Изотопно-геохимические характеристики щелочных гранитов Канозерского массива

Серов П.А., Деленицин А.А., Баянова Т.Б.

Геологический институт КНЦ РАН

Архейские щелочные массивы Кольского полуострова расположены в Кейвском террейне: Понойский, Западно-Кейвский, Сахарьйок и массив Белых Тундр. Длительные процессы архейского внутриплитного щелочного магматизма были продатированы U-Pb методом по циркону и бадделеиту, выделенных из щелочных гранитов, нефелиновых сиенитов и граносиенитов этих массивов и карбонатитов Сиилинъярви (Финляндия). Породы архейской щелочногранитной формации известны и продатированы U-Pb методом по цирконам также из лампрофировых даек Поросозерского массива зоны Колмозеро-Воронья с возрастом 268010 млн. лет (Кудряшов, Петровский, 2000). Интервал формирования архейских щелочногранитных пород определяется длительностью в 140 млн. лет √ от 2.75 млрд.лет до 2.61 млдр. лет. Модельные Sm-Nd данные пород отражают время формирования протолитов от 3.1 млрд. лет до 2.8 млрд. лет со значениями ε_Nd(T) от -2.62 до +0.7. Близкие U-Pb возрасты получены для цирконов из внутриплитных анортозитов Цагинского, Ачинского и Медвежье-Щучьеозерского массивов Кейвской зоны √ от 2.68 млрд. лет до 2.63 млрд. лет. Модельные Sm-Nd возрасты протолитов этих пород имеют более узкий интервал √ от 2.9 млрд. лет до 2.8 млрд. лет и положительные величины ε_Nd(T) от +0.12 до +0.2. На диаграмме ε_Nd-ε_Sr архейские щелочные граниты находятся в поле обогащенной мантии EM-2 (Zozulya et al., 2001). Природа формирования этих щелочных архейских пород, известных на всех континентах Мира (Blitchert-Toft, 1996), рассматривается в рамках плюмовой модели.

Целью исследований являлось Sm-Nd датирование щелочных гранитов Канозерского массива, расположенного в Терском блоке северо-восточной части Балтийского щита, возраст которых раньше считался протерозойским (Пушкарев, 1990). На Sm-Nd датирование была отобрана проба щелочных гранитов Канозерского массива массой около 20 кг. С помощью электромагнитной сепарации и разделения по плотностям в тяжелых жидкостях из пробы были выделены для изотопного анализа минералы метаморфического генезиса √ биотит и титанит.

Измерения изотопного состава и концентраций Sm и Nd проводились на семиканальном масс-спектрометре Finnigan MAT-262 (RPQ) в статическом режиме. Измеренные изотопные отношения Nd были нормализованы по отношению ¹⁴⁸Nd/¹⁴⁴Nd=0.241570, а затем пересчитаны на отношение ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd в стандарте LaJolla=0.511860. Химическая подготовка проб осуществлялась по методике Д.З. Журавлева и др. (1987). За период измерений средние значения по стандартам LaJolla(N11)= 0.511833╠6 (2σ) и JNd1(N44)=0.512074╠8 (2σ). При расчете изохронных зависимостей приняты ошибки воспроизводимости параллельных анализов стандарта LaJolla, равные 0.003% для ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd и 0.3% для ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd по BCR-1. Холостое внутрилабораторное загрязнение по Nd равно 0.3 нг и 0.06 нг по Sm. Расчеты параметров изохрон проводились с использованием программы (Ludwig, 1999).

Новый изотопный U-Pb возраст магматического циркона из щелочных гранитов этого массива равен 266837 млн. лет (Ниткина, 2004). Измеренный новый изохронный Sm-Nd возраст по метаморфогенным минералам и породе в целом из щелочного гранита Канозерского массива равен 192153 млн. лет, ε_Nd= -6.80.3 (рис.1). Полученный возраст интерпретируется как время свекофеннского метаморфизма, наложенного на породы массива и широко распространенного в пределах северо-восточной части Балтийского щита (Митрофанов и др., 1997). Модельный Sm-Nd возраст протолита пород Канозерского массива равен 2.94 млрд. лет и имеет положительное значение ε_Nd(T)= +0.7.

В рамках модели ε_Nd- I_Sr (рис.2) измеренные значения Nd и Sr для всех архейских щелочных гранитов и анортозитов, а также щелочных гранитов Канозерского массива находятся в поле мантийного резервуара EM-2 (Hofmann, 1997).

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ ╧ 04-05-64179, НШ-2305.2003.5 и Гос. контракта ОНЗ РАН-06.