CC BY
40
УДК 551.71:551.72:550.93(470.55/.57)
Ал.В. Тевелев1, И.А. Кошелева2, Арк.В. Тевелев3, А.О. Хотылев4, В.М. Мосейчук5, В.И. Петров6
НОВЫЕ ДАННЫЕ ОБ ИЗОТОПНОМ ВОЗРАСТЕ ТАРАТАШСКОГО И АЛЕКСАНДРОВСКОГО МЕТАМОРФИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ (ЮЖНЫЙ УРАЛ)
Приведены новые изотопные датировки метаморфических пород тараташского и александровского комплексов, а также обобщены все имеющиеся изотопные датировки пород этих комплексов. Установлено, что возраст стратифицированной части тараташского комплекса позднеархейский—раннепротерозойский (>2000 млн лет), а возраст плутонических пород, ассоциирующих с ним, раннепротерозойский, что примерно соответствует возрасту мигматитов тараташского комплекса. Тараташский и александровский комплексы, скорее всего, возрастные аналоги.
Ключевые слова: архей, протерозой, изотопный возраст, Южный Урал, метаморфизм.
We represent in the paper the new data on isotopic dating of metamorphic rocks of the South Uralian Taratash and Alexandrovka complexes, and also all available isotopic data on those rocks. We suggest that age of stratified part of the Taratash complex should be considered as the Late Archean — Early Proterozoic (>2000 My), and the age of associated magmatic rocks as the Early Proterozoic (2050+10 My) that correspond approximately to age of migmatite bodies of the Taratash complex. The Taratash and Alexandrovka complexes are likely of the same age.
Key words: Archean, Proterozoic, isotopic dating, metamorphism, South Ural.
Введение. Тараташский метаморфический комплекс слагает одноименный «выступ» кристаллического фундамента Восточно-Европейской платформы, расположенный на западном склоне Южного Урала, севернее г. Златоуст. Тараташский комплекс сложен двупироксеновыми кристаллическими сланцами, амфиболитами по этим сланцам, гиперстеновыми плагиогнейсами (эндербитами) с телами метауль-трамафитов, а также мигматитами, биотитовыми гнейсами с гранатом, силлиманитом, кордиеритом и графитом с прослоями кварцитов, графитистых и магнетитовых кварцитов. Кроме того, со стратифицированными образованиями тараташского метаморфического комплекса ассоциированы разнообразные метаплутонические породы от метагабброидов до ме-талейкогранитов. Александровский метаморфический комплекс, выходящий узкой полосой юго-восточнее Тараташского выступа, обычно рассматривается как более молодой самостоятельный таксон, он сложен гнейсами, амфиболитами и кристаллическими сланцами, реже мигматитами, с которыми связаны метагранитоиды. Вместе с тем в последнее время появляется все больше фактов, позволяющих гово-
рить о том, что эти комплексы могут слагать единую серию.
Проблема возраста тараташского и александровского комплексов. В настоящее время официально признанным возрастом тараташского комплекса считается архейский, а александровского — раннепротерозойский [Легенда..., 2009]. Однако в последние годы разными исследователями получено большое количество изотопных датировок пород тараташско-го метаморфического комплекса и связанных с ним образований, причем новые данные не всегда соответствуют этим представлениям. Преимущественно это и/РЬ-датировки по цирконам, выполненные по методике 8НЫМР-П, но есть и единичные определения, сделанные ЯЬ/8г-изохронным методом, а также определения 40Аг/39Аг. Кроме датировок пород собственно тараташского комплекса в общий список можно включить датировки детритовых цирконов из терригенных пород айской свиты и цирконов из гранитоидов, слагающих гальки конгломератов айской свиты.
Проблема определения возраста тараташского комплекса вытекает не только из существенного
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, профессор, докт. геол.-минерал. н.; e-mail: atevelev@rambler.ru
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, вед. инженер, канд. геол.-минерал. н.; e-mail: foxalbit@rambler.ru
3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, профессор, докт. геол.-минерал. н.; e-mail: arctevelev@rambler.ru
4 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, магистрант; e-mail: akhotylev@gmail.com
5 ООО НТПП «ГЕОПОИСК», генеральный директор; e-mail: geopoisk2004@mail.ru
6 ОАО «Челябинскгеосъемка», вед. геолог, канд. геол.-минерал. н.; e-mail: chelgeo@yandex.ru
Рис. 1
Катодолюминесцентные фото цирконов из меланократовых двупироксеновых плагиосланцев тараташского комплекса с точками
замеров (проба С-14-749)
разброса датировок (почти в 2 млрд лет!), но и из неопределенности термина «возраст метаморфического комплекса». Считать ли таковым возраст протолита или метаморфизма и какого метаморфизма при его многократном проявлении? Ответ на эти вопросы имеет принципиальное значение для изображения метаморфических комплексов на геологических картах и схемах корреляции.
Точки зрения геологов по этому поводу сильно разнятся, но и инструкции на эти вопросы четкого ответа не дают. Так, в последней инструкции ВСЕГЕИ указывается: «Возраст... метаморфических... комплексов... обосновывается их пространственно-временными соотношениями с датированными различными методами вмещающими, перекрывающими и прорывающими образованиями, а также изотопно-
Таблица 1
Точка замера 206РЬС, % и, ррт ТЬ, ррт 232ТЬ 238и 206РЬ*, ррт 2|(бРЬ 238и, возраст, млн лет +1с 2о7РЬ 206РЬ, возраст, млн лет +1с D, % 238и ±% 2°7РЬ* ±% 207РЬ* ±% 206РЬ* 238и ±% Мо
206РЬ* 206РЬ* 235и
1.1 0,07 826 458 0,57 257 1991 ±11 2047 ±8 3 2,763 0,61 0,12628 0,48 6,30 0,78 0,3618 0,61 0,790
1.2 0,21 315 62 0,20 101 2034 ±13 2062 ±17 1 2,694 0,73 0,1273 0,99 6,514 1,2 0,371 0,73 0,594
2.1 0,04 742 362 0,50 227 1966 ±11 2045 ±8 4 2,804 0,63 0,12612 0,48 6,201 0,79 0,3566 0,63 0,792
2.2 0,08 276 72 0,27 85,5 1982 ±13 2046 ±14 3 2,777 0,75 0,1262 0,81 6,265 1,1 0,36 0,75 0,681
3.1 0,02 1566 1095 0,72 486 1988 ±10 2046 ±7 3 2,767 0,6 0,12623 0,42 6,289 0,74 0,3613 0,6 0,818
4.1 0,04 192 72 0,39 60,4 2006 ±14 2042 ±19 2 2,738 0,84 0,1259 1,1 6,34 1,4 0,3651 0,84 0,618
5.1 0,11 403 120 0,31 125 1985 ±13 2073 ±15 4 2,772 0,74 0,1282 0,82 6,372 1,1 0,3606 0,74 0,670
6.1 0,05 288 56 0,20 92,8 2051 ±13 2047 ±15 0 2,669 0,73 0,1263 0,86 6,525 1,1 0,3747 0,73 0,645
7.1 0,22 671 260 0,40 209 1988 ±11 2044 ±12 3 2,767 0,64 0,12606 0,7 6,279 0,95 0,3613 0,64 0,671
8.1 0,02 644 280 0,45 199 1979 ±13 2047 ±10 3 2,783 0,77 0,12631 0,59 6,257 0,97 0,3593 0,77 0,791
8.2 0,00 285 97 0,35 87,6 1974 ±16 2061 ±16 4 2,792 0,94 0,1273 0,89 6,287 1,3 0,3582 0,94 0,725
9.1 0,04 804 492 0,63 250 1990 ±11 2043 ±9 3 2,764 0,64 0,126 0,54 6,284 0,84 0,3617 0,64 0,765
9.2 0,08 381 89 0,24 120 2011 ±13 2047 ±14 2 2,732 0,73 0,1263 0,82 6,374 1,1 0,366 0,73 0,663
10.1 0,05 642 227 0,37 202 2009 ±11 2039 ±11 1 2,734 0,65 0,1257 0,6 6,339 0,89 0,3657 0,65 0,735
10.2 0,05 194 71 0,38 62,8 2061 ±17 2040 ±18 -1 2,654 0,96 0,1258 1 6,533 1,4 0,3768 0,96 0,685
11.1 0,04 632 293 0,48 195 1978 ±11 2053 ±11 4 2,784 0,65 0,12672 0,6 6,275 0,88 0,3592 0,65 0,737
11.2 0,05 205 70 0,35 66,9 2074 ±15 2037 ±23 -2 2,635 0,83 0,1256 1,3 6,57 1,5 0,3794 0,83 0,539
12.1 0,05 535 266 0,51 171 2034 ±12 2058 ±11 1 2,695 0,66 0,12705 0,64 6,499 0,92 0,371 0,66 0,719
13.1 0,06 509 254 0,51 157 1980 ±13 2059 ±12 4 2,782 0,77 0,12718 0,66 6,303 1 0,3594 0,77 0,758
13.2 0,05 264 73 0,29 82,8 2008 ±15 2067 ±16 3 2,736 0,89 0,1277 0,91 6,436 1,3 0,3654 0,89 0,697
Примечания. РЬС — нерадиогенный свинец; РЬ* — радиогенный свинец; (1) — скорректировано по 204РЬ; D — дискордантность; ррт — г/т; КЬо — коэффициент корреляции отношений РЬ/235и — 206РЬ/ и.
Таблица 2
Измеренные изотопные характеристики цирконов из гнейсов тараташского комплекса (проба С-14-749)*
Точка замера 206РЬС, % и, ррт ТЬ, ррт 232ТЬ 238и 206РЬ*, ррт ^РЬ 238и, возраст, млн лет +1с 207РЬ 206РЬ, возраст, млн лет +1с D, % 2(1и 206РЬ* ±% 207РЬ* 206РЬ* ±% 20(,РЬ* 235и ±% 24Ь* 238и ±% Мо
1.1 0,04 482 599 1,29 157 2072 ±14 2068 ±12 0 2,637 0,77 0,1278 0,66 6,681 1 0,3791 0,77 0,758
2.1 0,02 1312 724 0,57 425 2063 ±12 2067 ±8 0 2,652 0,67 0,1278 0,43 6,643 0,8 0,3771 0,67 0,842
2.2 0,03 507 534 1,09 163 2046 ±14 2052 ±12 0 2,677 0,77 0,1266 0,66 6,522 1 0,3736 0,77 0,759
3.1 0,00 127 136 1,10 40 2030 ±20 2032 ±22 0 2,701 1,10 0,1253 1,3 6,390 1,7 0,3702 1,10 0,667
4.1 0,05 446 531 1,23 145 2073 ±14 2060 ±13 -1 2,636 0,80 0,1272 0,76 6,652 1,1 0,3793 0,80 0,726
5.1 0,09 253 278 1,13 83 2071 ±16 2065 ±17 0 2,639 0,91 0,1276 0,96 6,667 1,3 0,3789 0,91 0,686
6.1 0,00 471 786 1,72 151 2048 ±15 2062 ±15 1 2,674 0,83 0,1273 0,83 6,567 1,2 0,3740 0,83 0,706
7.1 0,08 208 260 1,29 68 2062 ±18 2060 ±22 0 2,652 1,00 0,1272 1,3 6,610 1,6 0,3770 1,00 0,630
8.1 0,06 234 274 1,21 75 2042 ±17 2058 ±21 1 2,683 0,99 0,1271 1,2 6,532 1,5 0,3727 0,99 0,647
9.1 0,16 93 59 0,66 30 2038 ±24 2045 ±34 0 2,688 1,40 0,1262 1,9 6,470 2,4 0,3718 1,40 0,578
* См. примечания к табл. 1.
Измеренные изотопные характеристики цирконов из двупироксеновых плагиосланцев тараташского комплекса (проба С-14-749)
геохронологическими и палео-магнитными определениями» [Методическое..., 2010, с. 23].
Петрографический кодекс тоже не вносит ясности в этот вопрос. Рекомендация к статье Х.3 (гл. Х) о корреляции петрографических подразделений гласит: «В случае возможности восстановить природу протолита комплекса сопоставление проводится по протолиту, а время проявления метаморфизма не коррелируется. Комплексы с неясной или недостаточно ясной природой протолита кор-релируются по их структурно-вещественным признакам на уровне минеральных ассоциаций горных пород. Радиологические определения остаются. единственным основанием для возрастных сопоставлений.» [Петрографический., 2008, с. 93—94]. То есть, если протолит неясен, метаморфические комплексы надо сопоставлять (датировать) по возрасту метаморфизма.
Фактический материал. В сводной таблице изотопных возрастов М.А. Гаррис [Таблица., 2013] приведено более 30 изотопных определений возраста различных пород тараташского комплекса: 15 определений К/Аг-методом, 9 датировок цирконов и/РЬ-, РЪ/РЪ- и РЬ/ТИ-методами, а также 7 датировок Rb/Sr-методом. К сожалению, подавляющее количество определений сделано до 1970 г., а несколько до 1980 г., т.е. 35—45 лет назад, тем не менее на эти данные стоит обратить внимание. Датировки цирконов (и/РЬ/ТИ) из метагранитоидов Шигирского и Тагаякского массивов и района пос. Куватал дают разброс от 2225 до 2390 млн лет, а по цирконам из прорываемых ими гнейсов — от 2000 до 1915 млн лет, что трудно объяснить. Согласно Rb/Sr-датировкам, изотопный возраст гнейсов и секущих их тел мета-диоритов и метагранодиоритов отличается несильно. Заметим, что все полученные в те годы датировки ограничены ранним протерозоем.
В последнее время с развитием современных методик определения изотопного возраста, а также с появлением новых данных о возрасте комплексов фундамента Восточно-Европейской платформы интерес к тараташскому комплексу возрос. Все известные более или менее новые датировки можно разделить на несколько групп по объектам исследования. В первую группу попадают датировки метаморфитов тараташ-ского стратифицированного комплекса: 3504+210 {1}7, 2461+36 {2}, 2020+17 {3} млн лет — г. Шигир, гранули-
Рис. 3. Диаграмма с дискордией для цирконов меланократовых двупироксеновых плагиосланцев тараташского комплекса (проба С-14-749)
ты; 2055+45 {4}, 2052+41 {5} млн лет — гнейсы; (и/РЬ по цирконам [Ронкин и др., 2012]); 2915+155 {6} млн лет — г. Лысая, двупироксеновые кристалло-сланцы (и/РЬ по цирконам [Краснобаев и др., 2005]); 2210+22 {7}, 2052+16 {8} млн лет — г. Бильдиш, парагнейсы (и/РЬ по монацитам [Ронкин и др., 2012]); 2037,2+16 {9} млн лет — железистые кварциты (и/РЬ по цирконам [Краснобаев и др., 2011]); 2049+5,2 {10}; 1540+50 {11} млн лет — метапилиты (Rb—Sr-изохрона [Пучков, 2010]); 2792+86 {12} млн лет — гранули-ты (и/РЬ по цирконам [Краснобаев и др., 2011]); 1848+8,1 {13} млн лет — гнейсы (и/РЬ по цирконам [Синдерн и др., 2006]); 1800,8+2,6 {14} млн лет — афиболиты (Rb—Sr-изохрона [Ронкин и др., 2012]); 2049,0+5,2 {15}, 2059+7 {16} млн лет — метаморфиты куватальской свиты (и/РЬ по цирконам).
Последние две датировки получены нами (анализы выполнены в ЦИИ ВСЕГЕИ на приборе SHRIMP-II по стандартной методике) из проб миг-матизированных меланократовых двупироксеновых плагиосланцев (С-014-749) и гнейсов (С-014-1397) куватальской свиты тараташского комплекса, взятых из керна скважины 14 с глубины 749 и 1397 м. Цирконы имеют существенно разную морфологию: в пробе С-014-749 они короткопризматические, сла-босглаженные, с тонкой, реже грубой зональностью (рис. 1), а в пробе С-014-1397 — оскольчатые, с плохо выраженной зональностью (рис. 2). Тем не менее для них получены практически одинаковые изотопные датировки — для первой пробы дискордантный возраст составил 2049+5,2 млн лет (табл. 1; рис. 3),
Цифры в фигурных скобках соответствуют цифрам на диаграмме распределения датировок (см. рис. 14).
Рис. 4. Диаграмма с конкордией для цирконов из гнейсов тараташского комплекса
(проба С-14-1397)
а для второй конкордантный возраст 2059+7 млн лет (табл. 2; рис. 4).
Несколько меньше данных (вторая группа) для ортометаморфитов тараташского и ассоциированных с ним комплексов: 2345+5 {17} млн лет — г. Тураташ, лейкограниты (U/Pb по цирконам [Ронкин и др., 2012]); 2344+29 {18} млн лет — г. Тураташ, граниты [Синдерн и др., 2006]; 2231+23 {19}, 2063+15 {20}, 2057+18 {21}, 2064+27 {22} и 2073+47 {23} млн лет — метагранитоиды (U/Pb по монацитам); 1336+25 {24} млн лет — гнейсы (Ar/Ar по мусковиту [Ронкин и др., 2012]).
Поскольку датировки различаются на 300 млн лет, мы дополнительно изучили цирконы из мета-гранитоидов г. Тураташ. Изучались цирконы рого-вообманковых метагранодиоритов с повышенной щелочностью (образцы 1010 и 4001/4). Проба 1010 на 55—60% состоит из плагиоклаза с неясно выраженным двойникованием. Размер зерен до 1—2 мм. Амфибол и биотит составляют не более 25—30% (примерно поровну), они расположены между лейстами плагиоклаза. Около 10% составляют зерна кварца, локализованные в интерстициях лейст плагиоклаза. Мелкие агрегаты этих минералов — результат катаклаза — создают полоски, обволакивающие крупные массы основных минералов. Зерна циркона8 коричневатые, длиннопризматические, мутные и полупрозрачные, реже прозрачные, представлены кристаллами и их обломками. В режиме катодолюминесценции видны следы грубой зональности, большинство зерен темные до черных в центральных частях и более светлые в
краевых. Конкордантный возраст (и/РЬ) составляет 2041,5+8,0 {25} млн лет.
Образец 4001/4 сложен ксе-номорфными, реже идиоморф-ными таблитчатыми зернами сильноизмененных полевых шпатов размером до 1 мм. В центральных частях зерен иногда видны участки с параллельным (плагиоклаз) или шахматным (калиево-натриевый полевой шпат) двойникова-нием. Реликты темноцветных минералов имеют примерно такой же размер, сильно хлори-тизированы. Структура породы гранитовая, участками монцо-нитовая. Порода несет явные следы катаклаза.
Примерно половина зерен циркона имеет вишнево-коричневый цвет, они представлены полупрозрачными и мутными длиннопризматическими кристаллами и их обломками. В режиме катодолюминесценции зерен видна грубая зональность или ее следы, а местами еще и следы секториальной зональности. Другая половина зерен циркона имеет бело-коричневый, бело-рыжий цвет, это мутные, умеренно- и длиннопризматические кристаллы и их обломки. В режиме катодолюминес-ценции зерна носят следы пятнистой зональности. Для всех зерен построена дискордия с верхним пересечением 2051+14 {26} млн лет.
Таким образом, полученные нами и/РЬ-да-тировки цирконов метагранитоидов г. Тураташ противоречат приведенным выше, но в пределах ошибки совпадают с последней группой датировок метагранитоидов других массивов.
Кроме того, для образца 1010 в ИГМ СО РАН выполнено датирование 40Ат/39Ат-методом (аналитик А.В. Травин). Исследования проводились по методике, описанной в [Травин и др., 2009]. Минеральные фракции для исследований были завернуты в алюминиевую фольгу и запаяны после дегазации в кварцевых ампулах. Облучение проводилось в кадми-рованном канале исследовательского реактора ФТИ ТПУ (г. Томск). В качестве эталонов использованы навески стандартных образцов биотита МСА-11 и ЬР-6, нейтронный градиент не превышал 0,5% на размере образца. Эксперименты по ступенчатому прогреву проводились в кварцевом реакторе с печью внешнего прогрева. Изотопный состав аргона измеряли на масс-спектрометре «М1сгота88 5400». Холостой опыт установки ступенчатого прогрева по 40Аг не превышал «10-10 нсм3.
8 Здесь и далее описание цирконов выполнено О.В. Вакуленко (ВСЕГЕИ).
Таблица 3
Измеренные изотопные характеристики цирконов из валуна гранитов конгломератов айской свиты (проба М-1588)*
Точка замера 206Pbc, % U, ppm Th, ppm 206Pb*, ppm 22 Л 2o6Pb 238U, возраст, млн лет +1c 2o(iPb 206Pb, возраст, млн лет +1c D, % 238U 206Pb* ±% 207Pb* 206Pb* ±% 20<?Pb* 235U ±% 24V 238U ±% Rho
3.1 0,11 2239 10777 315 4,97 979 +31 1200 + 17 +20 6,10 3,4 0,0801 0,9 1,811 3,5 0,1640 3,4 1,0
9.1 0,03 4153 279 716 0,07 1179 + 10 1491 +19 +23 4,98 1,0 0,0932 1,0 2,577 1,4 0,2006 1,0 0,7
8.1RE 0,05 2153 73 406 0,04 1278 + 11 1585 +25 +21 4,56 1,0 0,0979 1,3 2,960 1,7 0,2193 1,0 0,6
6.1 0,04 2320 185 467 0,08 1358 + 12 1696 + 15 +22 4,26 1,0 0,1040 0,8 3,361 1,3 0,2345 1,0 0,8
10.1 0,02 2162 81 449 0,04 1396 + 12 1702 + 10 +20 4,14 1,0 0,1043 0,5 3,478 1,1 0,2418 1,0 0,9
5.1 — 2108 637 472 0,31 1493 + 13 1759 +7 + 17 3,84 1,0 0,1076 0,4 3,866 1,0 0,2607 1,0 0,9
1.1 0,00 1739 98 418 0,06 1591 + 14 1789 +8 + 12 3,57 1,0 0,1094 0,4 4,222 1,1 0,2800 1,0 0,9
4.1 — 1659 123 437 0,08 1723 + 16 1868 +8 +9 3,26 1,0 0,1142 0,5 4,825 1,1 0,3064 1,0 0,9
8.1 — 1051 153 315 0,15 1929 + 17 2105 +19 + 10 2,87 1,0 0,1305 1,1 6,276 1,5 0,3488 1,0 0,7
7.1 — 179 90 62,4 0,52 2197 +27 2169 +19 -2 2,46 1,4 0,1354 1,1 7,580 1,8 0,4061 1,4 0,8
2.1 0,02 2408 1127 610 0,48 1666 +34 2485 +39 + 37 3,39 2,3 0,1628 2,3 6,620 3,3 0,2948 2,3 0,7
См. примечания к табл. 1.
В средней части возрастного спектра биотита (рис. 5) выделяется плато из пяти ступеней, характеризующееся 42,5% выделенного 39Ar и значением возраста 1745+12 {27} млн лет. По всей видимости, полученная датировка соответствует времени закрытия K—Ar изотопной системы биотита. Обычно разницу в изотопном возрасте (2041,5 млн лет — U/Pb по цирконам) объясняют более поздним временем закрытия 40Ar/39Ar изотопной системы, однако представить себе, что массив застывал 300 млн лет, затруднительно.
Рис. 5. Возрастной спектр выделенного А (биотит из грано-диоритов)
К третьей группе отнесены датировки лейкосомы тараташских мигматитов. До последнего времени только две датировки (и/РЬ по цирконам) практически совпадали: 2044,4+7,8 {28} млн лет [Синдерн и др., 2006] и 2044+4 {29} млн лет [Ронкин и др., 2012].
Наши датировки цирконов из лейкогранитов, слагающих лейкосому мигматитов радашной свиты тараташского комплекса, подтверждают данные предшественников. Цирконы представлены вишневыми, вишнево-коричневыми, полупрозрачными и прозрач-
ными, идиоморфными длинно- и умереннопризма-тическими кристаллами и их обломками. В режиме катодолюминесценции зерна темные, некоторые со светлыми участками, во всех измеренных зернах отмечена секториальная зональность или ее следы. Для всех зерен получен конкордантный возраст 2033,0+9,2 {30} млн лет.
Кроме того, нами датированы цирконы из гранитов, слагающих гальку и валуны (проба М-1588) базальных конгломератов в нижней части айской свиты нижнего рифея (карьер «8-й километр» около шоссе Куса—Магнитка (рис. 6)). Айская свита со структурным несогласием перекрывает тараташский комплекс, поэтому в гальке могут находиться только его породы. Верхнее пересечение конкордии и дис-кордии соответствует возрасту 1940+27 {31} млн лет (табл. 3; рис. 7, 8). Отметим, что датировки точек 8.1, 7.1 и 2.1 отвечают древним ядрам кристаллов циркона.
Рис. 6. Фото базальных конгломератов айской свиты с валунами и галькой гранитов
*
N-1 3.1
) щЩг \
-
Рис. 7. Катодолюминесцентные фото цирконов из гранитов, слагающих валун в конгломератах айской свиты, с точками замеров (проба М-1588)
В четвертую группу попали милониты бельдишско-го комплекса тектонитов, которые секут все породы тараташского комплекса и связанных с ним плуто-нитов — 1847+4 {32} млн лет (и/РЬ по цирконам [Ронкин и др., 2012]).
В пятую группу объединены датировки детри-товых цирконов из терригенных пород айской свиты, источником для которых служили тараташские мета-морфиты. Детритовые цирконы айской свиты изучены нами в пробе гравелитов из керна скважины 018 с глубины 86,8 м (рис. 9, 10; табл. 4). Результаты исследования можно интерпретировать двояко: 6 замеров уверенно отвечают конкордантной датировке 2126+15 {33} млн лет, а по 17 замерам устанавливается дискордантная датировка 2044+8,7 {34} млн лет. Вме-
сте с тем распределение РЬ/ РЬ значений возраста цирконов имеет почти симметричный и близкий к нормальному вид (рис. 11) с центром 2050—2070 млн лет при разбросе значений от 2010 до 2134 млн лет.
По данным Н.Б. Кузнецова с коллегами [Кузнецов и др., 2013], детритовые цирконы из другой части айской свиты можно разделить на три группы по их положению на конкордии. Наиболее многочисленная группа (64 датировки) охватывает диапазон от 2187+32 {35} до 1891+23 {36} млн лет и характеризуется мономодальным характером распределения и ярким пиковым значением (~2064 {37} млн лет) на кривой плотности вероятности, что практически совпадает с нашими данными. Следующая (в сторону удревнения) группа представлена 8 датиров-
ками в диапазоне от 2510+66 {38} до 2378+24 {39} млн лет с пиковым значением ~2478 {40} млн лет. Еще более древняя группа включает 14 зерен, датировки которых попадают в диапазон 2943+21 {41}—2626+21 {42} млн 0,35 лет. Эта группа характеризуется двумя пиковыми значениями плотности вероятности — 2737 {43} и 2938 {44} млн лет. Три зерна обломочных цирконов имеют чрезвычайно древний и/РЬ- £ °>25 возраст - 3060+28 {45}, 3241+69 {46} " и 3625+53 {47} млн лет.
Изотопные датировки метамор-фитов александровского комплекса не так многочисленны: 2696+13 {48} и °-15 2022+15 {49} млн лет (и/РЬ по цирконам из израндитов [Краснобаев и др.,
2011]); 2004+10 {50} и 1890+19 {51} млн лет (и/РЬ по цирконам из пла-гиогнейсов и мигматитов соответственно [Краснобаев, Чередниченко, 2004]); 2081+14 {52} млн лет (и/РЬ по цирконам «гранулитового типа» Рис 8. Диаграмма из плагиогнейсов [Пыстин и др.,
2012]).
В связи с этим мы попытались получить дополнительную датировку гранитогнейсов александровского комплекса, близких к гранитогнейсам тараташского комплекса (проба 3028/5 из стенки канала Изранда—Куса). В них циркон представлен коричневыми, мутными, длиннопризматическими, субидиоморфными кристаллами и их обломками. В режиме катодолюминесценции зерна имеют пятнистую зональность. Для всех зерен построена дис-кордия с верхним пересечением 1894,7+7,2 {53} млн лет (табл. 5; рис. 12, 13).
Кроме того, датированы лейкократовые гнейсы из того же места (проба 3028/2). Структура пород грано-бластовая, лепидогранобластовая, порфиробластовая. Текстура слабовыраженная линейная, линзовидно-полосчатая за счет общей линзовидности отдельных крупных зерен и их агрегатов. Основные породообразующие минералы: кварц (40—42%), калиево-натриевый полевой шпат (40—42%), плагиоклаз (10%). Из цветных минералов присутствуют биотит (2—3%) и мусковит (1—2%), а из акцессорных — апатит, сфен и циркон. Циркон представлен бело-коричневыми, желтовато-коричневыми, мутными, субидиоморфны-ми длиннопризматическими кристаллами и их обломками. В режиме катодолюминесценции зерна имеют следы тонкой зональности. Для всех зерен построена дискордия с верхним пересечением 1893,7+9,2 {54} млн лет, т.е. практически с тем же возрастом, что возраст пробы 3028/5.
Результаты исследований и их обсуждение. Таким образом, мы располагаем ~50 современными определениями изотопного возраста, сделанными разными
с дискордиеи для цирконов из гранитов, слагающих валун в конгломератах айской свиты (проба М-1588)
методами и для разных пород тараташского и александровского комплексов. Все они сведены на диаграмме распределения изотопных датировок (рис. 14).
Если следовать «Методическому руководству.» [2010], возраст стратифицированной части тара-ташского комплекса должен быть заведомо более древним, чем возраст перекрывающей его айской свиты раннего рифея, а также прорывающих его плутонических комплексов, т.е. он может быть любым дорифейским — от раннеархейского до раннепроте-розойского, с чем трудно спорить.
Подчеркнем, что раннеархейские датировки и собственно тараташского комплекса, и детритовых цирконов айской свиты единичны, они более или менее совпадают со значениями модельного возраста формирования протолита (3455+39, 3490+37 и 3645+34 млн лет [Ронкин и др., 2012]). Таким образом, если считать, что возраст протолита тараташ-ского комплекса установлен, и следовать положениям Петрографического кодекса [Петрографический., 2008], возраст стратифицированной части тараташ-ского комплекса надо признать раннеархейским. Если же предположить, что протолит тараташского комплекса не вполне установлен (что в принципе соответствует действительности!), его возрастом надо признать возраст метаморфизма.
При этом, однако, считается, что породы тараташского комплекса претерпели несколько стадий метаморфизма — от гранулитовой до зеле-носланцевой [Ленных, Петров, 1974]. Эти стадии имеют существенно разный возраст, причем только эпизодов гранулитового метаморфизма, согласно
Таблица 4
Измеренные изотопные характеристики детритовых цирконов из гравелитов айской свиты (проба 018-86,8)*
Точка замера 206РЬС, % и, ррт ТЬ, ррт 232ТЬ 238и 206РЬ*, ррт 2|(бРЬ +1с ^Рь +1с D, % 231и 206РЬ* ±% 2о(,РЬ* 206РЬ* ±% 2о7рь* 235и ±% 2о6РЬ* 238и ±% Мо
238и, возраст, млн лет 206РЬ, возраст, млн лет
13.1 0,07 194 131 0,70 61,5 2025 15 2010 20 -1 2,71 0,8 0,1237 1,1 6,29 1,4 0,3690 0,8 0,596
1.1 0,01 336 1 0,00 106,1 2018 14 2014 17 0 2,72 0,8 0,1240 0,9 6,28 1,3 0,3675 0,8 0,664
4.1 0,13 179 133 0,77 57,1 2032 17 2014 20 -1 2,70 1,0 0,1240 1,1 6,33 1,5 0,3706 1,0 0,660
16.1 0,06 301 65 0,22 97,5 2061 13 2020 16 -2 2,65 0,8 0,1244 0,9 6,46 1,2 0,3768 0,8 0,645
2.1 0,12 200 132 0,68 62,5 2001 19 2032 26 2 2,75 1,1 0,1252 1,5 6,29 1,9 0,3640 1,1 0,604
18.1 0,07 221 142 0,66 70,6 2041 15 2033 20 0 2,68 0,8 0,1253 1,1 6,44 1,4 0,3725 0,8 0,590
12.2 0,19 88 37 0,43 28,3 2038 18 2037 26 0 2,69 1,0 0,1256 1,5 6,44 1,8 0,3718 1,0 0,573
17.1 0,09 264 163 0,64 82,2 1991 14 2045 18 3 2,76 0,8 0,1262 1,0 6,29 1,3 0,3618 0,8 0,608
4.2 0,27 357 126 0,36 109,3 1959 13 2048 17 5 2,81 0,8 0,1264 1,0 6,19 1,2 0,3552 0,8 0,615
7.1 0,31 34 17 0,51 10,3 1945 29 2049 43 5 2,84 1,7 0,1264 2,4 6,14 3,0 0,3522 1,7 0,580
5.1 0,06 254 94 0,38 80,9 2034 15 2050 18 1 2,70 0,9 0,1265 1,0 6,47 1,4 0,3710 0,9 0,638
3.1 0,05 194 176 0,94 62,1 2040 33 2053 17 1 2,69 1,9 0,1267 1,0 6,51 2,1 0,3722 1,9 0,886
5.2 0,08 416 110 0,27 132,3 2027 14 2055 15 1 2,71 0,8 0,1269 0,9 6,46 1,2 0,3695 0,8 0,682
15.1 0,04 262 191 0,75 85,2 2065 14 2059 17 0 2,65 0,8 0,1272 0,9 6,62 1,2 0,3776 0,8 0,641
9.1 0,23 71 52 0,76 22,6 2037 23 2061 29 1 2,69 1,3 0,1273 1,7 6,52 2,1 0,3715 1,3 0,615
19.1 0,08 421 49 0,12 134,4 2037 14 2066 14 1 2,69 0,8 0,1277 0,8 6,54 1,1 0,3717 0,8 0,723
27.1 0,10 465 154 0,34 147,6 2025 12 2068 14 2 2,71 0,7 0,1278 0,8 6,50 1,0 0,3692 0,7 0,670
12.1 0,00 39 31 0,82 12,9 2100 26 2089 33 0 2,60 1,4 0,1294 1,9 6,87 2,3 0,3850 1,4 0,610
21.1 0,17 65 14 0,22 21,0 2058 43 2093 28 2 2,66 2,4 0,1296 1,6 6,72 2,9 0,3762 2,4 0,832
26.1 0,09 392 149 0,39 125,3 2036 13 2097 14 3 2,69 0,7 0,1299 0,8 6,65 1,1 0,3714 0,7 0,661
6.1 0,10 103 64 0,64 34,4 2112 19 2100 25 2,58 1,0 0,1302 1,4 6,96 1,8 0,3876 1,0 0,582
8.1 0,00 50 42 0,87 17,0 2149 23 2118 27 2,53 1,2 0,1315 1,6 7,17 2,0 0,3956 1,2 0,622
10.1 -0,42 66 45 0,70 22,4 2143 21 2123 38 2,54 1,2 0,1319 2,2 7,17 2,5 0,3943 1,2 0,472
20.1 0,33 31 12 0,40 10,6 2144 31 2125 59 2,53 1,7 0,1320 3,3 7,18 3,8 0,3947 1,7 0,457
11.1 0,39 26 11 0,43 9,0 2162 32 2134 55 2,51 1,7 0,1327 3,1 7,29 3,6 0,3985 1,7 0,484
14.1 0,03 136 53 0,40 45,1 2109 17 2134 22 1 2,58 0,9 0,1327 1,2 7,08 1,6 0,3870 0,9 0,607
* См. примечания к табл. 1.
Таблица 5
Измеренные изотопные характеристики цирконов из гнейсов александровского комплекса (проба 3028/5)*
Точка замера 206РЬС, % и, ррт ТЬ, ррт 232ТЬ 238и 206РЬ*, ррт 2|(1рь 238и, возраст, млн лет +1с 2|(7рь 206РЬ, возраст, млн лет +1с D, % 2<38и 206РЬ* ±% 2о7РЬ* 206РЬ* ±% 2о7РЬ* 235и ±% 2о6РЬ* 238и ±% Мо
1.1 0,01 8043 1622 0,21 2130 1735 ±38 1888 ± 7 9 3,238 2,5 0,11552 0,4 4,92 2,5 0,3089 2,5 0,987
2.1 — 8419 1653 0,20 1860 1477 ±30 1842 ±11 25 3,884 2,3 0,1126 0,6 3,997 2,4 0,2574 2,3 0,967
3.1 — 3525 477 0,14 862 1616 ±32 1912 ±13 18 3,51 2,2 0,11708 0,71 4,6 2,3 0,285 2,2 0,953
4.1 0,19 874 174 0,21 183 1401 ±31 1930 ±39 38 4,12 2,4 0,1182 2,2 3,96 3,3 0,2427 2,4 0,746
5.1 0,12 1290 164 0,13 320 1633 ±33 1905 ±21 17 3,468 2,3 0,1166 1,2 4,64 2,6 0,2883 2,3 0,888
6.1 0,16 5060 718 0,15 1180 1545 ±31 1886 ±13 22 3,691 2,2 0,11538 0,72 4,31 2,3 0,2709 2,2 0,952
7.1 0,20 5988 1088 0,19 1490 1639 ±32 1882 ±11 15 3,453 2,2 0,11511 0,59 4,6 2,3 0,2895 2,2 0,967
8.1 0,02 8736 1845 0,22 2090 1581 ±32 1918 ±13 21 3,599 2,3 0,11745 0,7 4,5 2,4 0,2779 2,3 0,956
9.1 0,06 3680 455 0,13 781 1422 ±29 1883 ±17 32 4,05 2,3 0,1152 0,95 3,922 2,5 0,2469 2,3 0,925
10.1 1,10 3731 566 0,16 910 1593 ±32 1918 ±23 20 3,562 2,2 0,1175 1,3 4,54 2,6 0,2803 2,2 0,872
11.1 — 4388 739 0,17 1050 1589 ±31 1894 ±11 19 3,578 2,2 0,11593 0,61 4,47 2,3 0,2795 2,2 0,965
12.1 — 8855 1891 0,22 2190 1628 ±32 1907 ±15 17 3,48 2,2 0,11678 0,81 4,63 2,4 0,2874 2,2 0,940
13,1 0,37 2116 84 0,04 526 1631 ±32 1875 ±18 15 3,471 2,2 0,1147 0,97 4,55 2,4 0,2879 2,2 0,917
14.1 0,05 8818 1659 0,19 2160 1615 ±32 1903 ±15 18 3,512 2,2 0,1165 0,86 4,57 2,4 0,2847 2,2 0,934
* См. примечания к табл. 1.
0,42
data-point error ellipses are 2s
data-point error ellipses are 2s
7,2
207Pb/235U
0,39
0,37
206Pb
238(J
0,35
0,33
5,5 5,7
Intercepts at 0±50 & 2044,1 ±8,7 [±11] Ma MSWD = 1,19
6,1 6,3 6,5
207pb/235|J
7,1
Рис. 10. Диаграммы с конкордией (слева) и дискордией (справа) для детритовых цирконов из гравелитов айской свиты (проба 018-86,8). Слева — конкордия 2126±15 млн лет;
справа — дискордия 2044±8,7 млн лет
1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 2300
207рь/206рь возраст
Рис. 11. Гистограмма распределения возраста детритовых цирконов из гравелитов айской свиты (проба 018-86,8)
разным авторам, можно насчитать три — 2,79, 2,34 и 2,04 млрд лет. Две последние датировки отвечают раннему протерозою (карелию), причем одна — раннему карелию, а другая — позднему. Таким образом, архейским остается только возраст первого эпизода, да и эту датировку некоторые исследователи относят к возрасту протолита тараташского комплекса, а не гранулитового метаморфизма. Не менее запутанна ситуация и с возрастом александровского комплекса. Самые древние датировки (2,7 млрд лет) характеризуют, скорее всего, протолит [Краснобаев и др., 2011], а остальные относятся уже к раннему протерозою.
Датировки стратифицированных образований имеют разброс почти в 2 млрд лет, что обычно связывают с многократным проявлением прогрессивного и ретроградного метаморфизма разных степеней. Вместе с тем ясно, что для стратифицированных разностей вовсе не исключено присутствие древних детритовых цирконов, имеющих отношение к позд-неархейским областям размыва. Для плутонических образований архейские датировки отсутствуют, большая их часть группируется на уровне 2040—2060 млн лет, что, с одной стороны, соответствует возрасту мигматитообразования, а с другой — большей части значений возраста цирконов из стратифицированных образований, в том числе из магнетитовых кварцитов. К этому же интервалу относится и половина датировок гранитогнейсов александровского комплекса. Возраст детритовых цирконов, естественно, распре-
делен по огромному интервалу почти в 1,5 млрд лет с несколькими характерными пиками на гистограммах, но самый молодой и значимый из них (63 определения [Кузнецов и др., 2013]) также соответствует описанному выше интервалу.
Проблема усложняется тем, что значительная часть тараташских метаморфитов представлена мигматитами, у которых может существенно различаться возраст лейкосомы и мезосомы. Так, в работе С.В. Богдановой с коллегами [Bogdanova et al., 2010] по метаморфитам соседней Волго-Уральской области показано, что этот разрыв может достигать 0,5 млрд лет (2710+19 и 3237+11 млн лет соответственно). Вместе с тем возраст самого мигматитового комплекса в целом должен определяться возрастом лейкосомы.
Верхний возрастной предел формирования тара-ташского комплекса ограничен возрастом секущих его многочисленных зон бластомилонитов, т.е. все оценки возраста моложе 1850 млн лет характеризуют уже несомненно более поздние процессы. Косвенным подтверждением этого служит тот факт, что среди детритовых цирконов айской свиты нет более молодых, чем цирконы бластомилонитов.
Выводы. 1. Раннеархейские датировки в гнейсах стратифицированной части тараташского комплекса, скорее всего, относятся к детритовым цирконам размываемых раннеархейских пород.
2. Поскольку значительная часть тараташских ме-таморфитов представлена мигматитами, возраст стратифицированной части тараташского комплекса сле-
Ï
* л ч* i Ъ- Jk-
>щ
„ 3028/5/1.1
ч. ° /
3028/5.14.1
3028/5.11.1
3028/5.10.1
3028/5.13.1
irО J
/ ï » / ! О
кх*. 3028/5.12.1
ЧУ
Рис. 12. Катодолюминесцентные фото цирконов из гранитогнейсов александровского комплекса с точками замеров (проба 3028/5)
3,4 3,8 4,2 4,6 5,0 5,4
207р|э/235и
Рис. 13. Диаграмма с дискордией для цирконов из гранитогнейсов александровского комплекса (проба 3028/5)
Рис. 14. Диаграмма распределения изотопных датировок пород тараташского метаморфического комплекса. Вертикальные
черточки — ±2с
дует считать позднеархейским—раннепротерозойским (>2000 млн лет).
3. Для плутонических пород, ассоциированных с тараташским комплексом (шигирский, тураташский, аршинский комплексы), наиболее вероятен ранне-протерозойский возраст (2050+10 млн лет), примерно совпадающий с возрастом мигматизации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Краснобаев А.А., Пучков В.Н., Бушарина С.В. и др. Цир-конология израндитов (Южный Урал) // Докл. РАН. 2011. Т. 439, № 3. С. 394-398.
Краснобаев А.А., Чередниченко Н.В. Цирконовая геохронология александровского метаморфического комплекса (Южный Урал) // Докл. РАН. 2004. Т. 396, № 4. С. 519-526.
Краснобаев А.А., Чередниченко Н.В. Цирконовый архей Урала // Докл. РАН. 2005. Т. 400, № 4. С. 510-514.
Кузнецов Н.Б., Маслов А.В., Белоусова Е.А. и др. Первые результаты U—Pb—LA—ICP—MS-изотопного датирования обломочных цирконов из базальных уровней стратотипа рифея // Докл. РАН. 2013. Т. 451, № 3. С. 308-313.
Легенда Уральской серии листов Госгеолкарты-1000/3 (актуализированная версия). СПб.: ВСЕГЕИ, 2009.
Ленных В.И., Петров В.И. Гранулитовый метаморфизм и этапы диафтореза пород тараташского комплекса // Тез. докл. 3-го Уральского петрографического совещ. Т. 1. Свердловск: ИГГ УрО АН СССР, 1974. С. 18-22.
Методическое руководство по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200 000 (второго издания). СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2010. 164 с.
Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2008. 200 с.
4. Заключительным этапом формирования та-раташского комплекса стало образование широких зон раннепротерозойских (~1850 млн лет) бласто-милонитов в условиях ретроградного метаморфизма амфиболитовой и зеленосланцевой фаций.
5. Тараташский и александровский комплексы, скорее всего, являются возрастными аналогами.
Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 280 с.
Пыстин А.М, Пыстина Ю.И., Потапов И.Л., Панфилов А.В. Раннедокембрийская история метаморфизма пород гранулитовых и эклогитовых комплексов палеоконтинен-тальной зоны Урала. Сыктывкар: Геопринт, 2012. 46 с.
Ронкин Ю.Л., Синдерн С., Лепихина О.П. Изотопная геология древнейших образований Южного Урала // Литосфера. 2012. № 5. С. 50-76.
Синдерн С., Ронкин Ю.Л., Хетцель Р. и др. Тараташский и Александровский метаморфические комплексы (Южный Урал): Т—t ограничения // Ежегодник—2005. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2006. С. 322-330.
Таблица изотопных возрастов (по отчетам М.А. Гаррис, хранящимся в Башкирском республиканском геологическом фонде). URL: http://www.g-to-g.com/pdf/garris_m_a_ table_of_determination_of_the_absolute_age_of_the_rocks.pdf (дата обращения: 03.02.2013).
Травин А.В., Юдин Д.С., Владимиров А.Г. и др. Термохронология Чернорудской гранулитовой зоны (Ольхонский регион, Западное Прибайкалье) // Геохимия. 2009. Т. 50, № 11. С. 1181-1199.
Bogdanova S.V., De Waele B, Bibikova E.V. et al. Volgo-Uralia: The first U—Pb, Lu—Hf and Sm—Nd isotopic evidence of preserved paleoarchean crust // Amer. J. Sci., 2010. Vol. 310. P. 1345-1383.
Поступила в редакцию 22.05.2014
