Геохимия, 2022, T. 67, № 1, стр. 3-18

Изотопно-геохимические особенности циркона из постколлизионных гранитов: на примере рибекитовых гранитов Верхнее Эспе, Восточный Казахстан

Е. В. Левашова a*, С. Г. Скублов ab**, Т. А. Ойцева c, Б. А. Дьячков c, С.-Х. Ли d, Ч.-Л. Ли d, Н. В. Шатова e, В. В. Шатов e

a Институт геологии и геохронологии докембрия РАН
199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия

b Санкт-Петербургский горный университет
199106 Санкт-Петербург, 21 линия, 2, Россия

c Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева
070004 Усть-Каменогорск, ул. Протозанова А.К., 69, Республика Казахстан

d Институт геологии и геофизики Китайской академии наук, Лаборатория эволюции литосферы
100029 Пекин, Бейтученг Вест Роуд, 19, Китай

e Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского
199106 Санкт-Петербург, Средний пр., 74, Россия

* E-mail: levashova.kateryna@yandex.ru
** E-mail: skublov@yandex.ru

Поступила в редакцию 12.10.2020
После доработки 26.01.2021
Принята к публикации 10.02.2021

Аннотация

Настоящая работа посвящена изотопно-геохимическому исследованию циркона из рибекитовых гранитов массива Верхнее Эспе, связанного с редкоземельно-редкометалльным одноименным месторождением, и уточнению его U–Pb возраста. Циркон из массива Верхнее Эспе отличается высоким содержанием неформульных элементов (REE – до 43 000 ppm, Y – до 22 000 ppm и др.) и демонстрирует четко выраженное гетерогенное строение. Центральные и краевые области циркона характеризуются “магматическим” типом распределения REE. Для промежуточных зон циркона установлено выполаживание спектров распределения REE и аномальное обогащение рядом неформульных элементов – REE, Y, Nb, Ca. Данная особенность состава циркона может быть результатом воздействия на него флюидонасыщенных гранитных расплавов, обогащенных несовместимыми редкими элементами. Значение δ18О для циркона находится в интервале 5.83–7.16‰, что в целом соответствует циркону, образованному из гранитоидных расплавов. Возраст циркона из рибекитовых гранитов массива Верхнее Эспе составляет 283 ± 3 млн лет, что свидетельствует об отсутствии существенного разрыва во времени с происходившими метасоматическими процессами и образованием рудных залежей.

Ключевые слова: циркон, U–Pb возраст, геохимия редкоземельных элементов, изотопный состав кислорода, редкоземельно-редкометалльное месторождение, Верхнее Эспе

Список литературы

  1. Байсалова А.О. (2018) Особенности метасоматических процессов редкометальных проявлений гранитного массива Акжайляутас и сопредельных районов. Дис. канд. наук. Алматы: КазНИТУ, 147 с.

  2. Дячков Б., Матайбаева И., Черненко З., Теут Е. и др. (2015) О геологической позиции и рудоносности гранитоидных поясов большого Алтая. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія. (1), 55-65.

  3. Левашова Е.В., Возняк Д.К., Скублов С.Г., Каулина Т.В., Кульчицкая А.А., Галанкина О.Л. (2019) Геохимия расплавных включений в цирконе из Азовского Zr-REE месторождения (Украинский щит). Мінералогічний журн. 41(2), 45-61.

  4. Левашова Е.В., Скублов С.Г., Ли С.-Х., Кривдик С.Г., Возняк Д.К., Кульчицкая А.А., Алексеев В.И. (2016) Геохимия и U–Pb возраст циркона из редкометалльных месторождений безнефелиновых сиенитов Украинского щита. Геология рудных месторождений. 56(3), 267-291.

  5. Редкие металлы и редкие земли Казахстана (2011) Под ред. Ужкенова Б.С., Бекжанова Г.Р., Иванова Л.Б. Алматы: КазГЕО, 277 с.

  6. Соколова Е.Н. (2014) Физико-химические условия кристаллизации гранитных расплавов редкометалльных дайковых поясов Южного Алтая и Восточного Казахстана. Автореф. дис. канд. наук. Новосибирск: ИГМ СО РАН, 21 с.

  7. Степанов А.В., Бекенова Г.К. (2009) Краткая характеристика Верхнеэспинского месторождения редких элементов. Геология, минерагения и перспективы развития минерально-сырьевых ресурсов: Материалы конференции (Сатпаевские чтения), 248.

  8. Степанов А.В., Бекенова Г.К., Добровольская Е.А., Левин В.Л., Котельников П.Е. (2011) О процессе фенитизации в связи с малыми интрузиями щелочных гранитов на примере Верхнеэспинского редкометального месторождения (Восточный Казахстан). Материалы конференции “Геология в ХХI в.” (Сатпаевские чтения), 302-310.

  9. Степанов А.В., Бекенова Г.К., Котельников П.Е., Дюсембаева К.Ш., Добровольская Е.А. (2008) Первая находка в Казахстане бафертисита и цзиньшацзянита. Известия НАН РК. Серия геологическая. 5, 27-37.

  10. Федотова А.А., Бибикова Е.В., Симакин С.Г. (2008) Геохимия циркона (данные ионного микрозонда) как индикатор генезиса минерала при геохронологических исследованиях. Геохимия. (9), 980-997.

  11. Fedotova A.A., Bibikova E.V., Simakin S.G. (2008) Ion-Microprobe Zircon Geochemistry as an Indicator of Mineral Genesis during Geochronological Studies. Geochem. Int. 46(9), 912-927.

  12. Фролова О.В. (2018) Изучение геологического строения и вещественного состава руд редкоземельного месторождений Верхнее Эспе для построения прогнозно-поисковой модели (Восточный Казахстан). Дис. канд. наук. Усть-каменогорск: ВКТУ, 145 с.

  13. Фролова О.В., Матайбаева И.Е., Гавриленко О.Д., Черненко З.И. (2015) редкоземельный тип месторождений Восточного Казахстана. Науки о Земле. Вестник ВКГТУ. (2), 28-33.

  14. Хромых С.В., Цыганков А.А., Котлер П.Д. и др. (2016) Позднепалеозойский гранитоидный магматизм Восточного Казахстана и Западного Забайкалья: тестирование плюмовой модели. Геология и геофизика. 57(5), 983-1004.

  15. Belov V.A., Ermolov P.V. (1996) The Verkhnee Espe rare metal deposit in east Kazakhstan. Granite-Related Ore Deposits of Central Kazakhstan and Adjacent Areas (Eds: Shatov V. ). St. Petersburg: Glagol, 219-228.

  16. Bindeman I.N., Serebryakov N.S., Schmitt A.K. et al. (2014) Field and microanalytical isotopic investigation of ultradepleted in 18O Paleoproterozoic ''Slushball Earth'' rocks from Karelia, Russia. Geosphere. 10, 308-339.

  17. Gao Y.-Y., Li X.-H., Griffin W.L., O’Reilly S.Y., Wang Y.-F. (2014) Screening criteria for reliable U–Pb geochronology and oxygen isotope analysis in uranium-rich zircons: A case study from the Suzhou A-type granites, SE. China. Lithos. 192, 180-191.

  18. Geisler T., Schaltegger U., Tomaschek F. (2007) Re-eguilibrium of zircon in aqueous fluids and melts. Elements. 3, 43-50.

  19. Harley S.L., Kelly N.M. (2007) Zircon tiny but timely. Elements. 3(1), 13-18.

  20. Hinton R.W., Upton B.G.J. (1991) The chemistry of zircon: variations within and between large crystals from syenite and alkali basalt xenoliths. Geochim. Cosmochim. Acta. 55, 3287-3302.

  21. Hoefs J. (2009) Stable Isotope Geochemistry. Berlin: Springer, 437 p.

  22. Hoskin P.W.O. (2005) Trace-element composition of hydrothermal zircon and the alteration of Hadean zircon from the Jack Hills, Australia. Geochim. Cosmochim. Acta. 69, 637-648.

  23. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. (2003) The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis. Zircon. Rev. Mineral. Geochem. 53, 27-62.

  24. Jiang S.Y., Wang R.C., Xu X.S., Zhao K.D. (2005) Mobility of high field strength elements (HFSE) in magmatic-, metamorphic-, and submarine-hydrothermal systems. Phys. Chem. Earth. 30(17–18), 1020-1029.

  25. Kirkland C.L., Whitehouse M.J., Slagstad T. (2009) Fluid-assisted zircon and monazite growth within a shear zone: a case study from Finnmark, Arctic Norway. Contrib. Mineral. Petrol. 158, 637-657.

  26. Ludwig K.R. (2001) SQUID 1.02: A User Manual, a Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Sp. Publ. 2, 19 p.

  27. Ludwig, K.R. (2003) User’s Manual for Isoplot/Ex, Version 3.00, a Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Sp. Publ. 4, 59 p.

  28. McDonough W.F., Sun S.-S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol. 120, 223-253.

  29. Salvi S., Williams-Jones A.E. (1996) The role of hydrothermal processes in concentrating high-field strength elements in the Strange Lake peralkaline complex, northeastern Canada. Geochim. Cosmochim. Acta. 60(11), 1917-1932.

  30. Salvi S., Williams-Jones A.E. (2006) Alteration, HFSE mineralisation and hydrocarbon formation in peralkaline igneous systems: insights from the Strange Lake Pluton, Canada. Lithos. 91(1–4), 19-34

  31. Schaltegger U. (2007). Hydrothermal zircon. Elements. 3(1), 51-79.

  32. Valley J.W., Lackey J.S., Cavosie A.J. et al. (2005) 4.4 billion years of crustal maturation: oxygen isotope ratios of magmatic zircon. Contrib. Mineral. Petrol. 150, 561-580.

  33. Voznyak D., Kulchytska G., Vyshnevskyi O., Ostapenko S. (2010) Sing of magma liquation in minerals of the Azov Zr-REE deposit (Ukrainian Shid). Alkaline rocks: petrology mineralogy, geochemistry. Conf. dedicated to the memory of J.A. Morozewich. Kyiv: M.P. Semenenko Inst. Geochem., Mineral. and Ore Formation of the NAS of Ukraine, 67-68.

  34. Voznyak D.K., Melnikov V.S., Chernysh D.S., Ostapenko S.S. (2010a) Influence of CO2-fluid flows on forming of Azov Zr-REE deposit (Ukrainian Shield). 3rd Biennial Conf. of Asian Current Research on Fluid Inclusions (ACROFI III) and 14th Intern. Conf. on Termobarogeochemistry (TBG XIV). Novosibirsk. Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Inst. of Geology and Mineralogy: Publishing House of SB RAS, 260-261.

  35. Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. (2006) Crystallization thermometers for zircon and rutile. Contrib. Mineral. Petrol. 151, 413-433.

  36. Williams I.S. (1998) U-Th-Pb geochronology by ion microprobe. In Reviews in economic geology (Eds. McKibben M.A., Shanks W.C., Ridley W.I.) 7, 1-35.

  37. Yang W.B., Niu H.C., Shan Q. et al. (2014) Geochemistry of magmatic and hydrothermal zircon from the highly evolved Baerzhe alkaline granite: implications for Zr–REE–Nb mineralization. Miner. Depos. 49(4), 451-470.

Дополнительные материалы отсутствуют.