Особливості U-Pb ізотопних систем цирконів і монацитів асоціації граніт — "ксеноліт": петрологічні та геологічні наслідки

УДК 550.93

Л.М. Степанюк, С.І. Курило, В.О. Сьомка, С.М. Бондаренко, О.О. Коваленко, Т.І. Довбуш, О.Б. Висоцький
Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
03680, м. Київ-142, Україна, пр. Акад. Палладіна, 34
E-mail: stepaniuk@nas.gov.ua, kurylo.sergiy@gmail.com
Мова: українська
Мінералогічний журнал 2017, 39 (1): 63-74

Анотація: За результатами уран-свинцевого ізотопного датування цирконів із ендербітогнейсів, у тому числі палеопротерозойських гранітних анатектичних виплавок та тіл мафітових гранулітів, поширених північніше с. Завалля, було виявлено менший (близько 30 млн рр.) вік цирконів мафітів, порівняно з віком цирконів із гранітів. Аналогічна
ситуація спостерігається в породній асоціації Верхнього Побужжя. Для пояснення цього явища було запропоновано дві концепції. Відповідно до першої, циркони в мафітах і гранітоїдах кристалізувалися одночасно, а більш давній ізотопний вік цирконів обумовлений давнім радіогенним свинцем, який в тій чи іншій формі може знаходитись в цирконах, наприклад у реліктових цирконах ядер, або аномальним ізотопним складом звичайного свинцю. Відповідно до другої концепції, циркони в мафітах кристалізувалися під впливом флюїдів, які б виділилися з магматичного осередку на завершальній стадії кристалізації гранітного розплаву, тобто пізніше за циркони гранітоїдів. Для вирішення цієї проблеми ми дослідили уран-свинцеві ізотопні системи монацитів гранітоїдів і ксенолітів у них. Монацити зазвичай відсутні в породах субстрату, тому вік, отриманий для монацитів, найкращим чином відповідає часу їх кристалізації. Окрім того концентрація урану у монацитах в рази вища, ніж у цирконах, тому вплив давнього радіогенного свинцю, якщо такий і може бути захоплений монацитом, також буде набагато меншим, ніж для цирконів. У Жежелівському кар’єрі основним породним фоном є біотит-гранатові бердичівські "граніти", серед яких як ксеноліти трапляються гіперстен-біотитові, зрідка — двопіроксен-біотитові, кристалосланці та плагіогнейси біотитові, гіперстен-біотитові, зазвичай гранатвмісні, зрідка присутні амфіболіти. Вік монацитів із гіперстенового кристалосланцю 2023,1 ± 3,3 млн рр., із бердичівського "граніту" 2042,9 ± 3,2, а монациту лейкосоми 2040,9 ± 2,6 млн рр. Вік зовнішніх кайм у кристалах циркону бердичівських "гранітів" становить 2041,9 ± 6,3 млн рр., оболонок кристалів циркону лейкосоми — 2043,5 ± 5,8 млн рр. Це однозначно свідчить, що монацит у ксеноліті основного складу кристалізувався пізніше монациту бердичівських "гранітів" і лейкосоми. Подібний результат ми отримали щодо монацитів із породної асоціації, розкритої Новгородківським кар’єром, в якому поширені порфіроподібні граніти кіровоградського типу. В гранітах відмічаються численні ксеноліти, переважно представлені біотитовими плагіогнейсами. Порфіроподібні граніти і, досить часто, ксеноліти, перетнуті жилами середньо-крупнозернистих гранітів. За результатами U-Pb ізотопного датування, вік монациту порфіроподібних гранітів становить 2039,9 ± 3,3 млн рр., жильних гранітів — 2034,8 ± 1,2 та монацитів із ксеноліту біотитового плагіогнейсу — 2022,8 ± 4,3 млн рр. Таким чином, монацити в ксенолітах основного і кислого складу кристалізувалися майже на 20 млн рр. пізніше від кристалізації цього мінералу в гранітах, що вміщують ці ксеноліти. Кристалізація монациту в ксенолітах (як основного, так і кислого складу), вірогідно, відбувалась під впливом флюїдів, вивільнених на завершальному етапі кристалізації гранітного розплаву. Гранітна магма слабко впливала на породи, з якими вона контактувала, в усякому разі ні в ксенолітах основного складу, ні в кисліших породах (біотитовому плагіогнейсі) вона не спричинила кристалізації монациту.

Ключові слова: уран-свинцевий ізотопний вік, граніт, ксеноліт, монацит, циркон.

Література:
1. Бартницкий Е.Н., Бибикова Е.В., Верхогляд В.М., Легкова Г.В., Скобелев В.М., Терец Г.Я. ИГМР -1. Международный стандарт циркона для уран-свинцовых изотопных исследований // Геохимия и рудообразование. — 1995. — № 21. — С. 164—167.
2. Белевцев Р.Я. О приконтактовой диффузионной зональности в пироксеновых гранулитах Среднего Побужья (Украинский щит) // ДАН Украины. — 1992. — № 10. — С. 123—129.
3. Лесная И.М., Плоткина Т.Э., Степанюк Л.М., Бартницкий Е.Н. Возрастные этапы формирования мафит-эндербитовой ассоциации Побужья // Геохимия и рудообразование. — 1995. — № 21. — С. 56—69.
4. Лобач-Жученко С.Б., Балаганский В.В., Балтыбаев Ш.К., Артеменко Г.В., Богомолов Е.С., Юрченко А.В., Степанюк Л.М., Сукач В.В. Метаморфизованные осадочные породы днестровско-бугской серии палеоархея Украинского щита: состав, возраст, источники // Литол. и полезн. ископаемые. — 2014. — 49, № 5. — С. 381—397. — DOI: https://doi.org/10.1134/S002449021405006X
5. Пономаренко О.М., Петриченко К.В., Степанюк Л.М., Лісна І.М., Довбуш Т.І. Уран-свинцевий ізотопний вік монациту із гранітоїдів Дністерсько-Бузького мегаблоку // Мінерал. зб. Львів. нац. ун-ту. — 2012. — № 62, вип. 1. — С. 144—150.
6. Степанюк Л.М. Кристаллогенезис и возраст цирконов из пород мафит-ультрамафитовой ассоциации Среднего Побужья // Минерал. журн. — 1996. — 18, № 4. — С. 10—19.
7. Степанюк Л.М. Уран-свинцовая изотопная система циркона: некоторые особенности интерпретации // Минерал. журн. — 1998. — 20, № 4. — С. 50—61.
8. Степанюк Л.М. Хронология формирования гранулитовых комплексов Верхнего Побужья, по данным цирконометрии // Минерал. журн. — 1997. — 19, № 6. — С. 71—76.
9. Степанюк Л.М., Андрієнко О.М. Акцесорні циркони із порід Новоукраїнського масиву // Мінерал. журн. — 2004. — 26, № 4. — С. 19—33.
10. Степанюк Л.М., Гаценко В.А., Лобач-Жученко С.Б., Балаганский В.В., Балтыбаев Ш.К., Довбуш Т.И., Юрченко А.В. Калиевые мафитовые дайки побужского гранулитового комплекса: геологическое положение, вещественный состав, петрогенезис, возраст // Мінерал. журн. — 2013. — 35, № 3. — С. 73—84.
11. Степанюк Л.М., Довбуш Т.І., Курило С.І., Лісна І.М. Фінальний етап гранітоїдного магматизму в Дністровсько-Бузькому мегаблоці Українського щита // Геохімія та рудоутворення. — 2016. — Вип. 36. — С. 72—81.
12. Степанюк Л.М., Лесная И.М., Бартницкий Е.Н. Генезис и возраст циркона из чарнокитоидов Завальевского блока Среднего Побужья // Минерал. журн. — 1995. — 17, № 5. — С. 30—39.
13. Степанюк Л.М., Пономаренко О.М., Петриченко К.В., Курило С.І., Довбуш Т.І., Сергеєв С.А., Родіонов М.В. Уран-свинцева ізотопна геохронологія гранітоїдів бердичівського типу Побужжя (Український щит) // Мінерал. журн. — 2015. — 37, № 3. — С. 51—66.
14. Щербак Н.П., Артеменко Г.В., Бартницкий Е.Н., Верхогляд В.М., Комаристый А.А., Лесная И.М., Мицкевич Н.Ю., Пономаренко А.Н., Скобелев В.М., Щербак Д.Н. Геохронологическая шкала докембрия Украинского щита. — Киев : Наук. думка, 1989. — 144 с.
15. Krough T.E. A low contamination method for hydrothermal decomposition of zircon and extraction of U and Pb for isotopic age determination // Geochim. Cosmochim. Acta. — 1973. — 37, No 3. — P. 485—494.
16. Ludwig K.R. ISOPLOT for MS-DOS, version 2.0 // U.S. Geol. Surv. Open-File Rept. — 1990. — 557, No 88. — Р. 38.
17. Ludwig K.R. Pb Dat for MS-DOS, version 1.06 // U.S. Geol. Surv. Open-File Rept. — 1989. — 542, No 88. — Р. 40.

Українська