litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/2500-302X-2024-24-4-675-685litosphere-2126Research ArticleСтатьиArticlesНовые данные о возрасте циркона гранитов Адуйского массиваNew data on the zircon age of Adui pluton granitesПрибавкинС. В.PribavkinS. V.

620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

Sergey V. Pribavkin

 15 Academician Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

 

pribavkins@igg.uran.ruВишняковаМ. Д.VishnyakovaM. D.

620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

 Maria D. Vishnyakova

15 Academician Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

 

 

VishniakovaMD@igg.uran.ruИнститут геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАНРоссияA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RASRussian Federation202403092024244675685Copyright © Прибавкин С.В., Вишнякова М.Д., 20242024Прибавкин С.В., Вишнякова М.Д.Pribavkin S.V., Vishnyakova M.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/2126

Объект исследования. Циркон гранитов западной контактной части Адуйского массива (Средний Урал). Цель. Получение новых U-Pb датировок и уточнение геохронологической модели формирования Адуйского гранитного массива. Методы. U-Pb датирование циркона на вторично-ионном микрозонде высокого разрешения SHRIMP-II (в ЦИИ ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург). Определение петрогенных и рассеянных элементов на рентгенофлюоресцентных спектрометрах СРМ-18, СРМ-25, VRA-30 и масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой ELAN-9000. Результаты. Установлено, что по химическому составу жильные граниты в западной приконтактовой зоне принадлежат породам гранит-лейкогранитовой формации, слагающим массив. Вмещающие их гнейсы обладают чертами сходства с гранитоидами габбро-тоналит-гранодиорит-гранитовой формации. Показано, что цирконы ортогнейсов имеют простое строение, близкое Th/U отношение (0.6) при широких вариациях содержаний урана и тория. Их конкордантный возраст колеблется в интервале 290–270 млн лет. Такой широкий возрастной диапазон может быть связан с потерей свинца при метаморфизме. Циркон гранитов иной. Он состоит из ядер, часто обломочного облика, обрастающих каймой высокоуранового циркона. Ядра зерен циркона из ранних (пегматоидных) гранитов аналогичны зернам циркона из вмещающих ортогнейсов и могут интерпретироваться как захваченные из них. Ядра цирконовых зерен в поздних гранитах отличаются очень низким Th/U отношением (0.1) и широкими вариациями содержаний U, их датировки образуют единый возрастной кластер со средним конкордантным возрастом 270 млн лет. Каймы, для которых характерны высокие концентрации U и низкие Th/U отношения, маркируют время формирования гранитов в интервале 265–250 млн. Выводы. Интерпретация новых и ранее опубликованных возрастных данных заключается в выделении длительного этапа метаморфизма и мигматизации вмещающих пород в диапазоне от 290 до 270 млн лет, предшествующего гранитообразованию. Завершение гранитообразования с формированием главных фаз Адуйского массива отвечало временному интервалу 265–250 млн лет.

Research subject. Zircon of granites in the western contact part of the Adui massif (Middle Urals). Aim. To obtain new U-Pb dating and to clarify the geochronological model of the Adui granite massif. Methods. U-Pb dating of zircon was established using a SHRIMP-II high-resolution secondary ion microprobe (VSEGEI Research Center, St. Petersburg). The major and trace elements were determined using SRM-18, SRM-25, and VRA-30 X-ray fluorescence spectrometers and an ELAN-9000 mass spectrometer with inductively coupled plasma. Results. In terms of chemical composition, the vein granites in the western contact zone belong to the rocks of the granite-leucogranite formation that make up the massif. Their hosting gneisses possess features similar to the granitoids of the gabbro-tonalite-granodiorite-granite formation. Zircons from orthogneisses were found to have a simple structure and a close Th/U ratio (0.6) with wide variations in uranium and thorium contents. Their concordant age ranges from 290–270 million years. Such a wide age range may be due to the loss of lead during metamorphism. The zircon of granites is different. It consists of cores, often clastic in appearance, overgrown with a rim of high-uranium zircon. Zircon grain cores from early (pegmatoid) granites are similar to those from host orthogneiss and can be interpreted as captured from them. The cores of zircon grains in late granites are characterized by a rather low Th/U ratio (0.1) and wide variations in U contents; their dates form a single age cluster with an average concordant age of 270 Ma. The rims, which are characterized by high U concentrations and low Th/U ratios, mark the period of granite formation in the range of 265–250 million years. Conclusions. The interpretation of new and previously published age data consists in identifying a prolong stage of metamorphism and migmatization of the host rocks in the range from 290 to 270 million years, preceding granite formation. The completion of granite formation with the formation of the main phases of the Adui massif corresponded to a time interval of 265–250 million years.

геохронологияцирконU-Pb возрастАдуйский массивСредний УралgeochronologyzirconU-Pb ageAdui massifMiddle UralsИсследования выполнены в рамках государственного задания ИГГ УрО РАН, темы № 123011800009-9 с использованием оборудования ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН. Дооснащение и комплексное развитие ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН осуществляется при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, Соглашение № 075-15-2021-680The research was carried out within the framework of the State assignment of the Institute of Geology and Geography, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, topic No. 123011800009-9, using the equipment of the “Geoanalitik” Center for Shared Use of the Institute of Geology and Geochemistry (IGG), Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. Retrofitting and comprehensive development of the Geoanalitik Center for Shared Use is carried out with the financial support of a grant from the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, Agreement No. 075-15- 2021-680ReferencesВишнякова М.Д., Бородина Н.С., Ферштатер Г.Б., Беа Ф., Монтеро П. (2017) U-Pb возраст циркона из пород Крутихинского массива – возможного протолита части гранитов Адуйского массива (Средний Урал). Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 164, 260-263.Fershtater G.B. (2013) Paleozoic intrusive magmatism of the Middle and Southern Urals. Ekaterinburg, RIO UrO RAN, 365 p. (In Russ.)Вишнякова М.Д., Бородина Н.С., Ферштатер Г.Б., Солошенко Н.Г., Стрелецкая М.В. (2018) Процессы мигматизации и гранитообразования в западном экзоконтакте Адуйского массива (Средний Урал). Вестн. Перм. ун-та, 17(3), 208-227. https://doi.org/10.17072/psu.geol.17.3.208Fershtater G.B., Gerdes A., Smirnov V.N. (2003) Age and formation history of the Adui granite massif. Tr. IGG UrO RAN, vyp. 150, 146-150. (In Russ.)Вотяков С.Л., Хиллер В.В., Щапова Ю.В., Поротников А.В. (2010) Химическое электронно-зондовое датирование минералов-концентраторов радиоактивных элементов: методические аспекты. Литосфера, (4), 94-115.Fershtater G.B., Krasnobaev A.A., Montero P., Bea F., Borodina N.S., Vishnyakova M.D., Soloshenko N.G., Streletskaya M.V. (2019) Age and Isotope-Geochemical Features of the Murzinka–Adui Metamorphic Complex in Connection with the Problem of Formation of the Murzinka Interformational Granite Pluton. Russ. Geol. Geophys., 60(3), 287-308 (translated from Geol. Geofiz., 60(3), 342-365). https://doi.org/10.15372/RGG2019039Замятин Д.А., Вотяков С.Л., Ферштатер Г.Б., Вишнякова М.Д. (2017) Химическое U–Th–Pb-датирование и структурное разупорядочение монацита-(Ce) из гранитоидов Адуйского массива, Средний Урал. Докл. АН, 476(1), 83-87. https://doi.org/10.7868/S0869565217250181Hiller V.V., Popov M.P., Erokhin Yu.V., Zakharov A.V. (2015) Th-U-Pb age of rare-metal granitic pegmatites in the eastern exocontact of the Adui massif (Middle Urals). Vestn. VSU. Ser.: Geology, (4), 61-65. (In Russ.)Золоев К.К., Контарь Е.С., Левин В.Я., Лисицын А.И., Мормиль С.И., Попов Б.А., Рапопорт М.С., Шуб В.С. (1990) Глубинное строение и металлогения подвижных поясов. М.: Недра, 191 с.Hoskin P.W.O., Schaltegger U. (2003) The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis. Zircon. (Ed. by J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin). Berlin; Boston: De Gruyter, 27-62. https://doi.org/10.1515/9781501509322-005Казаков И.И., Стороженко Е.В., Харитонов И.Н., Стефановский В.В., Кошевой Ю.Н. (2014) Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000. Изд. 2-е. Карта доплиоценовых образований. Среднеуральская серия. Л. O-41-XXVI (Асбест).Kallistov G.A., Osipova T.A. (2019) On the characterization of the geochemical features of granitoids of the ShilovoKonevsky group of massifs (Middle Urals), productive for greisen-type tungsten mineralization. Vestn. IG Komi NTs URO RAN, 12(300), 4-11. (In Russ.)Каллистов Г.А., Осипова Т.А. (2019) К характеристике геохимических особенностей гранитоидов Шилово-Коневской группы массивов (Средний Урал), продуктивных на вольфрамовое оруденение грейзенового типа. Вестн. ИГ Коми НЦ УрО РАН, 12(300), 4-11.Kaulina T., Lyalina L., Kamenetsky V., Il’chenko V., Bocharov V., Gannibal M. (2020) Composition and Structure of Zircon from Hydrothermal Uranium Occurrences of the Litsa Ore Area (Kola Region, Russia). Geosciences, 10(8), 278. https://doi.org/10.3390/geosciences10080278Краснобаев А.А., Ферштатер Г.Б., Беа Ф., Монтеро П. (2006) Полигенные цирконы Адуйского батолита (Средний Урал). Докл. АН, 410(2), 244-249.Kazakov I.I., Storozhenko E.V., Haritonov I.N., Stefanovskij V.V., Koshevoj Yu.N. (2014) State geological map of the Russian Federation, scale 1 : 200 000. 2nd ed. Map of pre-Pliocene formations. Sredneuralskaya series. Sheet O-41-XXVI (Asbest). (In Russ.)Олерский В.П., Машаров А.А., Грабежева Т.Г. (1984) Групповое геологическое доизучение масштаба 1 : 50 000 Адуйской площади. Л. О-41-87-В (ю. п.), О-41-99-А, Б, В, О-41-111-А, В в Режевском, Березовском и Белоярском районах Свердловской области. Отчет Западно Адуйской ГСП за 1979–1984 гг. Свердловск, ТГФ.Krasnobaev A.A., Fershtater G.B., Bea F., Montero P. (2006) Polygenic zircons of the Adui batholith (Middle Urals). Dokl. AN, 410(2), 244-249. (In Russ.)Попов В.С., Богатов В.И., Петрова А.Ю., Беляцкий Б.В. (2003) Возраст и возможные источники гранитов Мурзинско-Адуйского блока, Средний Урал: Rb-Sr и Sm-Nd изотопные данные. Литосфера, (4), 3-18.Mao J., Du A., Seltmann R., Yu J. (2003) Re–Os ages for the Shameika porphyry Mo deposit and the Lipovy Log rare metal pegmatite, central Urals, Russia. Mineral. Depos., 38, 251-257. https://doi.org/10.1007/s00126-002-0331-2Рапопорт М.С., Медяков И.А. (1974) Геологическая карта Урала масштаба 1 : 50 000. Л. О-41-99-Г, О-41- 111-Б, О-41-111-Г. Отчет Белоярского геологосъемочного отряда о геологическом доизучении за 1970–1974 гг. ТФГИ по УрФО № 34418.Olerskii V.P., Masharov A.A., Grabezheva T.G. (1984) Group geological additional study on a scale of 1 : 50 000 of the Aduiskaya area. Sheets O-41-87-B (s.p.), O-41- 99-A, B, C, O-41-111-A, B in the Rezhevsky, Berezovsky and Beloyarsky districts of the Sverdlovsk region. Report of the West Aduy GSP for 1979–1984. Sverdlovsk, TGF. (In Russ.)Смирнов В.Н., Иванов К.С., Травин А.В., Захаров А.В., Ерохин Ю.В. (2022) 40Ar-39Ar датирование пегматитов Мурзинско-Адуйского района (Средний Урал): результаты и их геологическая интерпретация. Литосфера, 22(5), 612-623. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2022-22-5-612-623Popov V.S., Bogatov V.I., Petrova A.Yu., Belyatsky B.V. (2003) Age and possible sources of granites of the Murzinsko-Adui block, Middle Urals: Rb-Sr and Sm-Nd isotope data. Lithosphere (Russia), (4), 3-18. (In Russ.)Ферштатер Г.Б. (2013) Палеозойский интрузивный магматизм Среднего и Южного Урала. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 365 с.Rapoport M.S., Medyakov I.A. (1974) Geological map of the Urals, scale 1 : 50 000. Sheets O-41-99-G, O-41- 111-B, O-41-111-G. Report of the Beloyarsk geological survey team on additional geological research for 1970– 1974. TFGI in the Urals Federal District no. 34418. (In Russ., unpublished).Ферштатер Г.Б., Гердес А., Смирнов В.Н. (2003) Возраст и история формирования Адуйского гранитного массива. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 150, 146-150.Rubatto D. (2002) Zircon Trace Element Geochemistry: Partitioning with Garnet and the Link between U-Pb Ages and Metamorphism. Chem. Geol., 184(1-2), 123-138. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(01)00355-2Ферштатер Г.Б., Краснобаев А.А., Монтеро П., Беа Ф., Бородина Н.С., Вишнякова М.Д., Солошенко Н.Г., Стрелецкая М.В. (2019) Возраст и изотопногеохимические особенности мурзинско-адуйского метаморфического комплекса в связи с проблемой формирования Мурзинского межформационного гранитного плутона. Геология и геофизика, 60(3), 342-365. https://doi.org/10.15372/GiG2019039Shardakova G.Yu., Pribavkin S.V., Krasnobaev A.A., Borodina N.S., Chervyakovskaya M.V. (2021) Zircons from rocks of the Мurzinka-Аdui metamorphic complex: Geo-chemistry, thermometry, polychronism, and genetic consequences. Geodynamics & Tectonophysics, 12(2), 332- 349. (In Russ.) https://doi.org/10.5800/GT-2021-12-2-0527Хиллер В.В., Попов М.П., Ерохин Ю.В., Захаров А.В. (2015) Th-U-Pb возраст редкометалльных гранитных пегматитов в восточном экзоконтакте Адуйского массива (Средний Урал). Вестн. ВГУ. Сер.: Геология, (4), 61-65.Smirnov V.N., Ivanov K.S., Travin A.V., Zakharov A.V., Erokhin Yu.V. (2022) 40Ar-39Ar dating of pegmatites in the Murzinsko-Adui region (Middle Urals): Results and their geological interpretation. Lithosphere (Russia), 22(5), 612-623. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2022-22-5-612-623Шардакова Г.Ю., Прибавкин С.В., Краснобаев А.А., Бородина Н.С., Червяковская М.В. (2021) Цирконы из пород Мурзинско-Адуйского метаморфического комплекса (Средний Урал): геохимия, термометрия, полихронность, генетические следствия. Геодинамика и тектонофизика, 12(2), 332-349. https://doi.org/10.5800/GT-2021-12-2-0527Vishnyakova M.D., Borodina N.S., Fershtater G.B., Bea F., Montero P. (2017) U-Pb age of zircon from rocks of the Krutikhinsky massif – a possible protolith of part of the granites of the Adui massif (Middle Urals). Tr. IGG UrO RAN, vyp. 164, 260-263. (In Russ.)Hoskin P.W.O., Schaltegger U. (2003) The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis. Zircon. (Ed. by J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin). Berlin; Boston: De Gruyter, 27-62. https://doi.org/10.1515/9781501509322-005Vishnyakova M.D., Borodina N.S., Fershtater G.B., Soloshenko N.G., Streletskaya M.V. (2018) Processes of migmatization and granite formation in the western exocontact of the Adui massif (Middle Urals). Vestn. Perm. Un-ta, 17(3), 208-227. (In Russ.) https://doi.org/10.17072/psu.geol.17.3.208Kaulina T., Lyalina L., Kamenetsky V., Il’chenko V., Bocharov V., Gannibal M. (2020) Composition and Structure of Zircon from Hydrothermal Uranium Occurrences of the Litsa Ore Area (Kola Region, Russia). Geosciences, 10(8), 278. https://doi.org/10.3390/geosciences10080278Votyakov S.L., Hiller V.V., Shchapova Yu.V., Porotnikov A.V. (2010) Chemical electron-probe dating of minerals-concentrators of radioactive elements: methodological aspects. Litosphere (Russia), (4), 94-115. (In Russ.)Mao J., Du A., Seltmann R., Yu J. (2003) Re–Os ages for the Shameika porphyry Mo deposit and the Lipovy Log rare metal pegmatite, central Urals, Russia. Mineral. Depos., 38, 251-257. https://doi.org/10.1007/s00126-002-0331-2Williams I.S. (1998) U-Th-Pb Geochronology by ion microprobe. Applications of microanalitical technigues to understanding mineralizing processes. Rev. Econom. Geol., 7, 1-35. https://doi.org/10.5382/Rev.07.01Rubatto D. (2002) Zircon Trace Element Geochemistry: Partitioning with Garnet and the Link between U-Pb Ages and Metamorphism. Chem. Geol., 184(1-2), 123-138. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(01)00355-2Zamyatin D.A., Votyakov S.L., Fershtater G.B., Vishnyakova M.D. (2017) Chemical U–Th–Pb dating and structural disordering of monazite-(Ce) from granitoids of the Adui massif, Middle Urals. Dokl. AN, 476(1), 83-87. (In Russ.) https://doi.org/10.7868/S0869565217250181Williams I.S. (1998) U-Th-Pb Geochronology by ion microprobe. Applications of microanalitical technigues to understanding mineralizing processes. Rev. Econom. Geol., 7, 1-35. https://doi.org/10.5382/Rev.07.01Zoloev K.K., Kontarʼ E.S., Levin V.Ya., Lisitsyn A.I., Mormilʼ S.I., Popov B.A., Rapoport M.S., Shub V.S. (1990) Deep structure and metallogeny of mobile belts. Moscow, Nedra Publ., 191 p

The authors declare that there are no conflicts of interest present.