CC BY
15Химия. Геология . Природные ресурсы
УДК 550.2:551.72
В.Е. Стриха
U-PB ИЗОТОПНЫЙ ВОЗРАСТ (SHRIMP-II) ГРАНИТОИДОВ МАГДАГАЧИНСКОГО КОМПЛЕКСА УМЛЕКАНО-ОГОДЖИНСКОЙ ВУЛКАНО-ПЛУТОНИЧЕСКОЙ ЗОНЫ
Приведены результаты геохронологических (U-Pb метод по цирконам на микрозонде SHRIMP-II) и изотопно-геохимических исследований пород Сергеевского и Ускалинского массивов магдагачинского комплекса Умле-кано-Огоджинской вулкано-плутонической зоны. Для умеренно-щелочных гранитов Ускалинского массива изотопный возраст составляет 129,8 ± 0,6 млн. лет, СКВО - 0,054, вероятность - 0,82; Сергеевского массива -127,8 ± 1,1 млн. лет, СКВО - 0,72, вероятность - 0,40. Комплекс формировался во внутриплитной обстановке, синхронно с гранитоидами нормальной щелочности и гранитами А-типа, вероятно, в связи с СевероАзиатским суперплюмом.
Ключевые слова: Верхнее Приамурье, Умлекано-Огоджинская зона, умеренно-щелочные граниты, ранний мел, SHRIMP-II, внутриплитный магматизм.
U-PB ISOTOPE AGE (SHRIMP-II) OF GRANITOIDS OF A MAGDAGACHINSKY COMPLEX OF THE UMLEKANO-OGODZHINSKY VULKANO-PLUTONIC ZONE.
The article provides the results of geochronological (U-Pb a method on zircon in SHRIMP-II microprobe) and isotope and geochemical researches of breeds of Sergeevsky and Uskalinsky massifs from Magdagachinsky complex in the Umlekano-Ogodzhinsky vulkano-plutonic zone. For the of moderate lyalkalinity granites of the Uskalinsky massif the isotope age makes 129,8 ± 0,6 million years, by MSWD = 0,054, probability 0,82, the Sergeevsky massif - 127,8 ± 1,1 million years, by MSWD = 0,72, probability 0,40. The complex was formed in an intra slabby situation, synchronously with granitoids of normal alkalinity and granites of A-type probably in connection with the North Asian superplyum.
Key words: Upper Priamurye, Umlekano-Ogodzhinsky zone, moderate lyalkalinity granites, early chalk, SHRIMP-II method, intraplate magmatism.
Умлекано-Огоджинская вулкано-плутоническая зона широтной ориентации, протягивающаяся от среднего течения р. Б. Невер до верховьев р. Селемджи, является продолжением Большехинган-ского магматического пояса на территории России (рис. 1). Пояс перекрывает структуры раннепалео-зойских Аргунского и Бурея-Ханкайского орогенных поясов, сложен магматическими образованиями позднеюрско-раннемелового возраста и простирается в северо-восточном направлении по территории Внутренней Монголии, Китая и России более чем на 1000 км.
Рис. 1. Палеотектоническая реконструкция Востока Азии для средней юры - раннего мела (145 млн. лет), по [12] с некоторыми изменениями и дополнениями автора: 1 - кратоны; 2 - пассивные континентальные окраины; 3 - складчато-надвиговые пояса: Байкало-Патомский (NAP), Восточно-Ангарский (NAE); 4 - океаническая кора; 5 - эпиконтинентальное море; 6 - коллаж аккрети-рованных террейнов; 7 - осадочные бассейны (а7 - Амуро-Зейский, ку - Куонгсанский, hlt - Хайларский, nw-Западно-Сибирский, sab - Южно-Алданский, sol - Сунляо, el - Эрлянь и др.); 8 - зоны субдукции и аккреционного клина; 9-10 - образования надсубдукционных магматических дуг: 9 - преимущественно вулканические, 10 - преимущественно плутонические; 11-12 - вулканические и плутонические образования внутриплитных магматических поясов (плюмов): 11 - умеренно-щелочные и щелочные, 12 - бимодальные, связанные с рифто-генезом; 13-15 - структурно-тектонические элементы: 13 - надвиги, 14 - сдвиги, 15 - сбросы; 16 - контуры Се-веро-Азиатского суперплюма, по [14].
Магдагачинский комплекс впервые выделен в работе [1] по данным среднемасштабных геологических работ и объединяет умеренно-щелочные гранитоиды, слагающие мелкие тела и массивы площадью до 300 км2 в западной части Умлекано-Огоджинская вулкано-плутонической зоны - Маг-дагачинский, Горчаковский, Исагачинский, Сергеевский, Ускалинский.
В данной работе приведены результаты исследований изотопного возраста гранитов U-Pb методом по цирконам, петрогеохимических особенностей пород магдагачинского комплекса, проведена оценка геодинамических условий его формирования.
Комплекс сложен породами двух фаз: I фаза - граносиениты, II фаза - субщелочные граниты и гранит-порфиры. Для гранитоидов II фазы характерно наличие крупных (до 6-8 см) порфировидных выделений калиевого полевого шпата, нередко имеющего отчетливо выраженное зональное строение, подчеркнутое ориентированным размещением включений темноцветных минералов и плагиоклаза. В краевых (апикальных) частях Магдагачинского массива широко развиты гранит-порфиры фации эндоконтакта.
В качестве петротипа может служить Ускалинский массив, расположеный в междуречье рек Ершистая, Топака, Половинка, Камкомрой. Площадь выхода массива на поверхность составляет более 80 км. В плане массив имеет сложную форму и вытянут в северо-западном направлении на 15 км, при ширине до 7 км (рис. 2). В его строении участвуют породы двух фаз. Граносиениты I фазы слагают северо-восточную часть массива площадью около 30 км2. Наибольшим развитием пользуются умеренно-щелочные граниты II фазы. Они слагают юго-западную часть массива площадью около 50 км2. Вмещающие осадочные породы верхней юры метаморфизованы с образованием контактовых ореолов шириной от 150 м в юго-западной части массива и до 1-1,5 км - в северо-восточной. Этот
факт свидетельствует о крутом падении контактовой поверхности массива на юго-западе и пологом -на северо-востоке. По геофизическим данным предполагается падение юго-западного контакта под массив, а также его продолжение на 3-4 км в западном направлении. Объемная форма массива, таким образом, представляется как падающая на северо-восток пластина.
Рис. 2. Схематическая геологическая карта Ускалинского массива. Составлена по материалам сред-
немасштабной геологической съемки (Вольская и др., 1979) с изменениями автора: 1 - средне-позднеюрские осадочные отложения; 2 - позднемеловые дайки кислого и среднего состава; 3 - ран-немеловые дайки: диоритовые порфириты, кварцевые диоритовые порфириты (а), андезиты (б); 4 - микродиориты; 5 - умеренно-щелочные граниты II фазы; 6 - граносиениты I фазы; 7 - места отбора проб.
По химическому составу породы магдагачинского комплекса являются умеренно-щелочными, высококалиевыми образованиями магнетитовой серии. По степени их насыщенности глиноземом преобладают метаглиноземистые разности, менее развиты перглиноземистые. В большинстве случаев они отвечают породам I-типа, и только среди граносиенитов I фазы отмечаются разности, обладающие высокой глиноземистостью, характерной для гранитоидов S-типа.
По содержанию элементов-примесей породы в целом характеризуются обогащенностью крупноионными литофилами и обедненностью высокозарядными элементами. Граносиениты отличаются от умеренно-щелочных гранитов более высокими содержаниями легких РЗЭ, а в большей степени - тяжелых РЗЭ, пологим распределением их нормированных содержаний (TbN/YbN =1,8 и 3,2-4,5 соответственно), присутствием отчетливо выраженной отрицательной аномалии Eu (Eu/Eu* = 0,50-0,58 и 0,79-0,85 соответственно) и меньшей дифференцированностью их распределения. (La/Yb)N отношение для граносиенитов - 15-16, умеренно-щелочных гранитов - 27-63.
На дискриминационных диаграммах породы магдагачинского комплекса интерпретируются неоднозначно, по соотношению петрогенных элементов располагаясь в полях позднеорогенных и постколлизионных образований, редких и рассеянных элементов - в пределах полей островодужных, поздне- и постколлизионных, редко - синколлизионных образований.
U-Pb датирование цирконов осуществлялось на ионном микрозонде SHRIMP-II в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского. Измерения U-Pb отношений на SHRIMP-II проводились по методике, описанной в статье [2]. Интенсивность первичного пучка молекулярных
отрицательно заряженных ионов кислорода составляла 5 нА, диаметр пятна (кратера) - 25 мкм. Обработка полученных данных осуществлялась с использованием программы SQUID [3]. U-Pb отношения нормализовались на значение 0,0668, приписанное стандартному циркону TEMORA, что соответствует возрасту этого циркона 416,75 млн. лет [4]. Погрешности единичных анализов (отношений и возрастов) - на уровне одной сигмы, погрешности вычисленных конкордантных возрастов и пересечений с конкордией - на уровне двух сигм. Построение графиков с конкордией [5] осуществлялось с использованием программы ISOPLOT/EX [6]. Диаграммы с конкордией приведены на рис. 3 (для Ускалинского массива) и рис. 4 (для Сергеевского массива).
0,0207
0,0205
В 0,0203 а
0,0201
0,0199
. Обр. 412
3 нижние точки II
131 W
■ )
1 * гг-^ *Г
\ *4 jj -- —........................
I/ Конкордантный возраст =
Я 129,60 ± 0,64 млн. лет
и СКВО = 0,034,
. II Вероятность = 0,85
0,115
0,125
0,135
0,145
0,155
0,165
0,175
207Pb/235U
Рис. 3. Диаграмма с конкордией для цирконов из гранитов Ускалинского массива
для пяти наиболее молодых точек.
Рис. 4. Диаграммы с конкордией для цирконов из гранитов Сергеевского массива для трех наиболее молодых точек.
Для определения и-РЬ изотопного возраста пород граносиенит-гранитовой ассоциации были проведены исследования цирконов из умеренно-щелочных гранитов Ускалинского (обр. 412) и Сергеевского (обр. 424, карьер на южной окраине пос. Дактуй) массивов, представленных прозрачными и полупрозрачными кристаллами желтоватого цвета.
Кристаллы субидиоморфные и идиоморфные, коротко- и длиннопризматического облика. Ка-тодолюминесцентное изображение цирконов демонстрирует отчетливую концентрическую и сектори-альную зональности роста. В некоторых зернах видны зоны с криволинейными округлыми границами, - вероятно, разделяющими унаследованные ядра и магматические обрастания. Для незональной каймы и близких к ним зон получены наиболее молодые раннемеловые датировки, по которым рассчитывался изотопный возраст завершающего этапа формирования пород. Для умеренно-щелочных гранитов Ускалинского массива изотопный возраст составляет 129,8 ± 0,6 млн. лет, СКВО - 0,054, вероятность -0,82; Сергеевского массива - 127,8 ± 1,1 млн. лет, СКВО - 0,72, вероятность - 0,40.
В совокупности полученные данные изотопного возраста позволяют оценивать время формирования пород магдагачинского комплекса в диапазоне 130.4 - 126.7 млн. лет. Для пород характерно присутствие реликтового циркона магматического облика с возрастом от 250 до 490 млн. лет (таблица), что может свидетельствовать как о смешанном характере протолита гранитоидов и присутствии в его составе вещества палеозойского возраста, так и о контаминации гранитным расплавом палеозойского вещества магматического генезиса.
U-Pb изотопные данные, определенные на микрозонде SHRIMP-II для субщелочных гранитов II фазы граносиенит-гранитовой ассоциации Умлекано-Огоджинской зоны
Точка Содержания, г\т Изотопные соотношения Возраст, млн. лет
И 1Ь 206РЬ* 207РЬ/235И ±% 206РЬ/238И ±% 206РЬ/238И
412.2.2 1727 104 30,1 0,1352 2,4 0,020232 0,4 129,12 ± 0,51
412.5.1 1327 390 24 0,1448 6,6 0,02034 0,58 129,8 ± 0,75
412.3.1 2003 338 35,1 0,1368 1,8 0,020361 0,36 129,93 ± 0,47
412.8.1 1219 326 21,7 0,1351 2,8 0,02062 0,72 131,56 ± 0,94
412.7.1 447 261 8,23 0,14 10 0,02082 0,92 132,9 ± 1,2
412.1.2 1355 136 24,4 0,1395 2,8 0,020912 0,44 133,42 ± 0,57
412.6.1 426 79 7,84 0,137 7,5 0,02123 0,83 135,4 ± 1,1
412.4.1 313 15 19,5 0,564 2,8 0,07228 0,62 449,9 ± 2,7
412.2.1 502 375 32,7 0,583 2,5 0,07552 0,48 469,3 ± 2,2
412.1.1 198 40 13,5 0,605 4,1 0,0791 0,84 490,7 ± 4
424.9.1 396 148 6,62 0,1268 5,4 0,01935 0,9 123,5 ± 1,1
424.5.1 491 61 8,38 0,1331 4 0,01982 0,84 126,5 ± 1,1
424.8.1 991 440 17 0,1297 3,1 0,01987 0,62 126,8 ± 0,78
424.7.1 570 205 9,87 0,1324 3,3 0,020131 0,37 128,48 ± 0,48
424.2.1 77 31 1,42 0,115 38 0,02128 2,7 135,8 ± 3,5
424.3.1 526 665 18 0,274 4 0,03961 2,3 250,4 ± 5,7
424.3.2 69 29 2,42 0,25 16 0,04008 1,5 253,3 ± 3,8
424.6.1 722 105 34,9 0,442 2,6 0,0563 1,9 352,9 ± 5,4
424.4.1 432 52 21,1 0,423 2,4 0,05682 0,87 356,3 ± 3
24.1.1 106 31 6,94 0,571 4,8 0,0761 0,7 472,8 ± 3,2
* Радиогенная часть свинца. Изотопные отношения скорректированы по 204РЬ. Неточности измерений изотопных соотношений и возраста даны при 1 о.
Геохронологические исследования И-РЬ методом ^НЫМР-П) по цирконам изотопного возраста пород магдагачинского комплекса указывают на раннемеловой возраст его становления в диапазоне 130.6 - 126.0 млн. лет. Значения И-РЬ-изотопного возраста в целом согласуются с оценкой изотопного возраста умеренно-щелочных гранит-порфиров Магдагачинского (обр. 410-1, -2, -5, -6, южная окраина Магдагачи). Параметры ЯЬ^г изохроны: Т = 126,5 ± 1,5 млн. лет, при (878г/868г)0 = 0,70774 ± 0,00018 и СКВО =1,0 [7]. Совпадение оценки изотопного возраста пород граносиенит-
гранитовой ассоциации ЯЬ^г методом по породообразующим минералам и локальным И-РЬ-методом по цирконам позволяет считать примененную методику расчета изотопного возраста пород по наиболее молодым датировкам правильной, а оценку возраста гранитов магдагачинского комплекса Умле-кано-Огоджинской зоны достоверной.
Таким образом, породы комплекса образовались не в позднеюрское время, как это предполагалось ранее, а характеризуют раннемеловой этап формирования Умлекано-Огоджинской вулкано-плутонической зоны. Результаты геологического изучения последних лет показывают, что в пределах Селенга-Станового и Станового супертеррейнов широко развиты гранитоидные массивы, по вещественному составу аналогичные, а по изотопному возрасту синхронные магдагачинскому комплексу: Хайктинский амуджиканского комплекса [8], Чильчинский тындинско-бакаранского комплекса [9]. В это же время формируются массивы гранитоидов с нормальной щелочностью, - например, Джалин-динский [10] и граниты А-типа массива Водьюхэ [11]. Эти данные позволяют сделать вывод о существовании на территории Верхнего Приамурья широко проявленного этапа раннемелового гранито-идного магматизма, связанного со становлением внутриконтинентальных вулкано-плутонических поясов Верхнеамурского, Станового и Большехинганского. Формирование гранитоидов различных геохимических типов традиционно связывают с определенными геодинамическими обстановками, но, как показывают геодинамические построения, формирование гранитоидных массивов Умлекано-Огоджинской зоны на рубеже 130-125 млн. лет происходило во внутриплитной обстановке после закрытия Монголо-Охотского океанического бассейна и формирования единого суперконтинента в результате коллизии Северо-Азиатского и Сино-Корейского кратонов, для Верхнего Приамурья завершившейся к концу ранней юры [12, 13]. Различие петрогеохимических особенностей в раннемеловых (130-125 млн. лет) гранитоидах в различных вулкано-плутоничеких поясах Верхнего Приамурья связано с гетерогенностью исходных коровых субстратов, составом родоначальных мантийных магм и долей мантийного материала в составе гранитоидов [7].
Как формирование раннемеловых вулканогенных и плутонических образований Умлекано-Огоджинской зоны, так и раннемезозойская коллизия в пределах Верхнего Приамурья могут быть связаны с функционированием Северо-Азиатского суперплюма [14]. В средней юре - раннем мелу в пределах Верхнего Приамурья в условиях платформенного режима формируются породы Верхнеамурского и Депского прогибов, внутриконтинентальный Большехинганский рифтогенный магматический пояс [12]. Прогибы характеризуются двучленным строением разреза: низы сложены средне-юрскими мелководными морскими отложениями, а верхи - пресноводно-континентальными отложениями верхней юры - нижнего мела, с участием вулканогенных пород по всему разрезу. Формирование вулканогенных образований Большехинганского пояса, включая и Умлекано-Огоджинскую зону на его северном окончании, сопровождается внедрением анорогенных гранитов, в том числе и синхронных, внедрением интрузий магдагачинского комплекса [11] и более молодых гранитоидных плутонов с постколлизионными характеристиками [15].
Альтернативой данной модели являются представления о формировании Большехинганского вулкано-плутонического пояса в условиях трансформной континентальной окраины вследствие суб-дукции плиты Изанаги в позднемезозойское время [16].
1. Мартынюк, М.В., Рямов, С. А., Кондратьев, В. А. Объяснительная записка к схеме расчленения и корреляции магматических комплексов Хабаровского края и Амурской области (Отчет по теме № 330 за 19871990 гг.). - Хабаровск, 1990. - 250 с.
2. Williams, I.S. U-Th-Pb Geochronology by Ion Microprobe // McKibben, M.A., Shanks III, W.C. and Ridley, W.I. (Eds). Applications of microanalytical techniques to understanding mineralizing processes, Reviews in Economic Geology. - 1998. - V. 7. - Р. 1-35.
3. Ludwig, K.R. SQUID 1.00. A User's Manual; Berkeley Geochronology Center Special Publication. - 2000. - № 2.
4. Black, L.P., Kamo, S.L. etc. TEMORA 1: A new zircon standard for U-Pb geochronology // Chemical Geology. - 2003. - V. 200. - P. 155-170.
5. Wetherill, G.W. Discordant uranium-lead ages // Trans. Amer. Geophys. Union. - 1956. - V. 37. - Р.320-326.
6. Ludwig, K.R. User's manual for Isoplot /Ex. Version 2.10. A geochronological toolkit for Microsoft Excel // Berkeley Geochronology Center Special Publication. - 1999. - № 1a.
7. Стриха, В.Е. Мезозойские гранитоиды золотоносных районов Верхнего Приамурья. - Благовещенск: Амурский гос. ун-т, 2012. - Ч. 1 - 188 с. Ч. 2 - 196 с.
8. Стриха, В.Е., Петрук, Н.Н., Вахтомин, К.Д., Вольская, И.П., Коршунов, А.М., Шергина, Ю.П. Геология хайктинского интрузивного комплекса (Верхнего Приамурья) // Тихоокеанская геология. - 2000. - Т.19, № 5. -С. 25-37.
9. Ларин, А.М., Котов, А.Б., Сальникова, Е.Б. и др. Возраст и тектоническое положение гранитоидов тындин-ско-бакаранского комплекса Удско-Зейского магматического пояса // ДАН. - 2014. - Т. 456, № 3. - С. 314-319.
10. Кошеленко, В.В., Волкова, Ю.С. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. - Изд. 2-е. Серия Становая. - Лист N-51-X (Усть-Уркима). Объяснительная записка. - СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2015. - 244 с. (в печати).
11. Jahn, B.-M., Wu, F.-Y, Capdevila, R. et al. Higly evolved juvenile granites with tetrad REE patterns: the Woduhe and Baerzhe granites from the Great Xing'an Moutains in the NE China // Lithos. - 2001. - V. 59. - P. 171-198.
12. Парфенов, Л.М., Берзин, Н.А., Ханчук, А.И. и др. Модель формирования орогенных поясов Центральной и Северо-Восточной Азии // Тихоокеанская геология. - 2003. - Т. 22, № 6. - С. 7-41.
13. Роганов, Г.В., Кириллова, Г.Л., Кирьянова, В.В. и др. Состав и биота переходных юрско-меловых отложений в эпиконтинентальных бассейнах Приамурья // Тихоокеанская геология. - 2005. - Т. 24, № 4. - С. 3-23.
14. Ярмолюк, В.В., Коваленко, В.И., Кузьмин, М.И. Северо-Азиатский суперплюм в фанерозое: магматизм и глубинная геодинамика // Геотектоника. - 2000. - № 5. - С. 3-29.
15. Стриха, В.Е., Агафоненко, С.Г. Елнинский массив Буриндинского комплекса Умлекано-Огоджинской вулкано-плутонической зоны Верхнего Приамурья: новые геохронологические, геохимические и изотопно-геохимические данные // Вестник Камчатской региональной ассоциации «Учебный научный центр». Сер. «Науки о Земле». - 2014. - Вып. 23, № 1. - С. 151-167.
16. Seton, M., Muller, R.D., Zachirovic, S. at al. Global continental and ocean basin reconstruction since 200 Ma // Earth-Sci. Rev. - 2012. - V. 113. - P. 212-270.
