Примечание. 17бНВ177Н1ЪиС0ГГ - рассчитанный первоначальный состав НҐ на момент образования цирконов; єНґ(Т) - значение на момент образования цирконов; Тн^ОМ) - значение модельного возраста цирконов. В зернах 2_14, 3_4 и 3_9 определены повышенные содержания редкоземельных элементов. ±2а - стандартное отклонение. Данные об изотопном возрасте цирконов, по [Леснов, 2018].
Note. 176Hf /177HfLucorr - calculated initial Hf composition at the time of zircons formation; sHf (T) - value at the time of zircons formation; THf (DM) is the value of the model age of zircons. In grains 2_14, 3_4 and 3_9, elevated REE contents were determined. ± 2a - standard deviation. Data on the isotopic age of zircons, according to [Lesnov, 2018].
Рис. 2. Гистограмма частот встречаемости значений параметра 176Hf/177Hf цирконов (по данным табл. 1). Кластеры: 1 - «древний», 2 - «промежуточный» и «молодой»
Fig. 2. A histogram of the frequencies of occurrence of the parameter values 176Hf / 177Hf of zircons (according to the data in the Table 1)
Рис. 3. Диаграмма в координатах <<sHf - возраст» для цирконов
Возрастные кластеры: I - «древний», II - «промежуточный», III - «молодой». CHUR - линия эволюции изотопного состава Hf в универсальном хондритовом резервуаре, DM - линия эволюции изотопного состава Hf в деплетированной мантии. Номера точек соответствуют номерам анализов в табл. 1
Fig. 3. The diagram in coordinates <<sHf - age» for zircons Age clusters: I - «ancient», II - «intermediate», III - «young». CHUR is the evolution line of the Hf isotopic composition in a universal chondrite reservoir, DM is the evolution line of the Hf isotopic composition in depleted mantle. The point numbers correspond to the numbers of analyzes in the Table 1
Цирконы из «молодого» кластера (623-459 млн лет) по сравнению с цирконами из двух остальных кластеров характеризуются промежуточными содержаниями U, Th и 177Hf, промежуточными значениями параметра Th/ U, примерно такими же, как в цирконах из «промежуточного» кластера значениями параметра 176Yb/177Hf, а также более высокими значениями параметров Lu/ Hi и Hf/ Hf. Параметр sHi(T) в них имеет как положительные, так и отрицательные значения, соответственно, их фигуративные точки (7-14) также находятся по обе стороны от линии CHUR на различном удалении от нее (см. рис. 3). Следует отметить, что значения модельного возраста - Thi(DM) - для цирконов из всех проанализированных цирконов находятся в интервале от 3 306 до 814 млн лет, причем во всех случаях они превышают те значения возраста, которые были рассчитаны на основе параметров 207Pb/206pb и 206Pb/238U.
Суммируя изложенное выше, подчеркнем, что все зерна цирконов из гарцбургитов и дунитов Шаманского массива имеют округленную в результате резорбирования форму, пониженную (до полного отсутствия) интенсивность катодолюминесцентного свечения, а также аномальную секториально-блочную осцилляторную зональность. Им свойственны значительные вариации значений U-Pb изотопного возраста. Как предполагается, это обусловлено процессами неравномерного «омоложения» U-Pb изотопных систем, изначально находившихся в верхнемантийном протолите ювенильных цирконов, имевших возраст более 3 000 млн лет. Подобное «омоложение», предположительно, было обусловлено процессами диффузии ионов Pb и U в структуре цирконов [Cherniak, 2010]. Представленные данные изотопного датирования позволили разделить всю коллекцию цирконов на три возрастных кластера («древний», «промежуточный» и «молодой»). Эти цирконы рассматриваются в качестве реликтовой фазы, сохранившейся в ультрамафитовых реститах при частичном плавлении верхнемантийного протолита. По всей вероятности, выделенные возрастные кластеры цирконов не знаменуют собой возрастные рамки проявления каких-либо дискретных геологических событий.
Выводы
Значения параметров 176Hf/177Hf и sHf(T) в цирконах из ультрамафитов Шаманского массива имеют полимодальное распределение.
Полимодальное распределение изотопных параметров Hf в цирконах в целом согласуется с их разделением на «древний», «промежуточный» и «молодой» возрастные кластеры по результатам датирования U-Pb методом.
Стандартные отклонения значений параметра sHf(.T) увеличиваются в ряду от цирконов «древнего» кластера к цирконам из «промежуточного» и «молодого» кластеров.
Значение параметра sHf(T) для наиболее древнего зерна циркона (3 049 млн лет) почти совпадает со значением этого параметра в универсальном хон- дритовом резервуаре (CHUR). Аналогичный факт ранее был установлен в отношении наиболее древнего реликтового циркона (~ 3 100 млн лет) из гибридных пироксенитов Березовского мафит-ультрамафитового массива (о. Сахалин) [Леснов и др., 2018].
Результаты Lu-Hf систематики цирконов из ультрамафитов Шаманского массива в целом коррелируют с данными по их U-Pb изотопному датированию.
Исследованные цирконы рассматриваются в качестве реликтовой фазы. Предполагается, что изначально немногочисленные зерна этого минерала находились в виде ювенильной фазы в составе верхнемантийного протолита, возраст которого превышал 3 000 млн лет. Допускается также, что в дальнейшем в процессе нагрева и частичного плавления протолита, инициировавшего диффузию ионов Pb и U в структуре ювенильных цирконов, имели место нарушения в их U-Pb и Lu-Hf изотопных системах, что обусловило наблюдаемое неравномерное «омоложение» их возраста.
Литература
1. Аникина Е.В., Краснобаев А.А., Русин А.И., Бушарина С.В., Капитонов И.Н., Лохов К.И. Изотопно-геохимические характеристики циркона из дунитов, клинопироксенитов и габбро Платиноносного пояса Урала // Доклады РАН. 2012. Т. 443, № 6. С. 711-715.
2. Баданина И.Ю., Белоусова Е.А., Малич К.Н. Изотопный состав гафния цирконов дунитов Нижне-Тагильского и Гулинского массивов (Россия) // Доклады РАН. 2013. Т. 448, № 1. С. 59-63. БОЇ: 10.7868/80869565213010179.
3. Леснов Ф.П. Петрология полигенных мафит-ультрамафитовых массивов Восточно-Сахалинской офиолитовой ассоциации. Новосибирск: ГЕО, 2015. 240 с.
4. Леснов Ф.П. И-РЪ изотопное датирование цирконов из ультрамафитовых реститов Шаманского массива (Восточное Забайкалье) // Геосферные исследования. 2018. № 1. С. 6-16. БОЇ: 10.17223/25421379/6/1.
5. Леснов Ф.П., Капитонов И.Н., Сергеев С.А. Изотопный состав гафния в цирконах из пород Березовского мафит-ультрамафитового массива и условия его формирования (о. Сахалин) // Геосферные исследования. 2018. № 2. С. 31-51. БОЇ: 10.17223/25421379/7/3.
6. Леснов Ф.П., Чернышов А.И., Пугачева Е.Е. Геохимия редких, редкоземельных и платиновых элементов в породах Шаманского ультрамафитового массива (Восточное Забайкалье) // Литосфера. 2016. № 4. С. 30-53.
7. Малич К.Н., Баданина И.Ю. Изотопный состав гафния цирконов платиноносного Феклистовского массива (Шантарский архипелаг, Охотское море, Россия) // Литосфера. 2018. Т. 18, № 4. С. 585-522.
8. Малич Л.Н., Баданина И.Ю., Белоусова Е.А. Lu-Hf изотопная систематика архейских цирконов ультрамафитов платиноносных массивов // Минералогия во всем пространстве этого слова: проблемы укрепления минерально-сырьевой базы и рационального использования минерального сырья. СПб.: Издательство Российского минералогического общества, 2012. С. 182-184.
9. Blichert-Toft J., Albarede F. The Lu-Hf isotope geochemistry of chondrites and the evolution of the mantle-crust system // Earth Planet. Sci. Lett. 1997. Vol. 148. P. 243-258.
10. Bouvier A., Vervoort J.D., Patchett P.J. The Lu-Hf and Sm-Nd isotopic composition of CHUR constraints from unequilibrated chondrites and implications for the bulk composition of terrestrial planets // Earth and Planet. Sci. Lett. 2008. V. 273. P. 48-57.
11. Chauvel C., Blichert-Toft J. A hafnium isotope and trace element perspective on melting of the depleted mantle // Earth and Planet. Sci. Lett. 2001. V. 190. P. 137-151.
12. Cherniak D.J. Diffusion in accessory minerals: zircon, titanite, apatite, monazite and xenotime // Reviews in mineralogy and geochemistry. 2010. V. 77. P. 827-869.
13. Griffin W.L., Pearson N.J., Belousova E., Jackson S.E., van Achterbergh E., O'Reilly S.Y., Shee S.R. The Hf isotope composition of cratonic mantle: LAM-MC-ICP-MS anlysis of zircon megacrysts in kimberlites // Geochem. Cosmochem. Acta. 2000. V. 64. P. 133-147.
14. Kinny P.D., Maas R. Lu-Hf and Sm-Nd isotope systems in zircon / Zircon // Reviews in mineralogy and geochemistry. 2003. V. 53. P. 327-341.
15. Knauf O. The age of dunite-clinopyroxenitr core of Kytlym and Galmoenan zonal Ural-type massifs by data of zircons // 33th Int. Geol. Congr. Abstract. Oslo. 2008. P. 105-107.
16. Geosphere Research, 2019, 3, 42-49. DOI: 10.17223/25421379/12/4.
17. Lesnov F.P. Data on U-Pb isotopic dating of zircons from ultramafic restites of Shaman massif (Eastern Transbaikalia). Geosphere Research. 2018. No 1. pp. 6-16. DOI 10.17223/25421379/6/1 In Russian.
18. Lesnov F.P. Petrologiya poligennyh mafit-ultramafitovyh massivov Vostochno-Sahalinskoy ofiolitovoy assotsiatsii [Petrology of polygenic mafic-ultramafite massifs of the East Sakhalin ophiolite association]. Novosibirsk: Publishing House GEO, 2015. 240 p. In Russian.
19. Lesnov F.P., Kapitonov I.N., Sergeev S.A. Isotopic composition of Hafnium in zircons from the rocks of Berezovskii mafic- ultramafic massif and the conditions of its formation (Sakhalin Island) // Geosphere Research. 2018. No 2. pp. 31-51. In Russian. DOI 10.17223/25421379/7/3.
20. Lesnov F.P., Chernyshov A.I., Pugacheva E.E. Geochemistry of rare, rare earth, and platinum elements in rocks of the Shaman ultramafic massif (East Transbaikalia) // Lithosphere. 2016. No 4. pp. 30-53. In Russian.
21. Malich K.N., Badanina I.Yu. Isotopic composition of hafnium zircons of the platinum-bearing Feklistovsky massif (Shantar archipelago, Sea of Okhotsk, Russia) // Lithosphere. 2018. V. 18. No 4. pp. 585-522. In Russian.
22. Malich K.N., Badanina I.Yu., Belousova E.A. Lu-Hf izotopnaya sistematika arkheyskikh tsirkonov ul'tramafitov platinonosnykh massivov [Lu-Hf isotope systematics of Archean zircons of ultramafites of platinum-bearing massifs] // Mineralogy in the whole space of this word: problems of strengthening the mineral and raw materials base and rational use of mineral raw materials. St.-Peterburg: Publishing House of the Russian Mineralogical Society, 2012. pp. 182-184. In Russian.
23. Blichert-Toft J., Albarede F. The Lu-Hf isotope geochemistry of chondrites and the evolution of the mantle-crust system // Earth Planet. Sci. Lett. 1997. V. 148. pp. 243-258.
24. Bouvier A., Vervoort J.D., Patchett P.J. The Lu-Hf and Sm-Nd isotopic composition of CHUR: constraints from unequilibrated chondrites and implications for the bulk composition of terrestrial planets // Earth and Planet. Sci. Lett. 2008. V. 273. pp. 48-57.
25. Chauvel C. Blichert-Toft J. A hafnium isotope and trace element perspective on melting of the depleted mantle // Earth and Planet. Sci. Lett. 2001. V. 190. pp. 137-151.
26. Cherniak D.J. Diffusion in accessory minerals: zircon, titanite, apatite, monazite and xenotime // Reviews in mineralogy and geochemistry. 2010. V. 77. pp. 827-869.
27. Griffin W.L., Pearson N.J., Belousova E., Jackson S.E., van Achterbergh E., O'Reilly S.Y., Shee S.R. The Hf isotope composition of cratonic mantle: LAM-MC-ICPMS analysis of zircon megacrysts in kimberlites // Geochem. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. pp. 133-147.
28. Kinny P.D., Maas R. Lu-Hf and Sm-Nd isotope systems in zircon / Zircon // Reviews in mineralogy and geochemistry. V. 53. (Eds. Hanchar J.M. and Hoskin P.W.O.). 2003. pp. 327-341.
29. Knauf O. The age of dunite-clinopyroxenite core of Kytlym and Galmoenan zonal Ural-type massifs by U-Pb data of zircons // 33th Int. Geol. Congr. Abstracts. Oslo, 2008. pp. 105-107.