Th-U-Pb-датирование монацита из метаморфических пород иткульской свиты Сысертского метаморфического комплекса (Средний Урал)

Владимир Сергеевич Пономарев; Вера Витальевна Хиллер; Юрий Викторович Ерохин

doi:10.21638/spbu07.2019.209

Авторы

Владимир Сергеевич Пономарев Институт геологии и геохимии УрО РАН, Академика Вонсовского, 15, Екатеринбург Россия, 620016 https://orcid.org/0000-0002-1651-1281
Вера Витальевна Хиллер Институт геологии и геохимии УрО РАН, Академика Вонсовского, 15, Екатеринбург Россия, 620016 https://orcid.org/0000-0001-8491-4958
Юрий Викторович Ерохин Институт геологии и геохимии УрО РАН, Академика Вонсовского, 15, Екатеринбург Россия, 620016 https://orcid.org/0000-0002-0577-5898

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu07.2019.209

Аннотация

Впервые получены данные о возрасте метаморфизма пород иткульской свиты Сысертского метаморфического комплекса методом химического Th-U-Pb датирования. Сысертский комплекс - один из крупнейших метаморфических комплексов Среднего Урала. Вопрос о возрасте субстрата и метаморфизма пород комплекса остается дискуссионным, краткая суть которой сводится к тому, является ли метаморфизм древним докембрийским или палеозойским. Изучались ставролит-гранат-амфибол-хлоритовые породы из Глубочинского месторождения абразивного граната, которое частично отработано несколькими копями. Исследуемые породы имеют порфиробластовую структуру и сложены: хлоритом (клинохлор), амфиболом (натроферрожедрит, натрожедрит), гранатом (Alm_78-65), ставролитом и плагиоклазом (An_4-18). Акцессорные минералы: ильменит, фторапатит и монацит-(Ce). Нами выполнено микрозондовое исследование химического состава монацита и методом химического Th-U-Pb датирования определен его возраст, который варьирует от 273 до 314 млн лет, при средневзвешенном значении 297 ± 12 млн лет и рассчитанной изохроне 293 ± 26 млн лет (СКВО = 0,23). Возраст акцессорного монацита показывает, что образование метаморфических ставролит-гранат-амфибол-хлоритовых пород происходило в ранней перми. Раннепермская датировка для монацита из ставролит-гранат-амфибол-хлоритовых пород иткульской свиты показывает время метаморфизма породы. Полученый результат возраста является одним из наиболее поздних среди опубликованных изотопных данных для метаморфических пород Сысертского комплекса, которые, по всей видимости, фиксировали либо возраст субстрата, либо наложенные тектонические события. Вероятно, образование метаморфических пород в северной части Сысертского метаморфического комплекса происходило на границе пермского и каменноугольного времени в результате мощного термального события.

Ключевые слова:

химическое датирование, монацит, метаморфические породы, иткульская свита, Сысертский метаморфический комплекс, Глубочинское месторождение, Средний Урал

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Литература

Кейльман, Г. А., 1974. Мигматитовые комплексы подвижных поясов. Недра, Москва.

Калугина, Р. Д., Копанев, В. Ф., Стороженко, Е. В., Лукин, В. Г., Степанов, А. Е., Михалева, Е. Н., Рапопорт, М. С., Ильясова, Г. А., Суслов, Д. Л., Шуб, И. З., Михайлов, А. П., Глазырина, Н. С., Герасименко, Б. Н., 2017. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 200 000. 2-е изд. Серия Среднеуральская. Лист O-41-XXXI. Объяснительная записка, Московский филиал ФГБУ «ВСЕГЕИ», Москва.

Королюк, В. Н., 2014. Метрологические характеристики определения свинца в фосфатах редких земель методом электронно-зондового микроанализа, Журнал аналитической химии 66 (11), 1166–1172.

Королюк, В. Н., Нигматулина, Е. Н., 2013. Регистрация Mα-линии свинца в фосфатах редких земель на микроанализаторе JEOL JXA-8100. Журнал аналитической химии 68 (9), 865–872.

Краснобаев, А. А., Ронкин, Ю. Л., Степанов, А. И., Лепихина, О. П., 1978. О возрасте гранитизации и природе субстрата гнейсов Сысертско-Ильменогорского комплекса. Ежегодник-1977, 3–6.

Краснобаев, А. А., Пужаков, Б. А., Петров, В. И., Бушарина, С. В., 2009. Цирконология метаморфитов Кыштымской-Аракульской толщ Сысертско-Ильменогорского комплекса. Ежегодник-2008, 156, 264–268.

Кудрявцев, В. Н., Хмара, А. Я., Костырев, И. М., Романович, И. Ф., Кейльман, Г. А., 1976. Сысертский антофиллит-асбестоносный район, в: Месторождения антофиллит-асбеста СССР / Романович, И. Ф. (под ред.). Недра, Москва, 10–86.

Лаврентьев, Ю. Г., Романенко, И. М., Новиков, М. П., Усова, Л. В., Королюк, В. Н., 2011. Синтетические кристаллы TRPO4 — образцы сравнения при количественном рентгеноспектральном микроанализе редкоземельных минералов. Журнал аналитической химии 66 (9), 947–953.

Мурзин, В. В., Хиллер, В. В., Варламов, Д. А., 2015. Возрастное положение золото-сульфидного оруденения в метагипербазитах Сысертского метаморфического комплекса на Среднем Урале. Литосфера 4, 87–92.

Пономарев, В. С., Хиллер, В. В., 2013. Минералы ряда натрожедрит-натроферрожедрит из ставролит-гранат-плагиоклаз-амфибол-хлоритовых пород Сысертского метаморфического комплекса (Средний Урал). Четырнадцатые Всероссийские научные чтения памяти ильменского минералога В. О. Полякова, 34–38.

Пономарев, В. С., Кувшинский, А. С., 2013. Гранат и ставролит из метаморфических пород Гранатовой копи Сысертского района (Природный парк «Бажовские места», Средний Урал). Вестник Уральского отделения Минералогического общества 10, 83–88.

Пономарев, В. С., Хиллер, В. В., Ерохин, Ю. В., 2017. Th—U—Pb-датирование монацита из кианитовых гнейсов Сысертского метаморфического комплекса (Средний Урал). Вестник ВГУ. Серия: Геология 3, 61–65.

Попова, В. И., Хиллер, В. В., Ерохин, Ю. В., Попов, В. А., 2010. Монациты поздних гранитных пегматитов Ильменских гор: химическое датирование возраста зонально-секториальных кристаллов. Новые данные о минералах 45, 72–78.

Ронкин, Ю. Л., Носков, А. Г., Журавлев, Д. З., 1993. Sm—Nd-изотопная система Сысертского гнейсово-мигматитового комплекса. Ежегодник-1992, 135–139.

Русин, А. И., 2004. Метаморфические комплексы Урала и проблема эволюция метаморфизма в полном цикле развития литосферы подвижных поясов. http://earthpapers.net/metamorficheskiekompleksy-urala-i-problema-evolyutsii-metamorfizma-v-polnom-tsikle-razvitiya-litosferypodvizhnyh-poyaso

Echtler, H. P., Ivanov, K. S., Ronkin, Yu. L., Karsten, L. A., Hetzel, R., Noskov, A. G., 1997. The tectono-metamorphic evolution of gneiss complexes in the Middle Urals, Russia: a reappraisal. Tectonophysics 276, 229–251.

Montel, J.-M., Foret, S., Veschambre, M., Nicollet, C., Provost, A., 1996. Electron microprobe dating of monazite. Chemical Geology 131, 37–53.

Naemura, K., Yokoyama, K., Hirajima, T., Svojtka, M., 2008. Age determination of thorianite in phlogopitebearing spinel-garnet peridotite in the Gfohl Unit, Moldanubian Zone of the Bohemian Massif. Journal Mineralogy Petrology 103, 285–290.

Suzuki, K., Adachi, M., 1991. Precambrian provenance and Silurian metamorphism of the Tsubonosawa paragneiss in the South Kitakami terrain, Northeast Japan, revealed by the chemical Th-U-total Pb isochron ages of monazite, zircon and xenotime. Geochemistry Journal 25, 357–376.

Suzuki, K., Kato, T., 2008. CHIME dating of monazite, xenotime, zircon and polycrase: Protocol, pitfalls and chemical criterion of possibly discordant age data. Gondwana Research 14, 569–586.

References

Echtler, H. P., Ivanov, K. S., RonkinYu. L., Karsten, L. A., Hetzel, R., Noskov, A. G., 1997. The tectono-metamorphic evolution of gneiss complexes in the Middle Urals, Russia: a reappraisal. Tectonophysics 276, 229–251.

Hammarstrom, J. M., Zen, E.-An., 1986. Aluminium in hornblende: an empirical igneous geobarometer American Mineralogist 71 (11/12), 1297–1313.

Keil’man, G. A., 1974. Migmatitovye kompleksy podvizhnykh poiasov [Migmatitic complexes of mobile belts]. Nedra Publ., Mosсow. (In Russian)

Kalugina, R. D., Kopanev, V. F., Storozhenko, E. V., Lukin, V. G., Stepanov, A. E., Mikhaleva, E. N., Rapoport, M. S., Il’iasova, G. A., Suslov, D. L., Shub, I. Z., Mikhailov, A. P., Glazyrina, N. S., Gerasimenko, B. N., 2017. Gosudarstvennaia geologicheskaia karta Rossiiskoi Federatsii. Masshtab 1:200000. Izdanie vtoroe. Seriia Sredneural’skaia. List O-41-XXXI. Ob”iasnitel’naia zapiska [State geological map of the Russian Federation. Scale 1: 200000. Second edition. Series Sredneuralskaya. Sheet O-41-XXXI. Explanatory note]. VSEGEI Publ., Moscow. (In Russian)

Koroliuk, V. N., Nigmatulina, E. N., 2013. Registratsiia Mα-linii svintsa v fosfatakh redkikhzemel’ na mikroanalizatore JEOL JXA-8100[Registration of the Mα-line of lead in rare earth phosphates on the JEOL JXA-8100 microanalyzer]. Zhurnal analiticheskoi khimii [Journal of Analytical Chemistry] 68 (9), 865–872. (In Russian)

Koroliuk, V. N., 2014. Metrologicheskie kharakteristiki opredeleniia svintsa v fosfatakh redkikh zemel’ metodom elektronno-zondovogo mikroanaliza [Metrological characteristics of the determination of lead in phosphates of rare earths by the method of electron-probe microanalysis]. Zhurnal analiticheskoi khimii [Journal of Analytical Chemistry] 66 (11), 1166–1172. (In Russian)

Krasnobaev, A. A., Ronkin, Iu. L., Stepanov, A. I., Lepikhina, O. P., 1978. O vozraste granitizatsii i prirode substrata gneisov Sysertsko-Il’menogorskogo kompleksa [On the age of granitization and the nature of the gneiss substrate of the Sysert-Ilmenogorsky complex]. Ezhegodnik-1977 [Yearbook-1977], 3–6. (In Russian)

Krasnobaev, A. A., Puzhakov, B. A., Petrov, V. I., Busharina, S. V., 2009. Tsirkonologiia metamorfitov Kyshtymskoi-Arakul’skoi tolshch Sysertsko-Il’menogorskogo kompleksa [Zirconology of metamorphites of the Kyshtym-Arakul thickness of the Sysert-Ilmenogorsky complex]. Ezhegodnik-2008 [Yearbook-2008] 156, 264–268. (In Russian)

Kudriavtsev, V. N., Khmara, A. Ia., Kostyrev, I. M., Romanovich, I. F., Keil’man, G. A., 1976. Sysertskii antofillit-asbestonosnyi raion[Sysert anthophyllite-asbestos region], in: Mestorozhdeniia antofillit-asbesta SSSR [Deposits of anthophyllite-asbestos of the USSR] / Romanovich, I. F. (ed.). Nedra Publ., Moscow, 10–86. (In Russian)

Lavrent’ev, Iu. G., Romanenko, I. M., Novikov, M. P., Usova, L. V., Koroliuk, V. N., 2011. Sinteticheskie kristally TRPO4 — obraztsy sravneniia pri kolichestvennom rentgenospektral’nom mikroanalize redkozemel’nykh mineralov [Synthetic TRPO4 crystals-comparison samples for quantitative X-ray microanalysis of rare-earth minerals]. Zhurnal analiticheskoi khimii [Journal of Analytical Chemistry] 66 (9), 947–953. (In Russian)

Murzin, V. V., Khiller, V. V., Varlamov, D. A., 2015. Vozrastnoe polozhenie zoloto-sul’fidnogo orudeneniia v metagiperbazitakh Sysertskogo metamorficheskogo kompleksa na Srednem Urale [Age position of gold-sulfide mineralization in metaultrabasites of the Sysert metamorphic complex in the Middle Urals]. Litosfera [Lithosphere] 4, 87–92. (In Russian)

Montel, J.-M., Foret, S., Veschambre, M., Nicollet, C., Provost, A., 1996. Electron microprobe dating of monazite. Chemical Geology 131, 37–53.

Naemura, K., Yokoyama, K., Hirajima, T., Svojtka, M., 2008. Age determination of thorianite in phlogopitebearing spinel-garnet peridotite in the Gfohl Unit, Moldanubian Zone of the Bohemian Massif. Journal Mineralogy Petrology 103, 285–290.

Ponomarev, V. S., Khiller, V. V., 2013. Mineraly riada natrozhedrit-natroferrozhedrit iz stavrolit-granat-plagioklaz-amfibol-khloritovykh porod Sysertskogo metamorficheskogo kompleksa (Srednii Ural) [Minerals of a number ofsodic-gedrite-sodic-ferrogedrite from staurolite-garnet-plagioclase-amphibolechlorite rocks of the Sysert metamorphic complex (Middle Urals)]. Chetyrnadtsatye Vserossiiskie nauchnye chteniia pamiati il’menskogo mineraloga V. O. Poliakova [Fourteenth All-Russian scientific readings in memory of the Ilmen mineralogist V. O. Polyakov], 34–38. (In Russian)

Ponomarev, V. S., Kuvshinskii, A. S., 2013. Granat I stavrolit iz metamorficheskikh porod Granatovoi kopi Sysertskogo raiona (Prirodnyi park «Bazhovskie mesta», Srednii Ural) [Garnet and staurolite from metamorphic rocks of the Garnet mine of the Sysert District (Natural Park “Bazhov Places”, Middle Urals)]. Vestnik Ural’skogo otdeleniia Mineralogicheskogo obshchestva [Bulletin of the Ural Branch of the Mineralogical Society] 10, 83–88. (In Russian)

Ponomarev, V. S., Khiller, V. V., Erokhin, Iu. V., 2017. Th—U—Pb-datirovanie monatsitaizkianitovykhgneisov Sysertskogo metamorficheskogo kompleksa (Srednii Ural) [Th—U—Pb-dating of monazite from the kyanite gneisses of the Sysert Metamorphic Complex (Middle Urals)]. Vestnik VGU. Seriia: Geologiia [Bulletin of the VSU. Series: Geology] 3, 61–65. (In Russian)

Popova, V. I., Khiller, V. V., Erokhin, Iu. V., Popov, V. A., 2010. Monatsity pozdnikh granitnykh pegmatitov Il’menskikh gor: khimicheskoe datirovanie vozrasta zonal’no-sektorial’nykh kristallov [Mozites of the late granitic pegmatites of the Ilmen mountains: chemical dating of the age of zonal sectorial crystals]. Novye dannye o mineralakh [New data on minerals] 45, 72–78. (In Russian)

Ronkin, Iu. L., Noskov, A. G., Zhuravlev, D. Z., 1993. Sm—Nd izotopnaia sistema Sysertskogo gneisovo-migmatitovogo kompleksa [Sm—Nd isotope system of the Sysert gneiss-migmatite complex]. Ezhegodnik-1992 [Yearbook-1992], 135–139. (In Russian)

Rusin, A. I., 2004. Metamorficheskie kompleksy Urala I problema evoliutsii metamorfizma v polnom tsikle razvitiia litosfery podvizhnykh poiasov [Metamorphic complexes of the Urals and the problem of the evolution of metamorphism in the full cycle of development of the lithosphere of mobile belts]. http://earthpapers.net/metamorficheskiekompleksy-urala-i-problema-evolyutsii-metamorfizma-v-polnom-tsikle-razvitiya-litosferypodvizhnyh-poyaso. (In Russian)

Suzuki, K., Adachi, M., 1991. Precambrian provenance and Silurian metamorphism of the Tsubonosawa paragneiss in the South Kitakami terrain, Northeast Japan, revealed by the chemical Th—U-total Pb isochron ages of monazite, zircon and xenotime. Geochemistry Journal 25, 357–376.

Suzuki, K., Kato, T., 2008. CHIME dating of monazite, xenotime, zircon and polycrase: Protocol, pitfalls and chemical criterion of possibly discordant age data. Gondwana Research 14, 569–586.