Семинар "Геохимия щелочных пород" 

школы "Щелочной магматизм Земли"-2008

Геохимия цирконов из архейских лампроитов Панозерского комплекса (Центральная Карелия)

С.Г. Скублов*, С.Б. Лобач-Жученко*, Н.С. Гусева*, И.М. Гембицкая**,

Е.В. Толмачева***

*ИГГД РАН, С-Петербург; **СПГГИ(ТУ); ***ЦИИ ВСЕГЕИ,С-Петербург

Панозерский многофазный массив санукитоидов расположен в Карельской провинции и приурочен к тектонической зоне субмеридионального простирания, секущей границу древнейшего Водлозерского и более молодого Центрально-Карельского доменов (Лобач-Жученко и др., 2007). Миаскитовые лампроиты образуют небольшие (2-4 м в поперечнике) линейно вытянутые изометричные и линзовидные тела. Цирконы из тектонической линзы миаскитовых лампроитов (обр. 8/52) были датированы U-Pb методом на ионном микрозонде SHRIMP-II в ЦИИ ВСЕГЕИ (Сергеев и др., 2007). Фигуративные точки 13 локальных анализов образовали конкордантный кластер с возрастом 2765±8 млн. лет. Содержание REE и редких элементов в цирконах изучалось в тех же зернах и точках, что и исследование U-Pb системы, на ионном микрозонде Cameca IMS-4f в ЯФ ФТИАН по стандартной методике. По геохимии цирконы делятся на две группы: без следов метасоматического изменения и метасоматические цирконы, различающиеся между собой по степени изменения (рис.). Неизмененные цирконы характеризуются конкордантными значениями ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb-возраста; относительно высокой степенью дифференцированности REE. Положительная Ce-аномалия, являющаяся характерным признаком магматических цирконов, четко выражена; отрицательная Eu-аномалия незначительна. Суммарное содержание LREE постоянно и составляет в среднем около 13 % от общего количества REE. В целом по характеру распределения REE эта группа цирконов попадает в верхнюю часть поля составов цирконов из лампроитов Австралии и Украины (Belousova e. a., 2002), отличаясь от «среднего» лампроитового циркона повышенным содержанием LREE при сохранении параллельности спектров распределения и редуцированной Eu-аномалией. Цирконы из миаскитовых лампроитов со средней степенью изменения отличаются от неизмененных цирконов по повышенному  содержанию суммы LREE (в 2 раза) и, особенно, La (в 20 раз). Величина Ce-аномалия падает по сравнению с предыдущей группой в 6 раз. Нормированный к хондриту профиль распределения REE становится «плоским» (рис.), более чем на порядок уменьшается дифференцированность LREE. Принципиальным отличием цирконов из миаскитовых лампроитов с высокой степенью метасоматического изменения являются их пониженные значения ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb-возраста и дискордантность до 9 %, которая свидетельствует о нарушении U-Pb системы в цирконах. У цирконов этой группы еще больше выполаживается Ce-аномалия. Eu-аномалия или слабая отрицательная, или практически отсутствует. Сильно измененные цирконы обнаруживают повышенное содержание легких и, в меньшей степени, средних REE, превышающее известные значения для цирконов из лампроитов. Суммарное содержание LREE сильно варьирует, при этом сохраняется «плоский» профиль распределения в области LREE. Содержание Ba, Sr, Ca, Ti в этой группе цирконов резко увеличивается. Совершенно уникальным по распределению REE и редких элементов оказался циркон клиновидного домена (3.3 на рис.). Проведенное локальное исследование состава этого домена по макрокомпонентам и линейное профилирование помогли установить, что клиновидное образование по составу нельзя рассматривать как включение посторонней минеральной фазы, - оно является цирконом с повышенным содержанием LREE, Ca, Ti и пониженным Zr. Cуммарное содержание REE в домене составляет более 55000 ppm, превышая, более чем на порядок, максимальные известные значения для метасоматических цирконов (Pelleter e. a., 2007).  Содержание Th в домене (1454 ppm) в полтора раза превышает максимальные значения в цирконах. Содержание Cа, Ti, Sr, Ba в клиновидном домене циркона в десятки раз превышает содержание этих элементов в сильно измененной краевой части того же зерна циркона. Разброс содержания несовместимых элементов в сильно измененных цирконах свидетельствует о неравновесности условий их преобразования. Процесс метасоматического изменения цирконов не был оторван во времени от их кристаллизации и был относительно кратковременным. Метасоматоз цирконов приводит к увеличению дискордантности их возрастов. Агентом воздействия на цирконы был метасоматический флюид, связанный с мантийным щелочным магматизмом. На завершающем этапе воздействия флюид привел к кристаллизации домена циркона с аномально высоким содержанием REE.

Рис. Спектры распределения REE в цирконах из лампроитов. Полые значки показывают составы цирконов с незначительной степенью; залитые - с высокой степенью метасоматического изменения. Серым цветом выделена область составов цирконов из лампроитов по (Belousova e. a., 2002); L - средний состав). Справа BSE-изображение домена циркона с аномально высокой степенью изменения. Овалы - области анализа на ионном микрозонде.

Грант МД-551.2007.5 и Приоритетное направление № 8 ОНЗ РАН.

Лобач-Жученко С.Б., Роллинсон Х., Чекулаев В.П. и др. Геология и петрология архейского высококалиевого и высокомагнезиального Панозерского массива Центральной Карелии // Петрология. 2007. Т. 15. № 5. С. 493-523.

Сергеев С.А., Лобач-Жученко С.Б., Ларионов А.Н. и др. Архейский возраст миаскитовых лампроитов Панозерского комплекса Карелии // Доклады АН. 2007. Т. 413. № 4. С. 541-544.

Belousova E.A., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., Fisher N.I. Igneous zircon: trace element composition as an indicator of source rock type // Contrib. Mineral. Petrol. 2002. Vol. 143. P. 602-622.

Pelleter E., Cheilletz A., Gasquet D. e. a. Hydrothermal zircons: A tool for ion microprobe U-Pb dating of gold mineralization (Tamlalt-Menhouhou gold deposit - Morocco) // Chem. Geol. 2007. Vol. 245. P. 135-161.