Геохронология щелочно-ультраосновного карбонатитового комплекса Арбарастах (Алданский Щит, Якутия): новые Ar-Ar и U-Pb данные | Геосферные исследования. 2022. № 4. DOI: 10.17223/25421379/25/3

Геохронология щелочно-ультраосновного карбонатитового комплекса Арбарастах (Алданский Щит, Якутия): новые Ar-Ar и U-Pb данные

Приведена новая геохронологическая информация о тектономагматических событиях на рубеже ~ 655640 млн лет на юге Сибирского кратона. Ar/Ar методом получены характеристики карбонатитов - 651 ± 6 и 657,8 ± 6.5 млн лет, силикокарбонатита - 642,6 ± 6,6 млн лет, пироксенита - 632,5 ± 6 млн лет, и щелочного сиенита - 645,9 ± 6,4 млн лет щелочно-карбонатитового комплекса Арбарастах. Данные U-Pb датирования показали время кристаллизации пироксенитов - 638,2 ± 3,1 млн лет, карбонатитов - 650,3 ± 9,8 млн лет, и щелочного сиенита - 641,7 ± 5.6 млн лет.

Geochronology of the alkaline-ultra-basic carbonatite complex Arbarastakh (Aldan shlied, Yakutia): new Ar-Ar and U-Pb da.pdf Введение Щелочно-ультраосновные карбонатитовые комплексы являются уникальной группой магматических пород, которые несут в себе информацию о процессах глубинного (до 200-250 км) магмообразования специфичных по составу силикатно-карбонатных расплавов, а также о процессах метасоматоза и углеродного цикла в мантии [Rock, 1986; Le Bas., 1987; Dalton, 1993; Hamilton, Kjasgaard, 1993; Kogarko, 1995; Mitchell, 2005, 2006; Tappe et al., 2006; Guzmics, Zajacz, 2013]. Процесс формирования неопротерозой-ских рудоносных (Nb, Ta, U и REE) концентрически-зональных щелочно-карбонатитовых комплексов в пределах южной окраины Сибирского кратона (Белая Зима, Тагна, Жидой, Игнили, Аррбарастах) в период 720-630 млн лет связывают с эпохой проявления крупномасштабного внутриплитного магматизма и геодинамическими событиями распада суперконтинента Родиния [Ярмолюк и др., 2005; Кузьмин, Ярмо-люк, 2014]. Предшествующие петрологические исследования щелочных пород комплекса Арбарастах показали, что основные фазы массива представлены пи-роксенитами, секущими их телами карбонатитов, магнетит-апатитовых пород (фоскоритов) и ийоли-тов, а также по периферии массива отмечаются выходы отдельных тел более поздних щелочных сиенитов [Глаголев и др., 1974]. Первые данные по абсолютному возрасту пород массива показали интервал кристаллизации пироксенитов и карбонатитов - 690 ± 28 млн лет, фоскоритов - 720 ± 28 млн лет (K-Ar, флогопит, [Глаголев, 1974]). При таких оценках возраста щелочных пород Арбарас-тахского комплекса (720-690 млн лет), временной интервал становления массива коррелирует со временем формирования Иркутской крупной изверженной провинции (LIP) с возрастом ~ 720 млн л., которая реконструирована с одновозрастной Фран-клигокой LIP северной Лаврентии [Ernst et al., 2018]. И это согласуется с более общим наблюдением тесной временной корреляции между образованием карбонатитов и проявлением крупных изверженных провинций [Ernst, Bell, 2010]. Современные датировки цирконов из пироксени-та U-Pb методом (SHRIMP-II) показали возраст - 630,5 ± 5,7 млн лет (отчет № 25011, ВСЕГЕИ, 2015). Согласно докладу на конференции EGU-2020 Н.В. Владыкиным (ИГХ СО РАН, г. Иркутск) U-Pb возраст пород по цирконам и бадделеиту из фос-коритов и пироксенитов составляет 656 ± 5 и 653 ± 9 млн лет соответственно. Представленные в этой работе новые геохронологические данные определения возраста кристаллизации щелочных пород массива Арбарастах согласуются с предшествующими датировками, а также существенно дополняют и уточняют возраст образования различных щелочных фаз внедрения исследуемого комплекса. Геологическое строение Щелочно-ультраосновной карбонатитовый комплекс Арбарастах расположен на территории Республики Саха (Якутия) на юго-востоке России, в пределах бассейна реки Арбарастах - левого притока реки Идюм, в бассейне реки Лена (рис. 1). В тектоническом плане комплекс расположен в восточной части Алданского щита на юго-восточной окраине Сибирского кратона. Фундамент щита образован комплексом метаморфических архейских пород и постепенно перекрывается чехлом горизонтально залегающих осадочных пород нижнекембрийско-верхнепротерозойского возраста (рис. 1). Арбарас-тахский массив приурочен к краевой части Идюмо-Хайканского сводового поднятия [Зленко, 1961]. В ядре поднятия обнажаются породы фундамента, крылья перекрываются осадочным чехлом [Глаголев и др., 1974]. Архейская толща фундамента состоит из биотитовых, диопсидовых, гиперстеновых и роговообманковых кристаллических сланцев, гнейсов, амфиболитов, гранатовых и графитовых гнейсов, мраморов и кальцифиров (тимптоно-джелтулинская серия учурского гранулит-парагнейсового террейна) [Парфенов, Кузьмин, 2001]. В пределах массива Арба-растах широко распространены архейские биотит-амфиболовые гнейсо-граниты (обособленные массивы), аляскитовые граниты (мигматиты и межпластовые тела), залегающие в пределах синклинорной зоны шириной около 20-22 км с общим северовосточным простиранием [Глаголев и др., 1974]. Внутри зоны породы смяты в серию узких изоклинальных складок, падающих в северо-восточном направлении под крутым углом. Ближе к массиву архейские породы меняют простирание - раздвигаются с двух сторон, огибая массив. Данная структура образовалась в архейское время и, скорее всего, предопределила появление массива именно в этом месте. Комплекс осадочных пород чехла представлен протерозойскими аркозовыми, доломитовыми и кварцевыми песчаниками с редкими горизонтами конгломератов и доломитов [Глаголев и др., 1974]. Сеть разно ориентированных разломов вблизи массива Арбарастах, пересекающих породы фундамента и чехла, разделяет территорию на отдельные блоки [Глаголев и др., 1974]. Выделяются две главные системы крутопадающих разломов. Первая заложена в архее и имеет направление, близкое к простиранию архейской складчатости. Вторая связана с возникновением Идюмо-Хайканского поднятия и ориентирована почти под прямым углом к нарушениям первой системы [Глаголев и др., 1974]. Важным обстоятельством является то, что разломы проникают в верхний структурный ярус лишь частично, пересекая только протерозойские породы. Это дает возможность предположить, что движение блоков вдоль этих разломов происходило синхронно с формированием Арбарастахской интрузии. Активность разломов подтверждается приуроченностью к ним даек щелочных пород [Глаголев и др., 1974]. Сам массив отделен от вмещающей толщи архейских метаморфических пород сплошным кольцевым разломом, диаметр которого составляет 6-8 км (рис. 1). Внутри него произошло кальдерное опускание пород на глубину 50-80 м [Глаголев и др., 1974]. Углы падения разломов изменяются от 60 до 90° и направлены к центру интрузии. Главной структурной чертой массива Арбарас-тах является его концентрически-зональное строение, выраженное в закономерном чередовании пород с разным составом и разными условиями залегания (рис. 1). Основная фаза массива слагает штокообразное тело пироксеновых пород - пироксени-ты, имеющее в плане округло-эллипсоидное очертание, вытянутое в северо-западном направлении. Тело пироксенитов имеет грубоконцентрическое строение и сложено чисто пироксеновыми, пи-роксен-слюдистыми, пироксен-роговообманковыми разновидностями [Глаголев и др., 1974]. Между телом пироксеновых пород и кольцевым разломом заключена сплошная зона контактовометасоматических пород - фенитов. Мощность зоны составляет до 1 км. На площади массива установлены дайки жильных щелочных сиенитов, а также ийолит-уртитов и мельтейгитов, мощность которых меняется от нескольких сантиметров до 50 метров при протяженности до 1 км [Глаголев и др., 1974]. Дайки щелочных сиенитов локализованы в эндоконтактовой зоне массива. Простирание даек подчинено общей кольцевой структуре массива, а падение составляет 7090°. Контакты с пироксенитами и фенитами - секущие [Глаголев и др., 1974]. Во время полевых работ 2019 г. в пределах массива зафиксировано несколько даек ультраосновных щелочных лампрофиров в центральной части массива мощностью первые метры. Дайковые тела имеют секущие контакты с карбонатитами и, согласно классификации Tapper и соавт. [2005], могут быть отнесены к ультраосновным щелочным лампрофирам - айликитам. Карбонатиты массива Арбарастах сосредоточены внутри ядра пироксеновых пород и залегают в виде серии неполноконических дайкообразных тел (рис. 1). Мощность отдельных тел карбонатитов изменяется от 10-20 см до 400-600 м, контакты с пироксеновыми породами - секущие. Углы падения независимо от близости к центру массива составляют 60-80° к центру массива [Глаголев, 1974]. Наиболее распространены кальцитовые разности карбонатитов с пирохло- встречаются жилы (до первых метров) доломитовых ром и флогопитом. Значительно реже в пироксенитах и анкеритовых карбонатитов. Рис 1. Схема расположения и схематическая геологическая карта щелочно-ультраосновного карбонатитового комплекса Арбарастах (по данным [Глаголев и др., 1974; Горошко, Гурьянов, 2004] с дополнениями авторов) 1 - аллювиальные отложения (галька, гравий, пески, суглинки); 2-7 - породы комплекса Арбарастах: 2 - дайки щелочных лампрофиров (айликиты); 3 - щелочные сиениты (канкринитовые и нефелиновые сиениты); 4 - ийолит-уртиты, мельтейгиты; 5 - фоскориты (магнетит-апатитовые руды); 6 - карбонатиты (пироксеновые, флогопитовые, апатитовые, нефелиновые, флюоритовые, пирохлор-содержащие и другие разновидности) и силикокарбонатиты; 7 - пироксениты; 8 - фениты (флогопитовые метасоматиты); 9 - раннеархейские гранитоиды (аляскитовые граниты, биотитовые и биотит-роговообманковые граниты, гранито-гнейсы, диориты); 10 - гнейсы, кристаллические сланцы и мраморы нижнего архея (арбарастахская и холболохская свиты); 11 - тектонические нарушения: разломы установленные (а) и предполагаемые (б) Fig 1. Location diagram and schematic geological map of the alkaline-ultrabasic carbonatite complex Arbarastakh (according to [Glagolev et al., 1974; Goroshko, Guryanov, 2004] with additions by the authors) 1 - alluvial deposits (pebbles, gravel, sands, loams); 2-7 - rocks of the Arbarastakh complex: 2 - dykes of alkaline lamprophyres (aillikites); 3 - alkaline syenites (cancrinite and nepheline syenites); 4 - ijolite-urtites, melteigites; 5 - phoscorites (magnetite-apatite ores); 6 - carbonatites (pyroxene, phlogopite, apatite, nepheline, fluorite, pyrochlore-containing and other varieties) and silicocarbonatites; 7 - pyroxenites; 8 - fenites (phlogopite metasomatites); 9 - Early Archean granitoids (alaskite granites, botite and biotite-hornblende granites, granite-gneisses, diorites); 10 - gneisses, crystalline schists and marbles of the Lower Archean (Arbarastakh and Kholbolokh formations); 11 - tectonic faults: faults identified (a) and suggested (b) В самом центре комплекса Арбарастах локализованы конические тела магнетит-апатит-форсте-ритовых пород, имеющие секущие контакты с ранее описанными фазами [Глаголев и др., 1974]. Мощность тел составляет от 30-70 до 200-400 м (рис. 1). Согласно петрографической классификации, породы отнесены к фоскоритам. Современные минералогические и петрографические особенности карбонатитов и фоскоритов комплекса Арбарастах описаны в работах [Kruk et al., 2021; Prokopyev et al., 2021]. Методы исследования Образцы, использованные для минералогических и геохронологических исследований, были отобраны в ходе полевых работ на массиве Арбарастах в 2019 г. Петрографическое изучение пород щелочного комплекса Арбарастах проводилось на микроскопе Olympus BX51 с фотокамерой. Исследования текстурно-структурных характеристик и минералогического состава пород проводилось на сканирующем электронном микроскопе TESCAN MIRA 3 LMU JSM-6510LV с энергосберегающей приставкой для микрозондового анализа X-Max Oxford Instruments. Минеральный состав определяли с помощью электронного микрозонда JEOL JXA-8100 (режим WDS, 20 кВ, 15 нА, диаметр пучка 1-2 мкм). Общее время анализа F (с использованием кристалла LDE) составило 40 с (для фона - 20 с, для пика F - 20 с). Предел обнаружения F составил 477 ppm (0,04 мас. %). Для анализа минералов мы использовали ток пучка 10 нА и ускоряющее напряжение 15 кВ; для оксидов Fe - Ti - 20 нА и 15 кВ; для монацита - 40 нА и 20 кВ, а для апатита - 10 нА и 20 кВ. Время анализа пиков составляло 16 с для основных элементов и 3060 с для второстепенных элементов. Для калибровки в качестве стандартов использовались как природные минералы, так и синтетические минеральные фазы, при этом каждый элемент и пределы обнаружения (в ppm) были следующие: SiO2 (Si, 158), рутил (Ti, 120), LiNbO3 (Nb, 142), Sr силикатное стекло (Sr, 442), альбит (Na, 176), ортоклаз (K, 182), Al2O3 (Al, 128), F-апатит (Ca, 115; P, 387; F, 477), Mn-гранат (Mn, 129), гематит (Fe, 148), CePO4 (Ce, 236), LaPO4 (La, 272), BaSO4 (S, 178), NdPO4 (Nd, 362), Cl-апатит (Cl, 74) и PrPO4 (Pr, 401). Определение возраста 40Ar/39Ar методом датирования проводилось по мономинеральным фракциям, отбор которых осуществлялся вручную под бинокулярной лупой из фракции 0,3-0,1 мм измельченного образца. Облучение проб было проведено в кадмиро-ванном канале научного реактора ВВР-К типа в Научно-исследовательском институте ядерной физики (г. Томск). Градиент нейтронного потока за период облучения не превышал 0,5 % в размере образца. В качестве монитора использовался стандартный K/Ar образец мусковит МСА-11 (ОСО No 129-88), подготовленный Всесоюзным научно-исследова-тельским институтом минерального сырья Министерства геологии СССР (ВИМС) в 1988 г. Для его калибровки в 40 39 качестве Ar/ Ar монитора использовались международные стандартные образцы мусковит Bern 4m и биотит LP-6 [Baksi, Archibald. Farrar, 1996]. По результатам калибровки в качестве возраста мусковита МСА-11 было принято среднее, которое составило 311,0 ± 1,5 млн лет [Травин, 2016]. Значение полной постоянной распада 40 K, в соответствии с [Steiger, Jager, 1977], принималось равным 5,543 x 10-10 год-1. Холостой опыт по определению 40Ar (10 мин при 1 200 °С) не превышал 5 x 10-10 нсм3. Очистку аргона производили с помощью Ti- и ZrAl-SAES-геттеров. Дополнительная очистка осуществлялась с помощью кварцевого аппендикса, погруженного в жидкий азот. Изотопный состав аргона измерялся на масс-спектрометре Noble gas 5400 фирмы Micromass (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, помещенным в резистивную печь. Датирование производилось методом ступенчатого прогрева. Контроль температуры осуществлялся посредством хромель-алюмелевой термопары. Точность регулировки температуры составляла ± 1°С. Исследования проведены в ЦКП многоэлементных и изотопных исследований СО РАН (ИГМ СО РАН, г. Новосибирск). Датирование цирконов U-Pb методом проводилось на SHRIMP II в Центре изотопных исследований Всероссийского научно-исследова-тельского геологического института им. А.П. Карпинского (ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург). Кристаллы циркона и титанита были закреплены в эпоксидной смоле вместе с зернами стандартов (ТЕМОРА, 91500). Точки микроанализа были выбраны с помощью оптических, BSE и катодолюминесцентных изображений, которые показали внутреннюю структуру и зональность кристаллов циркона. Отношения U-Pb были измерены с использованием метода, рекомендованного в работе Williams [1998]. Интенсивность первичного пучка молекулярного кислорода составляла 4 нА, а образовавшийся кратер имел диаметр 25 мкм и глубину до 5 мкм. Данные обрабатывались с помощью программы SQUID [Ludwig, 2000]. Отношения U-Pb были нормализованы до значения 0,0668 (TEMORA), что соответствует значению 416,75 млн лет [Black, Kamo, Allen, 2003]. Индивидуальные анализы находятся в пределах ошибки 1а, а рассчитанные конкордантные возрасты - в пределах ошибки 2а. Диаграммы конкордией были построены с помощью программного обеспечения Isoplot/Ex [Ludwig, 1999]. Петрография и минералогия щелочных пород Петрографическое и минералогическое изучение образцов щелочных пород массива показало, что в основной фазе массива присутствуют щелочные пи-роксениты - якупирангиты (рис. 2, а). Рис. 2. Петрографические и минералогические особенности исследуемых пород щелочного комплекса Арбарастах а - петрографическое фото щелочного пироксенита с массивной текстурой; b - петрографическое фото образца щелочного сиенита; c - BSE-картинка минерального парагенезиса нефелинового сиенита; d - образец карбонатита с вкрапленными зернами бадделеита (коричневые) и флогопита (темно-зеленого); e, f - BSE-картинки минеральных ассоциаций в карбонатите. Аббревиатура минералов: Bt - биотит, Amf - амфибол, Ap - апатит, Cpx - клинопироксен, Nph - нефелин, Scp - скаполит, Cal -кальцит, Ttn - титанит, Phl - флогопит, Pl - плагиоклаз, Fl - флюорит, Kfs - калишпат, Ms - мусковит, Zrn - циркон, Dol - доломит, Pcl - пирохлор, REE-carb - редкоземельный карбонат Fig. 2. Petrographic and mineralogical features of the studied rocks of the Arbarastakh alkaline complex a - petrographic photo of alkaline pyroxenite with massive texture; b - petrographic photo of a sample of alkaline syenite; c - BSE image of the mineral paragenesis of nepheline syenite; d - sample of carbonatite with disseminated grains of baddeleyite (brown) and phlogopite (dark green); e, f - BSE images of mineral associations in carbonatite. Mineral abbreviations: Bt - biotite, Amf - amphibole, Ap - apatite, Cpx - clinopyroxene, Nph - nepheline, Scp - scapolite, Cal - calcite, Ttn - titanite, Phl - phlogopite, Pl - plagioclase, Fl -fluorite, Kfs - potassium feldspar , Ms - muscovite, Zrn - zircon, Dol - dolomite, Pcl - pyrochlore, REE-carb - rare earth carbonate Пироксениты имеют неравномернозернистую, местами порфировую структуру, размеры зерен варьируют от 0,5-1 мм до 1-2 см. Текстура породы массивная, встречаются шлиро-вые обособлениями кристаллов флогопита. По петрохимическому составу содержание SiO2 составляет 30-40 мас. %, количество Na2O + K2O = 3-10 мас. %, что позволяет отнести породу к семейству ультраос-новный фойдолитов. Главными породообразующими минералами в породе являются клинопироксен (70-80 %), амфибол (5-10 %), биотит (5-10 %), апатит (3-5 %) и нефелин (1-5 %). Второстепенные минералы представлены кальцитом, баритом, барито-целестином и скаполитом; акцессорными (менее 1 %) минералами являются циркон и титанит. Клинопироксен по составу является промежуточным между эгирином и диопсидом (Di40-45Aeg50-40Hed5-20), замещается поздними биотитом, амфиболом и кальцитом. Амфибол по составу относится к группе щелочных амфиболов - рихтериту. Слюда в якупирангитах представлена тетраферрифлогопитом. Кристаллы флогопита чаще всего зональные, что обусловлено вариациями в составе FeO, MgO и TiO2. Апатит по составу относится к группе фторапатита: содержание F - до 4,16 мас. %, SrO - до 1,32 мас. % и LREE2O3 - до 3,25 мас. %. Нефелин образуют редкие кристаллы неправильной формы, замещается скаполитом. Титанит образует удлиненные кристаллы, циркон - призматические кристаллы, размеры зерен редко достигают 100 мкм. Фельдшпатоидные (щелочные) сиениты являются одной из поздних силикатных фаз массива (рис. 2, b, с). Структура породы среднезернистая, текстура - массивная. Содержание кремнезема составляет 5760 мас. %, а сумма щелочей равна 11,5-12 мас. %. Породообразующие минералы щелочных сиенитов представлены полевыми шпатами (40-60 %), нефелином (10-15 %) и клинопироксеном (10-20 %). Второстепенные минералы - биотит, фторапатит, лейцит, барит, стронцианит, мусковит, скаполит, банальсит; акцессорные - пирохлор, титанит и ильменит. Калиевый полевой шпат образует пойкилитовые вростки в альбите, в своем составе содержит примеси ВаО - 3-7,12 мас. % и FeOt - до 0,36 мас. %. Нефелин содержит CaO - до 4,66 мас. % и SrO - до 1,5 мас. %. В некоторых образцах в виде вростков встречается бариевый полевой шпат - банальсит с содержанием ВаО до 40,12 мас. %. Пироксен по составу соответствует эгирин-диопсиду Di40-50Aeg30-40Hed10-20. Апатит относится к группе фторапатита и содержит в своем составе SrO и LREE2O3 до 1,21 и 1,5-2 мас. % соответственно. Слюда по составу принадлежит к группе флогопита с содержанием TiO2 до 2,5 мас. %. Скаполит замещает фельдшпатоидные минералы. Мусковит, барит и стронцианит в породе редки и образовались, вероятно, в ходе поздних гидротермально-метасоматических процессов. Титанит и ильменит образуют тесные срастания - каймы титанита вокруг ксеноморфных кристаллов ильменита. Титанит содержит примесь FeOt до 2,2 мас. %, а в составе ильменита отмечается примесь MnO до 2 мас. %. Пирохлор в сиенитах имеет размеры до 150 мкм и по содержанию оксидов титана (до 15 мас. %) и урана (до 20 мас. %) может быть отнесен к группе уранпирохлора. Карбонатиты представляют собой среднезернистые породы с массивной текстурой (см. рис. 2, d-f). На территории комплекса присутствует большое количество разновидностей карбонатитов: пироксеновые, флогопитовые, апатитовые, нефелиновые, флюоритовые, пирохлорсодержащие и др. Исследуемые образцы карбонатитов и силикокарбонатита являются типичными разновидностями карбонатитовой серии комплекса Арбарастах. Образцы представляют собой кальциокарбонатиты и силикокар-бонатиты (SiO2 от 20 до 27 мас. %); содержание CaO уменьшается пропорционально увеличению степени гидротермального изменения пород. Содержание щелочей (Na2O + K2O) низкое для всех разновидностей - для кальциокарбонатитов до 2 мас. %, для силикокарбонатитов - до 4,8 мас. %. Основными минералами карбонатитов являются кальцит и доломит (50-90 % породы), с варьирующими по количеству клинопироксеном, флогопитом, апатитом, амфиболом и титанитом. Второстепенные минералы представлены анкилитом-(Се), бастнезитом-(Сe), предположительно бурбанкитом, а также баритом и стронцианитом. Акцессорными в породе являются титаномагнетит, циркон, цирконолит, пирохлор и бадделеит. Также в массиве встречаются разновидности карбонатитов с полевыми шпатами и нефелином. Фельдшпатоиды здесь образуют идиоморфные кристаллы в карбонатном матриксе. Кальцит в карбонатитах образует призматические кристаллы размером от 1 до 5 мм и содержит микронные вкрапления стронцианита и анкилита-(Ce) (рис. 2, e, f). В химическом составе кальцита отмечаются примеси MgO до 1,31 мас. %, SrO до 1,53 мас. %. Клинопироксен по составу относится к эгирин-диопсиду (Di50-60Aeg30-40Hed0-20) и встречается преимущественно в силикокарбонатитах, образуя призматические кристаллы. Щелочной амфибол (рихтерит) развивается по клинопироксену. Фторапатит (F= 4-5 мас. %) в карбонатитах обогащен легкими лантаноидами (LREE2O3 до 2,56 мас. %), причем их содержание увеличивается от центра к краю зерна, что свидетельствует о выносе редких земель из апатита вследствие поздних гидротермальных процессов [Prokopyev et al., 2017]. Фторапатит также содержит примесь SrO до 1,53 мас. %. Слюда представлена тетраферрифлогопитом. Слюда образует зональные кристаллы, что обусловлено различными содержаниями BaO (1,47-4,61 мас. %), FeOt (1,711,96 мас. %), MgO (22,41-25,12 мас. %) и Al2O3 (13,89-16,14 мас. %). Такие минералы, как барит, анкилит-(Се), бастне-зит-(Се) и бурбанкит, встречаются в породах в виде микропрожилков и микровкрапленников в карбонатах либо по периферии кристаллов апатита, нефелина и магнетита. Титаномагнетит (TiO2 до 0,52 мас. %) в породе встречается редко и содержит включения ильменита. Минералы группы пирохлора являются главным концентратором ниобия в карбонатитах, образуют октаэдрические светло-коричневые, коричневые до черных кристаллы размером 0,2-1 мм. Пирохлор кристаллизуется в виде идиоморфных зональных октаэдров, врастающих в кристаллы силикатов. Часто можно заметить приуроченность акцессорного пирохлора к скоплениям апатита (рис. 2). В химическом составе пирохлора содержания UO2 варьируют от 0 до 12,39 мас. %, ThO2 от 0 до 5,06 мас. % и Ta2O5 от 3 до 12 мас. %. Часто отмечаются содержания BaO до 10,22 мас. %, SrO до 3 мас. %, а FeO до 2,5 мас. %. Бадделеит встречается в карбонатитах довольно редко и образует мельчайшие одиночные кристаллы. В химическом составе отмечается примесь HfO2 до 1,8 мас. %. Результаты датирования Ar-Ar исследования. Образец флогопита щелочного пироксенита (якупирангита) (обр. 2-1/19) демонстрирует возрастной спектр, состоящий из 12 ступеней (рис. 3, а, табл. 1). Девять средневысокотемпературных ступеней образуют возрастное плато, характеризующееся средневзвешенным возрастом в 632,5 ± 6 млн лет. Ступени возрастного плато включают более 98 % от общего количества 39 Ar, выделенного в ходе эксперимента. В результате эксперимента по определению возраста 40Ar/39Ar методом был получен возрастной спектр флогопита образца карбонатита (обр. 68-1б), состоящий из 12 ступеней (рис. 3, а, табл. 1). Девять ступеней могут быть объединены в надежное возрастное плато со средневзвешенным возрастом 651 ± 6 млн лет, соответствующее более 99 % от выделенного 39Ar. Возрастной спектр флогопита из силикокарбона-тита (обр. 66-1), полученный методом ступенчатого прогрева, состоит из восьми ступеней (рис. 3, c, табл. 1). Возраста семи ступеней совпадают в интервале ошибок 1о и могут быть объединены в возрастное плато. В рамках возрастного плато выделено 99 % 39Ar от общего количества, полученного в ходе эксперимента. Средневзвешенный возраст плато составляет 642,6 ± 6,6 млн лет. Возрастной спектр флогопита карбонатита (обр. 50-2) образует возрастной спектр, состоящий из 10 ступеней (рис. 3, d, табл. 1). Восемь ступеней согласуются между собой в пределах погрешности 1

Ключевые слова

геохронология, Сибирский кратон, LIP, суперконтинент, Родиния

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Прокопьев Илья РомановичИнститут геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; Новосибирский государственный университеткандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник; старший преподаватель, кафедра петрографии и геологии рудных месторождений, геолого-геофизический факультетprokopev_ilya@mail.ru
Дорошкевич Анна ГеннадьевнаИнститут геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; Геологический институт им. Н.Л. Добрецова СО РАНдоктор геолого-минералогических наук, заведующая лабораториейdoroshkevich@igm.nsc.ru
Пономарчук Антон ВикторовичИнститут геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАНмладший научный сотрудникaponomar@igm.nsc.ru
Крук Михаил НиколаевичИнститут геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАНмладший научный сотрудникkrukmn@igm.nsc.ru
Избродин Иван АлександровичИнститут геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАНкандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудникizbrodin@ginst.ru
Владыкин Николай ВасильевичИнститут геохимии им. А.П. Виноградова СО РАНдоктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией
Всего: 6

Ссылки

Врублевский В.В., Покровский Б.Г., Журавлев Д.З., Аношин Г.Н. Вещественный состав и возраст nенченгинcкого линейного комплекса каpбонатитов, Ениcейcкий 1фяж // Петрология. 2003. Т. 11, № 2. С. 145-163
Врублевский В.В., Ревердатто В.В., Изох А.Э., Гертнер И.Ф., Юдин Д.С., Тишин П.А. Неопротерозойский карбонатитовый магматизм Енисейского кряжа, центральная Сибирь: 40Ar/39Ar - геохронология пенченгинского комплекса // Доклады Академии наук. 2011. Т. 437, № 4. С. 514-519
Верниковская А.Е., Верниковский В.А., Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Ковач В.П., Травин А.В., Вингейт М.Т.Д. Лейкогранитный магматизм А-типа в эволюции континентальной коры западного обрамления Сибирского кратона // Геология и геофизика. 2007. Т. 48, № 1. С. 5-21
Верниковская А.Е., Даценко В.М., Верниковский В.А., Матушкин Н.Ю., Лаевский Ю.М., Романова И.В., Травин А.В., Воронин К.В., Лепехина Е.Н. Эволюция магматизма и карбонатит-гранитная ассоциация в неопротерозойской активной континентальной окраине сибирского кратона: термохронологические реконструкции // Доклады Академии наук. 2013. Т. 448, № 5. С. 555-562
Верниковский В.А., Верниковская А.Е., Сальникова Е.Б. и др. Позднерифейский щелочной магматизм западного обрамления Сибирского кратона: результат континентального рифтогенеза или аккреционных событий? // Доклады Академии наук. 2008. Т. 419, № 1. С. 90-94
Глаголев А.А., Корчагин А.М., Харченков А.Г. Шелочно-ультраосновные массивы Арбарастах и Инагли. М. : Наука, 1974. 174 с
Гладкочуб Д.П., Донская Т.В., Мазукабзов А.М., Станевич А.М., Скляров Е.В., Пономарчук В.А. Комплекcы-процессов растяжения на юге C^Hpc^™ ^атона в докембpии // Геология и геофизика. 2007. T. 48, № 1. С. 22-41
Гордиенко И.В. Связь субдукционного и плюмового магматизма на активных границах литосферных плит в зоне взаимодействия Сибирского континента и палеоазиатского океана в неопротерозое и палеозое // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10, № 2. С. 405-457
Горошко М.В., Гурьянов В.А. Уран-редкометальное оруденение в массивах ультраосновных целочных пород юго - востока Сибирской платформы // Тихоокенская геология. 2004. Т. 23, № 2. С. 76-91
Добрецов Н.Л. Раннепалеозойская тектоника и геодинамика Центральной Азии: роль раннепалеозойских мантийных плю-мов // Геология и геофизика. 2011. № 12. С. 1957-1973
Зленко Н.Д. Позднесинийские интрузии центрального типа восточной окраины Алданского щита // Труды ВАГТ. 1961. Вып. 7. С. 66-73
Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В. Мантийные плюмы Северо-Восточной Азии и их роль в формировании эндогенных месторождений // Геология и геофизика. 2014. № 2. С. 153-184
Лиханов И.И., Ревердатто В.В. Неопротерозойские комплексы - индикаторы континентального рифтогенеза как свидетельство процессов распада Родинии на западной окраине Сибирского кратона // Геохимия. 2015. № 8. С. 675-694
Метелкин Д.В., Верниковский В.А., Казанский А.Ю. Неопротерозойский этап эволюции Родинии в свете новых палео-магнитных данных по западной окраине Сибирского кратона // Геология и геофизика. 2007. Т. 48, № 1. С. 42-59
Ножкин А.Д., Туркина О.М., Баянова Т.Б., Бережная Н.Г., Ларионов А.Н., Постников А.А., Травин А.В., Эрнст Р.Е. Неопротерозойский рифтогенный и внутрипоитный магматизм Енисейского кряжа как индикатор процессов распада Родинии // Геология и геофизика. 2008. Т. 49, № 7. С. 666-688
Парфенов Л.М., Кузьмин М.И. Тектоника, геодинамика и металлогения территории республика Саха (Якутия). М.: Наука, 2001. 570 с
Рипп Г.С., Дорошкевич А.Г., Посохов В.Ф. Возраст карбонатитового магматизма Забайкалья // Петрология. 2009. Т. 17, № 1. С. 79-96
Рыцк Е.В., Шалаев B.C., Ризванова Н.Г., Крымжий Р.Ш., Манеев А.Ф., Рилс Г.В. Олокитская зона Байкальской складчатой области: новые изотопно-геохронологические и петрогеохимические данные // Геотектоника. 2002. № 1. С. 29-41
Сазонов А.М., Врублевский В.В., Гертнер И.Ф., Федорова А.В., Гавриленко В.В., Звягина Е.А., Леонтьев С.И. Заан-гарский щелочной интрузив, Енисейский кряж: Rb-Sr Sm-Nd изотопный возраст пород и источники фельдшпатоидных магм в позднем докембрии // Доклады Академии наук. 2007. Т. 413, № 6. С. 798-802
Травин А.В. Термохронология субдукционно-коллизионных. коллизионных событий Центральной Азии : автореф. дис. ... д-ра геол.-минерал. наук. Новосибирск, 2016
Хромова Е.А., Дорошкевич А.Г., Избродин И.А. Геохимическая и Sr-Nd-Pb характеристики щелочных пород и карбонатитов Белозиминского массива (Восточный Саян) // Геосферные исследования. 2020. № 1. С. 33-55. DOI: 10.17223/25421379/14/3
Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Сальникова Е.Б., Никифоров А.В., Котов А.Б., Владыкин Н.В. Позднерифейский рифтогенез и распад Лавразии: данные геохронологических исследований щелочно-ультраосновных комплексов южного обрамления Сибирской платформы // Доклады Академии наук. 2005. Т. 404, № 3. С. 400-406
Baksi A.K.. Archibald D.A.. Farrar E.Intercalibration of 40Ar/39Ar dating standards // Chemical Geology. 1996. V. 129. P. 307324
В1аск L.P., Kamo S.L., Allen C.M., TEMORA 1: a new zircon standard for Phanerozoic U-Pb geochronology // Chem. Geol. 2003. V. 200. P. 155-170. doi: 10.1016/S0009-2541(03)00165-7
Dalton J.A., Wood B.J. The compositions of primary carbonate melts and their evolution through wallrock reaction in the mantle // Earth and Planetary Science letters 1993. V. 119. P. 511-525
Doroshkevich A.G., Veksler I.V., Izbrodin I.A., Ripp G.S., Khromova E.A., Posokhov V.F., Travin A.V., Vladykin N.V. Stable isotope composition of minerals in the Belaya Zima plutonic complex, Russia: Implications for the sources of the parental magma and metasomatizing fluids // Journal of Asian Earth Sciences. 2016. V. 26. P. 81-96
Ernst R.E., Bell K. Large igneous provinces (LIPs) and carbonatites // Mineralogy and Petrology. 2010. V. 98. P. 55-76. doi: 10.1007/s00710-009-0074-1
Ernst R.E., Davies D.R., Jowitt S.M., Campbell I.H. When do mantle plumes destroy diamonds? // Earth and Planetary Science Letters. 2018. V. 502. P. 244-252. doi: 10.1016/j.epsl.2018.08.058
Guzmics T., Zajacz Z. Trace element partitioning between immsicible silicate and carbonate melts, based on natural melt inclusions from Kerimasi volcano. Tanzania. Goldschmidt Conference Abstracts. 2013. Р. 1238
Hamilton D.L., Kjasgaard B.A. The immiscibility of silicate and carbonate liquids // The South African Journal of Geology. 1993. V. 96 (3). P. 139-142
Kogarko L.N., Kononova V.A., Orlova M.P., Woolley A.R. Alkaline Rocks and Carbonatites of the World. Part Two: Former USSR, London : Chapman & Hall, 1995
Kruk M.N., Doroshkevich A.G., Prokopyev I.R., Izbrodin I.A. Mineralogy of the Arbarastakh Complex (Republic of Sakha, Yakutia, Russia) // Minerals. 2021. V. 11. Р. 556. doi: 10.3390/min11060556
Le Bas M.J. Nephelinitite and Carbonatite // Alkaline Igneous Rocks, Geological Society. Special Publications. London, 1987. V. 30. P. 53-83
Li Z.X., Zhong S. Supercontinent-superplume coupling, true polar wander and plume mobility: plate dominance in whole-mantle tectonics // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2009. V. 176. P. 143-156
Ludwig, K.R. User's manual for Isoplot/Ex, version 2.10, a geochronological toolkit for microsoft excel // Berkeley Geochronology Center Special Publication. Berkeley, 1999
Ludwig, K.R. SQUID 1.00, A User's Manual // Berkeley Geochronology Center Special Publications. Berkeley, 2000
Meert J.G., Powell C. McA. Assembly and break-up of Rodinia: introduction to the special volume // Precambrian Research, Special Issue. 2001. V. 110. P. 1-8
Mitchell R.H. Mineralogical and experimental constrains on the origin of niobium mineralization in carbonatites // Geol. Assoc. Can., Short Course Notes. 2005. No. 17. P. 201-216
Mitchell R.H. Sylvite and fluorite microcrysts, and fluorite-nyerereite intergrowths from natrocarbonatite, Oldoinyo Lengai, Tanzania // Mineralogical Magazine. 2006. V. 70. P. 103-114
Prokopyev I.R., Doroshkevich A.G., Redina A.A., Obukhov A.V. Magnetite-apatite-dolomitic rocks of Ust-Chulman (Aldan shield, Russia): Seligdar - type carbonatites? // Mineralogy and Petrology. 2017. V. 112. P. 257-266. doi: 10.1007/s00710-017-0534-y
Prokopyev I.R., Doroshkevich A.G., Zhumadilova D.V., Starikova A.V. Petrogenesis of Zr-Nb (REE) carbonatites and phos-corites from the Arbarastakh complex (Aldan Shield, Russia); mineralogy and inclusion data // Ore geology Reviews. 2021. V. 131 (2). Р. 104042. doi: 10.1016/j.oregeorev.2021.104042
Rock N.M.S. The nature and origin of ultramafic lamprophyres: alnoites and allied rocks // Journal of Petrology. 1986. V. 27. P. 155-196. doi: 10.1093/petrology/27.1.155
Salnikova E.B., Chakhmouradian A.R., Stifeeva M.V., Reguir E.P., Kotov A.B., Gritsenko Y.D., Nikiforov A.V. Calcic garnets as a geochronological and petrogenetic tool applicable to a wide variety of rocks // Lithos. 2019. V. 338. P. 141-154
Sklyarov E.V., Gladkochub D.P., Mazukabzov A.M., Menshagin Yu.V., Watanabe T., Pisarevsky S.A. Neoproterozoic mafic dike swarms of the Sharyzhalgai metamorphic massif (southern Siberian craton) // Precambrian Research. 2003. V. 22. P. 359-377
Steiger R.H., Jager E. Subcommission on geochronology; Convention on the use of decay constants in geoand cosmochronolo-gy// Earth and Planetary Science Letters. 1977. V. 36. P. 359-362
Tappe S., Foley S.F., Jenner G.A., Kjarsgaard B.A.Integrating Ultramafic Lamprophyres into the IUGS Classification of Igneous Rocks: Rationale and Implications // Journal of Petrology. 2005. V. 46, No. 9. P. 1893-1900
Tappe S., Foley S.F., Jenner G.A. et al. Genesis of ultramafic lamprophyres and carbonatites at Aillik Bay, labrador: a consequence of incipient lithospheric thinning beneath the North Atlantic Craton // Journal of Petrology. 2006. V. 47. Р. 1261-1315. doi: 10.1093/petro logy/egl008
Vladykin N.V., Alymova N. The Zhidoy massif of ultrabasic - alkaline rocks and carbonatites: its geochemical features, sources and ore potential // EGU General Assembly. 2020. doi: 10.5194/egusphere-egu2020-8776
Williams J.S. U-Th-Pb geochronology by ion microprobe. Application of microanalytical techniques to understanding mineralizing processes // Reviews in Economic Geology. 1998. V. 7. P. 1-35. doi: 10.5382/Rev.07.01
 Геохронология щелочно-ультраосновного карбонатитового комплекса Арбарастах (Алданский Щит, Якутия): новые Ar-Ar и U-Pb данные | Геосферные исследования. 2022. № 4. DOI: 10.17223/25421379/25/3

Геохронология щелочно-ультраосновного карбонатитового комплекса Арбарастах (Алданский Щит, Якутия): новые Ar-Ar и U-Pb данные | Геосферные исследования. 2022. № 4. DOI: 10.17223/25421379/25/3