The nature of zircon in the Volkovsky massif gabbro (Middle Urals): the age problem and geochronological consequences

The article presents new isotope-geochemical data on zircon from gabbronorites of the Volkovsky massif in the Middle Urals. The massif is a complex combination of different rock associations - from ultramafic rocks to syenites and quartz diorites, whose geological and geochronological ratios are not well-defined yet. The most widespread in the massif are gabbroids, which form three blocks - the Central, Western and Southern ones. This massif is associated with: 1) industrial deposit of copper-iron-vanadium ores and 2) gold-palladium mineralization of low sulfide type. Gabbronorites, which form peripheral parts of the gabbro blocks and in some cases form dykes among olivine gabbro, have a dual relationship with mineralization. They are host for copper-iron-vanadium type and postmineral concerning the gold-palladium mineralization localized in ultramafic rocks and olivine gabbro of the Southern block. The comprehensive study of zircon (its morphology, internal structure, U-Pb age, and silicate inclusions) has shown that in gabbronorites of the Volkovsky massif, zircon aged 427.5 ± 5.3 Ma and 428 ± 7 Ma, extracted from two different samples, contains the same set of polymineral inclusions, alien to the hosting rocks. The composition of inclusions (plagioclase ( An₂₁), biotite (f = 0.49-0.56), quartz and apatite) corresponds to gneiss or plagiogranite. However, the zircon, according to its morphology, internal structure and age characteristics is similar to that from metamorphic rocks of the dynamothermal halo of gabbro-ultramafic bodies. This suggests that the zircon in gabbronorites of the Volkovsky massif could be borrowed from the surrounding metamorphic rocks, and therefore, the gabbronorite intrusion occurred when high-temperature metamorphic rocks of the dynamothermal halo had already existed and might have undergone anatexis and retrogressive metamorphism of amphibolite facies. The zircon age (≈427 Ma) limits the lower time limit of the formation of gabbronorite intersecting olivine gabbro of the Volkovsky massif, and may be close to the time of the formation of copper-iron-vanadium and gold-palladium mineralization type controlled by the reaction processes between gabbronorites and olivine gabbro.

циркон, U-Pb возраст, состав включений, габбро, Платиноносный пояс Урала, Волковский массив, Средний Урал, zircon, U-Pb age, composition of inclusions, gabbro, the Ural Platinum Belt, the Volkovsky massif, Middle Urals

1. Аникина Е.В., Краснобаев А.А., Ронкин Ю.Л., Алексеев А.В., Бушарина С.В., Капитонов И.Н., Лохов К.И. (2014) Изотопная геохимия и геохронология габбро Волковского массива на Урале. Геохимия, (2), 99-123.

2. Воробьева О.А., Самойлова Н.В., Свешникова Е.В. (1962) Габбро-пироксенит-дунитовый пояс Среднего Урала. М.: Изд-во АН СССР, 318 с.

3. Ефимов А.А. (1999) Платиноносный пояс Урала: тектоно-метаморфическая история древней глубинной зоны, записанная в ее фрагментах. Отечественная геология, (3), 31-39.

4. Ефимов А.А., Ронкин Ю.Л., Зиндерн С., Крамм У., Лепихина О.П., Попова О.Ю. (2005) Новые U-Pb данные по цирконам плагиогранитов Кытлымского массива: изотопный возраст поздних событий в истории Платиноносного пояса Урала. Докл. АН, 403(4), 512-516.

5. Золоев К.К., Волченко Ю.А., Коротеев В.А, Малахов И.А., Мардиросьян А.Н., Хрыпов В.Н. (2001) Платинометальное оруденение в геологических комплексах Урала. Екатеринбург: ДПР по Уральскому округу, ОАО УГСЭ, ИГГ УрО РАН, УГГГА, 199 с.

6. Иванов К.С., Наставко Е.В. (2014) Новые данные о возрасте Тагильского комплекса Платиноносного пояса Урала. Литосфера, (3), 77-87.

7. Иванов О.К. (1997) Концентрически-зональные пироксе-нит-дунитовые массивы Урала. Екатеринбург: УрГУ, 488 с.

8. Каретин Ю.С. (2000) Геология и вулканические формации района Уральской сверхглубокой скважины СГ-4. Екатеринбург: УрО РАН, 275 с.

9. Каулина Т.В. (2010) Образование и преобразование циркона в полиметаморфических комплексах. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН. 144 с.

10. Кашин С.А. (1948) Медно-титаномагнетитовое оруденение в основных интрузивных породах Урала. М.: Изд-во АН СССР, 132 с.

11. Краснобаев А.А. (1986) Циркон как индикатор геологических процессов. М.: Наука. 146 с.

12. Краснобаев А.А., Беа А., Ферштатер Г.Б., Монтеро П. (2007) Полихронность цирконов габброидов Платиноносного пояса Урала и проблема докембрия в Тагильском мегасинклинории. Докл. АН, 413(6), 785-790.

13. Маегов В.И. (1999) К петрологии Волковского месторождения медносульфидных и апатит-титаномагнетитовых руд (Средний Урал). Уральский геологический журнал, (5), 57-71.

14. Малахова Л.В. (1966) Петрология Тагильского сиенитового массива. Свердловск: УФАН СССР, 143 с.

15. Мурзин В.В., Молошаг В.П., Волченко Ю.А. (1988) Парагенезис минералов благородных металлов в медно-железо-ванадиевых рудах волковского типа на Урале. Доклады АН, 300(5), 1200-1202.

16. Николайченков Ю.С. (1977) Некоторые особенности размещения рудных тел Волковского медно-железо-ванадиевого месторождения. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. Иркутск: СФ АН СССР, 50-58.

17. Петров Г.А., Ронкин Ю.Л., Маегов В.И., Тристан Н.И., Маслов А.В., Пушкарев Е.В., Лепихина О.П. (2010) Новые данные о составе и возрасте комплексов основания Тагильской палеоостроводужной системы. Докл. АН, 432(4), 499-505.

18. Полтавец Ю.А., Сазонов В.Н., Полтавец З.И., Нечкин Г.С. (2006) Закономерности распределения благородных металлов в рудных парагенезисах Волковского габбрового массива (Средний Урал). Геохимия, (2), 167-190.

19. Пушкарев Е.В. (2011) Пижонит-гранатовые гранулиты из динамотермальных ореолов дунит-клино-пироксенит-габбровых массивов Урала как индикаторы времени и условий интеграции мантийных и коровых комплексов. Гранулитовые и эклогитовые комплексы в истории Земли. Материалы научной конференции. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 179-181.

20. Ферштатер Г.Б. (2013) Палеозойский интрузивный магматизм Среднего и Южного Урала. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 368 с.

21. Штейнберг Д.С., Еремина М.В. (1963) Новые данные по петрологии Волковского месторождения. Магматизм, метаморфизм и металлогения Урала. Свердловск: УФАН СССР, 431-438.

22. Bingen B., Austrheim H., Whitehouse M.J., Davis W.J. (2004) Trace element signature and U-Pb geochronology of eclogite-facies zircon, Bergen Arcs, Caledonides of W. Norway. Contrib. Mineral. Petrol., 147, 671-683.

23. Bosch D., Bruguier O., Efimov A.A., Krasnobayev A.A. (2006) U-Pb Silurian age for a gabbro of the Platinum-bearing Belt of the Middle Urals (Russia): evidens for beginning of closure of the Uralian Ocean. Memoirs Geol. Soc. London, 32, 443-448.

24. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. (2003) The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis. (Eds.: J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin.) Reviws in Mineralogy and Geochemistry. Mineral. Soc. America and Geochem. Soc., Washington, 53, 27-62.

25. Ludwig K.R. (2005) SQUID 1.12. A User's Manual. A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication. No.2, 2455 Ridge Road, Berkeley, CA 94709, USA, 22 p.

26. Vavra G., Gebauer D., Schmid R., Compston W. (1996) Multiple zircon growth and recrystallization during polyphase Late Carboniferous to Triassic metamorphism in granulites of the Ivrea Zone (Southern Alps): an ion microprobe (SHRIMP) study. Contrib. Mineral. Petrol., 122, 337-358.

27. Williams I.S. (1998) U-Th-Pb Geochronology by Ion Microprobe. Applications of microanalytical techniques to understanding mineralizing processes (Eds.: M.A. McKibbe, W.C. Shanks, W.I. Ridley). Reviews in Economic Geology, 7, 1-35.