Семинар "Геохимия щелочных пород" 

школы "Щелочной магматизм Земли"-2008

Геохимия изотопов Sr и Nd в породах щелочно-ультраосновных массивов Восточно-Саянской провинции.

Никифоров А.В., Лыхин А.В.

ИГЕМ РАН, Москва

Одной из крупнейших областей распространения щелочно-ультраосновных карбонатитсодержащих комплексов (массивов) является территория Восточного Саяна. Здесь известны Белозиминский, Среднезиминский, Большетагнинский, Жидойский массивы, Монкресовское и Ярминское поле даек ультраосновных-щелочных пород и карбонатитов. В строении рассматриваемых массивов принимают участие разнообразные силикатные, силикатно-карбонатные и карбонатные породы. Изотопный состав Sr и Nd этих пород, известный из литературы (Чернышева и др., 1995; Morikiyo et al., 2000), показал в целом мантийные характеристики, однако разброс составов отдельных пород даже в пределах индивидуальных массивов оказался весьма существенным. Первый из выводов который следует из этих данных говорит о невозможности рассматривания пород настоящих массивов как закрытой системы. Подобная картина с завидным постоянством воспроизводится для пород щелочно-ультраосновных массивов и в других регионах Мира. Причины наблюдаемых различий изотопного состава Sr и Nd в породах обычно связывают с различием их источников или контаминацией посторонним веществом. Решение этих вопросов связано с детальными изотопными исследованиями пород и минералов, первые результаты которых, для пород восточносаянской провинции, и представляются в настоящей работе.

Проводимые исследования направлены на выяснение границ вариаций изотопного состава Sr и Nd пород изученных массивов, установление причин появления аномальных составов и определение гомогенности пород на минеральном уровне. Изотопные исследования проводились в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН. Масс-спектрометрические измерения также выполнялись в лаборатории ИГГД РАН. Изотопные данные пересчитывались на время (U-Pb по цирконам) формирования массивов: Белозиминского √ 643╠4 млн. лет, и Большежидойского √ 632╠2 (Ярмолюк и др., 2005). Для расчетов за время формирование пород других массивов принято значение - 637 млн. лет.

Изотопно-геохимические исследования валовых составов главных разновидностей пород массивов Восточно-Саянской провинции, в том числе частично представленные ранее  (Никифоров, Лыхин, 2006) показали, что за некоторым исключением, по своим изотопным параметрам - 87Sr/86Sr=0.70267-0.70381 и eNd=3.2-5.2 они оказались относительно близкими. Отличным от приведенного диапазона первичный изотопный состав Sr имеют лишь единичные образцы горных пород,  которые  характеризуются, как правило,  высоким отношением 87Rb/86Sr в валовом составе и/или интенсивными вторичными изменениями. Анализ минеральных фракций пироксена из этих пород, показал, что первичное отношение 87Sr/86Sr рассчитанное по этому минералу совпадает или приближено к области валовых составов главных разновидностей пород массивов. В случае с нефелиновым сиенитом Белозиминского массива, первичное отношение 87Sr/86Sr=0.70355╠0.00026 получено по минеральной изохроне √ фракции нефелина, калиевого полевого шпата и смеси этих минералов. Расчетный изохронный возраст (624╠11 Ma, СКВО=0.36) в пределах ошибки совпадает с возрастом, полученным ранее U-Pb методом по циркону из этой же породы, что говорит о корректности расчетных значений первичного изотопного состава стронция.

В породах Белозиминского массива √ мелилитолите, раннем безрудном и рудоносном карбонатите √ проведены изотопно-геохимические исследования апатита и пирохлора. Первичный изотопный состав Sr и Nd минералов и соответствующих валовых составов индивидуальных проб оказался хотя и близким, однако значимо различающимися между собой. Это позволяет говорить о негомогенности пород на минеральном уровне. Такая картина могла получится при разной временной истории образования минералов на фоне изменения состава расплавов. Последнее подтверждается данными изучения расплавных включений из подобных пород (Андреева и др., 2007), которые показывают существенные вариации состава минералообразующей среды даже в пределах одного и того же минерала.

В целом полученные изотопно-геохимические параметры пород массивов Восточно-Саянской провинции показывают, что их источники отвечают относительно неоднородному мантийному резервуару с умеренно деплетированными изотопными характеристиками. Наблюдаемые вариации изотопного состава Sr и Nd в неизмененных разностях пород могут быть связаны либо с контаминацией расплавов коровым материалом, либо с неоднородностью их источника. Учитывая относительно низкий уровень концентраций редкоземельных элементов и стронция во вмещающих породах и высокий в породах щелочных комплексов, вариант, предполагающий начальную негомогенность их источника, более вероятен. Негомогенность источника щелочно-карбонатитовых комплексов пород вполне закономерна, если учитывать общепринятую в настоящее время теорию метасоматического обогащения мантийного резервуара несовместимыми компонентами перед выплавлением щелочных пород и карбонатитов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты 06-05-64841, 06-05-64217).

Литература

Чернышева Е.А., Сандимирова Г.П., Банковская Э.В. и др. Rb-Sr возраст и изотопный состав Sr в щелочных породах дайковой серии карбонатитового комплекса Присаянья // ДАН. 1995. Т. 345. ╧ 3. С. 388-392.

Morikiyo, T., Takano, K., Miyazaki, T., et all. Sr, Nd, C and O isotopic compositions of carbonatite and peralkaline silicate rocks from the Zhidoy complex, Russia: evidence for binary mixing, liquid immiscibility and a heterogeneous depleted mantle source region // Jour.Mineral.Petrol.Sci., vol. 95, 2000, 162-172.

Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Сальникова Е.Б. и др. Позднерифейский рифтогенез и распад Лавразии: данные геохронологических исследований щелочно-ультаосновных комплексов южного обрамления Сибирской платформы // ДАН. 2005, том 404. ╧3. С.400-406

Андреева И.А., Коваленко В.И., Никифоров А.В., Кононкова Н.Н. Состав магм, условия  образования и генезис карбонатсодержащих ийолитов и карбонатитов шелочного карбонатитового комплекса  Белая Зима (Восточный Саян, Россия). // Петрология. 2007, Т. 15, ╧ 6, с. 594-619.


зеркало на сайте "Все о геологии"