Записки Российского минералогического общества, 2020, T. 149, № 1, стр. 76-95

Возраст монацита из рудопроявления Ичетъю, Средний Тиман (CHIME и LA-ICP-MS методы)

Д. чл. А. Б. Макеев 1*, д. чл. С. Г. Скублов 23**, А. О. Красоткина 2, С. Е. Борисовский 1, Т. Б. Томсен 4, С. Х. Серре 4

1 Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН
119017 Москва, Старомонетный пер., 35, Россия

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

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

4 Геологическая служба Дании и Гренландии, Geological Survey of Denmark & Greenland (GEUS)
DK-1350 Copenhagen, K, Øster Voldgade 10, Denmark

* E-mail: abmakeev@mail.ru
** E-mail: skublov@yandex.ru

Поступила в редакцию 26.11.2019
После доработки 07.12.2019
Принята к публикации 09.12.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

Проведенное исследование морфологии, состава и возраста (методами CHIME и LA-ICP-MS) монацита из рудопроявления Ичетъю, расположенного на Среднем Тимане, выявило принципиальные различия в типоморфных особенностях и генезисе двух его разновидностей. Обычный монацит желтого цвета представлен монацитом-(Ce), в котором содержание примеси La превышает содержание Nd. Время его кристаллизации (перекристаллизации), оцененное методом CHIME, составляет 518 ± 40 млн лет. Время образования разновидности монацита – куларита (глобулярного облика, серовато-коричневого цвета, по составу отвечающего монациту-(Се), в котором содержание Nd превышает содержание La) равно 978 ± 31 млн лет. Часть зерен куларита имеет возраст 520 ± 27 млн лет, что может быть интерпретировано как проявление гидротермального события, приведшего к одновременной перекристаллизации монацита и куларита. Две разновидности монацита образовались в двух разных первоисточниках, а затем были объединены в минеральном парастерезисе. Полученные методом CHIME оценки возраста монацита из рудопроявления Ичетъю, относящиеся к двум рубежам (около 500–600 и 960–1000 млн лет), близки или совпадают с возрастами тех же зерен монацита, определенными с помощью метода LA-ICP-MS.

Ключевые слова: рудопроявление Ичетъю, Средний Тиман, монацит, куларит, метод CHIME, метод LA-ICP-MS, геохронология

Метод химического электронно-зондового датирования U–Th-содержащих минералов (chemical Th–U–total Pb isochron method, CHIME) был разработан в 1990-х годах (Suzuki, Adachi, 1991; Suzuki et al., 1991; и др.). В последнее время интерес к нему заметно вырос (Williams et al., 2007; Вотяков и др., 2011, 2012; Williams et al., 2017; Ning et al., 2019). С помощью электронного микрозонда можно датировать отдельные фрагменты индивидов монацита, обладающие зонально-секториальным строением, и реконструировать последовательность геологических процессов, в ходе которых происходила кристаллизация и перекристаллизация зерен.

Еще один подход к изучению монацита основан на использовании метода LA-ICP-MS. Будучи менее локальным, этот метод позволяет получить полную изотопно-геохимическую информацию по U–Pb и Th–Pb системам, а также комплементарные данные по распределению редких элементов в исследуемых доменах монацита.

Особый интерес представляет комплексирование двух методов (Ning et al., 2019). В настоящей работе представлены результаты датирования методами CHIME и LA-ICP-MS монацита из полиминерального рудопроявления Ичетъю на Среднем Тимане, условия и возраст образования которого остаются предметом острых дискуссий (Калюжный, 1982; Макеев, Вирюс, 2013; Макеев и др., 2017; Скублов и др., 2018).

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Комплексное алмаз-золото-редкоземельно-редкометалльно-титановое рудопро-явление Ичетъю приурочено к конглобрекчиевому горизонту, залегающему в основании мономинеральных кварцевых песчаников пижемской свиты среднего девона (D2pz), и привлекает внимание исследователей наличием ювелирных алмазов высокого качества уральско-бразильского типа (Макеев, Дудар, 2001), возможностью попутного комплексного извлечения полезных компонентов, а также нерешенностью вопроса об источниках поступления полезных минералов.

Границы распространения горизонта алмазоносной конглобрекчии рудопроявления Ичетъю контролируются площадью развития подстилающих немых отложений малоручейской свиты. Последняя имеет бóльшую площадь распространения на юге Пижемской депрессии, чем пижемская свита (D2pz). В связи с этим было высказано предположение, что именно она является промежуточным коллектором и источником полезных минералов для рудоносных конглобрекчий Ичетъю (Макеев, Дудар, 2001).

В пределах Пижемской депрессии пижемская свита сложена светло-серыми и коричневато-серыми разнозернистыми песчаниками (SiO2 98 мас. %, FeO* 0.3 мас. %) с более мощными (1.5 м) прослоями гравелитов и маломощными (до 0.3–1.0 м) линзами глин серо-коричневато-зеленого цвета (рис. 1). Первоначально считалось, что алмазоносный и золотоносный пласт (“палеороссыпь Ичетъю”) имеет плащеобразную форму, мощность от 0.3 до 1.5 м, сложен кварцевыми конглобрекчиями и кварцевыми конгломератами и приурочен к основанию разреза пижемской свиты. Однако разведочными работами 1983–1998 гг. было установлено, что пласт имеет не сплошное, а пятнистое распространение и приурочен только к местам выходов верхней малоручейской толщи, сложенной каолинит-кварцевыми мелкозернистыми слабосцементированными песчаниками. Именно подстилающие “мылкие” на ощупь каолинит-кварцевые песчаники стали для геологов поисковым признаком на алмазоносные конглобрекчии.

Рис. 1.

Расчистка конглобрекчиевого пласта Ичетъю в карьере К-100. Типичное положение продуктивного полиминерального пласта Ичетъю в основании пижемской свиты. Длина вешки составляет 2 м. Fig. 1. Cleared outcrop of the conglo-breccia strata Ichetju in the open-pit K-100. Typical occurrence of the polymineral bed in the base of the Pizhemskaya formation. Length of the marker is 2 m.

Грубая фракция конглобрекчий состоит из слабоокатанной гальки и обломков песчаников, кварцитов, кремней, жильного кварца, рифейских полосатых глинистых сланцев. Изредка в ней встречаются слабо окатанные кристаллы горного хрусталя размером до 3 см. Кроме того, в пределах горизонта наблюдаются будины мощностью 0.5 м, обломки вмещающих пижемских песчаников, мелкие (2–5 мм) обломки свежих девонских базальтов (Макеев и др., 2017). Наполнителем конглобрекчий Ичетъю является кластогенный остроугольный кварц. Текстура горизонта Ичетъю брекчиевая.

На рудопроявлении Ичетъю диагностировано более 50 минералов: разнообразные минералы титана (рутил, Fe-рутил, брукит, анатаз, псевдорутил, Mn-содержащий ильменит, лейкоксен), редкоземельные (монацит и его разновидность – куларит, ксенотим, флоренсит), редкометалльные (колумбит-(Fe), колумбит-(Mn), Nb-содержащий рутил, циркон, Y-содержащий циркон) фазы, хромшпинелиды (Zn-содержащий хромит, пикрохромит, хромпикотит, субферриалюмохромит, Cr–Ti-содержащий магнетит), гранаты (гроссуляр-андрадитового ряда – 3%, пироп-альмандинового ряда – 8%, альмандин-гроссулярового ряда – 18%, гроссуляр-спессартин-альмандинового ряда – 70%), золото с примесью серебра (со средней пробностью 950 ‰), алмаз, оливин, диопсид, авгит, турмалин, ставролит, кианит, амфибол, калиевый полевой шпат, плагиоклазы, эгирин, эпидот, Ti-содержащий флогопит, каолинит, титанит, фтор-апатит, кальцит, гётит, гематит, торианит, пирит. Выход тяжелой фракции продуктивного пласта Ичетъю варьирует в пределах 0.1–2.0 кг/м3. Химический состав и типоморфные особенности всех минералов хорошо изучены (Макеев, 2012; Красоткина, 2018). Некоторые признаки свидетельствуют о термальном воздействии на минералы: цинковые каймы на зернах хромшпинелидов (Макеев, Макеев, 2005), корочки REE-Sr-алюмофосфатов (флоренсита) на монаците (Макеев, Макеев, 2010).

Проведенные исследования подтверждают вывод о большом сходстве минерального парастерезиса и типохимических особенностей рудных и акцессорных минералов Пижемского титанового месторождении (Макеев, 2016), рудопроявления Ичетъю и лампрофиров Четласского Камня (Макеев, Брянчанинова, 2009).

С целью изучения минерального состава тяжелой фракции и химического состава индикаторных минералов было проведено опробование конглобрекчиевого пласта рудопроявления Ичетъю. В обнажениях по бортам рек и в зачистках мелких карьеров отбирались задирковые пробы методом сплошной объемной борозды вкрест простирания конглобрекчиевого пласта Ичетъю. Объем проб везде был одинаков (20 литров рыхлого песчано-гравийного материала или примерно 35–40 кг). Пробы промывались до серого шлиха в поле, а в лаборатории тяжелая фракция отделялась в бромоформе. Для исследования возраста из 4 проб, расположенных в северной части площади распространения проявления Ичетъю, были отобраны монацит и куларит. Местонахождение проб: 1) обнажение в восточной части скалы “Золотой Камень” в правом борту р. Пижмы – пробы ПЗК-201 и ЗК-4 (64°47.440′ с.ш., 51°28.516′ в.д., абсолютная отметка 146 м), мощность пласта в этом месте 40 см; 2) небольшой карьер Сидоровского участка в левом борту р. Пижмы – пробы ПМС-239 и СУ-1 (64°47.620′ с. ш.; 51°28.502′ в. д.; абс. отм. 136 м), мощность пласта в этом месте 30 см. Сидоровский участок находится примерно в 1 км севернее “Золотого Камня”. Из каждой пробы отбирались обломки кристаллов желтого монацита и округлые “окатанные” серо-коричневые зерна куларита (рис. 2 а, б). Обычно в тяжелой фракции изученных проб куларита в 3 раза больше, чем монацита. Заметим, что в нашей более ранней работе (Макеев, Вирюс, 2013) опробовались для изучения возраста монацита южные выходы конглобрекчиевого пласта Ичетъю, расположенные примерно 6 км южнее скалы “Золотой Камень”.

Рис. 2.

Изображение монофракций монацита (а) и куларита (б) из рудопроявления Ичетъю. Fig. 2. Monazite (а) and kularite (б) from the Ichetju occurrence.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Предварительное исследование состава монацита, зерна которого были вмонтированы в шайбы из эпоксидной смолы стандартного размера, было проведено на растровом электронном микроскопе JEOL JSM-6510LA c энергодисперсионным спектрометром JED-2200 в ИГГД РАН (аналитик О.Л. Галанкина).

Количественный анализ монацита проведен в лаборатории анализа минерального вещества ИГЕМ РАН (аналитик С.Е. Борисовский) на электронно-зондовом микроанализаторе JEOL JXA-8200, оснащенном 5-ю волновыми спектрометрами. Анализ проводился при ускоряющем напряжении 20 кВ, токе зонда на цилиндре Фарадея 150 нА при диаметре зонда 5 мкм. В табл. 1 для каждого элемента приведены: аналитическая линия, кристалл-анализатор, дифференциальный (dif) или интегральный (int) режим дискриминации импульсов, время набора импульсов, стандарт сравнения, предел обнаружения. Расчет поправок осуществлялся по методу ZAF с использованием программы фирмы JEOL. Влияние линии YLγ2,3 на завышение концентрации PbO из-за наложения на аналитическую линию PbMα было измерено для кристалл-анализатора PETH на стандарте и составило 0.0085 мас. % PbO на 1 мас. % Y2O3 с учетом ZAF коррекции. Измерение фона для аналитической линии UMβ с учетом наложения на нее “хвоста” от линии ThMγ было проведено по методу, предложенному в работе (Борисовский, 2014). Выполнено 96 анализов состава 23 зерен монацита (табл. 2, 3) из четырех проб на 15 компонентов: главных (P2O5, La2O3, Ce2O3, Pr2O3, Nd2O3, Sm2O3, Y2O3, ThO2) и примесных (CaO, SiO2, UO2, PbO, FeO, MnO, SO3).

Таблица 1.

Условия микрозондового анализа Table 1. Measurement conditions of the microprobe analysis

Элемент, линия Кристалл- анализатор Режим дискриминации импульсов Экспозиция, с Стандарт Предел обнаружения (3σ), ppm
P Kα TAP dif 10 Апатит С-141 210
Fe Kα LIF int 10 Эгирин С-38 330
Pb Mα PETH dif 150 PbCrO4 80
Th Mα PET dif 100 ThO2 120
La Lα PET int 10 LaPO4 700
Y Lα TAP dif 30 YPO4 150
Mn Kα LIF int 10 Спессартин Abr 330
U Mβ PETH dif 100 UO2 130
Sm Lβ LIF int 60 SmPO4 480
Si Kα TAP dif 10 Эгирин С-38 150
Ca Kα PETH int 10 Апатит С-141 100
Nd Lα LIF int 50 NdPO4 400
S Kα PETH dif 10 BaSO4 150
Pr Lα LIF int 60 PrPO4 600
Таблица 2.  

Состав и возраст монацита из проявления Ичетъю Table 2.  Composition and age of monazite from the Ichetju occurrence

Локация Состав CHIME LA-ICP-MS, t

зерна

точки
P2O5 Ce2O3 La2O3 Nd2O3 Sm2O3 Pr2O3 Y2O3 CaO ThO2 UO2 PbO SiO2 FeO MnO SO3 Сумма ThO2* t $\frac{{^{{206}}{\text{Pb}}}}{{^{{238}}{\text{U}}}}$ ± $\frac{{^{{207}}{\text{Pb}}}}{{^{{206}}{\text{Pb}}}}$ ± $\frac{{^{{208}}{\text{Pb}}}}{{^{{232}}{\text{Th}}}}$ ±
3-2 7
8
9
10
11
12
30.134
30.038
30.102
30.151
30.119
30.231
33.229
33.250
33.312
33.888
33.549
33.507
23.564
25.341
24.636
23.891
24.175
23.717
8.000
7.051
7.620
7.775
7.657
7.889
0.341
0.199
0.286
0.262
0.345
0.327
2.684
2.535
2.582
2.782
2.665
2.660
0.150
0.074
0.101
0.063
0.067
0.115
0.021
0.017
0.010
0.005
0.033
0.011
0.357
0.135
0.121
0.239
0.105
0.253
0.003
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.006
0.000
0.000
0.003
0.000
0.010
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.007
0.012
0.001
0.021
0.007
0.027
0.015
0.000
0.000
0.007
0.023
0.008
0.006
0.000
0.007
0.000
0.000
0.017
98.517
98.653
98.778
99.087
98.745
98.772
0.367


0.239

0.253
386


297

920
637 76 438 11
3-3 13
14
15
16
29.801
29.730
29.769
29.784
31.050
31.485
30.921
31.522
15.668
15.986
14.961
15.607
13.487
13.243
13.895
13.449
2.353
2.255
2.529
2.245
3.533
3.512
3.569
3.503
0.264
0.314
0.397
0.214
0.114
0.100
0.059
0.056
0.728
0.279
0.736
0.880
0.005
0.000
0.004
0.006
0.016
0.011
0.020
0.023
0.057
0.038
0.030
0.055
0.000
0.000
0.010
0.001
0.039
0.026
0.046
0.034
0.001
0.000
0.000
0.010
97.116
96.979
96.946
97.389
0.745
0.279
0.749
0.900
506
918
626
600
568 16 380 220 479 13
3-4 17
18
19
20

21
29.620
29.858
29.824
29.981
30.183
33.803
33.756
33.608
33.817
33.744
21.723
20.230
22.471
22.342
23.158
8.664
9.483
8.145
8.384
7.775
0.501
0.619
0.410
0.462
0.362
2.882
3.045
2.785
2.810
2.735
0.156
0.358
0.146
0.153
0.126
0.029
0.024
0.033
0.028
0.032
0.552
0.454
0.570
0.483
0.470
0.009
0.004
0.002
0.000
0.015
0.013
0.015
0.012
0.011
0.004
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.007
0.010
0.002
0.001
0.014
0.031
0.009
0.008
0.013
0.004
0.000
0.000
0.009
0.000
0.000
97.990
97.865
98.025
98.485
98.622
0.582
0.467
0.577
0.483
0.520
525
750
490
535
183
538 24 433 6
3-5 22
23
24
25
26
30.012
30.102
30.020
30.108
29.841
34.753
34.439
34.489
34.466
34.333
19.144
20.472
18.905
20.219
20.249
10.300
9.441
10.522
9.477
9.387
0.600
0.523
0.704
0.529
0.523
3.296
3.095
3.242
3.146
3.098
0.085
0.138
0.171
0.090
0.119
0.019
0.022
0.031
0.058
0.027
0.341
0.380
0.390
0.510
0.544
0.002
0.000
0.000
0.002
0.000
0.000
0.009
0.002
0.010
0.011
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.004
0.002
0.013
0.007
0.000
0.000
0.036
0.029
0.036
0.021
0.000
0.000
0.000
0.000
0.004
98.556
98.659
98.518
98.658
98.157

0.380
0.390
0.517
0.544

556
122
456
476
459 15
5-1 43
44
45
46
47

48
29.192
29.168
29.242
29.436
29.118
28.998
33.086
32.999
33.076
33.205
33.256
34.568
21.626
21.116
21.224
21.355
21.719
22.168
8.445
8.634
8.605
8.646
8.496
7.825
0.461
0.521
0.510
0.510
0.441
0.282
2.821
2.865
2.906
2.878
2.784
2.818
0.178
0.275
0.280
0.207
0.242
0.017
0.055
0.067
0.077
0.062
0.066
0.031
0.952
1.127
1.133
1.059
1.086
0.562
0.010
0.014
0.013
0.010
0.008
0.007
0.013
0.025
0.027
0.026
0.026
0.018
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.009
0.000
0.038
0.025
0.000
0.016
0.000
0.000
0.018
0.015
0.000
0.000
0.021
0.017
0.017
0.010
0.021
0.004
96.869
96.828
97.166
97.444
97.263
97.314
0.985
1.173
1.176
1.092
1.113
0.585
312
501
540
559
549
719
478 14
5-2 49
50
51
52
29.075
29.374
29.643
29.648
32.993
32.950
33.034
33.051
24.352
24.263
24.285
24.332
6.968
6.982
6.970
6.981
0.250
0.260
0.256
0.188
2.564
2.465
2.551
2.493
0.036
0.044
0.037
0.027
0.058
0.072
0.066
0.104
0.776
0.931
0.918
0.821
0.017
0.001
0.002
0.000
0.012
0.021
0.022
0.021
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.008
0.020
0.007
0.000
0.011
0.017
0.010
0.015
0.000
0.006
0.023
97.116
97.382
97.827
97.706
0.832
0.934
0.925
0.821
341
528
559
600
497 14
5-3 53
54
55
56
29.717
29.247
29.663
29.649
34.406
34.201
34.018
34.098
20.271
20.162
22.453
22.003
9.494
9.898
8.488
8.609
0.466
0.539
0.344
0.351
3.118
3.137
2.912
2.900
0.021
0.013
0.008
0.022
0.012
0.019
0.030
0.037
0.301
0.309
0.159
0.173
0.005
0.000
0.001
0.000
0.007
0.004
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.001
0.000
0.003
0.016
0.002
0.014
0.007
0.000
0.013
97.832
97.539
98.093
97.858
0.318
0.309
0.162
518
306
146
466 14
5-5

64

29.299

32.440

24.454

8.021

0.330

2.695

0.022

0.014

0.153

0.005

0.007

0.000

0.009

0.011

0.009

97.469

0.170

957

440 13

65

29.652

32.692

25.272

7.474

0.284

2.612

0.033

0.018

0.144

0.000

0.004

0.000

0.005

0.002

0.009

98.201

0.144

651

66

29.560

32.363

26.908

6.419

0.142

2.368

0.036

0.018

0.067

0.006

0.000

0.000

0.001

0.035

0.012

97.935

67

29.360

32.206

26.661

6.805

0.170

2.398

0.044

0.016

0.019

0.000

0.000

0.000

0.000

0.005

0.000

97.684

Примечание. Жирным шрифтом выделены точки, вошедшие в расчет изохроны. Здесь и в табл. 3 первая цифра в номере зерна соответствует пробе: 3 – ПЗК-201; 4 – ЗК-4; 5 и 6 – ПМС-239; 7 – СУ-1.

Таблица 3.

Состав и возраст куларита из проявления Ичетъю Table 3.  Composition and age of kularite from the Ichetju occurrence

Локация Состав CHIME LA-ICP-MS, t

зерна

точки
P2O5 Ce2O3 La2O3 Nd2O3 Sm2O3 Pr2O3 Y2O3 CaO ThO2 UO2 PbO SiO2 FeO MnO SO3 Сумма ThO2* t $\frac{{^{{206}}{\text{Pb}}}}{{^{{238}}{\text{U}}}}$ ± $\frac{{^{{207}}{\text{Pb}}}}{{^{{206}}{\text{Pb}}}}$ ± $\frac{{^{{208}}{\text{Pb}}}}{{^{{232}}{\text{Th}}}}$ ±
3-1 1
2
3
4

5
6
29.141
29.164
29.754
29.072
29.572
28.727
28.793
27.491
29.457
28.928
29.573
30.181
15.051
14.747
16.448
14.647
15.798
16.460
13.104
11.917
12.241
13.470
13.079
11.364
3.057
2.732
2.789
3.023
3.016
1.684
3.270
3.104
3.255
3.388
3.293
3.158
0.214
0.207
0.218
0.209
0.202
0.066
0.179
0.698
0.176
0.160
0.102
0.218
3.113
5.810
2.130
3.669
1.568
4.849
0.002
0.023
0.001
0.008
0.000
0.037
0.065
0.125
0.053
0.087
0.041
0.104
0.419
0.324
0.120
0.566
0.165
0.744
0.002
0.000
0.001
0.000
0.000
0.000
0.012
0.038
0.016
0.005
0.032
0.033
0.003
0.029
0.000
0.000
0.000
0.000
96.425
96.409
96.659
97.232
96.441
97.625
3.120
5.887
2.133
3.696
1.568
4.972
490
500
583
553
613
492
- - - - 448 12
4-1 27
28
29
28.232
27.891
28.753
23.091
28.228
30.699
6.141
9.198
14.661
20.182
16.303
12.010
5.525
3.111
1.753
4.094
3.932
3.353
0.698
0.625
0.449
0.332
0.207
0.205
0.618
0.743
1.301
0.216
0.155
0.132
0.050
0.056
0.077
1.247
6.839
1.916
0.255
0.862
0.702
0.050
0.033
0.016
0.132
0.047
0.011
90.863
98.230
96.038
1.338
1.260
1.741
862
1018
1018
1010 9 1147 68 900 35
4-2 30
31
32
33
29.845
30.314
27.916
23.354
29.644
29.015
29.623
18.141
8.801
8.610
10.659
4.570
20.087
20.254
15.178
18.086
3.187
3.641
2.202
5.603
4.688
4.590
3.940
3.462
0.599
0.731
0.527
0.550
0.110
0.108
0.188
0.182
0.020
0.020
0.651
0.275
0.025
0.031
0.016
0.027
0.009
0.006
0.026
0.020
0.014
0.031
6.783
16.803
0.025
0.014
0.326
0.689
0.046
0.048
0.043
0.045
0.015
0.000
0.009
0.008
97.115
97.413
98.087
91.815
0.103
0.123
0.704
0.365
1809
1090
859
1248
946 11 1008 19 826 23
4-3 34
35
36
37
30.033
28.279
28.540
29.076
32.395
30.393
32.297
28.301
23.449
10.454
15.191
8.469
7.717
15.976
11.857
19.391
0.713
2.404
1.571
3.648
2.602
4.069
3.417
4.390
0.446
0.596
0.452
0.627
0.072
0.178
0.142
0.178
0.316
0.259
0.545
0.306
0.024
0.013
0.014
0.033
0.018
0.007
0.026
0.016
0.028
2.824
2.296
0.484
0.005
0.244
0.115
0.130
0.011
0.046
0.016
0.032
0.002
0.006
0.013
0.018
97.831
95.748
96.492
95.099
0.396
0.302
0.592
0.416
1047
545
1018
891
1049 72 1446 63 702 34
4-4 38
39

40
41
42
29.214
28.834
29.341
28.903
29.763
32.783
30.409
30.372
29.952
31.242
15.998
9.829
9.229
9.472
9.790
11.413
16.007
17.707
17.555
16.774
1.083
2.495
2.834
3.114
2.510
3.432
4.095
4.373
4.257
4.332
0.416
0.477
0.426
0.544
0.439
0.147
0.225
0.156
0.174
0.206
1.110
1.384
0.836
0.522
1.441
0.123
0.097
0.077
0.117
0.071
0.067
0.076
0.002
0.053
0.077
1.303
0.847
0.692
0.223
0.092
0.109
0.637
0.238
0.090
0.024
0.017
0.034
0.032
0.041
0.039
0.003
0.007
0.321
0.009
0.008
97.218
95.453
96.636
95.026
96.808
1.520
1.707

0.912
1.678
1014
1027
–   
1305
1059
932 19 992 19 809 30
5-4 57
58
59
60
61
62
63
29.138
29.026
29.335
29.149
28.969
29.084
27.895
33.671
34.265
34.615
34.317
34.215
34.513
29.404
10.089
10.248
9.889
9.863
10.282
9.954
8.676
16.269
16.111
16.658
16.558
15.874
16.374
15.290
1.391
1.346
1.235
1.324
1.308
1.251
1.570
4.500
4.454
4.566
4.600
4.496
4.599
4.076
0.297
0.220
0.116
0.187
0.188
0.176
0.403
0.016
0.026
0.021
0.030
0.024
0.026
0.221
1.870
1.554
1.482
1.442
1.974
1.490
7.425
0.007
0.006
0.000
0.012
0.009
0.005
0.037
0.045
0.023
0.031
0.036
0.045
0.038
0.181
0.356
0.244
0.234
0.232
0.319
0.214
0.491
0.019
0.000
0.000
0.000
0.026
0.011
0.000
0.045
0.061
0.050
0.038
0.001
0.013
0.049
0.000
0.004
0.000
0.006
0.006
0.000
0.025
97.713
97.588
98.232
97.794
97.736
97.748
95.743
1.893
1.574
1.482
1.482
2.004
1.507
7.548
558
345
492
571
528
592
563
479 15
6-1 69
70
71
72
28.845
29.352
28.889
29.281
28.418
29.766
31.559
28.526
7.757
9.437
11.436
7.763
18.869
18.179
15.814
19.586
3.782
3.289
2.209
3.905
4.319
4.307
4.069
4.498
0.703
0.536
0.458
0.638
0.180
0.112
0.108
0.134
0.605
0.076
0.300
0.433
0.248
0.191
0.149
0.300
0.064
0.038
0.039
0.067
0.379
0.199
0.453
0.022
0.087
0.058
0.352
0.026
0.039
0.018
0.036
0.035
0.017
0.007
0.009
0.020
94.312
95.565
95.880
95.234
1.432
0.713
0.797
1.433
1018
1180
1105
1057
1075 12 1145 18 775 33
6-2 73
74
75
29.457
27.953
27.173
31.870
24.721
29.061
10.353
5.791
9.388
16.488
20.829
15.575
2.378
4.773
2.413
4.195
4.178
3.972
0.504
0.492
0.514
0.113
0.369
0.207
0.789
2.460
0.782
0.155
0.106
0.145
0.063
0.117
0.025
0.046
1.945
1.925
0.083
0.114
1.099
0.028
0.071
0.030
0.010
0.003
0.063
96.532
93.922
92.372
1.306
2.813
1.265
1100
  964
  467
997 10 1120 25 787 15
6-3 76
77
78
28.626
28.621
26.642
31.718
29.656
27.809
12.752
9.476
9.370
14.278
17.010
15.237
1.678
2.832
2.445
3.982
4.240
3.875
0.427
0.497
0.494
0.084
0.209
0.166
0.271
0.825
0.498
0.121
0.103
0.108
0.000
0.053
0.036
0.211
0.739
8.560
1.548
0.398
0.112
0.026
0.031
0.013
1.156
0.011
0.000
96.878
94.701
95.365

1.168
0.858

1042
  964
1006 22 1071 27 822 11
6-4 79
80
81
26.070
27.970
28.479
24.946
28.800
30.708
6.835
9.060
10.756
18.854
17.040
15.692
4.453
2.763
2.166
4.066
4.118
4.079
0.515
0.486
0.411
0.235
0.165
0.184
0.695
0.256
1.055
0.182
0.163
0.134
0.070
0.000
0.063
3.590
1.351
0.653
1.188
0.976
0.085
0.054
0.035
0.059
0.015
1.114
0.013
91.768
94.297
94.537
1.302
-
1.502
1213

  967
1044 17 1147 33 765 22
6-5 82
83
84
29.590
28.947
28.915
31.260
31.112
30.526
10.764
12.819
10.514
17.460
14.345
16.992
2.660
2.049
2.646
4.391
3.855
4.194
0.396
0.460
0.402
0.090
0.165
0.133
0.608
1.318
1.332
0.081
0.073
0.057
0.031
0.054
0.065
0.097
0.103
0.000
0.002
0.048
0.016
0.045
0.048
0.040
0.001
0.003
0.009
97.476
95.399
95.841
0.878
1.561
1.522
  820
  806
  989
993 23 1132 27 716 15
7-1 85
86
87
28.267
29.396
27.713
26.716
31.073
25.185
7.199
9.378
6.538
20.456
17.768
19.989
4.182
2.757
4.350
4.468
4.358
4.259
0.584
0.407
0.647
0.181
0.081
0.282
0.605
0.487
0.980
0.160
0.120
0.157
0.057
0.040
0.062
0.878
0.000
1.563
0.286
0.016
1.436
0.041
0.041
0.049
0.008
0.013
0.014
94.088
95.935
93.224
1.138
0.887
1.503
1135
1030
  950
1009 22 1025 22 813 19
7-2 88
89
90
28.068
28.277
28.168
20.177
23.918
23.071
4.372
5.603
5.340
24.174
22.998
23.092
8.036
5.511
6.131
4.265
4.559
4.389
0.702
0.650
0.626
0.262
0.275
0.185
0.640
0.675
0.425
0.187
0.161
0.174
0.067
0.053
0.047
1.406
1.057
0.348
0.563
0.310
0.071
0.082
0.041
0.075
0.005
0.024
0.000
93.006
94.112
92.142
1.263
1.212
1.005
1196
1002
1061
1027 17 1038 18 823 21
7-3 91
92
93
28.755
28.366
29.787
31.902
28.592
33.391
9.865
11.299
12.475
16.998
16.213
13.972
2.444
3.031
1.586
4.477
3.694
4.044
0.502
0.319
0.495
0.101
0.311
0.157
0.057
3.554
0.474
0.094
0.021
0.067
0.030
0.140
0.028
0.065
0.297
0.256
0.120
0.027
0.306
0.020
0.046
0.016
0.000
0.022
0.003
95.430
95.932
97.057
0.370
3.624
0.697
1698
  900
  927
969 36 1100 39 728 47
7-4 94
95
96
29.073
29.440
28.776
29.156
31.765
23.755
7.959
10.000
5.413
19.586
16.876
24.171
3.438
2.585
5.803
4.548
4.298
4.664
0.668
0.470
0.706
0.115
0.113
0.123
0.347
0.295
0.253
0.242
0.101
0.275
0.053
0.035
0.054
0.031
0.000
0.024
0.031
0.017
0.020
0.032
0.035
0.045
0.000
0.006
0.000
95.279
96.036
94.082
1.154
0.632
1.170
1040
1242
1041
1087 27 1105 26 751 16

Примечание. Жирным шрифтом выделены точки, вошедшие в расчет изохрон (дополнительно курсивом – для молодой изохроны).

Расчет возраста производился по результатам электронно-зондового рентгено-спектрального определения ThO2, UO2, PbO методом CHIME с помощью компьютерной программы, размещенной на сайте Центра хронологических исследований Нагойского университета Японии (http://www.nendai.nagoya-u.ac.jp/gsd/CHIME/). Описание этой программы, принципы и особенности метода CHIME приведены в работе (Kato et al., 1999). Выбор конкретных анализов для построения изохроны осуществлялся в ручном режиме методом перебора. За окончательный вариант расчета принималась изохрона с приемлемой относительной погрешностью возраста (не более 5–10 отн. %), значением СКВО менее 1 и максимальным количеством анализов минерала среди альтернативных выборок.

U–Th–Pb изотопно-геохимическое датирование монацита было выполнено методом лазерной абляции с масс-спектрометрией в индуктивно-связанной плазме (LA-ICP-MS) в лаборатории Геологической службы Дании и Гренландии (GEUS), г. Копенгаген (аналитики Т.Б. Томсен и С.Х. Серре). Система лазерной абляции NWR213 с неодимовым лазером с длиной волны 213 нм на алюмо-иттриевом гранате (Nd:YAG лазер) производителя NewWaveResearch (ESI) со стандартной TV2 ячейкой для образца, которая соединена с одноколлекторным магнитным секторным масс-спектрометром с индуктивно-связанной плазмой Element 2 (FisherScientific). Время вывода лазера в рабочий режим составляло 15–20 мин в начале каждой смены, что обеспечивало стабильную мощность лазера и плоскую геометрию кратеров. Отношения сигнал/шум для диапазона тяжелых масс (от 202Hg до 238U), влияющие на 238U и 206Pb, были максимально увеличены для U–Th–Pb датирования. Одновременно, путем уменьшения 254UO/238U отношения, соблюдались условия для низкого уровня образования оксидов элементов. Для контроля качества U–Th–Pb датирования образцов в процессе измерения регулярно анализировались: стандартный образец циркона Plesovice (Slama et al., 2008) и стандартные образцы монацита A49H, A276C (персональное сообщение Y. LaHaye, GTK) и Bananeira (Gonçalves et al., 2016), что обеспечивало погрешность анализов менее 3–5%. Участки для анализа выбирались в свободных от микровключений и чистых доменах зерен монацита. Данные были получены при точечном анализе с кратером 40 мкм при энергии лазера от 10 до 10.6 Дж/см2 и частоте импульсов 10 Гц. Длительность проведения индивидуального анализа не превышала 2 мин, включая 30 с измерения фона, сменяемого собственно абляцией в течение 40 и 45 с “промывом” после абляции. Обработка первичных данных осуществлялась стандартными программами, входящими в комплект оборудования. Обработка результатов измерений, расчет изотопных отношений и значений возраста осуществлялись после проведения анализа с помощью программы Iolite v.2.5 (Hellstrom et al., 2008, Paton et al., 2011), с использованием встроенного в Iolite Vizual Age алгоритма обработки данных (Petrus, Kamber, 2012) для U–Th–Pb датирования. Vizual Age алгоритм обработки данных включает схему коррекции вертикального изотопного фракционирования (Paton et al., 2010) и обеспечивает коррекцию на общий Pb для монацита (Andersen, 2002).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Состав монацита. Практически в каждой пробе было выделено две разновидности монацита (табл. 2 и 3) с размером зерен до 1–2 мм (рис. 2, а, б). Преобладает непрозрачный серый (бурый, черный) глобулярный монацит-(Се), в котором содержание Nd превышает содержание La. Зерна этого типа часто округлой формы и линзовидные, со следами растворения на внешних границах. В объеме зерен характерно замещение порового пространства кварцем и флоренситом. В отечественной литературе монацит с такими характеристиками называют куларитом (Некрасова, Некрасов, 1983; Кременецкий, 1993; Макеев, Вирюс, 2013), однако, за рубежом этот термин не получил распространения и в настоящее время не используется. В режиме BSE изображения зерна куларита имеют светло-серую окраску и неоднородное строение, в них в большом количестве (иногда до 10–15 об. %) присутствуют включения кварца и флоренсита, заполняющие поровое пространство (рис. 3, зерна 3-1, 4-2, 5-4, 7-1). Светлые пятна и прожилки в этих зернах указывают на неоднородность в химическом составе, а именно на повышенное содержание тория. Содержания главных элементов в краевой и центральной части зерен сильно отличаются (табл. 3). По данным микрозондового анализа отмечена внутризерновая зональность куларита, заключающаяся в повышении к краю зерен содержания La и понижении содержания Nd; содержание Се при этом или остается неизменным или незначительно повышается (Красоткина, 2018). Аналогичная зональность отмечалась и другими исследователями, например, для куларита из карьера у скалы “Золотой Камень” была установлена зональность, заключающаяся в повышении от центра зерна к краю содержаний La и Се и понижении содержания Nd (Колонин и др., 2010).

Рис. 3.

Изображение в режиме обратно-отраженных электронов проанализированных зерен монацита и куларита. Отмечены точки анализа методом CHIME. Округлые черные пятна являются кратерами от анализа методом LA-ICP-MS. Fig. 3. Analyzed monazite and kularite grains with marked points of CHIME; rounded black spots correspond cavities from LA-ICP-MS. BSE images.

Монацит обычного желтоватого оттенка (рис. 2, б) по составу является монацитом-(Се), в котором содержание La превышает содержание Nd. Удлиненные кристаллы и их обломки (рис. 3, зерна 5-1 и 5-2) характеризуются однородным внутренним строением, а их относительно хорошая сохранность свидетельствует о близком коренном источнике (Макеев, Вирюс, 2013). По данным микрозондового анализа монацит демонстрирует отсутствие зональности при сравнении состава центральной и краевой частей зерен (Красоткина, 2018), при этом заметен разброс в соотношении содержаний LREE между индивидуальными зернами (табл. 2).

На тройной диаграмме La2O3–Ce2O3–Nd2O3 точки составов монацита образуют единый тренд, выгнутый к вершине Се (рис. 4). Большинство зерен обогащено Се2O3 относительно двух других компонентов, причем это характерно в большей степени для желтого монацита. В некоторых зернах куларита содержание Nd2O3 превышает 24 мас. %. В желтом монаците содержание La2O3 достигает 26.9 мас. %. Только один анализ попадает в поле монацита-(Nd).

Рис. 4.

Тройная диаграмма La2O3–Ce2O3–Nd2O3 для монацита и куларита из рудопроявления Ичетъю. Fig. 4. Triple diagram La2O3–Ce2O3–Nd2O3 for monazite and kularite from the Ichetju occurrence.

Важным критерием для выяснения генезиса монацита является уровень содержания Th. Для гидротермального монацита типоморфной особенностью является резко пониженное содержание Th и, соответственно, пониженное Th/U отношение (Schandl, Gorton, 2004; Taylor et al., 2015). Монацит из рудопроявления Ичетъю характеризуется крайне низким содержанием Th, для большинства зерен не превышающим 1 мас. %. В желтом монаците содержание Th в целом меньше, чем в куларите, хотя диапазоны содержания Th пересекаются (табл. 2, 3). На диаграмме Th–Th/U (рис. 5) и куларит, и монацит попадают в область составов гидротермального монацита.

Рис. 5.

Диаграмма Th–Th/U для куларита и монацита из рудопроявления Ичетъю. Показаны поля магматического (1) и гидротермального (2) монацита (Taylor et al., 2015). Fig. 5. Diagram Th–Th/U for monazite and kularite from the Ichetju occurrence. Fields of magmatic (1) and hydrothermal (2) monazite from Taylor et al. (2015).

На диаграмме UO2–ThO2 в сравнении с монацитом из различных типов пород (Janots et al., 2012), обе разновидности монацита из рудопроявления Ичетъю также соответствуют составам гидротермального монацита (рис. 6). Содержание U в желтом монаците экстремально низкое; по данным LA-ICP-MS (Скублов и др., 2018) для большинства зерен оно находится в интервале 0.1–10 ppm, что ниже порога обнаружения микрозондового анализа (табл. 1). В куларите среднее содержание U составляет около 1300 ppm (Скублов и др., 2018). Th/U отношение, по данным LA-ICP-MS, для желтого монацита гораздо выше (минимальное значение составляет 129, максимальное – 62153 ppm), чем для куларита (Th/U отношение варьирует от 0.64 до 26.35 при среднем значении около 5). Эта же закономерность прослеживается и при рассмотрении результатов микрозондового анализа (рис. 6).

Рис. 6.

Диаграмма UO2–ThO2 для куларита и монацита из рудопроявления Ичетъю. Показаны поля составов монацита различного генезиса: 1 – из высокометаморфизованных парапород; 2 – умеренно метаморфизованных парапород; 3 – из гранитов и пегматитов; 4 – монацита гидротермального происхождения (Janots et al., 2012). Fig. 6. Diagram UO2–ThO2 for kularite and monazite from the Ichetju occurrence. There are shown fields of composition for monazite of different genesis: from highly (1) and moderately (2) metamorphosed rocks, 3 – from granites and pegmatites, 4 – of hydrothermal genesis (Janots et al., 2012).

Возраст монацита. Результаты датирования куларита и монацита из проявления Ичетъю методами CHIME и LA-ICP-MS приведены в табл. 2 и 3.

При расчете возраста монацита методом CHIME были исключены анализы с содержанием PbO ниже порога обнаружения и четыре анализа (12, 14, 64, 68) с завышенными возрастами (древнее 850 млн лет), определенными этим методом (табл. 2). Для остальных 28 анализов была рассчитана эрохрона с возрастом 576 ± 115 млн лет и СКВО = 11.67. Исключение еще 8 анализов позволило получить кондиционную изохрону с возрастом 531 ± 59 млн лет и СКВО = 1.59. Уменьшение числа анализов до 18 не изменило принципиально значение возраста и погрешность его определения (518 ± 40 млн лет); при этом СКВО уменьшилось до 0.71 (рис. 7, а). Медианное значение индивидуальных возрастов для этой же группы анализов составляет 538 млн лет. Поэтому значение из интервала 520–540 млн лет, определенное методом CHIME, можно рассматривать как возраст кристаллизации монацита из рудопроявления Ичетъю.

Рис. 7.

Изохроны для монацита (а) и куларита (б, в). ${\text{ThO}}_{2}^{*}$ – эффективное содержание радиоактивного компонента в монаците, учитывающее измеренное содержание ThO2 и пересчитанное на ThO2 содержание UO2 (Kato et al., 1999). Fig. 7. Isochrones for monazite (а) and kularite (б, в). ${\text{ThO}}_{2}^{*}$ – effective content of the radioactive component in monazite, considering the measured ThO2 content and the UO2 content recalculated for content of ThO2 (Kato et al., 1999).

По данным метода LA-ICP-MS (табл. 2) средневзвешенный 238U/206Pb возраст для монацита составляет 561 ± 58 млн лет. С учетом погрешности это значение пересекается с данными, полученными методом CHIME. Средневзвешенный 232Th/208Pb возраст, рассчитанный по 8 определениям, более молодой и составляет 451 ± 19 млн лет.

Анализы куларита можно разделить на две подгруппы по индивидуальным возрастам, рассчитанным методом CHIME (табл. 3). В первую подгруппу попадают анализы (их большинство) с возрастами от 806 до 1809 млн лет. Для них была построена изохрона с возрастом 957 ± 59 млн лет и СКВО = 2.11. Уменьшение размера выборки до 26 анализов (за счет отбрасывания точек с самыми древними возрастами) принципиально не изменяет результата – возраст изохроны в этом случае составляет 978 ± 31 млн лет, СКВО = 0.46 (рис. 7, б). Медианное значение возраста для этой же группы составляет 1018 млн лет.

Возраст, рассчитанный для второй подгруппы анализов куларита, достаточно выдержан. Отбрасывание крайних значений возраста практически не меняет изохронный возраст, а лишь понижает величину СКВО. Для 13 анализов была построена изохрона с возрастом 520 ± 27 млн лет и СКВО = 0.93 (рис. 7, в). При этом медианное значение возраста для выборки несущественно отличается в большую сторону и составляет 545 млн лет.

Для куларита можно использовать геохронологические определения методом LA-ICP-MS для всех трех изотопных систем (табл. 3). Для подгруппы с более древним возрастом средневзвешенный 238U/206Pb возраст составляет 1006 ± 26 млн лет, 207Pb/206Pb возраст – 1069 ± 38 млн лет. Средневзвешенное значение 232Th/208Pb возраста меньше и составляет 788 ± 27 млн лет. Налицо несоответствие возрастных оценок, соответствующих разным изотопным системам – U–Pb и Th–Pb.

Для подгруппы куларита с возрастом около 520 млн лет, определенным методом CHIME, не удалось определить возраст U–Pb изотопной системы методом LA-ICP-MS. Два значения 232Th/208Pb возраста (448 ± 12 и 479 ± 15 млн лет) меньше возрастных значений, полученных методом химического датирования этих же зерен куларита.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Сопоставление определений возраста монацита и куларита из проявления Ичетъю методами CHIME и LA-ICP-MS продемонстрировало их сходство. Для монацита возраст по результатам химического датирования составляет около 520–540 млн лет и практически совпадает с изотопными данными по U–Pb системе (около 560 млн лет). Изотопный возраст по Th–Pb системе (около 450 млн лет) “отстает” от U–Pb системы более чем на 100 млн лет.

Датирование куларита подтвердило установленное ранее (Макеев, Вирюс, 2013) проявление двух разновозрастных событий. Бóльшее число зерен куларита по данным химического датирования и метода LA-ICP-MS (U–Pb изотопная система) имеет возраст около 980–1070 млн лет. В то же время 232Th/208Pb возраст меньше, как минимум, на 200 млн лет и составляет в среднем 780 млн лет.

Меньшая часть зерен куларита по данным химического датирования имеет возраст около 520–540 млн лет, что совпадает с возрастными определениями для монацита. Значение возраста, определенное методом LA-ICP-MS (Th–Pb изотопная система), попадает в интервал 450–480 млн лет, что заметно меньше возраста, полученного с помощью метода CHIME.

Наблюдаемое как для монацита, так и для куларита, омоложение 232Th/208Pb возраста по сравнению с данными химического датирования и U–Pb изотопным возрастом объяснить достаточно сложно. Если предполагать вынос радиогенного 208Pb при гидротермальных процессах, то следовало бы ожидать сопоставимый по масштабам вынос 206Pb, тем более, что Th/U отношение у куларита близко к 1 (рис. 5). Этого не происходит с U−Pb-возрастом у куларита, который устойчиво держится на отметках 1000–1100 млн лет (табл. 3). Можно предположить фракционирование (привнос) Th в результате гидротермальной деятельности. В условиях незначительного содержания Th в куларите даже относительно небольшой привнос Th может оказать критическое влияние на величину 208Pb/232Th отношения в ходе последующего радиоактивного распада.

Дисбаланс U−Pb и Th−Pb изотопных систем в монаците отмечался и ранее. Если в ходе развития локальных методов датирования (CHIME, SIMS, LA-ICP-MS) расхождение U−Pb и Th−Pb возрастов зачастую списывали на проблемы методического плана (Harrison et al., 2002), то впоследствии было установлено, что при гидротермальных изменениях монацита только значения 232Th/208Pb возраста дают точную оценку времени протекания этих процессов, тогда как U–Pb система в монаците испытывает сильнейшее нарушение в результате контаминации общим Pb и фракционирования U относительно Th (Seydoux-Guillaume et al., 2012). Детальное исследование монацита из гранитов, включая независимую оценку баланса изотопов Pb, показало, что при гидротермальных изменениях содержание 206Pb, как правило, увеличивается, а содержание 208Pb – уменьшается при ожидаемом уменьшении содержания Th (Poitrasson et al., 2000). Не исключено, что в случае с монацитом из проявления Ичетъю расхождение 232Th/208Pb и 238U/206Pb возрастов вызвано именно этим типом фракционирования радиогенных изотопов Pb.

Гидротермальное преобразование куларита, приведшее его к теперешнему облику, имеет возраст около 500–600 млн лет. Это событие зафиксировала как Th–Pb изотопная система куларита, так и U–Pb и Тh–Pb системы монацита. Остается открытым вопрос, какое событие послужило толчком для активизации гидротермальной деятельности и практически одновременной перекристаллизации монацита и куларита из разных источников, которые затем объединились в рудопроявлении Ичетъю. Положение трех проб монацита на общей с куларитом Pb–Pb изохроне (Красоткина, 2018) говорит о присутствии в нем определенной компоненты древнего радиогенного Pb. Можно предположить, что желтый монацит является полностью перекристаллизованным монацитом из пород фундамента, но из иного первоисточника и типа пород, чем в случае с куларитом. Основная масса монацита не могла образоваться по более древнему кулариту. Эти две разновидности одного минерала, из которых каждая имеет собственный первоисточник и свою историю преобразования.

Проведенное исследование особенностей минерального парастерезиса проявления Ичетъю (более 50 минеральных фаз), срастаний этих минералов, сингенетических включений, морфологии и типохимических особенностей всех минералов, в том числе двух разновидностей монацита-(Ce) (с преобладанием в качестве ведущей примеси либо La, либо Nd) позволило утверждать, что обсуждаемое рудопроявление образовано с участием не менее трех-четырех видов коренных источников рудного вещества, которыми могут быть: 1) лампрофировые дайки, подобные четласским, являющиеся источником алмаза, рутила, монацита, Mn-содержащего ильменита, циркона, титанита, апатита, флогопита и др. (Макеев, Брянчанинова, 2009; Макеев и др., 2009); 2) подстилающее Пижемское титановое месторождение как источник Mn-содержащего ильменита, лейкоксена, железистого рутила, псевдорутила, циркона, монацита и его разновидности – куларита и др. (Макеев, 2016); 3) кварцевые жилы в неопротерозойских кварцито-сланцевых породах фундамента с альбитом, гематитом, Nb-содержащим рутилом, колумбитом, ксенотимом, рутилом, монацитом-(Ce) с примесью La (аналог Бобровского и Октябрьского проявления), монацитом-(Ce) с примесями La и Th (аналог Новобобровского проявления на Четласском Камне; Удоратина и др., 2015); 4) кварцевые золотоносные жилы в кварцито-сланцевом комплексе пород фундамента.

Датирование методом CHIME высокоториевого монацита из гидротермально-метасоматических пород жильной серии, развитых в пределах Новобобровского участка Четласского Камня на Среднем Тимане, показало, что его возраст составляет 530–550 млн лет (Удоратина и др., 2015). Это значение практически совпадает с полученными в настоящей работе с помощью независимых методов (CHIME и LA-ICP-MS) возрастами гидротермального монацита и перекристаллизованного куларита из проявления Ичетъю, попадающими в интервал 500–600 млн лет, а также с возрастом монацита по одной, наиболее молодой, изохроне в предшествующей работе (Макеев, Вирюс, 2013). Такая корреляция возрастов гидротермальных событий на границе венда и фанерозоя, установленных для образцов из двух гряд Среднего Тимана – Вольско-Вымской и Четласской, расположенных на расстоянии 60 км друг от друга, дает основание предполагать единое для Среднего Тимана тектоно-термальное событие, зафиксированное монацитом. Источниками REE в процессе формирования рудопроявления Ичетъю и сопряженного с ним Пижемского титанового месторождения могли послужить одно или несколько рудопроявлений (предполагаемых, но не выходящих на современную поверхность), аналогичных Новобобровскому, Бобровскому и Октябрьскому в Четласском Камне, в кварцито-сланцевом неопротерозойском комплексе пород фундамента на севере Вольско-Вымской гряды.

Более древний возраст (около 740 млн лет), полученный нами для куларита методом CHIME ранее (Макеев, Вирюс, 2013), можно соотнести с возрастом четласских лампрофиров, время внедрения которых по данным Rb–Sr метода составляет 819 ± 19 млн лет (Макеев, Брянчанинова, 2009; Макеев и др., 2009). К этому же временному интервалу относится формирование четласских карбонатитов (около 600 млн лет), в которых монацит является одним из наиболее распространенных акцессорных минералов. Эти возрастные данные получены только для куларита, отобранного из проб конглобрекчии в южной части рудопроявления Ичетъю. В южной части площади рудопроявления и выходов на поверхность пласта конглобрекчии, в ее тяжелой фракции наиболее ярко проявилась титановая минеральная ассоциация, характерная именно для нижележащего Пижемского месторождения. Вероятным источником куларита здесь могли выступать руды Пижемского месторождения, а зафиксированный возраст куларита около 740 млн лет может соответствовать возрасту формирования самого титанового месторождения.

Возраст самой древней изохроны 978 ± 31 млн лет, рассчитанный для куларита из северной части рудопроявления и близкий к возрасту около 967 млн лет для нескольких проб в южной части проявления Ичетъю (Макеев, Вирюс, 2013), отвечает времени первичной кристаллизации куларита и, возможно, указывает на наиболее древний и самый удаленный коренной источник редкометалльно-редкоземельной высокотемпературной гидротермально-метасоматической минерализации в палеопротерозойском кварцито-сланцевом комплексе пород фундамента.

ВЫВОДЫ

Проведенные исследования морфологии, состава и возраста монацита рудопроявления Ичетъю выявили принципиальные различия в типоморфных особенностях и генезисе двух его разновидностей. Обычный монацит желтого цвета из проявления Ичетъю представлен монацитом-(Ce), в котором содержание примеси La превышает содержание Nd. Время его кристаллизации (перекристаллизации) по данным метода CHIME равно 518 ± ± 40 млн лет. Время образования второй разновидности монацита – куларита (характеризующейся преобладанием примеси Nd над La) составляет 978 ± 31 млн лет. Часть зерен куларита имеет возраст 520 ± 27 млн лет, связанный, предположительно с гидротермальным событием, приведшим к одновременной перекристаллизации монацита и куларита. При этом две рассматриваемые разновидности монацита образовались в совершенно разных первоисточниках, а затем были объединены в минеральном парастерезисе рудопроявления Ичетъю.

Полученные методом CHIME оценки возраста монацита из рудопроявления Ичетъю, отвечающие двум рубежам (500–600 и 960–1000 млн лет), близки или совпадают с изотопными определениями возраста в этих же зернах монацита, оцененными методом LA-ICP-MS. Проведенное исследование показывает, что для массовых определений возраста монацита можно использовать более локальный и экспрессный метод химического датирования CHIME, результаты которого рекомендуется выборочно заверять более трудоемким и менее локальным изотопным методом LA-ICP-MS.

Исследование монацита методом CHIME выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-35-60001. Funding: The reported study of monazite by CHIME method was funded by RFBR, project number 19-35-60001. Исследование монацита методом LA-ICP-MS выполнено в рамках тем НИР ИГЕМ РАН № 0136-2018-0020 и ИГГД РАН № 0153-2019-0002.

Список литературы

  1. Борисовский С.Е. Альтернативный способ измерения фона при наложении аналитических линий / Тез. докл. VIII Всеросс. конф. по рентгеноспектральному анализу. Иркутск: Институт земной коры СО РАН – ИрГТУ, сентябрь 2014. Иркутск, 2014. С. 20.

  2. Вотяков С.Л., Щапова Ю.В., Хиллер В.Н. Кристаллохимия и физика радиационно-термических эффектов в ряде U-Th-содержащих минералов как основа для их химического микрозондового датирования. Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 2011. 336 с.

  3. Вотяков С.Л., Хиллер В.Н., Щапова Ю.В. Особенности состава и химическое микрозондовое датирование U-Th-содержащих минералов. Часть I. Монациты ряда геологических объектов Урала и Сибири // ЗРМО. 2012. № 1. С. 45–60.

  4. Калюжный В.А. Геология новых россыпеобразующих метаморфических формаций. М.: Наука, 1982. 264 с.

  5. Колонин Г.Р., Широносова Г.П., Швецова И.В. О зональном распределении РЗЭ в темных монацитах (куларитах) Тиманского кряжа // Докл. РАН. 2010. Т. 432. № 4. С. 524–527.

  6. Красоткина А.О. Изотопно-геохимические особенности и возраст акцессорных минералов рудопроявления Ичетъю и Пижемского месторождения (Средний Тиман). Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. СПб.: СПГУ, 2018. 20 с.

  7. Кременецкий А.А. Новый геолого-промышленный тип редкоземельных россыпей // Разведка и охрана недр. 1993. № 3. С. 15–19.

  8. Макеев А.Б. Типоморфные особенности минералов титановых руд Пижемского месторождения // Минералогия. 2016. № 1. С. 24–49.

  9. Макеев А.Б., Андреичев В.Л., Брянчанинова Н.И. Rb–Sr возраст лампрофиров Среднего Тимана // Докл. РАН. 2009. Т. 426. № 1. С. 94–97.

  10. Макеев А.Б., Брянчанинова Н.И. Лампрофиры Тимана // Региональная геологии и металлогения. 2009. Т. 37. С. 51–73.

  11. Макеев А.Б., Вирюс А.А. Монацит проявления Ичетъю (состав, морфология, возраст) // Изв. высш. учебн. заведений. Геология и разведка. 2013. № 3. С. 10–15.

  12. Макеев А.Б., Дудар В.А. Минералогия алмазов Тимана. СПб: Наука, 2001. 336 с.

  13. Макеев А.Б., Красоткина А.О., Скублов С.Г. Новые данные об U–Pb возрасте и составе циркона (SHRIMP-II, SIMS) из полиминерального рудопроявления Ичетъю (Средний Тиман) // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2017. № 11. С. 28–42.

  14. Макеев А.Б., Макеев Б.А. Цинковые хромшпинелиды Среднего Тимана и Приполярного Урала // Докл. РАН. 2005. Т. 404. № 2. С. 235–240.

  15. Макеев Б.А. Макеев А.Б. Редкоземельные и стронциевые алюмофосфаты Вольско-Вымской гряды (Средний Тиман) // ЗРМО. 2010. № 3. С. 95–102.

  16. Макеев Б.А. Минеральные ассоциации и индикаторы рудоносности Пижемского титанового и Ичетъюского алмазоносного месторождений Среднего Тимана. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. Казань: Казанский университет, 2012. 24 с.

  17. Некрасова Р.А., Некрасов И.Я. Куларит – аутигенная разновидность монацита // Докл. АН СССР. 1983. Т. 268. № 3. С. 688–693.

  18. Скублов С.Г., Красоткина А.О., Макеев А.Б., Томсен Т.Б., Серре С.Х., Абдрахманов И.А. Геохимия редких элементов (LA-ICP-MS) в монаците из рудопроявления Ичетъю, Средний Тиман / Тр. Ферсмановской научн. сессии. Апатиты, 7–10 апреля 2019 г. Апатиты: ГИ КНЦ РАН, 2018. С. 338–341.

  19. Скублов С.Г., Макеев А.Б., Красоткина А.О., Ризванова Н.Г., Койман Э., Томсен Т.Б., Серре С.Х. Новые данные о возрасте циркона, рутила и монацита из рудопроявления Ичетъю, Средний Тиман / Мат. VII Российск. конф. по изотопной геохронологии “Методы и геологические результаты изучения изотопных геохронометрических систем минералов и пород”. Москва, 5–7 июня 2018 г. М.: ИГЕМ РАН, 2018. С. 326–328.

  20. Удоратина О.В., Вирюс А.А., Козырева И.В., Швецова И.В., Капитанова В.А. Возраст монацитов жильной серии четласского комплекса (Средний Тиман): Th–U–Pb-данные // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2015. № 3. С. 23–29.

Дополнительные материалы отсутствуют.