CC BY
144
УДК 552.32.6
ВАЖНЕЙШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
И ЗНАЧЕНИЕ ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ДЛЯ ЦЕЛЕЙ РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОЛОГИИ ФЕННОСКАНДИНАВСКОГО ЩИТА
Т.Б. Баянова, академик Ф.П. Митрофанов
Г еологический институт КНЦ РАН
Аннотация
Представлены новые результаты Кольского центра коллективного пользования геохронологических и геохимических исследований по датированию и-РЬ, Sm-Nd, Rb-Sr и 3Не/ Не методами реперных комплексов восточной части Балтийского или Фенноскандинавского щита: палеоархейских ТТГ комплексов основания, палеопротерозойских расслоенных платиноносных интрузий и палеозойских карбонатитов. Приводятся новые прецизионные данные по единичным зернам циркона и бадделеита, изученных и-РЬ системой для целей региональной геологии. В Sm-Nd изотопной системе впервые используются породообразующие минералы и сульфиды для датирования непосредственно процессов рудогенеза. На основе изотопно-геохимических величин (е^, Тот, 1^, 3Не/4Не) обоснован крупный магматический базитовый резервуар обогащенной мантии ЕМ-1, продуцирующий на протяжении 130 млн лет (от 2.52 до 2.39 млрд лет) расслоенные платиноносные интрузии палеопротерозоя (г. Генеральская, Мончегорский рудный район, Федорово-Панский массив, Имандровский лополит и др.), который привел к распаду древнего суперконтинента Кенорланд. Ключевые слова:
и-РЬ, бадделеит, Sm-Nd, сульфиды, г, суперконтинент Кенорланд, Балтийский
щит.
Введение
Главными достижениями Кольского центра коллективного пользования геохронологических и геохимических исследований (Кольский ЦКП) является создание большого банка возрастных (и-РЬ, Sm-Nd и ЯЬ^г) и изотопногеохимических (еш, Т0т, 1&, 3Не/4Не) данных для реперных пород российской части Фенноскандинавского щита, включающих также массивы сопредельных территорий Финляндии. Новый и-РЬ метод по единичным зернам цирконов с использованием искусственного трассера 205РЬ позволил продатировать древнейший возраст ТТГ комплексов основания до 3.2 млрд лет. Изотопногеохимические Sm-Nd данные модельных возрастов (Т0т) для пород инфракомплекса основания отразили начало формирования зрелой континентальной коры в интервале от 3.4 до 3.6 млрд лет. Для платиноносных интрузий палеопротерозоя впервые используется Sm-Nd метод по сульфидным минералам, позволяющий непосредственно датировать процессы рудогенеза. В палеозойское время в пределах Балтийского щита получили широкое развитие массивы щелочных пород и карбонатитов. Введенный впервые в России в практику изотопных и-РЬ исследований бадделеит ^Ю2) позволяет прецизионно датировать процессы магматизма от мезоархея до палеозоя.
Изотопно-геохимические исследования для реперных пород Балтийского щита
Кольский ЦКП был создан в 1990-х годах. На базе полученного современного оборудования, включающего семиканальный масс-спектрометр немецкой фирмы Finnigan-MAT-262 с квадрупольной приставкой (RPQ) и полностью оборудованного ультрачистого модуля для химикоаналитических работ, были заново поставлены методики изотопного и-РЬ, Sm-Nd и ЯЬ^г датирования реперных пород Кольского региона Балтийского щита. Результаты масштабного опробования главных разновидностей пород были опубликованы в Каталоге геохронологических данных по северо-восточной части Балтийского щита [1], который включал более 600 возрастных определений по циркону и бадделеиту в и-РЬ методе и породообразующим минералам и породам в Sm-Nd и ЯЬ^г систематиках. Главные реперные породы Балтийского щита в интервале от мезоархея до палеопротерозоя были изучены и-РЬ, Sm-Nd и ЯЬ^г систематиками и отражали развитие
континентальной коры щита (Центрально-Кольский, Терский блок) в интервале 2.8-3.0 млрд лет, развитие гранулит-эндербитовых комплексов - 2.61-2.72 млрд лет (Центрально-Кольский блок), вулканитов Кейвской зоны - 2.87 млрд лет [2]. Расслоенные платиноносные интрузии палеопротерозоя (горно-рудный потенциал России) были особенно детально изучены всем комплексом имеющихся изотопно-геохимических методов, включая изучение благородных газов. Впервые в практику изотопных и-РЬ исследований, проводимых по цирконам, в конце ХХ столетия был введен бадделеит (2г02). Этот минерал был обнаружен в палеопротерозойских анортозитах Федорово-Панского массива с и-РЬ возрастом 2447±12 млн лет (рис. 1) и впервые продатирован также в древнейших неоархейских дайковых (габбронориты) породах Кировогорской железорудной формации и крупнейшего редкометалльного месторождения Сиилиньярви (Финляндия) -карбонатитах с возрастом 2613±11 млн лет (рис. 1, табл. 1) [3]. Введенный в и-РЬ систематику бадделеит позволил также впервые прецизионно изучить время проявления палеозойского щелочного магматизма и связанного с ним потенциала региона - Хибинских апатит-нефелиновых руд, фоскоритовых руд Ковдорского ГОКа, карбонатитов Себльяврского массива (рис. 2, табл. 1).
Рис. 1. Изотопные U-Pb диаграммы с конкордией для бадделеита и циркона из анортозитов Федорово-Панского массива (а), карбонатитов Сиилиньярви (б) и габброноритовой дайки Кировогорского месторождения Оленегорской рудной формации (в)
Таблица 1
Изотопные и-РЬ данные для бадделеита (бд) и циркона из анортозитов Федорово-Панской интрузии, карбонатитов Сиилиньярви (Финляндия), Оленегорской железорудной формации Кировогорского месторождения и ортоклазового габбро Ждановского месторождения Печенги
Проба № Навеска (мг) Содержание, РРт Изотопный состав свинца1 Изотопные отношения и возраст, 2 млн лет Rho
РЬ и 206 РЬ 204 РЬ 206 РЬ 207 РЬ 206 РЬ 208 РЬ 207 РЬ 235 и 206 РЬ 238 и 207 РЬ 206 РЬ
Анортозиты Федорово-Панской интрузии
П6-1 0.75 218.0 322 5740 6.230 3.263 11.682 0.5352 2438
П6-2 0.10 743.0 1331 3960 6.191 3.151 9.588 0.4393 2438
П6-3 0.20 286.0 577 2980 6.021 3.192 8.643 0.3874 2474
П5 (бд) 1.00 176.0 396 14780 6.290 63.610 9.548 0.4380 2435
П6 (бд) 0.26 259.0 560 3360 6.132 54.950 9.956 0.4533 2443
Карбонатиты Сиилиньярви
1 (бд) 1.20 5.8 11.6 1720 5.670 7.319 10.432 0.4386 2550±18 0.73
2 0.50 4.4 8.6 1420 5.483 5.364 10.314 0.4305 2594±60 0.71
33 0.25 4.3 7.0 220 4.308 2.529 9.688 0.3993 2615±60 0.73
43 0.45 1.2 33.6 690 5.124 4.167 1.016 0.0922 2629±30 0.71
Окончание таблицы 1
Габброноритовая дайка Кировогорского месторождения
1 0.30 58.7 101.4 2080 5.121 9.961 13.595 0.5193 2741
2 0.40 48.3 85.0 1600 5.122 10.302 13.300 0.5111 2726
34 0.30 74.6 142.3 400 4.971 3.161 9.159 0.3888 2566
4 (бд)4 0.30 2.2 33.5 124 6.023 3.002 0.392 0.0530 353
Ортоклазовое габбро Ждановского месторождения Печенги (пробы 444, 448)
444 0.35 51.9 131.8 1220 6.539 7.485 6.891 0.3511 2256 0.53
444, 25 0.20 43.0 98.4 670 6.383 5.267 6.962 0.3680 2192 0.63
4485 0.35 20.2 47.9 440 5.782 5.609 6.918 0.3501 2268 0.65
448(бд) 0.90 74.1 211.2 5070 8.041 52.83 5.974 0.3559 1982 0.75
448(бд) 0.90 16.5 46.8 2230 7.824 35.32 5.941 0.3536 1983 0.65
Примечание.
1 Все отношения скорректированы на холостое загрязнение 0.08 нг для РЬ и 0.04 нг для и и масс-дискриминацию 0.12±0.04 %.
2 Коррекция на примесь обыкновенного свинца определена на возраст по данным [4].
3 Введена поправка на изотопный состав когенетичного микроклина из карбонатитов:
206РЬ/204РЬ=16.49±0.02; 207РЬ/204 РЬ =15.17±0.03; 208РЬ/204РЬ=35.17±0.01.
4 Введена поправка на изотопный состав плагиоклаза из дайки: 206РЬ/204РЬ=14.32±0.03;
207РЬ/204РЬ=14.82±0.03; 208РЬ/204РЬ=33.43±0.02.
5 Введена поправка на изотопный состав рудосодержащей породы (метагаббро): 206РЬ/204РЬ = 21.39±0.02; 207РЬ/204РЬ = 15.93±0.01; 208РЬ/204РЬ = 40.66±0.02 [5].
0.066
0.062
0.058
0.054
0.39
0.062
7 400 У 378±4 млн лет 384 /
? - 5 4 /і/ 6 /1/ И ' 2 0.061 ? - В
о. О. 11/1) / __/_■ )( ~
- 5 !/ /у 1 (а) 36°/ 382±3 млн лет 0.060 - / ' ( 376 -к' У/ ' Л 11/3 / (б)
372 “ 11/2
340/ і і 207рь/235и 0.059 І I 207РЬ/235и
0.43
0.47
0.51
0.438
0.446
0.454
0.462
Рис. 2. Изотопные U-Pb диаграммы с конкордией для бадделеита из фоскоритовыхруд Ковдорского
массива (а) и поздних карбонатитов Себльявра (б)
В начале XXI века в Кольском ЦКП впервые в России в и-РЬ изотопные исследования был введен искусственный радиоизотоп 205РЬ (материал предоставлен Кольскому ЦКП крупнейшим
205 235
американским геохимиком Джеральдом Вассербургом). Трассер РЬ/ аттестован при участии Ф. Корфу [6] по методикам Т. Кроу [7], Вендта и Тодта [8]. Новый созданный искусственный трассер позволил проводить исследования циркона и бадделеита в И-РЬ системе по единичным зернам, а не навескам этих кристаллов [9]. Полученные новые И-РЬ возрастные данные для ТТГ комплексов Центрально-Кольского и Терского блоков Балтийского щита отразили развитие континентальной коры в палеоархее, а не мезоархее, как считалось раньше [10, 11] (рис. 3, табл. 2).
Изотопные Sm-Nd и Rb-Sr исследования также проводились для всех реперных комплексов Балтийского щита для изучения источников и резервуаров исходных магм, корово-мантийных взаимодействий и сравнения возрастных данных для породообразующих ^т-М и Rb-Sr системы) и акцессорных минералов (И-РЬ данные). Были поставлены специальные задачи на реперном объекте -
Федорово-Панском интрузиве, где проходили комплексные и-РЬ, Sm-Nd и 3Не/4Не исследования для пород и минералов с помощью студентов и аспирантов АФ МГТУ и ПетрГУ.
Рис. 3. Изотопные U-Pb диаграммы с конкордией для единичных цирконов из Bt-гнейса Ингозерского массива (а) и метатоналита участка «Южный» полигона Воче-Ламбина (б)
Таблица 2
Изотопные и-РЬ данные для единичных цирконов из В^гнейса Ингозерского массива и метатоналита участка «Южный» полигона Воче-Ламбина
№ п/п Навеска (мг) Концентрация, ррт Изотопные отношения1 Изотопные отношения и возраст, млн лет2 % Дис.
РЬ и 206РЬ/204Р Ь 206РЬ/238и ±2с 207РЬ/235 и ±2с 207РЬ/206РЬ ±2с 206РЬ/238 и ±2с 207РЬ/235 и ±2с 207РЬ/206Р Ь ±2с
Б^гнейс Ингозерского массива
1 0.0187 92.01 192.38 358.4 0.395±0.002 9.779±0.116 0.1797±0.0019 2145±8 2414±29 2650±29 19.1
2 0.0525 65.30 115.08 494.9 0.381±0.002 9.124±0.083 0.1737±0.0012 2081±12 2351±21 2593±18 19.7
3 0.0577 4.07 7.49 271.0 0.328±0.002 6.541±0.054 0.1446±0.0005 1829±14 2051±17 2283±7 19.9
4 0.0126 145.18 137.56 62.0 0.483±0.004 12.142±0.234 0.1822±0.0027 2542±21 2615±50 2673±40 4.9
5 0.0176 281.35 615.99 213.2 0.363±0.002 6.554±0.066 0.1311±0.0010 1995±10 2053±21 2113±16 5.6
Метатоналит участка «Южный»
1 0.055 18.53 27.12 3964.9 0.5499±0.0047 18.642±0.184 0.2459±0.0013 2825±24 3023±30 3158±16 10.5
2 0.086 140.66 526.16 3230.9 0.4588±0.0008 11.578±0.029 0.1830±0.0003 2434±4 2571±7 2680±5 9.2
3 0.100 170.83 449.55 1315.7 0.4041±0.0031 10.016±0.087 0.1823±0.0006 2188±17 2449±21 2674±9 18.2
4 0.200 178.18 398.67 1706.4 0.3423±0.0015 8.232±0.039 0.1775±0.0003 1850±8 2246±11 2669±4 30.7
5 0.042 193.29 535.66 3486.0 0.2748±0.0004 6.326±0.013 0.1669±0.0002 1565±3 2022±4 2628±3 40.4
6 0.077 23.39 78.35 3398.4 0.2929±0.0016 4.241±0.048 0.1050±0.0010 1656±9 1682±19 1715±17 3.4
Примечание.
1 Все отношения скорректированы на холостое загрязнение 1 пг для РЬ и 10 пг для и и масс-дискриминацию 0.12±0.04%.
2 Коррекция на примесь обыкновенного свинца определена на возраст по модели [4].
Палеопротерозойские расслоенные платиноносные интрузии
Изотопно-геохимические исследования Sm-Nd и Rb-Sr систематик сотрудников лаборатории геохронологии и изотопной геохимии (№ 29), входящей в Кольский ЦКП, были направлены на изучение палеопротерозойского рудно-магматического потенциала Кольского региона Балтийского щита, сосредоточенных в г. Генеральской, Мончегорском рудном узле, Федорово-Панской интрузии, Имандровском лополите и Печенгской структуре.
Комплексные ^т-№, Rb-Sr и 3Не/4Не) исследования, проведенные для палеопротерозойских расслоенных платиноносных интрузий г. Генеральской, Федорово-Панского (Pt-Pd), Мончегорского (Си-№), Мончетундровского (ЭПГ) массивов и Имандровского лополита (Т^-М§£) отразили большую длительность базитового плюмового магматизма - более 130 млн лет (от 2520 до 2390 млн лет). На основе прецизионного и-РЬ датирования единичных зерен бадделеита и циркона и Sm-Nd породообразующих и сульфидных минералов были сопоставлены полученные возрастные данные и надежно обоснованы интервалы или фазы этого крупного магматического плюмового события, которое было причиной распада древнейшего суперконтинента Кенорланд в истории развития Земли [12, 13]. Изотопные (вш, Ьг) данные для пород всех расслоенных платиноносных интрузий (включающих более 300 анализов) отразили происхождение исходных магм из обогащенного плюмового источника ЕМ-1 (рис. 4).
Рис. 4. График в координатах еш -1Зг для расслоенных интрузий Северного (Кольского) пояса. Серый цвет -
резервуар ЕМ-1 для Р^металльных интрузий Балтийского щита по (Я$^т) изотопным данным
Для обоснования вкладов нижней и верхней мантии в огромный резервуар (350 х 380 км2) плюмового магматизма, включающего платиноносные интрузии Северного (Кольский регион и все вышеперечисленные массивы), а также массивы Южного пояса (Фенно-Карельский регион) -Олангская группа (Ципринга, Бураковская и Кивакка интрузивы) и пояс интрузий Финляндии -Кеми, Пеникат, Нярянкаваара и др. - была использована 3Не/4Не система для пород и минералов. В таблице 3 показаны процентные величины вклада нижней и верхней мантий при формировании крупнейшего в истории Земли магматического плюмового очага, продуцирующего расслоенные ЭПГ интрузии на разных континентах мира (рис. 5) и распад древнейшего суперконтинента Кенорланд по геофизическим данным палеомагнитных анализов [14]. Значительным достижением последних лет в Кольском ЦКП является отработка методики Sm-Nd датирования процессов рудогенеза путем введения в практику изотопных исследований сульфидных минералов (пирротина, халькопирита, пирита и др.), которые ассоциируют с минералами платиновых металлов (МПМ) в рудоносных горизонтах расслоенных платиноносных интрузий палеопротерозоя. Фракции сульфидных минералов были сепарированы совместно с породообразующими - клино- и ортопироксенами, плагиоклазом, оливином и др. На изотопное Sm-Nd датирование пород расслоенных Си-№ и ЭПГ интрузий отбирались как породообразующие (обычно кумулусные минералы), так и сульфидные. Химическая методика разложения проб, а также Sm-Nd датирование рудных процессов, сформировавших крупную платиноносную интрузию Пеникат (Финляндия), отражены в работе Н.А. Екимова и др. [15]. Для Печенгской Си-№ интрузии Пильгуярвинского и Ждановского месторождений впервые были выполнены и-РЬ по циркону и бадделеиту и Sm-Nd по породообразующим и сульфидным минералам датирования, отражающие близкие возрасты, полученные разными систематиками (рис. 6, табл. 1, 4).
Таблица 3
№ пробы Порода, минерал 4Не х10-6 нсм3/г 4Не/3Не х10-6 Относительная мантийная компонента / нижняя мантия2, %
Федорово-Панский массив
Ки 16/6, скважина Амфибол 81.00 9.10 0.11
Ма-14/1, скважина Ортопироксен 9.90 12.80 0.08
Обнажение Ильменит 43.90 16.50 0.06
Мончеплутон (г. Сопчя)
995/315 Оливин, порода 17.00 6.25 0.16
995/315 Оливин 25.00 5.88 0.17
995/315 Ортопироксен 31.00 6.25 0.16
995/315 Плагиоклаз 47.00 5.56 0.18
995/315 Магнетит 132.00 4.35 0.23
Главный хребет (Мончетундра)
765/905.9 Клинопироксен 163.00 4.76 0.21
765/905.9 Ортопироксен 21.00 4.76 0.21
765/985.3 Амфибол 97.00 4.76 0.21
765/985.3 Клинопироксен 115.00 5.00 0.20
МТ-5 Г аббро 1.30 2.00 0.41
Дунитовый блок (Мончеплутон)
904/102 Дунит, порода 218.00 1.47 0.68
904/102 Оливин 115.00 1.35 0.74
1651/244.9 Хромитит, руда 56.00 1.43 0.70
С-1651/373.51 Дунит -бронзитит 28.00 0.83 1.20
С-1622/71 Хромитит, руда 2.80 0.69 1.44
С-1646/4501 Дунит 2.20 1.29 0.77
С-1651/373.52 Образец из зоны контакта между дунитами и бронзититами 0.13 0.60 1.68
Примечание.
1 Метод ступенчатого отжига, температура 1300°С;
2 Для расчета относительной компоненты вклада нижней мантии использовалось значение 4Не/3Не= 0.55х 104 [16].
Таблица 4
Изотопные 8т-М данные для брекчиевидных руд Пильгуярвинского месторождения
Концентрация, ррт Изотопные отношения TDM, млн Єш(Т)
вт № 147вт/144№ 14^а/144ш Егг. лет
WR 0.26 1.70 0.09223 0.511824 14 2160 +2.9
Сер 0.04 0.23 0.10860 0.511993 47
Рп 0.04 0.21 0.10652 0.511966 91
Ро 0.18 2.18 0.05029 0.511396 27
виії 0.07 1.05 0.07439 0.511406 20
Примечание. Среднее значение по стандарту La . о11а за период измерений равно 0.511862±1
(N=11).
В таблице 5 представлены комплексные многолетние результаты исследований для расслоенных интрузий палеопротерозоя восточной части Балтийского щита. Можно отметить, что интрузии Северного пояса (Карело-Кольского региона) формировались многофазно - 2.52, 2.45, 2.39 млрд лет и длительно - 130 млн лет, в то время как платиноносные интрузии Южного (Карело-Финнского пояса) были сформированы в главную фазу базитового магматизма в 2.45 млрд лет назад.
Таблица 5
Расслоенные интрузии Возраст Єш(Т)
и-РЬ вт-Ш
Северный пояс
г. Генеральская
габбронориты 2496±1018 (2505±1.6)19 2453±4220 -2.3
анортозиты 2446±1018
Мончегорский плутон
оруденелый норит, г. Травяная 2507±9
габброноритовая дайка, Дунитовый блок 2506+10
габбронорит-пегматит, Терраса Нюд 2500±5
кварцевый диорит, Оленегорское мест. 2495+13
габброноритовая дайка 2493±720 (2504±1.5)19 2492±3121 -1.4
метагаббронорит Вэручуайвенч 2497±21
Главный хребет
габбро, Мончетундра 2501±8; 2505±6; 2463+2522; 2453±423
анортозит, Чунатундра 2467±7
Островской массив
габбропегматит 2445+11
Федорово-Панский массив
ортопироксенит 2526±635 2521±4234
оливиновое габбро 2516±735 2516±3534
магнетитовое габбро 2500±1024
габбронориты 2491±1.520 (2501±1.7)19 2487±5125 -2.1
габбро-пегматиты 2470±920
Си-№ и ЭПГ-габбронориты 2485±935 2482±3634
анортозиты 2447±1226 2442±7433 -1.8
Имандровский лополит
габбронориты 2446±3926 (2441±1.6)19 2444±7725 -2.0
габбро-диориты-пегматиты 2440±427
нориты 2437±727
лейкогаббро-анортозиты 2437±1127
гранофиры 2434±1527
оливиновые габбронориты 2395±527
монцодиоритовая дайка 2398±2127
Южный пояс
Кивакка, оливиновые габбронориты 2445±225 2439±2928 -1.2
Луккулайсваара, пироксениты 2439±1125 (2442±1.9)19 2388±5928 -2.4
Ципринга, габбро 2441±1.219 2430±2628 -1.1
Бураковская, габбронориты 2449±1.119 2365±9028 -2.0
Ковдозерский массив, пегматоидные габбронориты 2436±929
Финская группа
Койтелайнен 2433±830 2437±4932 -2.0
Койлисмаа 2436±531
Нярянкаваара 2440±1631
Пеникат 2410±6430 2426±3832 -1.6 -1.4
Аканваара 2437±732 2423±4932 -2.1
Примечание. Таблица составлена по данным [15, 18-35].
Рис. 5. Континентальная реконструкция на возраст 2.45 млрд лет, включая кратоны Сьюпериор, Вайоминг и Карельский кратон [17]
Регионы на зарисовке соответствуют супракрустальным породам с возрастом 2.45 млрд лет, включая такие плато-базальты, как Гуронская Супергруппа (Сьюпериор), Супергруппа Сноуи Пасс (Вайоминг) и Суми-Сариолийско-Стрельнинская Супер-группа (Карелия). Ориентировка Карелии повторяет упорядоченность роя даек Хирст и Карелии (Hearst and Karelia) и основана на интерпретации о том, что они представляют собой параллельные рифту дайки. Предполагаемые палеошироты определены на основании палео-магнитных
исследований, а палеодолгота -произвольны. Черным цветом показан палеопротерозойский мафический
магматизм (расслоенные интрузии и мафические дайки). На врезке А показаны тренды ( ) расслоенных интрузий с возрастом 2.52-2.44 млрд лет, расположенных на северо-востоке Балтийского щита.
0.5119
0.5115
0.5111
0.5107
1965±87 млн лет
eNd(T) = +2.9 ± 0.9
СКВО = 1.8 л/
-о У У Сер
Z / ■ - / Рп
■В У
f / WR
/*Sulf (а)
Z- і і 147Sm/144Nd
0.40
0.38
0.36
0.34
0.32
1980±10 млн лет
2100/
' Э \ 00 \
СО \ ■а \ CL СО о см У ~2190 млн лет \ 2000 У ^444.2 zr
- ^ У ~2270 млн лет
190С)/ ЛЁЛ48, bd2 /^448, bd1 444 zr 448 zr
(б) 207рь/235и :
0.05
0.09
0.13
4.8
6.4
8.0
Рис. 6. Минеральная 8т-ЫФ изохрона для брекчиевидных руд Пильгуярвинского месторождения (а) и изотопная и-РЬ диаграмма для магматического бадделеита (ЬФ) и ксеногенного циркона ^г) из крупнозернистого ортоклазового габбро Ждановского месторождения Печенги (б)
Выводы:
• впервые продатированные палеоархейские ТТГ комплексы основания Центрально-Кольского и Ингозерского блоков восточной части Балтийского или Фенноскандинавского щита по единичным цирконам в и-РЬ систематике отразили формирование континентальной коры в палеоархее (древнее 3.2 млрд лет), а не в мезоархее, как считалось раньше;
• на основе многолетних исследований и-РЬ методом по циркону и бадделеиту и вт-Ка по породообразующим и сульфидным минералам обоснован многофазный и длительный от 2.52 до 2.39 млрд лет (130 млн лет) интервал формирования расслоенных ЭПГ интрузий палеопротерзоя;
• величины изотопных значений (вш, Т^п, 1&, 3Не/4Не) для палеопротерозойских интрузий позволили обосновать происхождение исходных магм для ЭПГ расслоенных массивов из плюмового мантийного источника ЕМ-1;
• введенный впервые в практику изотопных и-РЬ исследований бадделеит позволил прецизионно датировать процессы магматизма от мезоархея до палеозоя;
• в изотопной 8т-М систематике впервые проводятся исследования по сульфидным минералам, позволяющим датировать непосредственно процессы рудогенеза.
Авторы признательны к.г.-м.н. Т.В. Рундквист за конструктивные замечания по статье; к.г.-м.н. И.Л. Каменскому за изотопные 3Не/4Не исследования; Л.И. Коваль за выделение бадделеита, циркона, породообразующих и сульфидных минералов для датирования; Н.В. Левкович, Е.А. Апанасевич, О.Г. Шерстенниковой, Г.М. Шерстобитовой за химико-аналитические работы в и-
Pb, Sm-Nd и Rb-Sr методах; В.А. Жавкову, С.Н. Дьякову и В.Б. Мартынову за масс-
спектрометрические измерения и Е.В. Макаровой за графическое оформление статьи.
Все исследования проводятся при многолетней поддержке грантов Pcjij^Il 10-05-00058,11-05-00570, офи-м 11-05-12012, программ ОНЗ РАН 2 и 4, Проекта Interreg-Tacis N KA-0197, IGCP-599.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каталог геохронологических данных по северо-восточной части Балтийского щита / Т.Б. Баянова,
В.И. Пожиленко, В.Ф. Смолькин, Н.М. Кудряшов, Т.В. Каулина, В.Р. Ветрин. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2002. 53 с.
2. Неоархейский эндербит-гранулитовый комплекс района Пулозеро - Полнек-Тундра Центрально-Кольского
блока: этапы и термодинамические режимы развития (Кольский полуостров) / Л.С. Петровская,
Ф.П. Митрофанов, Т.Б. Баянова, В.П. Петров, М.Н. Петровский. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2010. 78 с. 3. Баянова Т.Б. Бадделеит - перспективный геохронометр щелочного и базитового магматизма // Петрология. 2006. Т. 14, № 2. С. 1-14. 4. Stacey J.S. et. al. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model / J.S. Stacey, J.D. Kramers // Earth Planet. Sci. Lett. 1975. Vol. 26, № 2. P. 207-221. 5. Геохимия изотопов свинца в связи с особенностями формирования рудообразующих систем никеленосных базит-гипербазитов Кольского полуострова / Ю.Д. Пушкарев, Г.И. Рюнгенен, В.Ф. Смолькин, Л.К. Шуркина // Изотопная геохимия процессов рудообразования. 1985. С. 150-166. 6. Zircon. Reviews in Mineralogy & Geochemistry (Eds. John M. Hanchar & Paul W.O. Hoskin). 2003. Vol. 53. 500 p. 7. Krogh T.E. A low-contamination method for hydrothermal dissolution of zircon and extraction of U and Pb for isotopic age determinations // Geochim Cosmochim. Acta. 1973. Vol. 37. P. 485-494. 8. Wendt J.I. et. al. A vapour digestion method for dating single zircons by direct measurements of U and Pb without chemical separation / J.I. Wendt, W. Todt // Terra Abstr. 1991. Vol. 3. P. 507-508. 9. Гетерогенность стандартов 91500 и TEMORA-1 для U-Pb датирования единичных цирконов / Т.Б. Баянова, Ф. Корфу, В. Тодт, У. Поллер, Н.В. Левкович, Е.А. Апанасевич, В.А. Жавков // Тезисы докладов XVIII симпозиума по геохимии изотопов им. акад. А.П. Виноградова. М.: ГЕОХИ. 2007. С. 42-43. 10. Морозова Л.Н. и др. Основные этапы гранитообразования в архее северо-востока Балтийского щита (на примере полигона Воче-Ламбина) / Л.Н. Морозова, Т.Б. Баянова, П.А. Серов // Литосфера. 2011. № 6. С. 14-26. 11. Гомологи архейских пород разреза Кольской сверхглубокой скважины в северной части Беломорского подвижного пояса (полигон Воче-Ламбина) / Л.Н. Морозова, акад. Ф.П. Митрофанов, Т.Б. Баянова, В.Р. Ветрин, П.А. Серов // ДАН. 2012. Т. 442, № 2. С. 215-218. 12. Global record of 1600-700 Ma Large Igneous Provinces (LlPs): Implications for the reconstruction of the proposed Nuna (Columbia) and Rodinia supercontinents / R.E. Ernst, M.T.D. Wingate, K.L. Buchan, Z.X. Li // Precambrian Research. 2008. Vol. 160. P. 159-178. 13. Timing and duration of Palaeoproterozoic events producing ore-bearing layered intrusions of the Baltic Shield: metallogenic, petrological and geodynamic implications / T.B. Bayanova, J. Ludden, F.P. Mitrofanov, S.M. Reddy, R. Mazumder, D.A.D. Evans & A.S. Collins (eds). Palaeoproterozoic Supercontinents and Global Evolution. Geological Society, London, Special Publications. 2009. Vol. 323. P. 165-198. 14. Лубнина Н.В. ВосточноЕвропейский кратон от неоархея до палеозоя по палеомагнитным данным: автореф. дис. ... д.г.-м.н. М., 2009. 41 с. 15. Распределение РЗЭ в сульфидных минералах и Sm-Nd датирование рудогенеза расслоенных базитовых интрузий / Н.А. Екимова, П.А. Серов, Т.Б. Баянова, И.Р. Елизарова, акад. Ф.П. Митрофанов // ДАН. 2011. Т. 436, № 1. С. 75-78. 16. Tolstikhin I., Marty B. The evolution of terrestrial volatiles: a view from helium, neon, argon and nitrogen isotope modeling // Chemical Geology. 1998. Vol. 147. P. 27-52. 17. Heaman L.M. Clobal mafic magmatism at 2.45 Ga: Remnants of an ancient large igneous province? // Geology. 1997. Vol. 25, № 4. P. 299-302. 18. Bayanova T., Mitrofanov F. Zircon-baddeleyite geochronology of the evolution of Kola Collision structure // Abstract supplement to Terra Nova. 1997. № 1, Vol. 9. EUG - 9. Strasbourg, France, 23-27 March, P. 524. 19. Amelin Yu.V. et. al. U-Pb geochronology of layered mafic intrusions in the eastern Baltic Shield: implications for the timing and duration of Paleoproterozoic continental rifting / Yu.V. Amelin, L.M. Heaman, V.S. Semenov // Precambrian Res. 1995. Vol. 75. P. 31-46. 20. Возраст габброноритов нижнего расслоенного горизонта (рифа) Федорово-Панского массива (Кольский полуостров) / Т.Б. Баянова, Ф.П. Митрофанов, А.У. Корчагин, Л.В. Павличенко // ДАН. 1994. Т. 337, № 1. С. 95-97. 21. Iuvenile helium in ancient rocks: II. U-he, K-Ar, Sm-Nd and Rb-Sr systematic in the Monche Pluton. 3He/4He ratios frozen in uranium-free ultramafic rocks / I.N. Tolstikhin, V.S. Dokuchaeva, I.K. Kamensky, Yu. V. Amelin // Geochim. Cosmochim. Acta. 1992. Vol. 56. P. 987-999. 22. Геолого-геохронологическая шкала эндогенных процессов докембрийских комплексов центральной части Кольского полуострова / А.Б. Вревский, О.А. Левченко,
Ф.П. Митрофанов, В.И. Болотов // Геодинамика и глубинная структура Советской части Балтийского щита. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1992. С. 77-80. 23. U-Pb возраст габбро-анортозитов Кольского полyострова / Ф.П. Митрофанов, В.В. Балаганский, Ю.А. Балашов, Л.Ф. Ганнибал, В.С. Докучаева, Л.И. Нерович, М.К. Радченко, Г.И. Рюнгенен // ДАН. 1993. Т. 331, № 1. С. 95-98. 24. Вариации 87Sr/86Sr отношений по разрезy тела магнетитового габбро в расслоенном интрузивє Западно-Панских тундр (Кольский полуостров) /
С.Ю. Чистякова, Т.Б. Баянова, О.В. Гоголь, А.А. Деленицин // Петрография на рубеже XXI века (итоги и перспективы): материалы Второго Всероссийского петрографического совещания. Сыктывкар. 2000. Т. II. С. 353355. 25. Balashov Yu. A. et. al. Isotopic data on the age and genesis of layered basic-ultrabasic intrusions in the Kola Peninsula and Northern Karelia, northeastern Baltic Shield / Yu.A. Balashov, T.B. Bayanova, F.P. Mitrofanov // Precambrian Res. 1993. Vol. 64, № 1-4. P. 197-205. 26. Баянова Т.Б. и др. Циркон-бадделеитовая геохронологическая система в докембрийских породах Кольского региона / Т.Б. Баянова, Н.В. Левкович, Л.В. Иванова // Геология Балтийского щита и других докембрийских областей России: материалы IX Молодежной конференции К. Кратца. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1995. С. 25-30. 27. Bayanova T.B. et. al. Evidence of the multiphase complex history of the Imandra lopolith / T.B. Bayanova, R.M. Galimzyanova, G.A. Fedotov // Svekalapko. Europrobe project. 6th Workshop. Abstracts. Lammi, Finland. University of Oulu. 29.11-2.12. 2001. P. 7. 28. Amelin Yu. V., Semenov V.S. On the age and magma source of Lower Proterozoic platinum-bearing layered intrusions in Karelia, Isotope dating of endogenic ore formations. Abstracts. Kiev. 1990. P. 40-42. 29. Ефимов А.А. и др. Геологические особенности и U-Pb датирование (первые данные) юго-восточной части Ковдозерского базит-гипербазитового массива (блок Пуахта) / А.А. Ефимов, Т.Б. Каулина // Беломорский подвижный пояс: геология, геодинамика, геохронология: тез. докл. Петрозаводск, 1997. С. 31. 30. Sm-Nd and Pb isotopic study of mafic rocks associated with early Proterozoic continental rifting: The Perapohja schist belt in Northern Finland / H. Huhma, R. Clift, V. Perttunen, M. Sakko // Contrib. Mineral. Petrol. 1990. Vol. 104. P. 369-379. 31. Proterozoic layered intrusions in the Northeastern part of the Fennoscandian Shield / T.T. Alapieti, B.A. Filen, J.J. Lahtinen, M.M. Lavrov, V.F. Smolkin; Early S.N. Voitekhovsky // Contrib. Miner. Petrol. 1990. Vol. 42. P. 1-22. 32. The Os and Nd isotopic systematics of c. 2.44 Ga Akanvaara and Koitelainen mafic layered intrusions in northern Finland / E. Hanski, R.J. Walker, H. Huhma, I. Suominen // Precambrian Res., 109. 2001. P. 73-102. 33. Серов П.А. и др. Многостадийность формирования Федорово-Панского расслоенного интрузива: Sm-Nd и U-Pb изотопно-геохронологические свидетельства / П.А. Серов, Н.А. Екимова // Материалы XXII Конференции молодых ученых, посвященной памяти члена-корреспондента профессора К.О. Кратца. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2011. С. 101-103. 34. Сопоставление новых данных по датированию изотопными U-Pb и Sm-Nd методами пород ранней безрудной фазы и базальных рудовмещающих пород платинометалльного Федорово-Панского расслоенного массива (Кольский полуостров) / П.Н. Серов, Е.А. Ниткина, Т.Б. Баянова, акад. РАН Ф.П. Митрофанов // ДАН. 2007. Т. 416, № 4. С. 530-532. 35. Ниткина Е.А. Изотопное U-Pb датирование циркона из пород платиноносного расслоенного Федорово-Панского интрузива (Кольский полуостров) // ДАН. 2006. Т. 408, № 1. С. 87-91.
Сведения об авторах
Баянова Тамара Борисовна - д.г.-м.н., зав. лабораторией; e-mail: [email protected] Митрофанов Феликс Петрович - академик РАН, главный научный сотрудник, консультант-советник РАН; e-mail: [email protected]
