]. Ниже дана краткая петрографическая характеристика слюдяных клинопироксенитов и клинопироксени-тов, оливин-слюдяных клинопироксенитов и клино-пироксен-карбонат-полевошпатовых пород, для которых происходило определение возраста. Их минеральный состав приведен в табл. 1. Клинопироксениты - массивные, мелко-среднезернистые породы от темно-зеленого до темно-серого цвета с гипидиоморфной структурой (рис. 2, a-d). По минеральному составу выделяются оливин-слюдяные клинопироксениты, клинопироксениты и слюдяные клинопироксениты. Распределение апатита неравномерно, что придает породе пятнистый облик. Обогащенные апатитом участки и мономинеральные шлировые обособления чаще всего отмечаются в слюдяных клинопироксенитах и в контактовых частях с клинопироксен-карбонат-полевошпатовыми породами. Клинопироксениты (обр. HN-01, HN-08 и KBH-1) сложены преимущественно клинопироксеном (до 85 %), апатитом (от 3-4 до 15 %), флогопитом, магнетитом и амфиболом. К числу акцессорных относятся сульфиды (халькопирит, пирит), титанит, монацит-(Се), полевые шпаты, кальцит, барит, циркон, ильменит, анкилит-(Се). Вторичными являются минералы группы цеолитов, алланит-эпидот, кварц, хлорит, скаполит, гётит. Клинопироксен образует зерна размером 0,5-1 мм и представлен Di71-86Hed11-23Aeg1-6 [Зубакова, 2021]. Рис. 2. Фотографии шлифов пород массивов р. Хани а - клинопироксенит, Кабаханыр (обр. KBH-1), николи скрещены; b - оливин-слюдяной клинопироксенит, Укдуска (обр. HND), николи скрещены; c - слюдяной клинопироксенит, Укдуска (обр. HN-01), николи параллельны; d - титанит в клинопи-роксените, Укдуска (обр. HN-08), николи параллельны; е - клинопироксен-карбонат-полевошпатовая порода Укдуска (обр. HN-37), николи скрещены; f - титанит в клинопироксен-карбонат-полевошпатовой породе, Укдуска (обр. HN-37), николи параллельны. Cpx - клинопироксен, Ap - апатит, Amph - амфибол, Fsp - полевой шпат, Tth - титанит, Cal - кальцит, Ol - оливин, Mgt - магнетит, Phlog - флогопит Fig. 2. Photos of thin sections of the Khani rocks a - clinopyroxenite, Kabakhanyr (sample KBH-1), crossed nicols; b - olivine-mica clinopyroxenite, Ukduska (sample HND), crossed nicols; c - mica clinopyroxenite, Ukduska (sample HN-01), plane-polarized light; d - titanite in clinopyroxenite, Ukduska (sample HN-08), plane-polarized light; e - clinopyroxene-carbonate-feldspar rock, Ukduska (sample HN-37), crossed nicols; f - titanite in the clino-pyroxene-carbonate-feldspar rock, Ukduska (sample HN-37), plane-polarized light. Cpx - clinopyroxene, Ap - apatite, Amph - amphibole, Fsp - feldspar, Tth - titanite, Cal - calcite, Ol - olivine, Mgt - magnetite, Phlog - phlogopite Таблица 1 Список минералов, выявленных в исследованных породах из двух интрузий р. Хани List of minerals found in studied rocks from two intrusions of the Khani area Table 1 Массив Укдуска Кабаханыр Образец HN-D HN-01 HN-08 HN-37 HN-39 KBH-1 Оливин + Клинопироксен + + + + + + Флогопит + + + + + Фторапатит + + + + + + Магнетит + + + + + Ильменит + Амфибол + + + + + Алланит-(Се) + + + + + Эпидот + + + + + Титанит + + + + + Кальцит + + + + + Альбит + + + + + Калишпат + + + + Барит + + + + + Целестин + + Циркон + + + + + + Массив Укдуска Кабаханыр Образец HN-D HN-01 HN-08 HN-37 HN-39 KBH-1 Торит + + Анкилит-(Се) Монацит-(Се) + + + Пирротин + Пентландит + Кобальт-пентландит Халькопирит + + + Пирит + + + + Смизит Точилинит + Серпентин + Хлорит + + + Гётит Цеолиты Мусковит + + + SiO2 минерал Скаполит + + Гематит Pb-Mn-оксид + + Амфиболы (актинолит, магнезиогастингситпаргасит) развиваются по клинопироксену, а также формируют самостоятельные зерна. Флогопит (чаще всего ксеноморфен) и присутствует в интерстициях между зерен клинопироксена, размер - до 2 мм. Фторапатит представлен как отдельными короткопризматическими зернами, так и их скоплениями. Магнетит формирует неправильной изометричной формы зерна, которые иногда обрастают оторочкой титанита. Кроме того, титанит образует равномерно рассеянные самостоятельные кристаллы клиновидной формы (см. рис. 2, d). Калиевый полевой шпат встречается редко, выполняет межзерновое пространство и содержит микропертитовые вростки альбита. Оливин-слюдяные дайковые клинопироксениты (обр. HND) сложены примерно равным количеством флогопита, оливина, апатита и клинопироксена (рис. 2, b). Именно эти дайковые породы Н. В. Владыкин [2001] рассматривал как лампроиты. Второстепенными являются магнетит, ильменит, кальцит и сульфиды (пирротин, пентландит, пирит). Среди акцессорных минералов отмечены монацит-(Се), амфибол, барит и целестин. Вторичными минералами являются минералы группы серпентина и хлорита, а также сидерит и точилинит. Клинопироксен оливин-слюдяных клинопироксенитов представлен практически чистым диопсидом [Зубакова, 2021]. Оливин частично замещен серпентином, Mg# минерала = 85-90 [Зубакова, 2021]. Амфибол относится к тремолиту [Зубакова, 2021]. Клинопироксен-полевошпатовые и клинопироксен-карбонат-полевошпатовые породы (обр. HN-37 и HN-39) имеют мелко-среднезернистую структуру, массивную или полосчатую текстуру (см. рис. 2, е- f). Породы сложены варьирующими количествами клинопироксена (диопсид-геденбергит) (до 25 %), калиевого полевого шпата (до 40 %), кальцита (до 20-30 %) и фторапатита (до 5 %). Часто вышеперечисленные минералы слагают мономинеральные полосы, придавая породе полосчатый облик. Акцессорными минералами являются титанит, амфибол (актинолит и магнезиогорнблендит), циркон, альбит, флогопит, целестин, барит, анкилит-(Се), торит. Ко вторичным минералам относятся алланит-эпидот, скаполит, цеолиты, мусковит и гематит. Титанит формирует отдельные конвертовидные кристаллы (рис. 2, f). Калиевый полевой шпат содержит пертитовые вростки альбита. В целом, генезис этих пород пока не совсем понятен: Перовская и др. [1987] рассматривают их как осадочные вмещающие породы, подвергшиеся метаморфизму и метасоматозу при внедрении магматитов, тогда как Владыкин [2001] относит их к карбонатитам. Результаты U-Pb и Ar-Ar датирования пород Для U-Pb SHRIMP-II датирования был извлечен циркон из клинопироксенитов интрузий Кабаха-ныр (обр. КВН-1) и Укдуска (обр. HN-01) и из клинопироксен-карбонат-полевошпатовых пород Укдуски (обр. HN-37), а также титанит из клино-пироксенитов и клинопироксен-карбонат-полево-шпатовых пород Укдуски (обр. HN-08 и HN-37 соответственно). Циркон в оливин-слюдяных клинопироксенитах, клинопироксенитах и клинопироксен-карбонат-полевошпатовых породах представлен розоватосиреневыми призматическими и длиннопризматическими кристаллами с дипирамидальным окончанием. 1=5 S' -Q & 04 0 £ Ph § 8 ©4 -H £ 00 V© cn о % дискорд -н £ И V© о ххЯ 3 Р-ч_^ X) £ ° 1 m -н £ н й рц О s га В о Он * о Рн чэ о ь сч сп СЧ 01 н §: £ Он о о рц ©4 о | ’-^ | 04 04 04 401>0004000040001пс0 4000 с0хг04 Г-О^ПГ-СЧСЧСОСЧ^-'ОСЧСЧхГхГСО 'Чч 'Чч 'Чч 'Чч ^Сч о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' ’-^ со^ о СО^ СЧ СОл СЧ ’-^ сч сч сч >о '“к сгк °\\ 'Чч 'Чч ^Ч." Ч. '“к °\\ " Ч." Ч. °\\ '“к (~-'к ,-1 СЧ ’-' ’-' СО СО СО СО СО СЧ со СО СО ХГ ХГ СО4 1>л ХГ, СЧ СЧ "О 'О 'О СО СЧ СО СО ХГ, «О 'О о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' inI>OOCOCOxf-xf-inin40404040QOQO ЬЬГ'ОООООООООООООООООООООООО о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' | ХГ, ’-^ | СЧ СЧ СЧ 0^-'00с40>0>1>0>х1-0>00х1-х1-'ч0 ^"к к '“к '“к С^к С^к С^к С^к °к- °к- °к- °к- С^к С^к С^к СО4 "О ХГ, СЧ СЧ ХГ, «О 'О СО СЧ СО СО ХГ, «О 'О о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' 000000000000040404040404040404 о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' о' | ХГ, | СЧ СЧ СЧ О^00сЧ0404О04хГ04О04хГхГ40 ^"к к '“к '“к С^к С^к С^к С^к °к- °к- °к- С^к С^к С^к С^к 'О XT СО 1> 04 00 'О СО чо 'О о 00 00 00xf-00l>c40>c40004inl>0440c0in осчсо!>ооооо>о>о>оооосчсч 4О4О4О4О4О4О4О4О4О1>1>1>1>1>1> счсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсч СЧХ)-1>СЧСОЧО1П4ОСОСО1ПХ1-ЧО1П4О счсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсч О сч сч со а> U0U0xfxfOI>I>I>4040I>I>I>00I> счсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсчсч 40 V л «О О> гг. 40 ГГ1 О О ХГ ХГ 1Г, р::: § 2 С £ С - 2J 2 & 400400in0c0 00 c0 000>^-i^-i000 СЧ 40 ОО ОО СЧ О 40 О СО СО СЧ о" о" о" о" о" о" о" о" о" о" о" о" SSS^'Slr'0^oo?^^1'^0'0'^1' С ri 22 -т moi к? XT 40 1> Я О 00 uo OMO 04 XT О О ^C404l>kX40COCOl>^l>04400xr io OW C~ -1 СЧ 'Xf-ООСЧСО^-< CO 04 04 0 0 О XT 40 О

Скачать электронную версию публикации