CC BY
8
Vestnik IG Komi SC UB RAS, July, 2019 г., № 7
комментарии рецензента к статье в. с. цыганко
«Возраст верхней части девонской туфогенной Толщи Среднего Тимана (р. Пижма) по результатам U-Pb ^Щ-датирования цирконов»
А. А. Соболева
Институт геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар
t v. s. Tsyganko article
«Age of the upper part of the devonian tuffogeneous unit from the Middle Timan (the Pizhma river) according to the results of U-Pb (SIMS)-zircon dating»
A. A. Soboleva
Institute of Geology FRC Komi SC UB RAS, Syktyvkar
Важной особенностью девонских отложений Тимана является приуроченность к ним вулканитов базальтового состава, относимых к трапповой формации, связываемой с деятельностью девонского мантийного плюма [1]. В статье В. С. Цыганко приведены первые результаты U-Pb (SIMS)-датирования магматических цирконов из песчанистых туфов и туффитов валсовской и устьчиркинской свит Среднего Тимана. Результаты, несомненно, очень ценные, и в связи с этим мне как рецензенту данной статьи хочется сделать некоторые комментарии и более подробно осветить часть работы, касающуюся полученных геохронологических данных.
1. Первым важным моментом является то, что изученные цирконы были с очень большой долей вероятности магматическими. Об этом свидетельствуют их морфология и внутреннее строение. Цирконы из «песчанистых туфов» нижней части валсовской свиты (обр. 243) и из «песчаников с примесью туфов» устьчиркинской свиты (обр. 230) представлены идио-морфными бипирамидально-призматическими кристаллами. Катодолюминесцентные изображения зерен (рис. 4 статьи) демонстрируют четкую тонкую ос-цилляционную зональность роста. Все эти признаки свидетельствуют о том, что кристаллы циркона имеют, вероятнее всего, магматический генезис. Все, за исключением одного, зерна с девонскими и ранне -каменноугольными возрастами сильно удлиненные и не содержат детритовых ядер, что типично для цирконов, кристаллизовавшихся в высокотемпературном базальтовом расплаве. Два зерна из обр. 230 (зерна 3.1 и 4.1) ранневендского и раннекембрийского возраста отличаются от остальных цирконов меньшим удлинением и более контрастной осцилляцион-ной зональностью. Такие формы зерен часто бывают у цирконов из кислых или средних магматических пород. На катодолюминесцентном изображении зерна 4.1 видно, что в центральной части зерна присутствует темное ядро эллипсовидной формы, возможно детритовое.
2. Более детальное рассмотрение результатов датирования (табл. 1 и рис. 5 статьи) позволяет увидеть, насколько представительны сделанные датировки и, соответственно, насколько обоснованы сделанные по ним выводы.
Видно, что в обоих образцах есть разброс индивидуальных возрастов — 60 млн лет в обр. 243 и 28 млн лет в обр. 230. При этом максимальное количество датировок цирконов из пород валсовской свиты приходится на ~375 млн лет, а из пород устьчиркинской свиты — на ~372 млн лет (рис. 1). Как интерпретировать полученные результаты? Возрастные вероятностные максимумы, скорее всего, отражают время проявления базальтового магматизма, в результате которого образовались расплавы, из которых кристаллизовались цирконы. Нет оснований предполагать нарушение U-Pb-изотопной системы, так как полученные датировки практически конкордантны.
Рис. 1. Гистограмма и график плотности вероятности U-Pb-изотопных возрастов цирконов из песчанистых туфов валсовской свиты (обр. 243) и песчаников с примесью туфового материала устьчиркинской свиты (обр. 230). Нанесены данные только для цирконов с девонскими возрастами
Fig. 1. Histogram and probability density plot of U-Pb isotope ages of zircons from sandy tuffs of the Valsovskaya Formation (sample 243) and from tuffaceous sandstones of the Ust'chirkinskaya Formation (sample 230). The data are shown only for zircons with Devonian ages
ВесТНик ИГ Коми НЦ УрО РАН, июль, 2019 г., № 7
Полученные данные не дают основания думать, что рассчитанные конкордантные возрасты являются омоложенными, как считает автор статьи. Он полагает, что «одной из возможных причин существенного омоложения конкордантного возраста является растянутый во времени процесс формирования самих кристаллов цирконов в результате значительной продолжительности процесса остывания эффузивов и вмещающих их пород». Здесь можно возразить, что процесс остывания эффузивных базальтов и тем более частиц базальтового расплава, попадающих в теф-ру, происходит очень быстро. Как известно по современным базальтовым извержениям, время остывания базальтового потока, в зависимости от его мощности, составляет от 1—2 месяцев до нескольких лет, а мелкие частички расплава, выброшенные в воздух, затвердевают уже на лету. Цирконы же кристаллизуются в расплаве одними из первых. Можно предположить, что в рассматриваемые песчаники попадал вулканический материал из разных извержений, но это только еще больше «омолодит» эти породы, так как наиболее молодые зерна циркона из рассматриваемых образцов имеют раннекаменноугольный возраст.
3. При написании статьи автор использовал Международную хроностратиграфическую шкалу 2008 г., согласно которой рубеж живетского и фран-ского веков — 385.3 ± 2.6 млн лет, а франского и фа-менского веков — 374.5 ± 2.6 млн. лет. В более позднем варианте этой шкалы (V. 2018/8) [2] приводятся уточненные границы — 382.7 ± 1.6 и 372.2 ± 1.6 млн лет, но это не меняет получившейся картины: средневзвешенный конкордантный возраст цирконов из пород валсовской свиты — среднефранский, а из пород устьчиркинской свиты — соответствует границе франского и фаменского веков. Однако достаточно большая погрешность в определении возраста цирконов, охватывающая интервал от конца живетско-го до середины фаменского века (рис. 2), позволяет только говорить о том, что наиболее вероятным временем накопления осадочных толщ, содержащих примесь синхронно образующегося вулканического материала, является поздний девон. Полученные «магматические» возрасты, конечно, нуждаются в проверке и подтверждении, но они и являются возможным поводом к пересмотру возраста девонских свит Среднего Тимана. Если же рассматривать их как возраст кристаллизации базальтов, то мы получаем время, когда на Тимане активно действовал мантийный плюм.
4. Единичные цирконы с более древними возрастами — 1063 ± 23 млн лет в пробе 243, 580 ± 12 и 530 ± 12 млн лет в обр. 230 — могут свидетельствовать о наличии в песчанистых туфах устьчиркинской свиты помимо пирокластики примеси обломочного материала из других источников. Такими источниками могли быть верхнерифейские обломочные породы, сформировавшиеся на пассивной окраине Балтики, и магматические образования тиманид.
Рис. 2. Цирконовые датировки туфогенных прослоев на хроностратиграфической шкале [2]
Fig. 2. Zircon dating of tufogenic interlayers on the chronostrati-graphic scale [2]
В целом, представленные в статье новые данные представляют большой интерес и свидетельствуют о перспективности изотопно-геохронологических исследований вулканогенных прослоев в девонских осадочных породах Тимана. Разногласия в интерпретации полученных возрастов, возможно, исчезнут после проведения работ такого рода.
Литература
1. Пучков В. Н. Плюмы в истории Урала // Бюллетень МОИП. Отдел геологический. 2013. V. 88. № 4. С. 64—73.
2. Cohen K. M., Finney S. C., Gibbard P. L. & Fan, J.-X. The ICS International Chronostratigraphic Chart. // Episodes. Vol. 36 (2013; updated). P. 199—204. URL: http://www.stratig-raphy.org/ICSchart/ChronostratChart2018-08.pdf.
References
1. Puchkov V. N. Plyumy v istorii Urala (Plumes in the history of the Urals). Bulletin' MOIP. Geological Department. 2013, V. 88, No. 4, pp. 64—73.
2. Cohen, K. M., Finney, S. C., Gibbard, P. L. & Fan, J.-X. The ICS International Chronostratigraphic Chart. Episodes. V. 36, 2013; updated, pp. 199—204. Available at: http://www. stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2018-08.pdf.
