U-Pb (LA-ICP-MS) возраст детритовых цирконов из песчаников кратерной части кимберлитовой трубки им. В. Гриба и магматического объекта KL-01, Архангельская алмазоносная провинция (север Восточно-Европейской платформы)

Объект исследования. Обломочные цирконы из песчаников, не содержащих какую-либо примесь магматического (туфогенного) материала, отобранных из кратерных частей высокоалмазоносной кимберлитовой трубки им. В. Гриба и магматического объекта KL-01. Оба объекта расположены на севере Восточно-Европейской платформы, в пределах Архангельской алмазоносной провинции, на расстоянии ≈100 км друг от друга. Цель. Получить первые данные по составу U-Pb изотопной системы обломочных цирконов из песчаников магматических объектов Архангельской алмазоносной провинции для возрастных оценок их источников сноса и установления корреляций с известными тектонотермальными событиями в континентальной коре региона. Материалы и методы. Методом LA-ICP-MS получены данные по составу U-Pb изотопной системы 52 зерен цирконов из песчаников трубки им. В. Гриба и 143 зерен цирконов из песчаников объекта KL-01. Результаты. Для изученных цирконов установлены разновозрастные источники сноса - от архейских до неопротерозойских, но с преобладанием мезопротерозойских, которым отвечают 63 и 65% зерен из трубки им. В. Гриба и объекта KL-01 соответственно. Для цирконов из песчаников трубки им. В. Гриба отмечается большее количество зерен мезо- и неоархейского (≈15%) и меньшее палеопротерозойского (≈14%) возраста по сравнению с таковыми из объекта KL-01 (≈7 и 20% соответственно). Для двух объектов установлено отсутствие цирконов, возраст которых соответствует интервалу 900-700 млн лет. Минимальный возраст цирконов из песчаников кратера трубки им. В. Гриба (557 ± 9 млн лет) и объекта KL-01 (609 ± 9 млн лет) согласуется с определенным возрастом формирования вендских песчаников в районе трубок Архангельской алмазоносной провинции. Выводы. Полученные U-Pb возрастные оценки для изученных обломочных цирконов в целом коррелируют с выявленными ранее этапами тектонотермальных событий в континентальной коре северных территорий Восточно-Европейской платформы, за исключением мезопротерозойского периода 1.7-1.4 и 1.3-1.0 млрд лет назад, которому соответствует преобладающая часть U-Pb возрастных значений изученных цирконов.

1. Агашев А.М., Кулигин С.С., Орихаши Ю., Похиленко Н.П., Вавилов М.А., Кларк Д. (2008) Цирконы из осадочного коллектора долины реки Блюфиш (северо-западные территории Канады) и возможный возраст кимберлитового магматизма площади Лена-Вест. Докл. АН, 421(1), 76-79.

2. Андреичев В.Л., Соболева А.А., Удоратина О.В., Ронкин Ю.Л. (2021) Цирконология сиенитов Северного Тимана. Вестн. геонаук, 6(318), 16-27.

3. Бибикова Е.В., Богданов С.В., Глебовицкий В.А., Клайссон С., Шельд Т. (2004) Этапы эволюции Беломорского подвижного пояса по данным U-Pb цирконовой геохронологии (ионный микрозонд NORDSIM). Петрология, 12(3), 227-244.

4. Богатиков О.А., Гаранин В.К., Кононова В.А., Кудрявцева Г.П., Васильева Е.Р., Вержак В.В., Веричев Е.М., Парсаданян К.С., Посухова Т.В. (1999) Архангельская алмазоносная провинция. М.: Изд-во Моск. ун-та, 524 с.

5. Божко Н.А., Прусакова Н.А., Громцев К.В. (2021) Особенности тектонического строения Лапландско-Беломорского гранулит-гнейсового пояса и перспективы его коренной алмазоносности. Отеч. геология, (6), 45-64.

6. Гладкочуб Д.П., Станевич А.М., Мазукабзов А.М., Донская Т.В., Писаревский С.А., Николь Г., Мотова З.Л., Корнилова Т.А. (2013) Ранние этапы развития палео-азиатского океана: данные по LA-ICP-MS датированию детритовых цирконов из позднедокембрийских толщ южного фланга Сибирского кратона. Геология и геофизика, 54 (10), 1472-1490.

7. Глебовицкий В.А. (2005) Ранний докембрий Балтийского щита. СПб.: Наука, 711 с.

8. Голубев Ю.К., Прусакова Н.А., Голубева Ю.Ю. (2010) Кепинские кимберлиты, Архангельская область. Руды и металлы, (1), 38-45.

9. Гражданкин Д.В., Марусин В.В., Меерт Дж., Крупенин М.Т., Маслов А.В. (2011) Котлинский горизонт на Южном Урале. Докл. АН, 440(2), 201-206.

10. Ларионова Ю.О., Сазонова Л.В., Лебедева Н.М., Носова А.А., Третяченко В.В., Травин А.В., Каргин А.А., Юдин Д.С. (2016) Возраст кимберлитов Архангельской провинции: Rb-Sr, 40Ar/39Ar изотопно-геохронологические и минералогические данные для флогопита. Петрология, 24(6), 607-639.

11. Маслов А.В., Вовна Г.М., Киселев В.И., Ронкин Ю.Л., Крупенин М.Т. (2012) U-Pb систематика обломочных цирконов из отложений Серебрянской серии Среднего Урала. Литология и полез. ископаемые, (2), 180-196.

12. Маслов А.В., Мизенс Г.А., Вовна Г.М., Киселев В.И., Ронкин Ю.Л. (2016) Обломочные цирконы из песчаников нижнего триаса Бельской впадины Предуральского прогиба: LA-ICP-MS U-Pb изотопные возраста и распределение редких и рассеянных элементов. Литосфера, (1), 7-28.

13. Маслов А.В., Подковыров В.Н., Гражданкин Д.В., Колесников А.В. (2018) Верхний венд востока, северо-востока и севера Восточно-Европейской платформы: процессы осадконакопления и эволюции биоты. Литосфера, 18(4), 520-542. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-4-520-542

14. Пенделяк Р.Н., Морозова А.В., Могутова В.А. (2019) Геологическое строение трубки им. В. Гриба и ее индикаторные особенности в геофизических полях. Отеч. геология, (5), 53-59.

15. Петров О.В., Лохов К.И., Шевченко С.С., Сергеев С.А., Богомолов Е.С., Антонов А.В., Лепехина Е.Н., Саблуков С.М. (2006) Изотопные исследования во ВСЕГЕИ: перспективы использования результатов в целях прогноза и поисков месторождений алмазов. Регион. геология и металлогения, (27), 158-167.

16. Петров Г.А., Ронкин Ю.Л., Гердес А., Маслов А.В. (2015) Первые результаты U-Pb (LA-ICP-MS)-датирования обломочных цирконов из метапесчаников Ишеримского антиклинория (Северный Урал). Докл. АН, 464(5), 589-593. https://doi.org/10.7868/S086956521529023X

17. Ронкин Ю.Л., Гражданкин Д.В., Маслов А.В., Мизенс Г.А., Матуков Д.И., Крупенин М.Т., Петров Г.А., Лепихина О.П., Корнилова А.Ю. (2006) U-Pb (SHRIMP-II)-возраст цирконов из пепловых туфов чернокаменской свиты сылвицкой серии венда (Средний Урал). Докл. АН, 411(3), 354-359.

18. Самсонов А.В., Носова А.А., Третяченко В.В., Ларченко В.А., Ларионова Ю.О. (2009) Коллизионные швы в раннедокембрийской коре как фактор локализации алмазоносных кимберлитов (север Восточно-Европейского кратона). Докл. АН, 424(6), 796-801.

19. Скублов С.Г., Никитина Л.П., Марин Ю.Б., Левский Л.К., Гусева Н.В. (2012) U-Pb возраст и геохимия цирконов из ксенолитов кимберлитовой трубки им. В. Гриба Архангельской алмазоносной провинции. Докл. АН, 444(1), 77-82.

20. Тугаринов А.И., Бибикова Е.В. (1980) Геохронология Балтийского щита по данным цирконометрии. М.: Наука, 133 с.

21. Устинов В.Н., Неручев С.С., Загайный А.К., Антащук М.Г., Лобкова Л.П., Микоев И.И., Николаева Э.В., О’Брайан Х., Пелтонен П., Пенделяк Р.Н. (2021) Алмазоносность севера Восточно-Европейской платформы. СПб.: Наука, 409 с.

22. Щукин В.С., Саблуков С.М., Саблукова Л.И., Белоусова Е.А., Гриффин В.Л. (2002) Поздневендский аэральный щелочной вулканизм рифтогенного типа в Зимнебережном кимберлитовом районе (Архангельская алмазоносная провинция). Глубинный магматизм, его источники и плюмы. Тр. II Междунар. семинара. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 160-175.

23. Agashev A.M., Chervyakovskaya M.V., Serov I.V., Tolstov A.V., Agasheva E.V., Votyakov S.L. (2020) Source rejuvenation vs. reheating: Constraints on Siberian kimberlite origin from U-Pb and Lu-Hf isotope compositions and geochemistry of mantle zircons. Lithos, 364-365, 105508.

24. Agasheva E.V. (2021) Magmatic Material in Sandstone Shows Prospects for New Diamond Deposits within the Northern East European Platform. Minerals, 11(4), 339.

25. Andreichev V.L., Soboleva A.A., Udoratina O.V., Ronkin Yu.L., Coble M.A., Miller E.L. (2020) Granites of the Northern Timan - probable indicators of Neoproterozoic stages of Rodinia breakup. Geodynamics & Tectonophysics, 11(2), 201-218.

26. Belousova E.A., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., Fisher N.I. (2002) Igneous zircon: Trace element composition as an indicator of source rock type. Contrib. Mineral. Petrol., 143, 602-622.

27. Black L.P., Kamo S.L., Allen C.M., Davis D.W., Aleinikoff J.N., Valley J.W., Mundfil R., Campbell I.H., Korcsh R.J., Williams I.S., Foudoulis C. (2004) Improved 206Pb/238U microprobe geochronology by the monitoring of a trace-element-related matrix effect; SHRIMP, ID-TIMS, ELA-ICP-MS and oxygen isotope documentation for a series of zircon standards. Chem. Geol., 205, 115-140.

28. Foley S.F. (2008) Rejuvenation and erosion of the cratonic lithosphere. Nat. Geosci., 1, 503-510.

29. Griffin W.L., Powell W.J., Pearson N.J., O'Reilly S.Y. (2008) GLITTER: Data reduction software for laser ablation ICP-MS. Sylvester P. (ed.) laser ablation iCP-MS in the Earth Sciences: Currentpractices and outstanding issues. Mineralogical association of Canada, Short Course Series, 40, 307-311.

30. Griffin W.L., Belousova E.A., Walters S.G., O'Reilly S.Y. (2006) Archaean and Proterozoic crustal evolution in the Eastern Succession of the Mt Isa district, Australia: U-Pb and Hf-isotope studies of detrital zircons. austral. J. Earth Sci., 53, 125-149.

31. Jackson S.E., Pearson N.J., Griffin W.L., Belousova E.A. (2004) The application of laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry to in-situ U-Pb zircon geochronology. Chem. Geol., 211, 47-69.

32. Koreshkova M.Yu., Downes H., Glebovitsky V.A., Rodionov N.V., Antonov A.V., Sergeev S.A. (2014) Zircon trace element characteristics and ages in granulite xenoliths; a key to understanding the age and origin of the lower crust, Arkhangelsk kimberlite province, Russia. Contrib. Mineral. Petrol., 167, 973.

33. Kostrovitsky S.I., Skuzovatov S.Yu., Yakovlev D.A., Sun J., Nasdala L., Wu F-Yu. (2016) Age of the Siberian craton crust beneath the northern kimberlite fields: Insights to the craton evolution. Gondw. Res., 39, 365-385.

34. Lee C.A., Luffi P., Chin E.J. (2011) Building and destroying continental mantle. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 39, 59-90.

35. Levashova N.M., Bazhenov M.L., Meert J.G., Kuznetsov N.B., Golovanova I.V., Danukalov K.N., Fedorova N.M. (2013) Paleogeography of Baltica in the Ediacaran: paleomagnetic and geochronological data from the clastic Zigan Formation, South Urals. Precambr. Res., 236, 16-30.

36. Lubnina N.V., Pisarevsky S.A., Puchkov V.N., Kozlov V.I., Sergeeva N.D. (2014) New paleomagnetic data from Late Neoproterozoic sedimentary successions in Southern Urals, Russia: implications for the Late Neoproterozoic paleogeography of the Iapetan realm. int. J. Earth Sci., 103, 1317-1334.

37. Markwick A.J.W., Downes H. (2000) Lower crustal granulite xenoliths from the Arkhangelsk kimberlite pipes: petrological, geochemical and geophysical results. lithos, 51, 135-151.

38. Mints M.V., Belousova E.A., Konilov A.N., Natapov L.M., Shchipansky A.A., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., Dokukina K.A., Kaulina T.V. (2010) Mesoarchean subduction processes: 2.87 Ga eclogites from the Kola Peninsula, Russia. Geology, 38(8), 739-742.

39. Mints M.V., Dokukina K.A., Konilov A.N., Philippova I.B., Zlobin V.L., Babayants P.S., Belousova E.A., Blokh Yu.I., Bogina M.M., Bush W.A., Dokukin P.A., Kaulina T.V., Natapov L.M., Piip V.B., Stupak V.M., Suleimanov A.K., Trusov A.A., Van K.V., Zamozhniaya N.G. (2015) East European Craton: Early Precambrian history and 3D Models of Deep Crustal Structure. Geol. Soc. amer. Spec. Paper, 510, 433 p.

40. Mints M.V., Dokukina K.A. (2020) The Belomorian eclogite province (eastern Fennoscandian Shield, Russia): Meso-Neoarhean or Late Paleoproterozoic? Geodynamics & Tectonophysics, 11(1), 151-200.

41. Mints M.V., Dokukina K.A., Konilov A.N. (2014) The Meso-Neoarchaean Belomorian eclogite province: Tectonic position and geodynamic evolution. Gondw. Res., 25 (2), 561-584.

42. Moyen J.-F., Paquette J.-L., Ionov D.A., Gannoun A., Korsakov A.V., Golovin A.V., Moine B.N. (2017) Paleoproterozoic rejuvenation and replacement of Archaean lithosphere: evidence from zircon U-Pb dating and Hf isotopes in crustal xenoliths at Udachnaya, Siberian craton. Earth Planet. Sci. lett., 457, 149-159.

43. Nikishin A.M., Ziegler P.A., Stephenson R.A., Cloetingh S.A.P.L., Furne A.V., Fokin P.A., Ershov A.V., Bolotov S.N., Korotaev M.V., Alekseev A.S., Gorbachev V.I., Shipilov E.V., Lankreijer A., Bembinova E.Yu., Shalimov I.V. (1996) Late Precambrian to Triassic history of the East European Craton: dynamics of sedimentary basin evolution. Tectonophysics, 268, 23-63.

44. Pearson D.G., Scott J.M., Liu J., Schaeffer A., Wang L.H., van Hunen J., Szilas K., Chacko T., Kelemen P.B. (2021) Deep continental roots and cratons. Nature, 96, 199-210.

45. Pearson D., Wittig N. (2014) The formation and evolution of cratonic mantle lithosphere: evidence from mantle xenoliths. Treat. Geochem., 2, 255-292.

46. Popov V., Iosifidi A., Khramov A., Tait J., Bachtadse V. (2002) Paleomagnetism of upper Vendian sediments from the Winter Coast, White Sea region, Russia: implications for the paleogeography of Baltica during Neoproterozoic times. J. Geophys. Res., 107(B11), 2315.

47. Popov V., Khramov A., Bachtadse V. (2005) Palaeomagnetism, magnetic stratigraphy, and petromagnetism of the Upper Vendian sedimentary rocks in the sections of the Zolotitsa River and in the Verkhotina Hole, Winter Coast of the White Sea, Russia. Russ. J. Earth Sci., 7(2), 1-29.

48. Rudnick R.L., Gao S. (2014) Composition of the continental crust. (Eds H.D. Holland, D. Heinrich, K.K. Turekian). Treatise of Geochemistry. Elsevier, Amsterdam, 1-51.

49. Shatsky V.S., Wang Q., Skuzovatov S. Yu. Ragozin A.L. (2019) The crust-mantle evolution of the Anabar tectonic province in the Siberian Craton: Coupled or decoupled? Precambr. Res., 332, 105388.

50. Shchukina E.V., Agashev A.M., Soloshenko N.G., Streletskaya M.V., Zedgenizov D.A. (2019) Origin of V. Grib pipe eclogites (Arkhangelsk region, NW Russia): Geochemistry, Sm-Nd and Rb-Sr isotopes and relation to regional Precambrian tectonics. Mineral. Petrol., 113, 593-612.

51. Shchukina E.V., Agashev A.M., Zedgenizov D.A. (2018) Origin of zircon-bearing mantle eclogites entrained in the V. Grib kimberlite (Arkhangelsk region, NW Russia): evidence from mineral geochemistry and the U-Pb and Lu-Hf isotope compositions of zircon. Mineral. Petrol., 112(1), 85-100.

52. Slama J., Kosler J., Condon D.J., Crowley J.L., Gerdes A., Hanchar J.M., Horstwood M.S.A., Morris G.A., Nasdala L., Norberg N., Schaltegger U., Schoene N., Tubrett M.N., Whitehouse M.J. (2008) Plesovice zircon - a new natural reference material for U-Pb and Hf isotopic microanalysis. Chem. Geol., 249(1-2), 1-35.