CC BY
97
ёС.Г.Скублов, АО.Красоткина, А.Б.Макеев, Н.Г.Ризванова, Э.Койман
Первые данные о возрасте (U-Pb метод, TIMS, LA-ICP-MS) рутила...
УДК 550.42
ПЕРВЫЕ ДАННЫЕ О ВОЗРАСТЕ (U-Pb МЕТОД, TIMS, LA-ICP-MS) РУТИЛА ИЗ ПОЛИМИНЕРАЛЬНОГО РУДОПРОЯВЛЕНИЯ ИЧЕТЪЮ, СРЕДНИЙ ТИМАН
С.Г.СКУБЛОВ1, А.О.КРАСОТКИНА2, А.Б.МАКЕЕВ2, Н.Г.РИЗВАНОВА1, Э.КОЙМАН3
1 Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург, Россия
2 Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва, Россия
3 Шведский музей естественной истории, Стокгольм, Швеция
В результате впервые проведенного изотопно-геохимического исследования рутила из полиминерального рудопроявления Ичетъю на Среднем Тимане, выполненного локальным методом LA-ICP-MS и «классическим» методом TIMS, установлено, что поступивший из различных источников разновозрастный (предположительно с возрастом около 1000, 1660, 1860 и 1980 млн лет) рутил претерпел общее для всех его разновидностей термальное воздействие в результате процесса с возрастом около 580 млн лет. Результаты геохронологического исследования рутила согласуются с проведенным ранее U-Pb датированием циркона из проявления Ичетъю и Пи-жемского месторождения. Согласно современным представлениям температура закрытия U-Pb системы в рутиле превышает 500 °С, что предполагает достаточно высокотемпературные условия гидротермальной переработки рутила при формировании рассматриваемых месторождений в рифейское время.
Ключевые слова: рутил; U-Pb метод; TIMS; LA-ICP-MS; проявление Ичетъю; Пижемское месторождение; Средний Тиман
Как цитировать эту статью: Первые данные о возрасте (U-Pb метод, TIMS, LA-ICP-MS) рутила из полиминерального рудопроявления Ичетъю, Средний Тиман / С.Г.Скублов, А.О.Красоткина, А.Б.Макеев, Н.Г.Ризванова, Э.Койман // Записки Горного института. 2018. Т. 232. С. 357-363. DOI: 10.31897/PMI.2018.4.357
Введение и постановка задачи. Широко известные на Среднем Тимане (Республика Коми) Пижемское месторождение титана и полиминеральное проявление Ичетъю обещают быть крайне востребованными как в отношении гигантских ресурсов титана и кварцевых песчаников стекольного качества, так и в возможном расширении перечня перспективных полезных компонентов (редкие металлы - иттрий, цирконий, ниобий, редкоземельные элементы, алмазы и др.). Несмотря на то, что оба объекта на протяжении последних лет являются предметом поисково-оценочных и разносторонних, преимущественно технологических и минералого-геохимических исследований, по-прежнему проблема генезиса и связанная с ней проблема возраста оруденения являются открытыми [2, 6, 7 и др.].
В последнее время при определении возраста оруденения и гидротермальных процессов, датирование которых бывает затруднено, используется комплексный подход, заключающийся в применении ряда минералов-геохронометров (например, [10]). Наряду с цирконом, являющимся универсальным геохронометром, в этих целях широко используется рутил [9, 12, 17, 21 и др.].
В настоящей работе приводятся первые результаты датирования U-Pb методом рутила из полиминерального рудопроявления Ичетъю (Средний Тиман).
Геологическая характеристика. Полиминеральное алмаз-золото-редкометалльно-редко-земельно-титановое рудопроявление Ичетъю представляет собой горизонт конглобрекчиевых пород со сложной пятнисто-струйчато-линзовидной морфологией тел и выдержанной мощностью от 0,2 до 1,5 м. Породы рудопроявления представлены светло-серыми кварцевыми песчаниками, гравелитами, конгломератами и конглобрекчиями, залегающими между двумя мощными толщами в основании Пижемских мономинеральных кварцевых песчаников (D2pg) стекольного качества и выше ильменит-лейкоксен-кварцевой малоручейской титаноносной толщи Пижемско-го месторождения Среднего Тимана [7, 8]. По Rb-Sr изотопным данным возраст титаноносной толщи определен как позднерифейский - 685±30 млн лет [1]. Породы рудопроявления Ичетъю отличаются разнообразием минерального состава, диагностировано более 50 минералов, главные из которых: кварц, рутил, анатаз, ниобиевый рутил, ильменит, циркон, монацит, колумбит, гранаты, хромшпинелиды, турмалин, ставролит, золото с примесью серебра, кривогранные алмазы уральско-бразильского типа [8].
Содержание TiO2 в рудных песчаниках варьирует от 2 до 13,5 мас. %. Титановые минералы представлены рядом эволюционирующих фаз от ильменита через Fe-рутил, «псевдорутил» к лейкоксену (эта фаза состоит из сагенитовой решетки рутила и кварца) до игольчатого чистого рутила [7, 8]. Содержание кварца в пижемском лейкоксене изменяется от 15 до 30 %. Схематиче-
0С.Г.Скублов, АО.Красоткина, А.Б.Макеев, Н.Г.Ризванова, Э.Койман DOI: 10.31897/PMI.2018.4.357
Первые данные о возрасте (U-Pb метод, T/MS, LA-ICP-MS) рутила...
скую реакцию преобразования ильменита в лейкоксен, проходящую при высокой температуре (510 ± 35) °С (данные расчета по титан-цирконовому геотермометру [20]), можно представить в следующем виде:
3FeTiÜ3 + 2SÍÜ2 + O2 + CO2 ^ лейкоксен 2[TiO2]*[SiO2] + FeCÜ3 + Fe2Ü3 + TÍO2.
В работе представлены результаты изотопно-геохимического исследования рутила из четырех проб, отобранных только в пределах южного участка рудопроявления Ичетъю по меридиональной линии длиной в 3 км между крайними точками опробования: UM-212 - р. Умба, правый берег, Большой карьер; MU-08/7 - р. Умба, левый берег, карьер К-150; MU-08/4 - р. Умба, левый берег, вблизи канавы КУ-1; SM-215 - р. Средняя, правый берег, карьер К-100. Мощность рудоносного пласта в местах отбора проб разная, соответственно, 40; 30; 30; 150 см. Залегание пласта на разных абсолютных отметках по высоте различается почти на 40 м, что определяется рельефом фундамента и амплитудой разломов. Все пробы отбирались в расчистках стенок карьеров методом сплошной борозды, объем конглобрекчий в каждой пробе составлял 20 л. Пробы взвешивались, расситовывались, промывались в поле до серого шлиха, затем в лаборатории разделялись в бромоформе, определялся выход тяжелой фракции, проводился минералогический анализ. Выход тяжелой фракции составил, соответственно, 1245; 765; 358; 975 г/м3. Из тяжелых фракций четырех проб отбиралось по несколько десятков короткопризматических кристаллов рутила или их обломков.
Аналитическая методика. Представительные зерна рутила, отобранные вручную под микроскопом, были имплантированы в эпоксидную смолу (стандартная шайба диаметром 2,5 см), затем сошлифованы приблизительно на половину своей толщины и отполированы. Химический состав рутила на уровне главных элементов определен методом SEM-EDS в ИГГД РАН (аналитики О.Л.Галанкина и Н.М.Королев) на сканирующем электронном микроскопе JEOL JSM-6510LA с энергодисперсионной приставкой JED-2200. Шайбы с зернами рутила напылялись углеродом. Точечные определения состава минералов выполнялись с использованием электронного луча с ускоряющим напряжением 20 кВ и током 1 нА, размер пятна составлял 3 мкм. Время накопления каждого спектра составляло 50 с, в качестве стандартов использовались природные минералы, чистые оксиды и металлы. Для коррекции матричного эффекта использовался алгоритм ZAF.
Методика LA-ICP-MS. Методом LA-ICP-MS были проанализированы зерна рутила из числа предварительно изученных методом SEM-EDS (рис.1, табл.1). Локальное U-Pb датирование рутила было выполнено в Шведском музее естественной истории (Стокгольм) при использовании мультиколлекторного масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой Nu Instruments Nu Plasma II, соединенного с системой лазерной абляции ESI NWR193UC (эксимерный лазер с дли-
(Morn i Мшш
Рис. 1. Положение кратеров лазерной абляции на фотографиях зерен рутила в отраженном свете (подписаны красным цветом) и точек микрозондового анализа на фотографиях зерен рутила в обратно-отраженных электронах (BSE, подписаны белым цветом). Номера точек анализа соответствуют табл. 1 (SEM-EDS) и табл. 2 (LA-ICP-MS)
ёС.Г.Скублов, АО.Красоткина, А.Б.Макеев, Н.Г.Ризванова, Э.Койман
Первые данные о возрасте (U-Pb метод, TIMS, LA-ICP-MS) рутила...
ной волны 193 нм). Массы 202, 204, 206, 207 и 208 были измерены счетчиками ионов, массы 232, 235 и 238 были измерены чашами Фарадея. Зерна рутила в препарате (шайбе) подвергались абляции с кратером диаметром 60-80 мкм в течение 30 с при энергии лазера 4 Дж/см2 и частоте импульсов 8 Гц. Гелий использовался как газ-носитель (0,3 л/мин) образца из лазерной ячейки, перед входом в ГСР-МБ он смешивался с аргоном (0,9 л/мин).
Таблица 1
Состав рутила (мас. %) по данным SEM-EDS
Проба Зерно Точка SiO2 TiO2 AI2O3 СГ2О3 FeO* Nb2O5 WO3 Сумма
2 3 0,02 98,98 - - 0,30 0,70 - 100,00
MU-08/4 2 4 - 99,31 - - 0,51 0,18 - 100,00
2 5 0,16 98,87 - - 0,23 0,74 - 100,00
1 1 0,31 90,99 - 3,55 0,39 4,76 - 100,00
1 2 0,47 94,65 0,72 2,52 1,37 0,27 - 100,00
1 3 0,64 94,30 0,70 1,02 1,26 2,07 - 100,00
MU-08/7 1 4 0,29 90,21 0,22 3,51 0,44 5,33 - 100,00
3 9 - 99,62 - - 0,38 - - 100,00
3 10 - 99,36 - - 0,64 - - 100,00
9 32 - 99,35 - - 0,39 0,26 - 100,00
UM-212 1 1 - 99,67 - - 0,33 - - 100,00
1 2 - 99,37 - - 0,30 - 0,33 100,00
10 40 - 82,43 - - 4,01 13,56 - 100,00
SM-215 10 41 0,40 83,67 - - 3,70 12,23 - 100,00
10 42 0,29 89,28 - - 2,67 7,77 - 100,00
Примечания. Прочерк - содержание ниже порога чувствительности; FeO* - суммарное железо
В работе использовалась методика коррекции смещения масс и элементного фракционирования [12]. Данные были обработаны с помощью встроенной электронной таблицы Excel [13]. Стандарт рутила R10 (1091 млн лет, [18]), использованный для нормализации, показал следующую внешнюю воспроизводимость - коэффициент вариации 2,0 % (n = 25). Точность оценивалась путем измерения вторичного стандарта R19 (519 млн лет [18]), составившего 507±29 млн лет (n = 5), что находится в пределах погрешности опубликованного значения. Все погрешности приведены на уровне 2о. Всего было выполнено 36 локальных анализа рутила, из них годящимися для определения U-Pb возраста оказались 13 (табл.2).
Таблица 2
Результаты U-Pb изотопных исследований рутила (LA-ICP-MS)
Проба Зерно Точка Изотопные отношения Rho Возраст, млн лет
207Pb/206Pb ±2о 207Pb/235U ±2G 206Pb/238U ±2G 206Pb/238U ±2G 207Pb/235U ±2o 207Pb/206Pb ±2o
MU-08/4 2 2 1 (1*) 20 (2*) 0,1098 0,1134 0,0017 0,0014 4,857 5,156 0,144 0,164 0,3209 0,3298 0,0082 0,0097 0,86 0,92 1794 1837 40 47 1795 1845 25 27 1796 1855 28 22
1 3 (3*) 0,0633 0,0014 0,868 0,032 0,0995 0,0030 0,82 612 18 635 18 717 46
1 22 (4*) 0,0616 0,0015 0,815 0,032 0,0960 0,0030 0,80 591 17 605 18 659 50
1 23 (5*) 0,0618 0,0025 0,815 0,043 0,0956 0,0033 0,65 589 19 605 24 668 86
MU-08/7 1 3 24 (6*) 5 (7*) 0,0661 0,0602 0,0030 0,0013 0,858 0,729 0,047 0,026 0,0941 0,0880 0,0030 0,0024 0,58 0,77 580 543 18 14 629 556 26 15 810 609 94 48
3 25 (8*) 0,0634 0,0019 0,814 0,035 0,0932 0,0028 0,71 574 17 605 20 722 64
3 26 (9*) 0,0632 0,0028 0,805 0,042 0,0924 0,0028 0,57 570 16 599 24 714 93
9 9 (10*) 0,0534 0,0146 0,670 0,184 0,0909 0,0034 0,14 561 20 521 112 348 434
UM-212 1 1 10 (11*) 30 (12*) 0,0691 0,0795 0,0015 0,0023 1,226 1,327 0,043 0,078 0,1287 0,1210 0,0035 0,0062 0,78 0,87 781 736 20 36 812 858 20 34 900 1186 45 57
SM-215 10 19 (13*) 0,1215 0,0033 5,767 0,234 0,3443 0,0103 0,74 1907 50 1941 35 1978 49
Примечания. К^о - коэффициент корреляции погрешностей отношений 207РЬ/235и и 206РЬ/238и; в скобках номера со звездочкой - номера точек на рис.3, в
С.Г.Скублов, А.О.Красоткина, А.Б.Макеев, Н.Г.Ризванова, Э.Койман
Первые данные о возрасте (U-Pb метод, TIMS, LA-ICP-MS) рутила...
0.4
0.3
0,2
0.1
0.0
SM-215 MU-08/4
100 /UM-212 MU-08/7
200
0
2
4
207Pb/235U
6
8
Методика TIMS. Выделенные монофракции рутила дочищались под бинокуляром. Пробы отмывались в сильно разбавленном солянокислом растворе в ультразвуковой ванне в течение 10 мин. Разложение рутилов проводилось в тефлоновом вкладыше с металлическим корпусом в концентрированной HF с добавлением HNO3 в термостате при температуре 220 °С двое суток. Выделение Pb и U из рутила проводилось на ионообменной смоле BioRad AG 1*8 100-200 меш в HBr-форме по методике [16] с последующим выделением U на ионообменной смоле UTEVA. Определение содержаний Pb и U выполнялось методом изотопного разбавления с использованием смешанного трассера, обогащенного изотопами
ллг лло
U- Pb. Измерения изотопов Pb и U проводились в ИГГД РАН в лаборатории геохронологии и геохимии изотопов на многоколлекторном масс-спектрометре TRITON TI. Лабораторное загрязнение при исследованиях не превышало 50 пг Pb и 5 пг U. Расчеты изотопных отношений и U-Pb возраста рутила были выполнены по стандартной методике с погрешностью измерения Pb/U отношений. равной около 0.5 % (2а) по программам К.Ладвига [14. 15].
Результаты и их обсуждение. В изученных образцах рутила присутствует большое разнообразие форм. размеров и окраски зерен - светло-коричневые. темно-коричневые. черные и темно-красные оттенки. Наряду с хорошо ограненными кристаллами с ростовой штриховкой на гранях присутствуют окатанные зерна рутила. Такое многообразие может свидетельствовать о многоста-дийности процессов образования (преобразования) рутила или об их различных источниках. Ранее было проведено детальное исследование (SEM-EDS) зерен рутила из шлиховых проб рудопроявления Ичетъю [11]. В результате были выделены разновидности рутила в зависимости от содержания Fe и Nb. Гидротермальная переработка высокониобие-вого рутила. содержащего до 24 мас. % Nb2O5. приводит к существенному выносу Nb. вплоть до снижения содержания Nb2O5 до значений. не превышающих 1 мас. %. Снижение содержания Nb сопровождается выносом Fe из железистого рутила. слагающего секущие прожилки в ниобийсо-держащем рутиле. Выделяются две минеральные ассоциации: первая ассоциация представлена нио-биевым рутилом и колумбитом; во второй ассоциации ильменит замещается железистым рутилом и «псевдорутилом». который очищается от примеси Fe и преобразуется в лейкоксеновую фазу в гидротермальных условиях. на что указывает факт перехода железистого рутила в анатаз [11]. Последняя ассоциация титановых минералов совпадает по всем параметрам с такой же из нижезале-гающего Пижемского титанового месторождения [7]. Это указывает на то. что коренным источником этих минералов в проявлении Ичетъю были именно титаноносные песчаники малоручейской свиты Пижемского месторождения.
0.106
0.102
0.098
0.094
0.090
0.086 0.72
0.76 0.80 0.84 0.88
207Pb/235U
0.92
610
590
570
550
530
Средневзвешенный возраст 577 ±11 млн лет СКВО = 1.5 Вероятность = 0.18
Рис.2. Результаты изотопно-геохимического исследования рутила методом LA-ICP-MS: а - график с конкордией для всех точек анализа; б - график с конкордией для субконкордантного кластера точек для пробы Ми-08/7; в - расчет средневзвешенного возраста для субконкордантного кластера точек для пробы Ми-08/7. Эллипсы ошибок измерения соответствуют 2а, включая погрешность константы распада
С.Г.Скублов, А.О.Красоткина, А.Б.Макеев, Н.Г.Ризванова, Э.Койман
Первые данные о возрасте (U-Pb метод, TIMS, LA-ICP-MS) рутила...
Исследованный методом LA-ICP-MS рутил из четырех проб различается между собой по содержанию элементов-примесей (см. табл.1). Максимальное содержание Fe и Nb среди изученного рутила установлено для пробы SM-215. В рутиле из пробы MU-08/7 содержание Fe и Nb меньше, кроме того, присутствует примесь Al и Cr. В рутиле из пробы MU-08/4 содержание Fe и Nb еще меньше. Наиболее «чистым» является рутил из пробы UM-212, содержащий из примесей незначительно количество Fe и в одной точке - W. В рутиле из пробы UM-212 отсутствует примесь кремния, установленная в рутиле из остальных проб.
Исследование методом LA-ICP-MS. Было выполнено 13 локальных определений возраста рутила из четырех проб, которые разделились на несколько групп (рис.2, а). Наиболее близкие к конкордантным значения возраста получены для рутила с палеопротерозойским возрастом - около 1980 млн лет для пробы SM-215 и 1800-1850 млн. лет для пробы MU-08/4 (207Pb/206Pb возраст). Результаты единичных анализов рутила из проб SM-215 и MU-08/4, представленные в табл.2 и на рис.2, а, указывают на палеопротерозойский возраст источника этих рутилов, предположительно, кристаллического фундамента.
Рутил из пробы UM-212 дискордантен (207Pb/206Pb возраст составляет 900-1185 млн лет, 206Pb/238U возраст - 740-780 млн лет, табл.2). Аналитические точки, полученные в результате анализа рутила из пробы MU-08/7, образуют единый субконкордантный кластер со средневзвешенным значением возраста 577±11 млн лет (СКВО = 1,5, рис.2, б, в).
Исследование методом TIMS. В изученных рутилах отмечается высокое содержание обыкновенного Pb, что отражается в низких отношениях 206Pb/204Pb (от 20,5 до 90.8, табл.3). Для трех образцов (точки 6-8) из-за очень низких значений 206Pb/204Pb, не позволяющих корректно внести поправку на обыкновенный Pb, в табл.3 не приведены U-Pb отношения.
Отсутствие в составе исследуемых проб минералов, пригодных для внесения поправки на первичный Pb, осложняет построение корректных U-Pb зависимостей. Поправки на первичный Pb были внесены по модели Стейси - Крамерса [19].
Дискордия, построенная по трем точкам образца MU-08/4 (табл.3, точки 1-3), имеет две точ-
а 0,32
0,28
0,24
р
X 0,20
о ,
Нч <N 0,16
0,12
0,08
0,04
б 16,6
16,4
Рч 16,2
<N
п ,
НЧ о <N 16,0
15,8
15,6
в
0,4
0,3
£ ОО
<N
Рч VO <N 0,2
0,1
Пересечение с конкордией 590±11 и 1659±6 млн лет СКВО = 0,97
Возраст 947±11 млн лет СКВО = 0,09
18
0,0
Пересечение с конкордией 413±140 и 1000±40 млн лет СКВО = 0,00
Пересечение с конкордией 569±51 и 1980±25 млн лет СКВО = 0,62
Л Пересечение с конкордией 534±54 и 1859±38 млн лет СКВО = 0,00
Пересечение с конкордией 590±11 и 1659±6 млн лет СКВО = 0,97
0
2
4
6
207Pb/235U
Рис.3. Результаты изотопно-геохимического исследования рутила методом TIMS (номера проб соответствуют табл. 3): а - график с конкордией для рутила из пробы MU-08/4; б - Pb-Pb изохрона для рутила из проб UM-212 и MU-08/7; в - объединенный график с конкордией совместно с результатами LA-ICP-MS (номера проб со звездочками соответствуют номерам проб в табл.2)
ки пересечения с конкордией с возрастом 590±11
млн лет и 1659±6 млн лет (СКВО = 0,97), причем значения РЬ/и отношений двух из трех точек близки к конкордантным (рис.3, а). Этот результат наглядно демонстрирует наличие разновозрастных зерен рутила в одной пробе.
0
1
4
5
ёС.Г.Скублов, АО.Красоткина, А.Б.Макеев, Н.Г.Ризванова, Э.Койман
Первые данные о возрасте (U-Pb метод, TIMS, LA-ICP-MS) рутила...
Таблица 3
Результаты U-Pb изотопных исследований рутила (TIMS)
Проба Навеска, мг Содержание, PPm Изотопные отношения Rho Th/U Возраст, млн лет
Pb U 206РЬ/2мРЬа 207Pb/204Pbs 207Pb/235U 206Pb/238U 206Pb/238U 207Pb/235U 207Pb/206Pb
MU-08/4 1 2 3 1,55 4,67 0,87 0,68 7,42 11,1 2,50 5,22 21,1 53,625(2,6) 28,382(0,27) 90,813(0,46) 17,722(0,58) 16,530(0,35) 22,961(0,23) 0,79629(1,7) 3,0904 (4,5) 4,0668(0,35) 0,09635(0,63) 0,23603(0,47) 0,29010(0,23) 0,44 0,58 0,72 0,54 1,32 0,25 593±4 1366±6 1642±4 595±10 1430±64 1648±6 601±33 1527±80 1655±5
SM-215 4 3,08 32,1 13,9 23,748(0,06) 16,175(0,09) 4,1615 (1,1) 0,26538(0,27) 0,56 3,33 1517±4 1667±19 1860±18
UM-212 5 6 2,04 1,10 3,97 23,5 3,03 3,40 28,777(0,22) 20,457(0,07) 16,372(0,12) 15,786(0,92) 1,8828 (3,2) 0,18556 (2,7) 0,87 3,15 1097±30 1075±34 1030±32
MU-08/7 7 8 2,75 3,89 1,49 3,62 0,74 1,77 22,750(0,26) 22,230(0,09) 15,949(0,17) 15,907(0.10) - - - - - - -
Примечания. а - изотопные отношения, скорректированные на бланк и фракционирование; в скобках - погрешность измерения (±2о) в процентах
Возраст, рассчитанный по двум точкам образца UM-212 (табл.3, точки 5, 6) и двум точкам образца MU-08/7 (табл.3, точки 7, 8) в координатах 207Pb/204Pb - 206Pb/204Pb, оценивается в 947±71 млн лет (СКВО = 0.09, рис.3, б).
На рис.3, в размещены геохронологические результаты, полученные как локальным методом LA-ICP-MS (табл.2), так и «классическим» методом TIMS (табл.3). Наблюдается значительный разброс результатов определения возраста в диапазоне от примерно 600 до 2000 млн лет. Дис-кордии, построенные по совокупностям точек для разных проб рутилов, полученных «классическим» и локальным методом, характеризуются верхними пересечением с конкордией в точках с различными значениями возраста - около 1000, 1660, 1860 и 1980 млн лет (рис.3, в). При этом точки нижнего пересечения всех дискордий с конкордией сходятся в пределах погрешности в области, соответствующей приблизительно 580 млн лет.
Аналогичное распределение датировок было получено при изучении U-Pb возраста циркона из проявления Ичетъю (проба MU-08/4), для которого был установлен широкий разброс значений возраста в интервале от примерно 700 до 3280 млн лет [5]. Эти данные согласуются с результатами исследования возраста циркона, выделенного из нижележащих титановых руд Пижемско-го месторождения [3]. Помимо корреляции возрастных датировок, также наблюдается сходство редкоэлементного состава циркона из обоих объектов. Для циркона из проявления Ичетъю и Пижемского месторождения установлены высокоиттриевые и низкоиттриевые разновидности, в которых содержание иттрия и редкоземельных элементов коррелирует с тяжелыми редкоземельными элементами и фосфором (ксенотимовая схема изоморфизма [4]). Результаты изотопно-геохимического исследования свидетельствуют о едином источнике циркона двух промышленных объектов, при этом циркон мог поступать из разных по глубине горизонтов нижележащего кристаллического фундамента.
Заключение. В результате впервые проведенного изотопно-геохимического исследования рутила из полиминерального рудопроявления Ичетъю установлено, что поступивший из разных источников разновозрастный (предположительно с возрастом около 1000, 1660, 1860 и 1980 млн. лет) рутил претерпел общее для всех его разновидностей термальное воздействие в результате процесса с возрастом около 580 млн лет. Результаты геохронологического исследования рутила согласуются с проведенным ранее U-Pb датированием циркона из проявления Ичетъю и Пижем-ского месторождения [3, 5]. Согласно современным представлениям температура закрытия U-Pb системы в рутиле превышает 500 °С [12], что предполагает достаточно высокотемпературные условия гидротермальной переработки рутила при формировании рассматриваемых месторождений в рифейское время.
Благодарность. Работа выполнена в рамках тем госзадания ИГГД РАН № 0153-2018-0013 и ИГЕМ РАН № 0136-2018-0020 при финансовой поддержке РФФИ (грант № 17-35-5003). Авторы благодарят М. Шмитт за помощь в LA-ICP-MS измерениях. Статья является отчетной работой Вегацентра под номером #005.
ê С.Г.Скублов, АО.Красоткина, А.Б.Макеев, Н.Г.Ризванова, Э.Койман
Первые данные о возрасте (U-Pb метод, TIMS, LA-ICP-MS) рутила...
ЛИТЕРАТУРА
1. Возраст титановых месторождений северо-востока Восточно-Европейской платформы: Rb-Sr-данные / И.В.Чернышев, А.Б.Макеев, Ю.В.Гольцман, Н.И. Брянчанинова // Доклады АН. 2010. Т. 435. № 3. С. 378-383.
2. Игнатьев В.Д. Лейкоксен Тимана: минералогия и проблемы технологии / В.Д.Игнатьев, И.Н.Бурцев. СПб: Наука, 1997. 215 с.
3. Макеев А.Б. Геохимия и U-Pb возраст циркона Пижемского титанового месторождения (Средний Тиман) / А.Б.Макеев, А.О.Красоткина, С.Г.Скублов // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2016. № 5. С. 38-52.
4. Макеев А.Б. Иттриево-редкоземельные цирконы Тимана: геохимия и промышленное значение / А.Б.Макеев, С.Г.Скублов // Геохимия. 2016. № 9. С. 821-828.
5. Макеев А.Б. Новые данные об U-Pb возрасте и составе циркона (SHRIMP-II, SIMS) из полиминерального рудопро-явления Ичетъю (Средний Тиман) / А.Б.Макеев, А.О.Красоткина, С.Г.Скублов // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2017. № 11. C. 28-42.
6. Макеев А.Б. Типоморфизм и источники титановых и ниобиевых минералов проявления Ичетъю, Средний Тиман / А.Б.Макеев, С.Е.Борисовский // Изв. вузов. Геология и разведка. 2013. № 2. С. 30-37.
7. Макеев А.Б. Типоморфные особенности минералов титановых руд Пижемского месторождения // Минералогия. 2016. № 1. C. 24-49.
8. Макеев А.Б. Минералогия алмазов Тимана / А.Б.Макеев, В.А.Дудар. СПб: Наука, 2001. 336 с.
9. Результаты локального исследования (LA-ICP-MS) геохимии и U-Pb возраста рутилов из пород Беломорского подвижного пояса / С.Г.Скублов, Т.Зак, А.В.Березин и др. // Геохимия. 2013. № 2. С. 180-187.
10. Ризванова Н.Г. Возраст гидротермальных процессов в Центрально-Иберийской зоне (Испания) по данным U-Pb датирования касситерита и апатита / Н.Г.Ризванова, С.Г.Скублов, Е.В.Черемазова // Записки Горного института. 2017. Т. 225. С. 275-283. DOI: 10.18454/PMI.2017.3.275
11. Типоморфные особенности ниобиевого рутила из полиминерального рудопроявления Ичетъю (Средний Тиман) / А.О.Красоткина, М.М.Мачевариани, Н.М.Королев и др. // Записки РМО. 2017. № 2. С. 88-100.
12. Kooijman E. Constraints on the U-Pb systematics of metamorphic rutile from in situ. LA-ICP-MS analysis / E.Kooijman, K.Mezger, J.Berndt // Earth and Planetary Science Letters. 2010. Vol. 293. P. 321-330.
13. Kooijman E. U-Pb dating of zircon by laser ablation ICP-MS: recent improvements and new insights / E.Kooijman, J.Berndt, K.Mezger // European Journal of Mineralogy. 2012. Vol. 24. P. 5-21.
14. Ludwig K.R. Isoplot/Ex 3. A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center. Special publication. 2003. N 4. 74 p.
15. Ludwig K.R. PbDat 1.21 for MS-dos: A computer program for IBM-PC Compatibles for processing raw PbU-Th isotope data. Version 1.07. U.S. Geological Survey, Open-File Report 88-542. 1991. 35 p.
16. Manhes G. Comparative uranium-thorium-lead and rubidium-strontium study of the Severin amphoterite: consequences for early Solar system chronology / G.Manhes, J.E.Minster, CJ.Allegre // Earth and Planetary Science Letters. 1978. Vol. 39. P. 14-24.
17. Microstructural, trace element and geochronological characterization of TiO2 polymorphs and implications for mineral exploration / D.Plavsa, S.M.Reddy, A.Agangi et al. // Chemical Geology. 2018. Vol. 476. P. 130-149.
18. Rutile crystals as potential trace element and isotope mineral standards for microanalysis / G.L.Luvizotto, T.Zack, H.P.Meyer et al. // Chemical Geology. 2009. Vol. 261. P. 346-369.
19. Stacey J.S. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model / J.S.Stacey, J.D.Kramers // Earth and Planetary Science Letters. 1975. Vol. 26. P. 207-221.
20. Watson E.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile / E.B.Watson, D.A.Wark, J.B.Thomas // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2006. Vol. 151. P. 413-433.
21. Zack T. Petrology and geochronology of rutile / T.Zack, E.Kooijman // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2017. Vol. 83. P. 443-467.
Авторы: С.Г.Скублов, д-р геол.-минерал. наук, главный научный сотрудник, [email protected] (Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург, Россия), А.О.Красоткина, исполнитель проекта РФФИ, [email protected] (Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва, Россия), АБ.Макеев, д-р геол.-минерал. наук, ведущий научный сотрудник, [email protected] (Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва, Россия), Н.Г.Ризванова, канд. геол.-минерал. наук, старший научный сотрудник, [email protected] (Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург, Россия), Э.Койман, PhD, старший научный сотрудник и руководитель Вегацентра, [email protected], (Шведский музей естественной истории, Отдел наук о Земле, Стокгольм, Швеция).
Статья поступила в редакцию 23.01.2018.
Статья принята к публикации 05.04.2018.
