авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОТДЕЛЕНИЕ НАУК О ЗЕМЛЕ НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРОБЛЕМАМ ГЕОХИМИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ...»

-- [ Страница 5 ] --

Далее, используя надёжно устанавливаемые корреляционные связи между соотношениями элементов примесей в породах ман тийного генезиса, можно оценить с различной степенью достовер ности реальное содержание этих элементов в примитивной ман тии. На рисунке 1 приведено сравнение полученных таким обра зом оценок с ранее представленными моделями (Hofmann, 1988;

Mcdonough, Sun, 1995).

В соответствии с более высокими изотопными отношениями неодима и гафния и более низким изотопным отношением строн ция в нашей оценке примитивной мантии (Костицын, 2004), она обеднена и наиболее несовместимыми элементами на 40-50% относительно ранее представленных моделей, основанных на хон дритовом составе Земли.

Литература DePaolo D. J., Wasserburg G. J. Inferences about magma sources and mantle structure from variations of 143Nd/144Nd. // Geophysical Research Letters. 1976. 3(12): 743-746.

Hofmann A. W. Chemical Differentiation of the Earth - The Relationship Between Mantle, Continental-Crust, and Oceanic-Crust. // Earth and Planetary Science Letters. 1988. 90(3): 297-314.

Jacobsen S. B., Wasserburg G. J. Sm-Nd isotopic evolution of chondrites. // Earth and Planetary Science Letters. 1980. 50: 139-155.

Mcdonough W. F., Sun S. S. The Composition of the Earth. // Chemical Geology. 1995. 120(3-4): 223-253.

Костицын Ю. А. Sm-Nd и Lu-Hf изотопные системы Земли: отвечают ли они хондритам? // Петрология. 2004. 12: 451-466.

РЕЗУЛЬТАТЫ Rb-Sr И Sm-Nd ИССЛЕДОВАНИЙ ФРАГМЕНТОВ LL-ХОНДРИТА ЧЕЛЯБИНСК Ю.А. Костицын, Э.М. Галимов ГЕОХИ РАН (kostitsyn@geokhi.ru) Фрагмент упавшего 15 февраля 2013 года в районе Челябинска LL-хондрита был исследован нами в ГЕОХИ РАН (Галимов et al., 2013). Метеорит содержит значительное (до одной трети объёма) количество ударно-расплавленного материала, который по составу близок к основной части метеорита. Rb-Sr и Sm-Nd изотопные исследования были предприняты для оценки возраста ударного события (или событий?).

Для анализа были использованы два фрагмента – отпиленный кусок весом 34.85 г и отпиленная от него же пластина толщиной ~ 2 мм. Более крупный фрагмент, включающий прожилки импактно го стекла, был раздроблен в ступке Абиха до размерности – 0.1 мм и от этого материала была взята аликвота породы в целом.

Остальной материал был отмыт от мелкой пыли, освобождён от металла с помощью ферритового магнита и разделён в иодистом метилене на две фракции – лёгкую и тяжёлую. Каждая из них затем была разделена с помощью сильного постоянного NdFeB магнита на немагнитную и слабомагнитную фракции. Таким обра зом были приготовлены для исследования порода в целом (TR1 на рис. 1), лёгкая немагнитная (LN), лёгкая слабомагнитная (LM), тяжёлая немагнитная (HN) и тяжёлая слабомагнитная (HM) фрак ции. Такой подход мы вынуждены были применить поскольку метеорит обладает мелкозернистой структурой и из такого матери ала невозможно выделить чистые минеральные фракции.

Исследования минеральных фракций с помощью микрозонда показали, что все они содержат полный набор минералов метеори та, т.к. размер полученных зёрен много больше размера минераль ных образований.

Рис. 1. Изохронные диаграммы для Sm-Nd (а) и Rb-Sr (б) изотопных систем метеорита Челябинск. Залитыми кружками показаны данные для серого стекла (GG) и чёрного стекла (BG), открытыми – данные для породы в целом и фракций, выделенных по физическим свойствам. Пунктиром на обоих графиках показаны геохроны – линии, отвечающие возрасту 4. млрд.лет, и линии с наклоном 290 млн.лет. В Sm-Nd системе точки несколь ко растянулись вдоль линии 290 млн. лет, тогда как в Rb-Sr системе они образуют относительно компактное облако. CHUR – хондритовый одно родный резервуар (Jacobsen, Wasserburg, 1980). На графиках показан также валовый состав силикатной части земли (Костицын, 2004).

Кроме того, из пластины были механически выделены фраг менты породы в целом, свободные от прожилков ударного распла ва (TR0) и материал прожилков серого импактного стекла (GG) мощностью 1-2 мм, а также чёрное стекло, представленное более массивными скоплениями (BG).

В Sm-Nd системе результаты анализа (рис.1а) образуют линейный тренд, наклон которой отвечает ~290 млн.лет, Nd(T) –1.1. Узкие пределы фракционирования Sm/Nd отношения и небольшие вариации изотопного состава неодима не позволили получить изохрону в строгом её значении, но позволяют прибли зительно оценить возможное время проявления события, вызвав шего заметное преобразование Sm-Nd системы. Состав чёрного стекла (BG) близок к валовому составу (TR1) метеорита, тогда как точка, отвечающая прожилку серого стекла (GG), наиболее ано мальна. По-видимому, образование чёрного стекла происходило в результате валового плавления вещества метеорита, тогда как фор мирование прожилков сопровождалось частичным плавлением и элементным фракционированием вещества.

Полученные для метеорита Челябинск Sm-Nd изотопные дан ные, указывают на событие 290 млн. лет назад, которое могло при вести к перераспределению самария и неодима – а значит и остальных редкоземельных элементов – в относительно недавней истории родительского тела метеорита. Возможно, это было время отрыва метеорита от родительского тела. Однако в метеорите сохранились хондры, сложенные различными минералами – оли вином, пироксеном – что подразумевает сохранность первичных минералов, образовавшихся из газопылевого облака, и, как след ствие, существование различий в величине Sm/Nd отношения в разных точках метеорита. Если бы на протяжении предыдущей истории существования материнского тела метеорита имели место широкие пространственные вариации Sm/Nd отношения, то неиз бежно в нём должна была появиться и значительная изотопная гетерогенность вследствие радиоактивного распада 147Sm. Кажется маловероятным, чтобы эта гетерогенность могла бы быть уничто жена ударным событием, не приведшем не только к полному плав лению тела, но даже хотя бы к уничтожению в нём хондр.

По-видимому, до ударного события вариации Sm/Nd отношения между разными минералами были невелики и, соответственно, накопленные вариации изотопного отношения неодима также ока зались небольшими, в пределах 2-3 единиц eNd. Ударное событие, произошедшее около 290 млн. лет назад, по-видимому, привело к локальному метаморфизму части вещества, формированию новых минералов и широкому фракционированию Sm/Nd отношения.

Rb-Sr изотопные данные не образуют никакого значимого тренда (рис. 1б). Наблюдаемый разброс изотопных отношений, по-видимому, отражает воздействие разновозрастных процессов на минералы метеорита, причём поздние ударные события не при водили ни к полной гомогенизации изотопного состава стронция, ни появлению широких вариаций Rb/Sr отношения в различных фазах родительского тела метеорита.

Sm-Nd изотопные данные позволяют предполагать, что удар ное событие в истории образования метеорита произошло прибли зительно 290 млн. лет назад, однако полной гомогенизации изо топного состава неодима в это время не произошло. Изотопный состав стронция также не был гомогенизирован этим событием (или событиями).

Литература Jacobsen S.B., Wasserburg G.J. Sm-Nd isotopic evolution of chondrites // Earth and Planetary Science Letters. 1980. V. 50 P. 139-155.

Галимов Э.М., Колотов В.П., Назаров М.А., Костицын Ю.А., Кубракова И.В., Кононкова Н.Н., Рощина И.А., Алексеев В.А., Кашкаров Л.Л., Бадюков Д.Д., Севастьянов В.С. Результаты вещественного анализа метеорита Челябинск. // Геохимия. 2013. T. 51. № 7. С. 580-598.

Костицын Ю.А. Sm-Nd и Lu-Hf изотопные системы Земли: отвечают ли они хондритам? // Петрология. 2004. T. 12. № 5. С. 451-466.

ИЗОТОПНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОД И РУД ДЮМТАЛЕЙСКОГО МАССИВА, ТАЙМЫР: НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ОБРАЗОВАНИЕ НОРИЛЬСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Н.А. Криволуцкая ГЕОХИ РАН (nakriv@mail.ru) В решении проблем генезиса магматических медно-никеле вых и платиновых месторождений, локализованных в ультраба зит-базитовых комплексах, важное значение придается изотопно му составу серы, позволяющему судить об образовании руд либо из существенно мантийного, либо смешанного мантийно-корового источника. Как правило, рудообразующие сульфиды месторожде ний данного типа характеризуются узким интервалом значений 34S (от -2 до +2 ‰) (Налдретт, 2003). Особую позицию занимают месторождения Норильского района, существенно отличающиеся от подобных им объектов тяжелым изотопным составом – до +18‰ (Годлевский, Гриненко, 1963;

Grinenko, 1985). Традиционно такой необычный состав руд объясняется ассимиляцией исходны ми магмами вмещающих пород, среди которых широко распро странен ангидрит. И хотя было показано (Krivolutskaya et al. 2012), что процессы взаимодействия расплавов с вмещающими порода ми развиты крайне ограниченно in situ, эта идея продолжает раз виваться (Naldrett, 1992;

Li et al., 2009). В качестве доказательства ассимиляции выступают типичные коровые геохимические харак теристики пород рудоносных массивов (содержания редких эле ментов, 87Sr/86Sr=0.706-709, eNd = -1 – -2), а также основной массы вулканитов района, среди которых только гудчихинские пикроба зальты были образованы их примитивных магм (87Sr/86Sr=0.703, eNd =+5).

Открытый в 1990-ые годы геологами ООО «Норильскгеология»

Дюмталейский рудоносный массив является единственным интру зивным аналогом вулканитов гудчихинской свиты, обладая близ кими геохимическими особенностями состава пород (отсутствием отрицательных Ta-Nb и Pb, высоким Gd/Yb отношением, Sr/86Sr=0.704, eNd =+5.5). При этом он несет промышленное тита номагентитовое и сульфидное оруденение, которое никогда не было обнаружено в породах такого типа не только на Сибирской платформе, но и в мире.

Дюмталейский массив расположен на юго-западе Таймыра, где он аналогично интрузивам норильского комплекса локализо ван на границе базальтов трапповой формации и подстилающих их угленосных терригенных пород. Он представляет собой отчет ливо расслоенное пластинообразное тело протяженностью 55 км и мощностью 600 м. Верхняя часть его сложена габброидами с повышенным содержанием титаномагнетита, а нижняя имеет перидотитовый состав (верлиты, лерцолиты, оливиновые габбро) и также обогащена Fe-Ti оксидами. Титаномагнетитовые руды сосредоточены в основном в верхней части интрузива, где они представлены вкрапленными и массивными разновидностями, мощность последних достигает первых метров. Они содержат примесь V2O5 (до 1.2 мас. %). Cульфидные руды образуют несколько горизонтов прожилково-вкрапленного оруденения и маломощных жил на глубинах 1390, 1490 и 1600 м (по скв. ЛП-1).

Минеральный состав руд не отличается от крупнейших Cu-Ni месторождений района – Талнахского, Норильск 1: главными руд ными минералами являются халькопирит, троилит, пирротин и пентландит, среди второстепенных присутствуют кубанит, бор нит, миллерит, виоларит, а также минералы благородных металлов – майченерит, меренскит, сперрилит, фрудит и др.

Уникальной особенностью Дюмталейского массива является установленный нами тяжелый изотопный состав серы сульфидов, близкий к составу руд эталонных интрузивов (Норильск1, Талнахский, Хаарелахский – 34S +3 – +18‰), несмотря на то, что сформировавшие его магмы имеют принципиально иные геохими ческие характеристики и происхождение. Значения 34S для суль фидных минералов Дюмталейского массива варьируют от +9.9 до +12.8 ‰.

Это уникальное явление может интерпретироваться как нали чие изначально тяжелой серы в мантийных породах. Вероятно, мантийный источник был обогащен тяжелым изотопом в результа те более ранних геологических процессов, имевших место в характеризуемом регионе. В частности, вовлечение коровых пород, содержащих тяжелые в изотопном отношении сульфиды, могло иметь место в результате субдукции.

Предполагается, что аномальный изотопный состав серы норильских руд по сравнению с другими медно-никелевыми месторождениями мира, также объясняется сложной природой мантийного источника, а не участием в их образовании осадочно го ангидрита, существенно отличающегося от пород интрузивов по составу радиогенных изотопов (особенно свинца, Криволуцкая, 2011). Следует отметить, что практически все медно-никелевые и платиновые месторождения были сформированы в протерозое, и только норильские руды – в раннем триасе. Эта разница в возрасте имеет принципиальное значение, поскольку состав источника образовавших их магм (в частности, мантиийного) должен был существенно отличаться. К началу мезозоя на Земле была сформи рована мощная континентальная кора, которая все в большем и большем объеме вовлекалась в процессы субдукции и, следова тельно, все существеннее влияла на состав мантийного субстрата по сравнению с докембрием. Вполне вероятно, что после послед них субдукционных процессов в Сибирском регионе в мантии или на границе ее с нижней корой скопились сульфиды, прошедшие цикл биогенной переработки на поверхности Земли. В то же время надо учитывать, что мы пока еще недостаточно представляем себе условия фракционирования серы в глубинных условиях, возмож но, ее состав частично (или существенно) мог меняться и при высоких давлениях и температурах. Это подтверждают данные по изотопному составу серы древних месторождений Сибирской платформы (Кряжев и др., 2003).

Таким образом, в результате проведенных исследований пород и руд ультрабазит-базитового Дюмталейского массива впер вые установлен тяжелый изотопный состав серы в мантийных магмах.

Работа выполнена при поддержке программы Президента РФ «Ведущие научные школы России» (НШ-3919.2012.5) и ОНЗ РАН (№ 9).

Литература Годлевский М.Н., Гриненко Л.Н. Советская геология. 1963. № 1.

С.27-39.

Криволуцкая Н.А. // Геология рудных месторождений. 2011. Т. 53. № С.346-378.

Кряжев С.Г. Глухов А.П., Русинова О.В. и др. // Прикладная геохимия.

М.: ИМГРЭ, 2003. Вып. 4. С.154–164.

Налдретт А.Дж. 2003. Магматические сульфидные месторождения медно-никелевых и платинометальных руд. С.-Пб.: СПбГУ, 2003. 487с.

Соболев А.В., Криволуцкая Н.А., Кузьмин Д.В. Петрология. 2009. Т. 17.

№ 3. С. 276–310.

Grinenko L.N. International Geology Review. 1985. V. 27. P. 695–708.

Krivolutskaya N.A., Sobolev A.V., Snisar S.G. et al. Mineralium Deposita.

2012.V. 47. P.69-88.

Naldrett A.J. 1992. // Econ.Geol. 1992. V. 87. P.1945–1962.

Ripley E. M., Lightfoot P. C., Li C. et al. // Geochim. et Cosmochim. Acta.

2003. V. 7. P. 2805–2817.

Li C.S., Ripley E.M., Naldrett A.J. // Econ. Geol. 2009. V. 104.P. 291-301.

ИСТОЧНИКИ СВИНЦА ЗОЛОТОРУДНЫХ ГИГАНТОВ СРЕДНЕЙ АЗИИ С. Г. Кряжев ЦНИГРИ (S34@mail.ru) Золоторудные гиганты Средней Азии, в числе которых нахо дится крупнейшее в мире золото-сульфидно-кварцевое месторож дение Мурунтау, локализованы в терригенных толщах нижнего палеозоя. В результате комплексных минералого-геохимических, геохронологических и изотопно-геохимических исследований установлена тесная связь оруденения с герцинским интрузивным магматизмом (Шер, 1972;

Костицын, 1991, 1993, 1994;

Кряжев, 1986, 2002;

Mao et. al., 2004;

и др.).

Основным источником золота служили глубинные магматиче ские очаги, о чем в первую очередь свидетельствуют узкие вариа ции изотопного состава серы золотоносных сульфидов на боль шой территории при близости значений 34S к «метеоритному»

уровню и их независимости от количества и изотопного состава осадочно-диагенетической серы во вмещающих породах (рис. 1).

Рис. 1. Вариации изотопного состава сульфидной серы в рудах (А) и вме щающих породах (Б) Свинец в рудах месторождения Мурунтау по изотопному составу классифицируется как «аномальный» (рис. 2), что обу словлено высоким содержанием урана во вмещающих породах.

Точки аномальных свинцов на диаграмме 207Pb/204Pb206Pb/204Pb располагаются вдоль прямой линии с наклоном 0.06. На ее про должении находится область изотопных отношений свинца в пирите осадочно-диагенетических конкреций, распространенных в рудном поле Даугызтау, а также золотоносных эксгаляционно осадочных (по Ч.Х.Арифулову) залежей месторождения Амантай.

Наблюдаемое распределение экспериментальных точек на диа грамме удовлетворительно объясняется смешением «нормально го» свинца (206Pb/204Pb = 18.25, 207Pb/204Pb = 15.68, возраст по эво люционной модели Стейси-Крамерса отвечает времени осадкона копления – около 450 млн. лет при µ=10.1), с различным количе ством радиогенного свинца, накопившегося в обогащенных ура ном слоях за период 450–250 млн. лет. Сульфиды на всех этапах минерало- и рудообразования заимствовали свинец из вмещаю щих пород без ощутимого привноса этого элемента из внешнего источника.

Свинец, источником которого мог служить глубинный магма тический очаг, установлен в двух мощных сульфидно-кварцевых жилах выполнения, относящихся к позднему этапу минералообра зования. Жилы различаются по минеральному составу и Rb-Sr возрасту, однако при этом характеризуются идентичными отноше ниями 206Pb/204Pb = 18.31 и 207Pb/204Pb = 15.63. Возраст этого свинца по модели Стейси-Крамерса составляет 300 млн. лет при µ=9.84.

Рис. 2. Диаграмма изотопного состава свинца сульфидов золоторуд ных полей Средней Азии.

1 – осадочно-диагенетический пирит, 2 – галенит в гранитах Мурун ского массива, 3 – пирротин в экзоконтакте гранитов, 4 – арсенопирит и пирит в золотоносных полевошпат-кварцевых метасоматитах (ранний этап), 5 – арсенопирит и пирит в жилах и прожилках (поздний этап), 6 – Rb-Sr возраст образцов (Костицын, 1991). Изотопные анализы (TIMS) выполнены в ЦИИ ВСЕГЕИ, аналитик Р.Ш.Крымский.

В рудах месторождения Кумтор продукты эксгаляционно-оса дочного и плутоногенно-гидротермального минералообразования пространственно совмещены. Золоторудная минерализация сопро вождается привносом некоторой доли менее радиогенного свинца, вероятно, из магматического источника (см. рис. 2).

Таким образом, концентрирование больших масс золота и серы в крупных месторождениях Средней Азии не обязательно сопровождалось поступлением в руды существенного количества свинца из магматических очагов. Заимствование рудного свинца из вмещающих пород при рудообразовании установлено также на крупных золото-сульфидных месторождениях Олимпиадинское (Кряжев, Крымский, 2010) и Нежданинское (Чернышев и др., 2011). Вероятно, избирательная способность к эффективному транспорту ограниченного числа элементов (главным образом S, As и Au), особенно при формировании золотоносных метасомати тов, является характерной особенностью золотоносных флюид ных систем в углеродисто-терригенных толщах.

ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ БЛАГОРОДНЫХ ГАЗОВ ФЛЮИДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В КВАРЦЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА ТЕРРИГЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ С.Г. Кряжев1, Э.М. Прасолов2, М.И. Розинов2, С.А. Сергеев ЦНИГРИ (S34@mail.ru);

2ВСЕГЕИ Проблема определения условий формирования крупных золо торудных месторождений в углеродисто-терригенных толщах включает вопрос о роли мантийных флюидов в рудообразующих системах. Для его решения авторы провели сравнительный анализ изотопного состава гелия в жильном кварце типовых месторожде ний, которые различаются по возрасту, составу руд и масштабу оруденения (таблица, рисунок). Образцы для исследований ото браны из рудных тел и содержат выделения самородного золота или сульфидов продуктивной стадии.

Месторождения Енисейской провинции пространственно и парагенетически связаны с позднепротерозойскими гранитоида ми. Флюидные включения в кварце содержат концентрированные щелочно-хлоридные растворы (1015 мас. % NaCl-экв) и плотные газы (СН4, СО2, N2, H2S). Температуры образования включений составляют 380320 °С при давлении 1.5-1.0 кбар. Месторождения Верхояно-Колымской провинции локализованы в породах перм ского возраста и предположительно связаны с раннемеловым маг матизмом. Растворы во включениях имеют существенно гидрокар бонатный состав, относительно низкую минерализацию (36 мас.

% NaCl-экв), в газовой фазе преобладает углекислота. Руды фор мировались при температурах 330280 °С и давлениях 1.00. кбар.

Отмеченная разница РТХ-параметров может быть связана с глубинностью и структурной обстановкой рудообразования, что согласуется с вариациями изотопного состава аргона во включени ях. В золото-сульфидных залежах Енисейского кряжа доминирует радиогенный аргон. Золотоносные кварцевые жилы Верхояно Колымской провинции формировались в системах, более откры тых для насыщенных воздухом поверхностных вод (доля атмос ферного аргона 6090%).

Для всех изученных месторождений характерно присутствие существенно газовых и газово-жидких включений, что является следствием гетерогенизации (вскипания) рудообразующих флюи дов с обособлением углекислотно-метановой фазы. Содержания гелия в кварце обнаруживают сильную положительную корреля цию с содержанием метана, в меньшей степени – углекислоты.

Выявленная закономерность указывает на то, что гелий, как и следует ожидать, преимущественно входит в состав углекислотно метанового флюида. Изотопный состав суммарного углерода (d13CС = 8… 18‰) в большей мере свидетельствует о коровом источнике углекислоты и метана (Галимов, 1968;

Кулешов, 1986).

Изотопный состав гелия также не позволяет говорить о значитель ной роли мантийных флюидов в рудообразующих системах.

Кварц крупных месторождений Олимпиада и Советское содержит повышенное количество радиогенного гелия. Эта осо бенность обусловлена наличием во вмещающей толще пластов ураноносных черных сланцев. На других объектах установлено более высокое отношение 3Не/4Не, однако доля мантийной компо ненты в гелии при этом не превышает 10±2%. Следует отметить от н о с и т е л ь н о е п о с тоя н с т в о от н о ш е н и я Не/4Не = 1.4±0.1 х 10-6 в рудах месторождений различного типа, возраста и масштаба. Возможно, указанное значение характеризу ет «средний» уровень изотопного состава гелия в метаморфоген но-магматогенных гидротермальных системах, возникающих в углеродисто-терригенных толщах на орогенном этапе.

Формирование крупных скоплений рудного вещества в таких системах, вероятнее всего, связано с процессами его перераспре деления и концентрирования в благоприятных структурах, а не с привносом металлов из мантии.

Результаты изотопно-геохимических исследований флюидных включений в кварце Содержание газов в кварце Изотопные характеристики Месторождения СО2 СН4 Ar Не d CС Hem/He Arrad/Ar R / RA мл / кг 10-3 мл / кг ‰ % Верхояно-Колымская провинция Наталка 81.0 3.49 0.94 0.05 12 1.07 12 Дегдекан 112.5 1.16 0.38 0.05 15 1.24 14 Кыллах 264.0 7.26 0.25 0.15 11 1.05 12 Сарылах 56.0 1.35 2.50 0.03 - 1.04 12 Нежданинское 303.6 2.69 1.62 0.56 8 0.67 8 Дуэт 16.2 1.26 0.49 0.14 - 0.16 2 Енисейская провинция Олимпиада 64.0 306.8 8.57 9.17 17 0.02 0 Советское 25.0 99.0 6.23 0.53 16 0.09 1 Удерейское 48.8 0.24 6.85 0.03 18 0.93 11 Эльдорадо 0.6 0.79 1.18 0.03 - 1.04 12 Примечание. Газы выделены из кварца посредством дробления образцов в вакууме. Измеренные значения 3Не/4Не и величины R/RA скорректированы на воз душную компоненту гелия по соотношению 4He/20Ne. Доля мантийного гелия (Hem/He) рассчитана для значений 3Не/4Не в верхней мантии (1.2*10-5) и в земной коре (2*10-8).

Изотопный состав суммарного углерода определен путем вскрытия включений при 650°С в токе кислорода с последующим масс-спектрометрическим анализом CO2.

Изотопный состав благородных газов флюидных включений в золотонос ном кварце.

Месторождения: 1 – мелкие, 2 – средние, 3 крупные и весьма крупные.

ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ ГЕЛИЯ И НЕОДИМА В ЛАМПРОФИРОВЫХ ДАЙКАХ ВЫСОКОМАГНЕЗИАЛЬНОГО (САНУКИТОИДНОГО) ПОРОСОЗЕРСКОГО МАССИВА, КОЛЬСКИЙ РЕГИОН Н.М. Кудряшов, И.Л. Каменский Геологический институт Кольского научного центра РАН (nik@geoksc.apatity.ru) Поросозерский массив расположен в юго-восточной части зеленокаменного пояса Колмозеро-Воронья, контактируя на юге с субщелочными гранитами Западно-Кейвского массива, на западе с плагиогранитогнейсами Кольско-Норвежского домена. Массив является многофазным дифференцированным интрузивом неоар хейского возраста: первая фаза сложена серией габбродиорит кварцевый монцодиорит – гранодиорит - микроклин-плагиоклазо вый гранит;

вторая фаза представлена биотитовыми лейкогранита ми;

третья фаза включает в себя дайки лампрофиров;

четвертая объединяет жилы пегматитов. Лампрофировые дайки секут лейко граниты второй фазы, несут следы автомагматического брекчиро вания и наложенной метасоматической проработки. По химиче скому составу дайки отвечают одинитам, спессартитам и вогезитами.

Известно, что для санукитоидных интрузий существенная роль отводится процессам мантийного магматизма, на что указы вают высокая манезиальность Mg# = 0.5–0.7 и повышенные кон центрации Cr и Ni. С другой стороны, эти интрузии обогащены коровыми компонентами, такими как Ba, Sr, K, P, LREE. Оценка вклада каждой из компонент в генезис этих пород является важ ным фактором для определения процессов мантийно-корового взаимодействия при петрологических и геодинамических рекон струкциях.

Расплавы лампрофировых даек Поросозерского массива поступали из глубинных зон питающей камеры магматической системы, после формирования первых двух фаз массива имеющих возраст 2.74 млрд. лет. Из этих высокодифференцированных магм, насыщенных флюидами, формировались дайки лампрофиров с возрастом 2.68 млрд. лет (Кудряшов и др., 2013). В процессе кри сталлизации, флюид, несущий газовую фазу, концентрировался, главным образом, во включениях амфибола, который представлен темно-зелеными игольчатыми фенокристами порфировых вкра пленников размером до 4 см и по химическому составу отвечает эдениту с железистостью f = 52%.

Изотопный состав гелия был изучен в фенокристах амфибола из дайки вогезитов. Изотопные анализы были выполнены на масс спектрометре МИ-1201 ИГ методом дробления образцов для извлечения He из флюидных включений. Содержание 4He в амфи боле составило 1.35 x 10-6 см3/г, отношение 3He/4He = 32 x 10-8.

Полученные результаты указывают на заметный вклад мантийной компоненты, поскольку отношение 3He/4He для континентальной коры составляет ~ 2 х 10-8 (Ballentine, Burnard, 2002).

Анализы Sm-Nd изотопного исследования были выполнены на масс-спектрометре Finnigan MAT-286 (RPQ) для лампрофиро вых даек, отвечающих по составу одиниту и вогезиту. Изотопные данные характеризуются отрицательными значениями Nd(2680) = -0.27 -1.1 и свидетельствуют о контаминации пород коровым материалом.

Литература Кудряшов Н.М., Петровский М.Н., Мокрушин А.В., Елизаров Д.В.(2013) // Петрология. № 4. С. 389-413.

Ballentine C.J., Burnard P.G. (2002) // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. V.47. P. 481-538.

ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕЗИСА КАРБОНАТОВ МАРГАНЦА ФАМЕНСКОЙ МАРГАНЦЕНОСНОЙ ФОРМАЦИИ ПАЙ ХОЯ (ПО ДАННЫМ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА) В.Н. Кулешов1, Е.В. Старикова ГИН РАН (vnkuleshov@mail.ru), 2Геологический факультет СПбГУ(starspb@mail.ru) Пайхойско-Новоземельский марганценосный бассейн, в кото рый входит Пайхойская марганцеворудная область, является одним из крупнейших в мире. Его минерагенический потенциал (ресурсы) оценивается в многие десятки миллиардов тонн (Михайлов, 1993;

Столяров и др., 2009). Поэтому выяснение усло вий и механизмов формирования карбонатных марганцевых руд имеет не только научное, но и важное практическое значение.

Марганцевое оруденение здесь приурочено в основном к трем стратиграфическим уровням: С2-Р1, D32-C11 и D2 [Юдович и др., 1987;

Рогов и др., 1988]. Карбонаты марганца образуют как пла стовые и линзовидные тела, так и проявлены в виде конкреций и стяжений.

Нами изучен изотопный состав карбонатов марганца ряда рудопроявлений фаменской марганценосной формации Пай-Хоя (Нижнесиловский, Карский, Хэяхинский, Сибирчатаяхинский, Путьюский и др.), заключенные в карбонатно-кремнистых отло жениях. Полученные изотопные данные по карбонатам марганца (рисунок), а также особенности геологического положения рудо носных толщ, химического, минерального состава и микроскопи ческого строения марганцевых руд, позволяют заключить, что карбонатные марганцевые руды рассматриваемой территории имеют постседиментационное происхождение и были образованы на разных этапах литогенеза – как в раннем диагенезе, так и позже, в результате разных стадий постраннедиагенетического (катагенетического) преобразования марганценосных пород.

Кутнагоритовые руды образованы в зоне раннего диагенеза и представляют собой в большинстве случаев результат биосоматоза по исходным минерализованным строматолитоподобным породам микробиальной природы. В рудах обнаружены микробиальные остатки с сохранением специфических биогенных (строматолито подобных) структур (Старикова, 2012).

Родонит-родохрозитовые и родохрозит-кутнагоритовые руды Надэйяхинского появления (участок Нижнесиловский-2) характе ризуются наиболее легким изотопным составом углерода и наи более высокими содержаниями MnO. Они были образованы на постраннедиагенетической (катагенетической) стадии литогенеза фаменских отложений в результате привноса в систему (в толщу осадка) богатых марганцем рудоносных флюидов и изотопно лег кой растворенной СО2.

Сидерородохрозитовые руды участка Карский-1 характеризу ются наиболее легким изотопным составом кислорода и облегчен ным составом углерода и представляют собой одну из фаций марганцевого рудообразования в пределах изученной площади, образованную в локальных зонах при участии изотопно-легких рудоносных растворов.

Важной изотопно-геохимической особенностью изученных руд фаменской марганценосной формации Пай-Хоя является также и то, что для них в целом наблюдается положительная кор Соотношение 13С и 18О в карбонатах марганцевых и вмещающих пород рудопроявлений фаменской марганценсной формации Пай-Хоя.

1-10 – марганцевые породы: 1-6 – кутнагоритовые руды участков: 1 – Нижнесиловский-1, 2 – Нижнесиловсикй-2, 3 – Карский-2, 4 – Хэяхинский, 5 – Сибирчатаяхинский, 6 – Путьюский;

7 – родохрозит-кутнагоритовые руды участка Нижнесиловский-2 (Надэйяхинское проявление);

8 – Сидерородохрозитовые руды участка Карский-1;

9-10 – родонит-родохро зитовые породы: 9 – участка Нижнесиловский-1 (Силоваяхинское прояв ление), 10 – участка Нижнесиловский-2 (Надэйяхинское проявление);

11- – вмещающие породы: 11 – «подъяшмовые» глинисто-карбонатно-кремни стые сланцы, 12 – карбонатно-кремнистые сланцы. 13 – известняки, 14 – темноцветные силициты, 15 – яшмоиды.

реляция между содержанием марганца в породе и концентрацией легкого изотопа 12С. Эта зависимость является характерной чертой рудогенеза марганца в осадочных породах, проявлена практически на всех месторождениях марганца мира (Кулешов, 2011), и в боль шинстве случаев свидетельствует об определяющей роли углерода окисленного органического вещества в процессах концентрации марганца в породе.

Марганценосные породы и руды фаменской формации пре терпели во многих случаях наложенные процессы преобразова ния, что зафиксировано в изотопном составе кислорода карбона тов марганца. Преобразование происходило под воздействием растворов, характеризовавшихся более легким изотопным соста вом кислорода по сравнению с карбонатами марганца рудной толщи, и приводило к уменьшению содержания марганца в рудах.

Наиболее отчетливо эта взаимосвязь отражена в вариациях изо топного состава кислорода и концентрации марганца кутнагорито вых руд участка Нижнесиловский-1, а также в родохрозит-кутна горитовых и родонит-родохрозитовых породах Надэйяхинского проявления.

Исследования выполнены при поддержке РФФИ (проекты 11-05-00584 и 12-05-00308) и программы президиума РАН № 27.

Литература Кулешов В.Н. (2011) // Литология и полезные ископаемые. № 5. С. 527 550.

Рогов В.С., Галицкая Э.И., Давыдов В.И., Попов А.В. (1988) // Сов. Гео логия. 1988. № 7. С. 51-61.

Старикова Е.В.(2012) //Вестник СПбГУ. Сер. 7 - Геология, география.

№ 2. С. 10-21.

Столяров А.С., Ивлева Е.И., Халезов А.Б. и др. (2009) // Минеральное сырье. М.: ВИМС. № 20. 147 с.

Михайлов Б.М. (1993) // Литология и полезные ископаемые. № 4. С.

23-33.

Юдович Я.Э., Беляев А.А., Рогов В.С. (1987) // ДАН СССР. 1987. Т. 292, № 4. C. 952-956.

ВРЕМЕННЯ ЭВОЛЮЦИЯ Sr-Nd ИЗОТОПНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАНТИЙНОГО ИСТОЧНИКА ОСНОВНОГО ПЛИОЦЕНОВОГО ВУЛКАНИЗМА ДЖАВАХЕТСКОГО НАГОРЬЯ (ЮЖНАЯ ГРУЗИЯ) В.А. Лебедев1, Г.Т. Вашакидзе2, Ю.В. Гольцман1, Э.Д. Баирова ИГЕМ РАН (leb@igem.ru);

2A.Janelidze Geological Institute (Tbilisi, Georgia) Джавахетское нагорье является одним из крупнейших ареалов развития неоген-четвертичного вулканизма в Закавказье. Оно рас положено в северной части Малого Кавказа (приграничные райо ны Грузии, Армении и Турции) и представляет собой средне-высо когорную область с максимальными высотами до 3300м (г.Диди Абули на Самсарском хребте), которая отличается чередованием горных плато, хребтов и межгорных впадин с центральными вул канами, шлаковыми конусами и экструзивными куполами. Фунда мент нагорья на большей его части сложен вулканогенно-осадоч ными образованиями палеогена-мела;

на востоке в долине р.

Храми вскрыт палеозойский Храмский кристаллический массив.

Практически повсеместно породы основания перекрыты мощной (до первых сотен метров) толщей молодых вулканитов.

В пределах Джавахетского нагорья распространены поздне кайнозойские вулканогенные образования с возрастом от позднего миоцена (7.5 млн. лет) до голоцена (Лебедев и др., 2003;

2012), однако наиболее масштабно здесь проявился плиоценовый основ ной магматизм (3.8-1.5 млн. лет назад;

Лебедев и др., 2008). Ранее нашими изотопно-геохронологическими исследованиями было установлено наличие в регионе в позднем неогене 5 импульсов базальтового вулканизма– 3.75-3.55, 3.22-3.04, 2.65-2.45, 2.15-1. и 1.75-1.55 млн. лет назад. Нередко излияния основных лав сопро вождались образованием кислых экструзий и стратовулканов (Лебедев и др., 2008).

По своему составу основные эффузивы Джавахетского наго рья обычно отвечают трахибазальтам, базальтам нормальной щелочности, базальтовым андезитам и редко – базальтовым трахи андезитам и андезитам. Они содержат 48.7-58.9% SiO2, 3.3–5.8% K2O+Na2O при 0.9–1.4% K2O и относятся как к умеренно-щелоч ным (Na и K-Na), так и к известково-щелочной и толеитовой петрохимическим сериям. В целом по своим геохимическим характеристикам они являются типичными континентальными внутриплитным образованиями и имеют мантийный источник OIB-типа. Ранее для Кавказского региона нами были определены изотопно-геохимические характеристики мантийного резервуара (источник «Caucasus;

Лебедев и др., 2006), ответственного за гене рацию здесь магматических расплавов в течение всего позднего кайнозоя.

Нами проведено изотопно-геохимическое (Sr-Nd) изучение основных лав Джавахетского нагорья, а также одновозрастных им кислых – умеренно-кислых вулканитов распространенных в этом регионе. Выполнены анализы для пород всех фаз базальтового вулканизма, что позволяет получить целостную картину характера эволюции материнских магматических расплавов в пределах наго рья в позднем неогене. В целом вариации начального изотопного состава Sr (концентрация 450-700г/т) и Nd (20-30 г/т) в изученных основных лавах невелики: 87Sr/86Sr от 0.70377 до 0.70443 и ЄNd от +3.3 до +5.2. На изотопно-корреляционной диаграмме (рис.) их точки образуют компактное скопление в области OIB и континен тальных внутриплитных базальтов, что согласуется с результата ми ранее проведенных петролого-геохимических исследований (Лебедев и др., 2008).

При этом для пород разных фаз основного магматизма наблю даются небольшие различия в их изотопном составе Sr и Nd, а также достаточно отчетливо выраженный тренд увеличения вели чины отношения 87Sr/86Sr в лавах с течением времени при компле ментарном снижении параметра ЄNd. Исключение составляют два образца первого импульса вулканизма с повышенным содержани ем радиогенного 87Sr (рис.). Однако эти породы имеют следы гидротермального воздействия, которое могло исказить их началь ный изотопный состав Sr. В связи с тем, что каких либо зависимо стей между содержанием SiO2, MgO и других петрогенных окси дов в базитах, с одной стороны, и их изотопных параметров, с другой, не наблюдается, объяснить наблюдаемый тренд проявле нием коровой ассимиляции достаточно сложно. На наш взгляд предпочтительнее выглядит предположение о плавной эволюции изотопно-геохимических характеристик мантийного резервуара, являвшегося источником базальтовых магм, в течение плиоцена.

Подобная эволюция может быть объяснена плавлением мантийно го вещества на разных глубинных уровнях при различных P-T условиях и смешением образующихся выплавок в пропорциях, медленно изменявшихся в течение времени. Умеренно-кислые и кислые вулканиты, образовавшиеся на Джавахетском нагорье в конце неогена, имеют близкие с базитами изотопные Sr-Nd харак теристики, хотя диапазон величины параметра ЄNd для них все же несколько иной – от +2.8 до 4.3. Изотопно-геохимические и полу ченные ранее петролого-геохимические данные показывают, что риолиты и дациты, скорее всего, являются дифференциатами материнских основных расплавов;

процессы коровой ассимиля ции в их петрогенезисе играли определенную, но, очевидно, не ведущую роль.

Sr-Nd изотопная диаграмма для плиоценовых вулканитов Джавахетского нагорья. Также использованы данные из работ (Лебедев и др., 2006;

2012;

2013).

В целом изотопные характеристики плиоценовых вулканитов Джавахетского нагорья близки таковым для других изученных нами молодых пород Кавказа (рис.) и, в частности, миоценовых базальтов Центральной Грузии и вулканитов годердзской свиты Эрушетского нагорья, четвертичной бимодальной ассоциации Гегамского нагорья и дацитов Самсарского хребта (Лебедев и др., 2003;

2006;

2012;

2013). Это подтверждает сделанный нами ранее вывод об общности мантийного источника вещества для всех молодых магматических образований Кавказского региона.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 11-05-00012а).

Литература Лебедев В.А., Чернышев И.В., Дудаури О.З. и др.(2003) // ДАН. Т.393.

№6. С.802-808.

Лебедев В.А., Чернышев И.В.. Чугаев А.В., и др. (2006) // ДАН. Т.408.

№4. С.517-522.

Лебедев В.А., Бубнов С.Н.. Дудаури О.З. и др.(2008) // Стратигр.Геол.

Корр. Т.16. №5. С.101- Лебедев В.А., Чернышев И.В., Вашакидзе Г.Т., и др. (2012) // ДАН.

Т.444. №1. С.67-72.

Лебедев В.А., Чернышев И.В.. Шатагин К.Н. и др. (2013) //Вулканоло гия и сейсмология. №3. С.25-53.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ИЗОТОПНЫХ СИСТЕМ В ВЕРХНЕЙ МАНТИИ Л.К. Левский1, Н.Г. Ризванова1, И.М. Васильева1, Е.С. Богомо лов1,2, Л.П. Никитина1,2, Н.М. Королев ИГГД РАН (l.k. levskii@ipgg.ru);

2 Геологический факультет СПбГУ В работе представлены результаты исследования изотопных систем U-Pb, Pb-Pb, Sm-Nd, Re-Os в минералах и валовых пробах ксенолитов (эклогиты и перидотиты) из верней мантии под ранне докебрийским кратоном Кассаи (Центральная Африка). Ксенолиты зондируют мантию на глубинах от 100-110 до 170-180 км. Условия равновесия гранат-клинопироксеновых и гранат-ортопироксено вых ассоциаций в ксенолитах характеризуются широкими вариа циями температуры (1000-1300 оС) и давления (40-70кбар). U-Pb (SHRIMP) возраст кимберлитов 117.9±0.9 млн. лет (Rubles-Cruz et al., 2012). Возраст ксенолитов гранито-гнейсов 2600 млн. лет (Sm Nd метод) подтверждает раннедокембрийский возраст кратона Кассаи.

Для различных изотопных систем (см. таблицу) наблюдается значительный разброс возрастных данных, существенно превос ходящий вариацию, отмеченную для коровых пород, что, очевид но, обязано специфическим P-T-Х условиям для верхней мантии.

Методы U-Pb Pb-Pb Sm-Nd Re-Os Минералы (млн. лет) (млн. лет) (млн. лет) (млн. лет) Цирконы От 2799±9 до (Никитина и др., 194± 2012) (нижнее пересечение) Гранаты 2115±43;

150.0±6.5;

1923±35 147±17;

118±8;

122±29;

127.3±8. Рутилы 723± Породы в целом 79±68 745.8±3. Архейские значения для цирконов отвечают времени консо лидации мантийных расплавов и закрытию U-Pb системы цирко нов при температуре порядка 1000-1300оС. Недавнее заметное нарушение U-Pb системы произошло во время кимберлитового вулканизма и сопровождающего гипергенеза. Pb-Pb данные для гранатов соответствуют среднему протерозою и обязаны частич ной (но далеко неполной) потере радиогенных изотопов свинца. В то же время потеря радиогенного неодима из гранатов была прак тически полной (оставшаяся часть составляет примерно 1-2 %).

Рифейское время, полученное Pb-Pb методом для рутилов, свиде тельствует о меньшей устойчивости этой системы в рутилах по сравнению с гранатами. Рифейские значения получены для Re-Os системы образцов породы в целом (см. таблицу). Следует подчер кнуть, что Pb-Pb система рутилов более устойчива по сравнению с Sm-Nd системой гранатов, что не соответствует данным для коро вых пород. Детальному анализу данных и объяснению мантийно коровых контрастов препятствует их ограниченность, причём, свинец-свинцовые данные для мантийных гранатов и рутилов получены впервые в настоящей работе.

ГЕОХИМИЧЕНСКИЕ И ИЗОТОПНЫЕ Nd ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕНД-КЕМБРИЙСКИХ ОСАДОЧНЫХ РУД СЕВЕРНОГО СЕГМЕНТА ПАЛЕОАЗИАТСКОГО ОКЕАНА: ИСТОЧНИКИ ПОСТУПЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВА Е.Ф. Летникова1, С.И. Школьник2, А.Б. Кузнецов ИГМ СО РАН (efletnik@igm.nsc.ru);

2ИЗК СО РАН, 3ИГГД РАН На основе изучения геохимических и изотопных (Nd) характеристик близких по возрасту мелководных марганцевых и баритовых руд и фосфоритов в осадочных бассейнах южного обрамления Сибирской платформы выявлены два типа проявления гидротермальной деятельности в венд-кембрийском палеоокеане.

В первом случаи, накопление баритов юга Кузнецкого Алатау и Джидинского террейна, марганцевых руд Икатского и Приольхоньского террейнов происходило в пределах единого гидротермального поля северного сегмента Палеоазиатского океа на. В непосредственной близости протекало формирование круп ных месторождений фосфоритов в краевых частях шельфа Тувино Монгольского микроконтинента, где в результате аппвелинга глу бинных вод поступал растворенный фосфор, источником которо го являлись подводные гидротермы. Марганцевые руды характе ризуются значения Nd от +1 до -5, бариты – -0.3, в фосфоритах это значение варьирует от -1.8 до -4.3.

При этом одновозрастные бокситы в пределах Тувино Монгольского микроконтинента характеризуются вариациями Nd от -5.4 до -12.7 и распределением РЗЭ, подобным в породах фун дамента этого древнего континентального блока. Это является еще одним доказательством того, что источником поступления рудного вещества для фосфоритов была не кора выветривания.

На основе данных Sr и С хемостратиграфии, Pb-Pb геохроно логического датирования авторы данного сообщения предполага ют интервал гидротермальной деятельности в северном сегменте Палеоазиатского океана – от 550 до 525 млн. лет.

Марганцевые руды и фосфориты Слюдянского и Итанцинского террейнов происходило в задуговых бассейнах в перерывах между вулканической активностью, в то время когда короткоживущие поствулканические гидротермы в большом коли честве поставляли в бассейн седиментации термальные воды, обо гащенные марганцем и фосфором. При активизации вулканиче ской деятельности накопление этих руд затухало и начиналась терригенная седиментация с привносом вулкано- и пирокластиче ского материала. Для этого типа осадочных руд характерно рас пределение РЗЭ близкое к PAAS, в том числе, хорошо выраженная отрицательная Eu аномалия, отсутствие Се аномалии и значения Nd в фосфоритах в узком диапазоне от -7.1 до -7.4 и марганцевых рудах от -7 до -9.

Таким образом, данные по изучению изотопного состава Nd стали определяющими при решении вопроса о поступлении руд ного вещества в осадочные бассейны палеоокеана. Установлено влияния двух типов подводных гидротерм на формирование венд кембрийских осадочных месторождений и рудопроявлений мар ганца, фосфора и бария южного складчатого обрамления Сибирской платформы. В первом случае накопление происходило в пределах гидротермальных полей палеоокеана, а во втором, свя зано с короткоживущими поствулканическими гидротермами задуговых бассейнов. Поступления рудного вещества за счет раз мыва пород Сибирской платформы не происходило.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты 12-05-00569, 13-05-120025).

ИЗОТОПНАЯ Lu-Hf СИСТЕМА В МЕТАМОРФОГЕННЫХ ЦИРКОНАХ - ИНДИКАТОР ГЕНЕЗИСА ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД К.И. Лохов1,2, В.А. Глебовицкий1,3, С.А. Бушмин Геологический ф-т СПбГУ(Kirill_Lokhov@vsegei.ru);

2ВСЕГЕИ, ИГГД РАН Высокоглиноземистые гнейсы и сланцы характерны для боль шинства метаморфических комплексов, обычно такие породы рас сматриваются, как результат метаморфизма осадочных пород, содержащих значимое количество глинистой компоненты. Но ино гда петрологические и геохимические данные показывают, что они являются метасоматическими образованиями, возникающими при процессах кислотного выщелачивания в широком диапазоне Р-Т параметров. Тем не менее, в большинстве случаев генезис таких пород является дискуссионным, поэтому необходимы допол нительные критерии. Таковыми могут являться изотопно-геохи мические критерии, в частности, основанные на специфическом поведении Lu-Hf изотопной системы в осадочных породах.

В эндогенных процессах эта изотопная система ведет себя совершенно аналогично Sm-Nd изотопной системе, однако в оса дочном процессе – принципиально отлично. В случае накопления глинистых осадков в континентальных условиях величина Lu/Hf отношения в глинах практически мало отличается от таковой в исходных кислых и средних магматических или метаморфических породах: Lu/Hf = 0.09 – 0.12 (Nyakairu, Koebarl, 2001 и др.), что соответствует отношению 176Lu/177Hf = 0.012 – 0.017, т.е. каолини товые глинистые осадки континентальных обстановок по величи не Lu/Hf отношения практически неотличимы от исходных эндо генных пород. В случае осадконакопления в морских бассейнах, глинистые пелагические (иллит-монтмориллонитовые «красные глины») характеризуются исключительно высокой величиной Lu/177Hf = 0.05-0.15 за счет сорбции глинистыми минералами тяжелых РЗЭ и практически полного отсутствия терригенной ком поненты (Plank, Langmuir, 1998, и др.). Различная величина Lu/Hf отношения в породах позволяет различать глиноземистые мета морфические породы по генезису. В случае развития глиноземи стых метасоматитов по магматическому субстрату, или метамор физма каолиновых глин, продуктов выветривания на континенте, в новообразованные цирконы будет захвачен гафний из протолита с диапазоном величины Lu/Hf отношения, характерного для эндо генных пород: 0.015(среднее по коре)176Lu/177Hf0,0384(деплетир ованная мантия). Поэтому изотопный состав гафния в новообразо ванных цирконах не будет значимо отличаться от такового в исход ной породе, и соответственно от такового в реликтовых магмати ческих цирконах. Цирконы, кристаллизующиеся при метаморфиз ме пелагических глинистых осадков с аномально высокой величи ной отношения 176Lu/177Hf0.05, будут захватывать при кристалли зации аномально радиогенный гафний, генерированный в породе за счет радиоактивного распада 176Lu in situ.

Мы проверили эти теоретические предпосылки при изучении U-Pb и Lu-Hf изотопных систем в цирконах при помощи локаль ных методов анализа «в одной точке» (SIMS SHRIMP-II, LA-MC ICPMS/DUV193 в ЦИИ ВСЕГЕИ), из глиноземистых пород из комплекса Лапландских гранулитов: глиноземистых метаосадков (кондалитов) из Умбинского покрова, имеющих первично-осадоч ную природу (Балаганский, Каулина, Кислицин, 2005) и глинозе мистых НР-НТ метасоматитов по магматическим породам из Порьегубского покрова (Бушмин С.А., Глебовицкий В.А., Савва Е.В., и др., 2009). Оба этих комплекса имеют возраст гранулитово го метаморфизма около 1905-1910 млн. лет, что установлено при датировании метаморфических оболочек цирконов (Глебовицкий, Балтыбаев, Левченков, и др., 2009).

В образцах из НР-НТ метасоматитов по основному субстрату в породах присутствуют цирконы с магматическими ядрами с оцилляторной в CL зональностью с возрастом 1950 – 1965 млн.лет.

В породах Умбинского отмечены цирконы со светлыми ядрами с четкой магматической осцилляторной зональностью с возрастом в диапазоне 2300 – 2850 млн. лет.

Полученные данные (Лохов, Глебовицкий, Пиндюрина, 2013) показывают, что в случае глиноземистых метасоматических пород из Порьегуского покрова как в древних ядрах, так и в оболочках цирконов гафний практически не отличается по изотопному соста ву, следовательно, метаморфогенные цирконы кристаллизовались в среде эндогенного протолита с «нормально магматическим» диа пазоном величины Lu/Hf отношения. В глиноземистых породах из Умбинского блока величина начального отношения изотопов гаф ния в метаморфогенных оболочках цирконах существенно выше, чем их детритовых ядрах, и даже в некоторых случаях превышает таковую в деплетированной мантии (DM) того времени.

Следовательно, и с точки зрения геохимии изотопов гафния, изу ченные нами Порьегубские глиноземистые породы, являются метасоматитами по эндогенному субстрату, а Умбинские породы - метаморфизованные осадки со значимым количеством компо ненты пелагических глин.

Глиноземистые породы Порьегубского покрова по-видимому, развивались по основным вулканитам с возрастом кристаллизации около 1965 млн. лет и модельным возрастом по гафнию, рассчи танному по двухстадийной модели THfDM2 – порядка 2250 – млн.лет. Полученные оценки находятся в согласии с геодинамиче скими реконструкциями развития палеопротерозойского океана южнее Кольского кратона (Bridgwater, Scott, Balagansky, e.a., 2001). Наиболее древние из магматических ядер цирконов Умбинских метаосадков имеют возраст кристаллизации 2720 – 2850 млн.


лет, а расчетная величина THfDM2 составляет 3850 – млн. лет, что позволяет предположить существование палеоархей - гадейской континентальной коры в Кольском кратоне. Исходно Умбинские метаосадки, по-видимому, представляли собой глубо ководные осадки в зоне субдукции – так называемую аккрецион ную призму. Осадочные породы аккреционной призмы, содержат как пелагические осадки, так и некоторое количество терригенной компоненты, поступающей с континентального склона. Нам пред ставляется, что предлагаемая изотопно-геохимическая методика определения генезиса высокоглиноземистых пород в метаморфи ческих комплексах может являться мощным инструментом и решающим аргументом для анализа таких пород. Также такой подход может являться важным инструментом для геодинамиче ских реконструкций докембрия: некоторые из метаморфических глиноземистых пород могут являться маркерами, указывающими на местоположение древних зон субдукции.

Работа была выполнена при финансовой поддержке грантов СПбГУ 3.37.81.2011 и 3.37.86.2011. Геологический материала собран на территории Кандалакшского государственного при родного заповедника (Порья губа) при поддержке его руководства и сотрудников.

Литература Балаганский В.В., Каулина Т.В., Кислицин Р.В / Петрология и рудонос ность регионов СНГ и Балтийского щита, Апатиты, 2005, т.3, с.38-41.

Глебовицкий В.А., Балтыбаев Ш.К., Левченков О.А., и др. // Петроло гия, 2009, т.17, №4, с.355-377.

Бушмин С.А., Глебовицкий В.А., Савва Е.В., и др. // Доклады Академии наук, 2009, т. 428, №6, с.1-5.

Лохов К.И., Глебовицкий В.А.,Пиндюрина Е.О., и др. // Доклады Акаде мии наук, 2013, в печати.

Bridgwater D., Scott D.J., Balagansky V.V., e.a. // Terra Nova, 2001, 13, p.32-37.

Nyakairu G.W.A., Koebarl Ch. // Geochemical Journal, 2001, v. 35, p.

13-28.

Plank T., Langmuir Ch.H. // Chemical Geology, 1998, 145, p.325-394.

ИЗОТОПНАЯ АНОМАЛИЯ УГЛЕРОДА В ВЕРХНЕФРАНСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ ЛЫАЁЛЬСКОЙ СВИТЫ (ЮЖНЫЙ ТИМАН) Т.В. Майдль Институт геологии Коми НЦ УрО РАН (maydl@geo.komisc.ru) Позднедевонский биотический кризис (продолжительность 1–3 млн. лет), с главным пиком вымирания на границе франского и фаменского веков, является объектом детального исследования широкого круга специалистов. Причины данного биосферного кризиса: гипоксия, изменение климата, распространение назем ных растений, тектоническая активность, последствия ударов болидов и пр., широко обсуждаются в литературе (см. обзор у Buggisch,. Joachimski, 2006). В большинстве опорных разрезов Европы, Канады, Сибири, Китая наиболее мощные импульсы био тического события совпадают с черносланцевыми горизонтами, нижнего и верхнего Кельвассера. С интервалами их распростране ния совпадают также главные позитивные экскурсы на кривых 13Скарб с амплитудой 1.5–2.0 ‰. Позитивный сдвиг верхнего Кель вассера (терминальный фран) сохраняется также и в нижнем фамене, вплоть до основания конодонтовой зоны Upper triangularis.

В верхнедевонских толщах Южного Тимана распределение стабильных изотопов исследовалось лишь в разрезах прибрежных лагунных отложений, для которых по паленологическим данным задокументирован экосистемный кризис, с пиком события на рубеже франского и фаменского веков –уровне вымирания и мор ских организмов (Маршал и др., 2011). Изотопные кривые 13Скарб и 18Окарб события, отличается от аналогичных кривых шельфовых разрезов, отражая региональные особенности бассейна седимен тации (Маршал и др., 2011;

Майдль, Безносов, 2011). Ряд индика торов таких как: ассоциация глинистых минералов, частота встре чаемости штормовых отложений и пр., свидетельствуют также о неустойчивости климата и его значительном вкладе в формирова ние изотопного состава пород.

Нами было проанализировано распределение стабильных изотопов в депрессионных шельфовых разрезах Южного Тимана.

Анализ стабильных изотопов углерода и кислорода выполнялся в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН на масс-спектрометре “DELTA V Advantage” (аналитик И. В. Смолева). Значения 13Скарб измерялись в промилле относительно стандарта РDB, и 18Окарб – относительно стандарта SMOW. Ошибка определения 13Скарб и 18Окарб не превышает 0.04 ‰ и 0.06 ‰ соответственно. Анализиро вались пробы карбонатных и глинисто-карбонатных пород, не затронутых вторичными изменениями. Результаты анализа приве дены на рис.1.

Для изучения был выбран разрез обн. 1908 по р.Лыаёль, вскрывшем отложения верхней пачки глинисто-карбонатной лыа ельской свиты, охарактеризованную конодонтами зоны Palmatolepis rhenana, и основание глинистой седьюской свиты с верхнеевланов ским комплексом спор. (Овнатанова и др.,1999). Разрез сложен переслаиванием: известняков пелитоморфных с остатками план ктонной фауны (энтомозоиды и тентакулитиды), известняков детритовых и биоморфно-детритовых (существенно брахиаподо вых) и обогащенными органическим веществом глинисто-карбо натных сланцев и глин. Характерно присутствие пеллоидных, пеллоидно-(лито)биокластовых песчаников и гравелито-песчани ков, обладающих признаками штормовых выносов. Наряду с типовыми штормовыми отложениями, в нижней половине разреза находится слой карбонатных конгломератов с биокластами брахи опод, остракод, гастропод и рыб в наполнителе. Необычность состава и текстуры слоя, а также ссылка на находку в образцах из него зерен шокового кварца, позволили предыдущим исследовате лям (Belyaeva, Ivanov, 2000) связать его возникновение с импакт ным событием, являющимся либо локальным, либо совпадающим с событием нижнего Кельвассера.

Рис.1 Распределение изотопов карбонатного углерода и кислорода в раз резе верхней пачки лыаельской свиты верхнего франа по р. Лыаёль (обн.

1908).

Изотопная кривая карбонатного углерода обн 1908-Лыаёль демонстрируют в своей нижней части положительную изотопную аномалию с амплитудой смещения 13Скарб на 2-3 ‰. Положитель ная аномалия связана с породами, практически не отличимыми от вмещающих пород ни по составу, ни по текстурным особенно стям. Прослой штормового конгломерата, упомянутый выше, име ющий вероятно цунамогенную природу, также не выделяется на изотопной записи, демонстрируя фоновые для разреза значения.

Обращает внимание практически синхронное изменение кривых 13Скарб и 18Окарб. Положительное смещение 18Окарб достигает 4 ‰.

Практически синхронные положительные экскурсы величин 13Скарб и 18Oкарб, наблюдаемые и в нашем разрезе, большинство исследователей считают свидетельством похолодания климата, первый импульс которого и совпадает с событием нижнего Кель вассера, зафиксированного в изученном разрезе. (Joachimski et al., 2004).

Данный вывод подтверждается также сменой ассоциации гли нистых минералов глинистых фракций в разрезе. В пачке характе ризующейся положительной аномалией наряду с такими показате лями гумидизации климата как каолинит и иллит–смектит, появля ется смектит, что позволяет говорить о чередовании более влаж ных и более засушливых периодов, а значительное количество иллита и хлорита указывает на относительно холодный и сухой климат в областях сноса (Майдль, 2009).

Работа выполнена при поддержке программы фундамен тальных исследований УрО РАН № 12-5-6-012-АРКТИКА и про грамы Президиума РАН №12П-5-1015.

Литература Майдль Т.В., Безносов П.А. Изотопный состав карбонатного углерода и кислорода и распределение стронция в разрезе нижнего фамена по р.

Ижма (Южный Тиман)/ Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН, 2011, № 4. С.4-8.

Майдль Т.В. Изучение глинистых минералов верхнедевонских отложе ний Южного Тимана для реконструкции климата./ Геология и минеральные ресурсы евро пейского Северо-востока России: Материалы XV Геологического съезда Республики Коми. Т II.Сыктывкар, 2009. С. 231-233.

Маршалл Д. Е. А., Тельнова О. П.,Ветошкина О.С. Экосистемный кризис на рубеже франского и фаменского веков (Южный Тиман) //ДАН, 2011. Т. 440. № 6. С. 791–794.

Buggisch, W. & Joachimski, M. Carbon isotope stratigraphy of the Devonian of Central and Southern Europe // Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 2006. Vol. 206. P. 68–88.

Belyaeva, N. V. & Ivanov, A. O. (eds). South Timan field trip guidebook.

Syktyvkar, 2000. 86 p.

Joachimski, M., van Geldern, R., Breisig, S. et al. Oxygen isotope evolution of biogenic calcite and apatite during the Middle and Late Devonian // Int. J.

Earth Sci. (Geol. Rundsch.), 2004. Vol. 93. P. 542–553.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДНОГО ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ИЗОТОПОВ Sr МЕТОДОМ ТЕРМОИОНИЗАЦИОННОЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ Н. Н. Мельников1, Л.А. Неймарк ИГГД РАН (nickm46@mail.ru);

2US Geological Survey, Denver Federal Center, USA (lneymark@usgs.gov) Вариации изотопного отношения 87Sr/86Sr давно и широко используются в стратиграфических, палеоокеанологических и палеотектонических исследованиях. Прогресс лабораторной базы, методов обработки данных масс-спектрометрических измерений и ввод в эксплуатацию приборов типа MC-ICP-MS сделали возмож ными исследования вариаций изотопных отношений Sr, вызван ных фракционированием изотопов Sr в процессах фазовых пере ходов, что в комбинации с изотопной меткой 87Sr/86Sr открывает новые уникальные перспективы.

Изучались вариации изотопных отношений 88Sr/86Sr и 87Sr/86Sr в ряде природных образцов различного происхождения. Измере ния проводились на 9-ти коллекторном масс-спектрометре TRITON (ThermoFisher Scientific) в Лаборатории радиогенных изотопов Геологической Службы США (Денвер, США). Коррекция изотоп ных отношений на изотопное фракционирование в ходе лабора торных операций и масс-спектрометрического опыта проводилась методом двойного изотопного разбавления (экспоненциальная модель дискриминации масс) с использованием результатов изо топного анализа Sr образца и смеси двойного 84Sr-87Sr индикатора с образцом. Двойной индикатор был откалиброван по изотопному составу тем же методом с использованием анализа его смеси с изо топным стандартом NIST SRM-987. Обработка результатов масс спектрометрических измерений проводилась при помощи ориги нальной программы, позволяющей вычислить «действительные»


значения изотопных отношений 88Sr/86Sr и 87Sr/86Sr в исследуемом материале, отсекая изменения, вызванные фракционированием изотопов в процессах химической подготовки и в ионном источни ке масс-спектрометра.

Результаты определения величины 88Sr={[(88Sr/87Sr)обр./(8.375209]-1}1000 ‰ (1) в ряде изотопных стандартов (BCR-2, BHVO-2, NASS-6, EN-1) хорошо совпадают с результатами, публикуемыми по дан ным, полученным методом MC-ICP-MS.

Диапазон значений 88Sr, обнаруженных в образцах различно го происхождения составил от -1.059 ± 0.023 ‰ (биогенные) до 1.373±0.007 ‰ (рассолы из нефтеносных черных сланцев) при погрешности воспроизводимости, составляющей по результатам параллельных опытов обычно менее 0.03 ‰ (±2). Диапазон зна чений заметно больше, а погрешность меньше зарегистрирован ных предыдущими исследователями методом MC-ICP-MS.

Вариации изотопного отношения 87Sr/86Sr в образцах, вызван ные изотопным фракционированием в ходе природных процессов, маскируются неизвестной и часто заметно более весомой радио генной составляющей. Для учета радиогенной части вариации отношения 87Sr/86Sr в образце от общей его вариации была пред ложена формула (Ohno et al., 2008;

Liu et al., 2012):

(87Sr)фр.={[(87Sr/86Sr)обр./(87Sr/86Sr)SRM-987 - 1)] – [(87Sr/86Sr)трад./(87Sr/86Sr)SRM-987 – 1)]}1000 ‰.

(2) Здесь: (87Sr)фр. – доля вариации 87Sr/86Sr, приходящаяся на природное фракционирование, (87Sr/86Sr)обр. – «действительное»

изотопное отношение, (87Sr/86Sr)SRM-987 – изотопное отношение Sr/86Sr, принятое для изотопного стандарта NIST SRM-987, а ( Sr/86Sr)трад.– изотопное отношение в образце, исправленное на фракционирование в ходе масс-спектрометрического опыта тради ционным способом (т.е., на отношение 88Sr/86Sr=8.375209). Эта формула не выдерживает критики. Выражение во вторых квадрат ных скобках правой части этой формулы по смыслу вовсе не явля ется радиогенной добавкой, а вся правая часть ее отражает лишь различие результатов разных способов коррекции измеренных изотопных отношений на дискриминацию масс. Поэтому значения (87Sr)фр., вычисляемые по формуле (2), не могут содержать инфор мации о характере фракционирования изотопа 87Sr в природных процессах.

Например, на их основе нельзя вынести суждение об отсут ствии или присутствии аномального (масс-независимого) фракци онирования изотопа 87Sr в природных процессах. Такое фракцио нирование было зафиксировано Фуджии и сотр. (Fujii et al., 2008) в лабораторных опытах по осаждению SrO2 и было объяснено ими особенностями конфигурации электромагнитно поля вокруг ядра с нечетным количеством нуклонов. Значимость этого сообщения существенно снижается тем, что его авторы не указали метода обработки данных, полученных методом TIMS при изотопном анализе Sr, оставшегося в растворе. Хорошая корреляция между величинами 88Sr и (87Sr)фр., полученная в работе Оно и др. (Ohno et al., 2008), позволила этим авторам предположить, что подобное фракционирование изотопа 87Sr в изученных ими образцах не наблюдается. Однако такая корреляция, полученная и в представ ляемой работе (рис.), обя зана своим происхожде нием двум обстоятель ствам. Можно показать, что по способу вычисле ния (87Sr)фр. является функцией двух перемен ных: «действительного»

изотопного отношения (87Sr/86Sr)обр. в образце и 88Sr, а именно:

( 87S r ) фр.= ( 87S r / 86S r ) обр. V 88S r 1 0 0 0 / [ ( 87S r / 86S r ) SRM ( Sr+1000)], где V – коэффициент, определяемый соотношением факторов фракционирования, вычисляемых для опытов с индикатором и без индикатора, и атомными весами изотопов стронция. Изотопное отношение 87Sr/86Sr в изученных образцах не сильно отличается от (87Sr/86Sr)SRM-987, а при реально возможных значениях факторов фракционирования V0,5, поэтому обсуждаемая корреляция не является признаком отсутствия в образцах масс-независимого фракционирования изотопа 87Sr.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 13-05 01059).

Литература Ohno T., Komiya T., Uena Y. et al. (2008) // Gondwana Res., V.14. P.126-133.

Liu, H-Ch., Youa Ch-F., Huang K-F. et al. (2012) // Talanta, V.88. P.338-344.

Fujii T., Fukutani S., Yamana H. (2008) // J.Nucl.Sci.Tech., Supl.6, P.15-18.

НОВЫЕ ДАННЫЕ ИЗОТОПНОГО (18O, DD) СОСТАВА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ЮЖНОГО ТИМАНА И ПРИТИМАНЬЯ Т. П. Митюшева, И. В. Смолева ИГ Коми НЦ УрО РАН (Mityusheva@geo.komisc.ru) Изотопный состав поверхностных вод Европейского северо востока до настоящего времени практически не изучался. Пробы воды отобраны в летнюю межень – июль 2009–2013 гг. Измерения изотопного состава вод выполнялись на Delta V Advantage, IsotopeRatio МS в ИГ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар).

Изученная гидрографическую сеть относится к бассейнам Белого моря и представлена Вычегдой с наиболее крупными при токами — рр. Сысола, Вымь и их притоками различного порядка.

В тектоническом плане эта территория относится к северо восточной части Русской плиты и ее сочленению с Тиманской грядой. В пределах Тиманской гряды на поверхность выходят отложения рифея – верхней перми. В геологическом строении верхней части осадочного чехла северо–востока Русской плиты принимают участие пермские – меловые отложения, перекрытые четвертичными осадками мощностью до 100 м. Геологические и геоморфологические условия в значительной степени определяют химический состав речных вод: повсеместно встречаются воды НСО3–Са состава с солесодержанием 0.1–0.3 г/л;

в пределах Южного Тимана, в зоне развития терригенных верхнепермских пород распространены НСО3–SO4 или SO4–НСО3 Са, Са–Na воды с минерализацией до 0.8 г/л.

Рисунок. Изотопный состав поверхностных вод Европейского северо-вос тока (1 – Предуральского прогиба (Митюшева, Лаврушин, Поляк, 2012), – Тиманской гряды, 3 – северо-восточной части Русской плиты Восточно Европейской платформы).

Изотопные (18O, D) показатели исследованных поверхност ных вод находятся выше линии метеогенных вод Крейга (рису нок), что отражает условия их питания в основном за счет метео генных вод (до 50 % снеговое) и в меньшей (до 20 %) мере под земных вод. Отмечается зависимость изотопных характеристик речных вод от географического положения пунктов опробования (долготы и широты), что отражает географическую изотопную зональность состава атмосферных осадков. Уравнение, получен ное по всем имеющимся данным для региона (D = 218O– 70) характеризует низкую среднегодовую температуру и скоростью испарения, удаленность от океана.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Программ фундаментальных исследований РАН № 12-У-5-1027 и № 12-У-5-1015.

Литература Митюшева Т. П., Лаврушин В. Ю., Поляк Б. Г. Изотопный состав вод минеральных источников северного Предуралья / Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: матер. Всерос. конф. с уча стием иностр. ученых. Томск, Изд-во НТЛ, 2012. C. 332–336.

ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА НЕОДИМА В АМФИБОЛЕ ИЗ МЕТАБАЗИТА И.М. Морозова, Е.С. Богомолов, В.Ф. Гусева ИГГД РАН (e.bogomolov@mail.ru) Большая часть исследований, посвященных взаимодействию минерал — флюид, направлена на изучение процесса растворения минерала (характер, механизм, кинетика) и создание универсаль ной кинетической теории этого процесса. (Lasaga, Luttqe, 2004) Кроме растворения, т.е. полного разложения минерала, суще ственное место принадлежит изучению процесса выщелачивания элементов, т.е. их экстракции из минерала в раствор без разруше ния структуры или путем ступенчатого дифференциального рас творения. Подобные методики широко используются при изуче нии процесса выветривания пород, т.е. понимания эволюции оке ана и атмосферы, а также при исследовании характера распределе ния элементов по полиэдрам в кристаллической структуре минера ла. Последнее особенно актуально при интерпретации экспери мента по оценке коэффициента распределения минерал/расплав.

При изотопном анализе элементов методики кислотного выщелачивания или частичного растворения широко применяют ся для удаления поверхностных загрязнений, для селективного расворения молодых новообразований или выделения наиболее сохранных нерастворимых фаз в минералах с целью получения максимально достоверной первичной характеристики минерала или его возраста (Макеев, 1986;

Ризванова и др., 1994;

Frey, Ramber, 1995;

Горохов, 1997 и многие другие). Однако, при оценке достоверности данных о первичном изотопном составе породы или минерала необходимы доказательства внутризерновой изотоп ной гомогенности сосуществующих фаз. Для обнаружения тонкой изотопной структуры (межзерновой или внутризерновой), т.е. сте пени ее изотопной гомогенности, кислотное выщелачивание явля ется наиболее подходящим инструментом.

Основная цель работы – исследование поведения Sm-Nd системы мантийного амфибола в процессе его выщелачивания солянокислым раствором. Амфибол широко распространен в ман тийных породах, образуется в результате взаимодействия с мета соматическим агентом и является заметным носителем РЗЭ (Vannucei et al., 1995). В качестве наиболее подходящего объекта оказались кольцевые метабазитовые дайки Контокского вулкано плутонического блока (Костомукшский террейн, Ю-З Карелия).

Породообразующие минералы представлены в основном амфибо лом (роговой обманкой) и низкотитанистым биотитом, богатым глиноземом. Петрография, текстура и структура пород свидетель ствуют о преобразовании в условиях амфиболитовой фации.

Реликты магматических структур и минералов проявлены незна чительно. Отмечено существенное расхождение Sm-Nd возраста по породе в целом – 2.93 млрд. лет (Богомолов, Левский, 2002) и U-Pb возрастом по циркону – 2.67 млрд. лет (Левский и др., 2006), метасоматическое происхождение которого подтверждено харак терным распределением РЗЭ (Левский, Скублов, 2009).

Дополнительным фактором, указывающим на возможность удрев нения Sm-Nd возраста пород под воздействием метасоматического агента является относительно большая аналитическая ошибка (СКВО=6.3) и пониженное значение параметра eNd = 0.7, не типич ное для коматиитов. Склонность Sm-Nd системы искажать возраст в сторону завышения неоднократно отмечалась в литературе (Claone-Long et al., 1988;

Gruan et al., 1990, 1992 и др.). Таким образом, амфибол из метабазитов кольцевых даек Контокки пред ставляется перспективным объектом для поиска изотопной гетеро генности.

Экспериментальные данные по выщелачиванию амфибола солянокислым раствором представлены на рисунке. Линия «а»

соответствует архейской изохроне t = 2930±69 Ma eNd = 0.7 MSWD = 6.3 (Левский и др., 2006). Амфибол в данном случае является носителем РЗЭ, т.к. содержания Sm и Nd в двух валовых пробах 3907 и 3913 и амфиболах практически совпадают. Однако, наблю дается большое различие в поведении Sm-Nd системы этих образ цов (образец 3907 - точка 13 и образец 3913 - точка 1 на рисунке).

Для образца 3907 данные для выщелоков и реститов (точки 13, 14, 16, 17) располагаются на линии «б» и соответствуют изохроне: t = 1748±180 Ma eNd = 6.7 MSWD = 5.2. Относительно большая ошиб ка связана с присутствием в валовой пробе (точка 13) некоторого количества архейской компоненты, представленной выщелоком этого образца (точка 15). В отличие от образца 3907, в образце 3913 Sm-Nd система не уравновесилась в свекофеннское время, т.е. совокупность аналитических данных (выщелоки и реститы) не аппроксимируются единой прямой линией. Большая часть изотоп ных данных для выщелоков группируется вблизи архейской линии «а» (точки 2, 3, 4, 9, 11, 12), а данные для реститов отклоняются, и, по мере увеличения отношения 147Sm/144Nd, проявляется тен денция (линия «в») к постоянству изотопного состава Nd (точки 6, 7). Таким образом, при выщелачивании амфибола выделены, по крайней мере, следующие два компонента Sm-Nd системы: 1) Обогащенный коровый с отношением 147Sm/144Nd 0.1 и 143Nd/144Nd 0.501, 2) Деплетированный мантийный с повышенным отноше нием 147Sm/144Nd и 143Nd/144Nd в рестите.

Рис. Влияние солянокислого выщелачивания на изотопный состав Nd в амфиболе. Исходные образцы и реститы – темные прямоугольники, выще локи – светлые.

Однако, вещественная интерпретация изотопно-неравновес ных фаз альтернативна. Можно предположить, что деплетирован ные характеристики принадлежат зернам пироксенового протоли та. Это подтверждает обнаруженная тенденция к постоянству изотопного состава Nd в рестите на графике. Подобная стабиль ность изотопного состава Nd в процессе выщелачивания была ранее отмечена именно для пироксенов (Machado, Brooks, 1986;

Крымский и др., 1996). Альтернативное объяснение – существова ние разных генераций амфибола: первичных деплетированных зерен и последующих генераций этого минерала, обогащенных РЗЭ в процессе взаимодействия с метасоматическим коровым агентом. В соответствии с этим находятся результаты химического анализа синтетического амфибола, согласно которым данный минерал не представляет собой единого кристалла, а является сме сью фаз разного состава (Smelik, Veblen, 1992). Кроме того, опу бликованы работы по обнаружению серии амфиболовых генера ций, различных по содержанию флюидной компоненты, соответ ствующих отдельным этапам эволюции (прогрессивным и регрес сивным) высокофациальных пород (YilinXiao et al., 2005).

В отличие от пироксена, распределение РЗЭ в амфиболе по предпочтительным местам структуры обладает значительно боль шей степенью свободы. Кроме места М-4, аналогичного месту М-2 в пироксене, существуют места М-4’(Bottazzi et al., 1999), а также М1, М2 и М3 с разной степенью селективности относительно Sm и Nd. Возможно, в метасоматической генерации, для которой характерно проявление возрастной зависимости на Sm-Nd диа грамме, Sm и Nd распределены по разным полиэдрам структуры.

В то же время, зерна первичной генерации могли захватить Sm и Nd в одно место М-4, аналогичное месту М-2 в пироксене.

Очевидно, что интерпретация данных не однозначна. В то же время, безусловным является идентифицированная гетероген ность изотопного состава Nd в мантийном амфиболе, указываю щая на существование, по крайней мере, двух различных изотоп ных составляющих вещества.

ВАРИАЦИИ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА АЗОТА И УГЛЕРОДА ДЕРЕВОРАЗРУШАЮЩИХ ГРИБОВ И ДРЕВЕСНЫХ СУБСТРАТОВ В ШИРОТНОМ ГРАДИЕНТЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ В.А. Мухин, П.Ю. Воронин, Т.А. Веливецкая, А.В. Игнатьев ИЭРиЖ УрО РАН;

ИФР им. К. А.Тимирязева РАН;

ДВГИ ДВО РАН (velivetskaya@mail.ru) В данной работе рассмотрено фракционирование стабильных изотопов азота и углерода в ходе окислительной конверсии гриба ми органического вещества древесного пула в лесных экосистемах Северной Евразии и обсуждается связь изотопного состава углеро да и азота с климатическими условиями, интенсивностью минера лизации древесины, биоэкологическими особенностями грибов.

Объектами исследований были наиболее распространенные в бореальной области Северной Евразии трутовые грибы двух эко лого-трофических групп: деструкторы лиственной древесины (11 видов) и деструкторы хвойной древесины (10 видов). Для изо топного анализа были использованы образцы поражённой гриба ми древесины и грибные плодовые тела из всех основных лесора стительных зон Западной Сибири (северная, средняя, южная тайга, подтайга и лесостепь). Всего было проанализировано образца плодовых тел грибов и субстратов.

Как показывают полученные данные, диапазон вариаций 13С (от 32 до 23)‰ и 15N (от 8 до +5)‰ в древесных субстратах почти полностью совпадает с таковым у С3 растений. Грибы по отношению к субстратам отличаются более утяжеленным изотоп ным составом углерода. Их 13С составил 3.5±0.2‰. По изотоп ному составу азота грибы значимо не отличаются от 15N древес ных субстратов, хотя на уровне тенденции также просматривается изотопный сдвиг 15N в сторону “утяжеления” их изотопного состава азота.

При градиентном анализе выявляются существенные широт ные различия в 13С у лиственных субстратов:

-28.1±0.7‰ в север ной и средней тайге;

-25.1±0.8‰ в южной тайге, подтайге и в лесостепи. У хвойных субстратов эти различия менее выражены.

При анализе всей совокупности субстратов регистрируется их большая обедненность тяжелым изотопом углерода в северной части равнины (13С = -26.6±0.3‰) по сравнению с южной: 13С = -25.4±0.3‰. Изотопный состав азота древесных остатков также обнаруживает тренд на понижения значений 15N в направлении с юга на север. Широтные различия субстратов по изотопному составу отражают, прежде всего, гидроклиматические особенно сти северной и южной частей Западно-Сибирской равнины: для северной части характерно избыточное увлажнение (150-250 мм) и недостаток тепловых ресурсов (2-3 ккал/см2), а для южной избыток тепловых ресурсов (3-10 ккал/см2) и дефицит (120-260 мм) увлажнения. Как и в случае субстратов, плодовые тела грибов из северной части равнины обеднены тяжелым изотопом углерода (13С = -23.1±0.2‰), чем из южной части (13С = -22.0±0.3‰). В абсолютном выражении широтные различия по 13С в грибах (1.1‰) и в субстратах (1.2‰) идентичны. При градиентном анали зе всей выборки грибов широтные различия по трофическому обогащению отсутствуют - и в северной, и в южной части равнины 13С = 3.5‰.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 12-04-00684), Президиума УрО РАН (проект № 12-С-4-1032), Программы №4 Президиума РАН (проект 4.6.3.).

Sm-Nd ИЗОТОПНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТАОСАДОЧНЫХ ПОРОД КАРЕЛЬСКОГО РЕГИОНА БАЛТИЙСКОГО ЩИТА Д.П. Назарова 1,2, Е.В. Бибикова 1, Ю.А. Костицын 1, ГЕОХИ РАН (nazarova2405@rambler.ru), Геологический факультет МГУ Установление времени зарождения и масштабов проявления ранней коры континентального типа – важнейшая и в то же время одна из сложнейших задач в исследовании ранней истории Земли.

Наиболее информативным инструментом для изучения этой про блемы являются методы изотопной геохимии в комплексе с пря мыми геохронологическими исследованиями древних пород и их протолита.

Мы исследовали древнейшие породы Карельской провинции Балтийского щита. Карельский неоархейский кратон составляет ядро Балтийского щита и представляет собой архейскую гранит зеленокаменную область, где среди гранито-гнейсового фунда мента в узких линейных зонах располагаются вулканогенно-оса дочные образования нижнего протерозоя и архея (Слабунов, 2008).

Возраст источника сноса этих осадочных пород неизвестен и он представляет интерес, так как может дать сведения о самой ранней истории эволюции региона.

Для выявления древнейших пород региона важно знать модельный возраст осадочных пород. Sm-Nd модельный возраст (TDM) позволяет оценить время отделения породы (или её протоли та) от мантийного источника. Sm-Nd система достаточно устойчи ва при метаморфизме и процессах седиментации. В случае оса дочных пород модельный возраст является усредненным для раз ных источников сноса, а eNd при известном возрасте источника породы характеризует его геохимическую природу.

Sm-Nd изотопное исследование проводилось по методике, принятой в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ГЕОХИ РАН. Изотопный состав неодима и самария измерен на многоколлекторном масс-спектрометре Triton. Определение кон центраций Sm и Nd проведено методом изотопного разбавления с использованием смешанного трассера150Nd + 149Sm.

Время формирования зеленокаменных поясов в центрально карельском террейне Карельской провинции Балтийского щита определено в интервале 2.7 – 2.8 млрд. лет (Самсонов и др., 2001).

Проведенное нами Sm-Nd изотопное исследование пород в целом установило для большинства метаосадков изученного региона близкие значения модельного возраста в интервале 2.9 – 3.1 млрд.

лет (рис. 1), что свидетельствует о присутствии в регионе денуда ции более древних пород.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.