Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2021, T. 499, № 2, стр. 103-106

Проведенные ранее Sm–Nd-изотопно-геохимические исследования кайнозойских песчаных отложений Токкинской и Чарской впадин восточного фланга Байкальской рифтовой зоны [1], расположенных в пределах Чаро-Олекминского геоблока Алданского щита, показали, что такой подход является весьма эффективным для получения дополнительной информации о главных этапах формирования крупных сегментов докембрийской континентальной коры. В сообщении обсуждаются результаты Sm–Nd-изотопно-геохимических исследований кайнозойских песчаных отложений Муйской впадины восточного фланга Байкальской рифтовой зоны, которая находится на границе Чаро-Олекминского геоблока Алданского щита и Анамакит-Муйской зоны Байкало-Муйского складчатого пояса Восточно-Забайкальского сегмента Центрально-Азиатского подвижного пояса [2].

Муйская впадина имеет довольно сложные очертания. Она вытянута в субширотном направлении на 120–130 км, при максимальной ширине около 50 км (в средней части), и от 20–25 км до 3 км (в восточной части) и выполнена песчаными отложениями, максимальная мощность которых оценивается в 1500 м [3]. Общий объем кайнозойских песчаных отложений Муйской впадины составляет около 3000 км³ [4]. По данным С.К. Кривоногова [5], песчаные отложения Муйской впадины имеют разный генезис – озерный, эоловый, склоновый, пролювиальный и аллювиальный.

Для Sm–Nd-изотопно-геохимических исследований использованы пробы песков, отобранные из верхних частей разрезов песчаных отложений Муйской впадины. Они являются наиболее представительными для изотопно-геохимических исследований, направленных на выделение этапов формирования континентальной коры, так как в ходе их образования происходило максимальное “усреднение” осадочного материала из разных источников.

Sm–Nd-изотопно-геохимические исследования выполнены в Институте геологии и геохронологии докембрия РАН (г. Санкт-Петербург). Изотопные составы Sm и Nd были измерены на многоколлекторном масс-спектрометре TRITON TI в статическом режиме. Измеренные отношения ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd нормализованы к отношению ¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd = 0.7219 и приведены к отношению ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.511115 в Nd стандарте JNdi-1 [6]. Средневзвешенное значение ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd в Nd-стандарте JNdi-1 за период измерений составило 0.512108 ± 7 (n = 10). Точность определения концентраций Sm и Nd – ± 0.5%, изотопных отношений ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd – ± 0.5%, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd – ± 0.005% (2σ). Уровень холостого опыта не превышал 0.2 нг Sm и 0.5 нг Nd. При расчете величин ε_Nd(t) и модельных возрастов t_Nd(DM) использованы современные значения однородного хондритового резервуара (CHUR) по [7] (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.512638, ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd = 0.1967) и деплетированной мантии (DM) по [8] (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.513151, ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd = = 0.21365).

Места отбора проб песков Муйской впадины для Sm–Nd-изотопно-геохимических исследований показаны на рис. 1, а их результаты приведены в табл. 1. Для подавляющего большинства проб песков Муйской впадины получены оценки Nd-модельного возраста (t_Nd(DM)) в интервале 1.7–1.5 млрд лет (ɛ_Nd(0) = –12.0 … –13.3). Только для одной пробы песков этой впадины оценка Nd-модельного возраста (t_Nd(DM)) составляет 1.9 млрд лет (ɛ_Nd(0) = –13.0). Из этого следует, что главными источниками песков Муйской впадины послужили породы со средними мезо- и палеопротерозойским Nd-модельными возрастами.

Рис. 1.

Схема отбора проб песков Муйской впадины для Sm–Nd-изотопно-геохимических исследований. 1 – кайнозойские песчаные отложения Муйской впадины, 2 – места отбора проб (номера проб на рисунке соответствуют порядковым номерам в табл. 1).

На диаграмме в координатах ɛ_Nd – возраст (рис. 2) точки изотопного состава Nd песков Муйской впадины располагаются в поле эволюции изотопного состава Nd докембрийских изверженных и метаосадочных пород Анамакит-Муйской зоны Байкало-Муйского складчатого пояса. При этом по Nd-изотопным характеристикам пески Муйской впадины имеют наибольшее сходство с метаосадочными породами горбылокской толщи Бамбуйско-Олиндинской подзоны и джалтукской серии Муйской подзоны Анамакит-Муйской зоны, которые характеризуются значениями t_Nd(DM) = 1.7–1.5 млрд лет [2]. По-видимому, именно эти породы послужили главными источниками осадочного материала для кайнозойских отложений Муйской впадины. Также не исключено, что незначительный вклад в их формирование могли вносить и продукты разрушения магматических и метаморфических пород других подзон Анамакит-Муйской зоны, для которых получены палеопротерозойские оценки Nd-модельных возрастов [2]. На это указывает присутствие в Муйской впадине песков с Nd-модельным возрастом 1.9 млрд лет.

Рис. 2.

Диаграмма ɛ_Nd–возраст для кайнозойских песков Муйской впадины. 1 – поле эволюции изотопного состава Nd докембрийских изверженных и метаосадочных пород Анамакит-Муйской зоны Байкало-Муйского складчатого пояса [2]; 2–3 – поля эволюции раннебайкальской (2) и позднебайкальской (3) ювенильной континентальной коры Восточно-Забайкальского сегмента Центрально-Азиатского подвижного пояса [2]. Залитые кружки – точки изотопного состава Nd песков Муйской впадины.

Обращает на себя внимание, что несмотря на геологическое положение Муйской впадины, которая располагается на границе западной окраины Сибирского кратона и Байкало-Муйского складчатого пояса, для слагающих ее песков не получены оценки Nd-модельных возрастов древнее 1.9 млрд лет, характерные для песков Чарской и Токкинской впадин [1]. Это свидетельствует о том, что перенос исходного для кайнозойских песков Муйской впадины осадочного материала осуществлялся на относительно небольшое расстояние. При этом следует отметить, что для реперных докембрийских магматических и метаморфических комплексов Сибирского кратона не характерны значения Nd-модельных возрастов моложе 2.1 млрд лет [9].

Таким образом, получает независимое подтверждение предположение о том, что формирование протолитов метаосадочных пород основания разреза Анамакит-Муйской зоны происходило за счет разрушения пород, которые на границе мезо- и палеопротерозоя находились вне Сибирского кратона [2].