Геохимия, 2022, T. 67, № 10, стр. 903-920

Изотопно-геохимические особенности мигматитов тараташского метаморфического комплекса (Южный Урал)

А. В. Сомсикова ab*, М. О. Аносова a, А. А. Федотова a, М. М. Фугзан a, Т. И. Кирнозова a, А. В. Тевелев c, О. В. Астраханцев a

a Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
119991 Москва, ул. Косыгина, 19, Россия

b Геологический институт РАН
119017 Москва, Пыжевский пер., 7, Россия

c Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет
119991 Москва, Воробьевы горы, 1, Россия

* E-mail: alinaorlova87@gmail.com

Поступила в редакцию 28.09.2021
После доработки 28.02.2022
Принята к публикации 26.04.2022

Аннотация

Статья посвящена исследованию мигматитов тараташского метаморфического комплекса Южного Урала. Авторами проведено изучение Sm-Nd изотопной системы в ультраметаморфических процессах, приводящих к частичному плавлению субстрата и формированию мигматитов. Данные, полученные при изучении Sm-Nd изотопной системы пород, свидетельствуют о присутствии палеоархейского вещества (TNd2 = 3.2–3.6 млрд лет) в протолите метаморфитов тараташского комплекса и о преобладающей доле коровой составляющей в его составе (ɛNd(T) находится в интервале от (–7.6) до (–10.5)). Изучение циркона из меланосомы и лейкосомы мигматитов позволило выделить две генерации кристаллов, отличающихся по морфологии, U-Pb изотопному возрасту и Th/U отношению. Показано, что основной этап формирования мигматитов попадает во временной интервал 2.1–1.8 млрд лет и начало этого процесса ассоциировано с гранулитовым метаморфизмом 2.06 млрд лет. Зерна циркона этого этапа имеют сравнительно низкие содержания урана (213–469 ppm) при обычных содержаниях тория (180–631 ppm); отношения Th/U варьируют в пределах 0.8–1.7.

Ключевые слова: Южный Урал, тараташский метаморфический комплекс, архей, протерозой, циркон, геохронология, U-Pb изотопная система, метаморфизм

Список литературы

  1. Каулина Т.В. (2010) Образование и преобразование циркона в полиметаморфических комплексах. Апатиты: КНЦ РАН. 144 с.

  2. Костицын Ю.А., Аносова М.О. (2013) U-Pb возраст экструзивных пород кальдеры Уксичан в Срединном хребте Камчатки – применение лазерной абляции к датированию молодых цирконов. Геохимия. (2), 171-179.

  3. Kostitsyn Y.A., Anosova M.O. (2013) U-Pb age of extrusive rocks in the Uxichan caldera, Sredinnyi Range, Kamchatka: Application of laser ablation in dating young zircons. Geochem. Int. 51(2), 155-163.

  4. Костицын Ю.А., Журавлев А.З. (1987) Анализ погрешностей и оптимизация метода изотопного разбавления. Геохимия. (7), 1024-1036.

  5. Краснобаев А.А., Козлов В.И., Пучков В.Н., Бушарина С.В., Бережная Н.Г., Нехорошева А.Г. (2011) Цирконология железистых кварцитов тараташского комплекса на Южном Урале. ДАН. 437(6), 803-807.

  6. Ленных В.И., Панков Ю.Д., Петров В.И. (1978а) Петрология и метаморфизм тараташского метаморфического комплекса. Петрология и железорудные месторождения тараташского комплекса. Свердловск: УНЦ АН СССР, 3-45.

  7. Ленных В.И., Краснобаев А.А. (1978б) Абсолютный возраст метаморфических пород. Петрология и железорудные месторождения тараташского комплекса. Свердловск: УНЦ АН СССР. 69-76.

  8. Ленных В.И. (1980) Гранаты Тараташского гранулитового комплекса. Гранаты метаморфических комплексов Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 3-7.

  9. Петрографический кодекс России. СПб.: ВСЕГЕИ, 2008. 203 с.

  10. Пучков В.Н., Краснобаев А.А., Сергеева Н.Д., Бушарина С.В., Родионов Н.В., Баянова Т.Б. (2014) Архейские метабазиты в основании рифея Башкирского мегантиклинория (Южный Урал). ДАН. 457(1), 85-91.

  11. Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280 с.

  12. Ревяко Н.М., Костицын Ю.А., Бычкова Я.В. (2012) Взаимодействие расплава основного состава с вмещающими породами при формировании расслоенного интрузива Кивакка, Северная Карелия. Петрология. 20(2), 115-135.

  13. Романюк Т.В., Кузнецов Н.Б., Пучков В.Н., Сергеева Н.Д., Паверман В.И., Горожанин В.М., Горожанина Е.Н. (2019) Локальный источник обломочного материала для пород айской свиты (основание разреза стратотипа нижнего рифея, Башкирское поднятие, Южный Урал) по результатам U-Pb датирования (LA-ICP-MS) детритовых цирконов. ДАН. 484(1), 77-82.

  14. Ронкин Ю.Л., Синдерн С., Лепихина О.П. (2012) Изотопная геология древнейших образований Южного Урала. Литосфера. (5), 50-76.

  15. евелев Ал.В., Кошелева И.А., Прудников И.А., Хотылев А.О., Тевелев Арк.В. (2015а) Дорифейский тараташский блок Южного Урала: строение и история формирования. Тектоника и геодинамика континентальной и океанической литосферы: общие и региональные аспекты. Материалы XLVII Тектонического совещания. Т. 2. М.: ГЕОС, 202-205

  16. Тевелев Ал.В., Кошелева И.А., Тевелев Арк.В., Хотылев А.О., Мосейчук В.М., Петров В.И. (2015б) Новые данные об изотопном возрасте тараташского и александровского метаморфических комплексов (Южный Урал). Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 4. Геология. (1), 27-42.

  17. Тевелев Ал.В., Тевелев Арк.В., Федорчук В.А., Хотылев А.О., Кошелева И.А. (2017) Тараташский индентор и его роль в строении Урала. Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4 Геология. (1), 3-12.

  18. Шкурский Б.Б., Тевелев Ал.В., Якушик М.А. (2017) Условия мигматизации метаморфитов тараташского комплекса. Граниты и эволюция Земли: мантия и кора в гранитообразовании. Материалы III международной геологической конференции, 28–31 августа 2017 г., Екатеринбург. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН. 356-358.

  19. Cherniak D.J., Watson E.B. Pb diffusion in zircon (2001) Chem. Geol. 172, 5-24.

  20. Corfu F., Hanchar J.M., Hoskin P.W.O., Kinny P. (2003) Atlas of Zircon Textures. Rev. Mineral. Geochem. 53, 469-500.

  21. Harley S.L., Kelly N.M., Möller A. (2007) Zircon behavior and the thermal histories of mountain chains. Elements. 3(1), 25-30.

  22. Jacobsen S.B., Wasserburg G.J. (1984) Sm-Nd evolution of chondrites and achondrites. Earth Planet. Sci. Lett. 67(2), 137-150.

  23. Jackson S.E., Pearson N.J., Griffin W.L. et al. (2004) The application of laser ablation–inductively coupled plasma-mass spectrometry to in situ U-Pb zircon geochronology. Chem. Geology. 211, 47-69.

  24. Keto L.S., Jacobsen S.B. (1987) Nd and Sr isotopic variations of Early Paleozoic oceans. Earth Planet. Sci. Lett. 84, 27-41.

  25. Lee J.K.W., Tromp J. (1995) Self-induced fracture generation in zircon. J. Geophys. Res. 100, 17753-17770.

  26. Ludwig K.R. (2008) Isoplot V. 4.15. Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronol. Center, Spec. Publ. № 4. 76 p.

  27. Rios S., Salje E.K.H., Zhang M., Ewing R.C. (2000) Amorphization in zircon: evidence for direct impact damage. J. Phys. Condens. Matter. 12, 2401-2412.

  28. Rubatto D., Williams I.S., Buick I.S. (2001) Zircon and monazite response to prograde metamorphism in the Reynolds Range, Central Australia. Contrib Mineral Petrol. 140, 458-468.

  29. Schaltegger U., Fanning C.M., Günther D. et al. (1999) Growth, annealing and recrystallization of zircon and preservation of monazite in high-grade metamorphism: conventional and in-situ U-Pb isotope, cathodoluminescence and microchemical evidence. Contrib Mineral Petrol. 134, 186-201.

  30. Sindern S., Hetzel R., Schulte B.A. et al. (2005) Proterozoic magmatic and tectonometamorphic evolution of the Taratash complex, Central Urals, Russia. Int. J. Earth Sci. 94, 319-335.

  31. Sun S.S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Saunders A.D., Norry M.J. (Eds) Magmatism in Ocean Basins. Geol. Soc. Spec. Publ. 42(1), 313-345.

  32. Tanaka T., Togashi S., Kamioka H. et al. (2000) JNdi-1: a neodymium isotopic reference in consistency with LaJolla neodymium. Chem. Geol. 168(3–4), 279-281.

  33. Tagami, T., Matsu’ura, Sh. (2019) Thermal annealing characteristics of fission tracks in natural zircons of different ages. Terra Nova. 31(3), 257-262.

  34. Taylor S.R., McLennan S.M. (2009) Planetary crusts: Their composition, origin and evolution. Cambridge: Cambridge University Press. 400 p.

  35. Zhang M, Salje E.K.H. (2001) Infrared spectroscopic analysis of zircon: Radiation damage and the metamict state. J. Phys. Condens. Matter. 13, 3057-3072.

  36. van Achterbergh E., Ryanm C.G., Griffin W.L. (1999) GLITTER: On-line interactive data reduction for the laser ablation ICP-MS microprobe. Proc. the 9th Goldschmidt Conf. Cambridge, Massachusetts, 305.

  37. Wiedenbeck M., Allé P., Corfu F. et al. (1995) Three Natural Zircon Standards for U-Th-Pb, Lu-Hf, Trace Element and REE Analyses. Geostand. Newsletters. 19, 1-23.

  38. Wetherill G.W. (1956) Discordant uranium-lead ages. Amer. Geophys. Union. 37, 320-326.

Дополнительные материалы отсутствуют.