Возраст и условия формирования хрусталеносных месторождений Приполярного Урала

Объект исследования. Проведно изучение хрусталеносных месторождений Додо и Пуйва Неройского хрусталеносного района (Приполярный Урал). Несмотря на хорошую геологическую изученность, остается ряд нерешенных вопросов о возрасте как хрусталеносной минерализации, так и вмещающих горных пород. Задачей данной работы стало установление возраста вмещающих хрусталеносную минерализацию метасоматитов в целях построения модели формирования месторождений Додо и Пуйва. Материалы и методы. ⁴⁰Ar/³⁹Ar датирование проводились по методике, описанной А.В. Травиным с соавторами в 2009 г. Измерения изотопного состава аргона производились на масс-спектрометре Micromass 5400 (ИГМ СО РАН). Результаты. Проведены микрозондовые исследования минерального состава горных пород хрусталеносных месторождений Додо и Пуйва, определены температуры (339–364°C) их формирования. Выделено и описано шесть основных структурно-морфологических типов кварцевых жил. ⁴⁰Ar/³⁹Ar методом изучен возраст слюд как месторождений, так и вмещающих метаморфических сланцев. Получены надежные плато, значения которых находятся в диапазоне 251–260 млн лет и согласуются между собой в пределах ошибки (среднее для четырех датировок 255 ± 2 млн лет). Выводы. Предложена новая модель формирования хрусталеносных месторождений Приполярного Урала. Полученные ⁴⁰Ar/³⁹Ar датировки соответствуют по времени этапу постколлизионного растяжения Урала. В это время на Урале и в смежной Западно-Сибирской плите формировалась система меридиональных грабен-рифтов. Одновременно и в результате того же импульса растяжения на Урале крупные блоки средней коры (граниты, сланцы и пр.) были выведены к поверхности Земли. В процессе подъема глубинных блоков, на глубине 10 км произошло резкое, примерно в 3 раза, снижение флюидных давлений (с литостатических на гидростатические) и сильное понижение температуры вследствие адиабатического расширения и дроссельного эффекта. Полученные цифры ⁴⁰Ar/³⁹Ar возраста (среднее 255 ± 2 млн лет) не только отражают возраст хрусталеносных месторождений Приполярного Урала, но и фиксируют момент подъема всего Центрально-Уральского поднятия выше глубины 10 км, т. е. на уровень верхней коры.

1. Андреичев В.Л. (1999) Изотопная геохронология доуралид Приполярного Урала. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ, 48 с.

2. Буканов В.В. (1974) Горный хрусталь Приполярного Урала. Л.: Наука, 212 с.

3. Буканов В.В., Бурлаков Е.В., Козлов А.А., Пожидаев Н.А. (2012) Приполярный Урал: минералы хрусталеносных жил. Минералогический альманах, 17(2), 136 с.

4. Бурлаков Е.В. (1987) Минералого-геохимические особенности зон рудоконтролирующих разрывов одного из гидротермальных месторождений Урала. Минералогия рудоносных территорий Европейского Северо-Востока СССР. Тр. ИГ Коми НЦ УрО АН СССР, вып. 58, 69-77.

5. Бурлаков Е.В., Скобель Л.С. (1988) Кварцевые жилы одного из районов Урала. Тр. ИГ Коми НЦ АН СССР, вып. 63, 55-66.

6. Верниковская А.Е., Верниковский В.А., Матушкин Н.Ю., Полянский О.П., Травин А.В. (2009) Термохронологические модели эволюции лейкогранитов A-типа неопротерозойского коллизионного орогена Енисейского кряжа. Геология и геофизика, 50(5), 576-594.

7. Водолазская В.П., Львов Б.К., Ларин А.О. (2011) Еще раз о возрасте и генезисе гранитоидов Приполярного Урала. Отеч. геология, (3), 71-79.

8. Водолазская В.П., Тетерин И.П., Кириллов В.А., Лукьянова Л.И., Петров Г.А., Стефановский В.В., Морозов Г.Г., Жданов А.В., Жиганов А.В., Стряпунина Е.В., Еськин А.Г., Петрова Т.А., Вербицкий И.В., Вербицкая Н.В. (2015) Государственная геологическая карта Российской Федерации. М-б 1 : 1 000 000. 3-е поколение. Сер. Уральская. Л. О-40. Пермь. Объяснит. зап. СПб.: ВСЕГЕИ, 497 с.

9. Водолазская В.П., Шергина Ю.П., Котов К.Н. (1999) Возраст и генезис гранитоидов Приполярного Урала. Отеч. геология, (5), 48-55.

10. Гессе В.Н., Дашкевич Г.И. (1990) Государственная геологическая карта СССР масштаба 1 : 200 000. Сер. Северо-Уральская. Л. Q-40-XXXVI (Неройка). Объяснит. зап. Л.: ВСЕГЕИ, 143 с.

11. Дембовский Б.Я. (2000) Легенда Северо-уральской серии листов Госгеолкарты-200. Воркута.

12. Душин В.А., Сердюкова О.П., Малюгин А.А., Козьмин В.С. Никулина И.А., Бурмако П.Л., Демина Л.А., Прокопчук Д.И., Абатурова И.В. (2018) Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000. 2-е изд. Сер. Северо-Уральская. Л. P-40-VI (г. Тельпос-Из). Объяснит. зап. СПб.: ВСЕГЕИ, 216 с.

13. Иванов К.С. (1998а) Основные черты геологической истории (1.6–0.2 млрд лет) и строения Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 252 с.

14. Иванов К.С. (1998б) Современная структура Урала – результат послепалеозойского растяжения земной коры. Геология и геофизика, 39(2), 204-210.

15. Иванов К.С. (2020) О выделении на Урале палеозойских фаций континентального подножия. Изв. Коми НЦ УрО РАН. Сер. Науки о Земле, (1), 43-48. https://doi.org/10.19110/1994-5655-2020-1-43-48

16. Иванов К.С., Ерохин Ю.В. (2019) О времени заложения системы триасовых рифтов Западной Сибири. Докл. АН, 486(1), 88-92. https://doi.org/10.31857/S0869-5652486188-92

17. Иванов С.Н., Иванов К.С. (2018) Реологическая модель строения Земной коры (модель 3-го поколения). Литосфера, 18(4), 500-519. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-4-500-519

18. Иванов К.С., Панов В.Ф., Лиханов И.И., Козлов П.С., Пономарев В.С., Хиллер В.В. (2016а) Докембрий Урала. Горн. ведомости, 148(9), 4-21.

19. Иванов К.С., Федоров Ю.Н., Ерохин Ю.В., Пономарев В.С. (2016б) Геологическое строение фундамента Приуральской части Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 302 с.

20. Иванов К.С., Федоров Ю.Н., Коротеев В.А., Печеркин М.Ф., Кормильцев В.В., Погромская О.Э., Ронкин Ю.Л., Ерохин Ю.В. (2003) Строение и природа области сочленения Урала и Западной Сибири. Докл. АН, 393(5), 647-651.

21. Каретин Ю.С. (1965) О роли сдвиговых дислокаций в формировании нижнемезозойских депрессий и структуры восточного склона Урала. Изв. АН СССР. Сер. геол., (10), 45-62.

22. Кузнецов Н.Б., Соболева А.А., Удоратина О.В., Герцева М.В. (2005) Доордовикские гранитоиды Тимано-Уральского региона и эволюция протоуралидтиманид. Сыктывкар: Геопринт, 100 с.

23. Махлаев Л.В. (1996) Гранитоиды севера Центрально-Уральского поднятия: Полярный и Приполярный Урал. Екатеринбург: УрО РАН, 149 с.

24. Огородников В.Н., Поленов Ю.А. (2012) Модель формирования коллизионных кварцево-жильных образований Урала. Изв. УГГУ, (27-28), 8-14.

25. Основные черты геологического строения и минерально-сырьевой потенциал Северного, Приполярного и Полярного Урала. (2010) (Ред. А.Ф. Морозов, О.В. Петров, А.Н. Мольгунов). СПб.: ВСЕГЕИ, 274 с.

26. Перчук А.Л., Плечов П.Ю., Сазонова Л.В., Сафонов О.Г., Тихомиров П.Л., Шур М.Ю. (2015) Основы петрологии магматических и метаморфических процессов. М.: КДУ, 472 с.

27. Пучков В.Н., Иванов К.С. (2020) Тектоника севера Урала и Западной Сибири: общая история развития. Геотектоника, (1), 41-61. https://doi.org/10.31857/S0016853X20010105

28. Пыстин А.И., Пыстина Ю.А. (2010) Гранитоидные комплексы и геохронология процессов гранитообразования на Приполярном Урале. Магматизм и метаморфизм в истории Земли. Мат-лы XI Всерос. петрограф. сов. (Отв. ред. В.А. Коротеев). Т. 2. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 163-164.

29. Пыстин А.М. (1994) Полиметаморфические комплексы западного склона Урала. СПб.: Наука, 209 с.

30. Пыстин А.М., Андреичев В.Л., Антошкина А.И., Махлаев Л.В., Удоратин В.В., Голубева И.И., Елисеев А.И., Козырева И.В., Конанова Н.В., Куликова К.В., Любоженко Л.Н., Лютоев В.А., Никулова Н.Ю., Носкова Н.Н., Пономарева Т.А., Пыстина Ю.И., Сандула А.Н., Силаев В.И., Соболева А.А., Тимонин Н.И. (2008) Литосфера Тимано-Североуpaльского региона: геологическое строение, вещество, геодинамика. Сыктывкар: Геопринт, 234 с.

31. Расулов А.Т. (1982) Тектоника раннемезозойских впадин восточного склона Урала. Свердловск: ИГГ УНЦ АН, 43 с.

32. Скобель Л.С., Бурлаков Е.В. (1991) Роль замещения в процессе формирования кварцевых жил Приполярного Урала. Изв. АН СССР. Сер. геол., (3), 146-152.

33. Смирнов В.Н., Иванов К.С. (2019) Структурные связи Урала и Западной Сибири: единый этап формирования на границе перми и триаса. Докл. АН, 488(3), 294-297. https://doi.org/10.31857/S0869-56524883294-297

34. Смирнов В.Н., Иванов К.С., Травин А.В. (2019) 40 Ar/ 39 Arвозраст деформаций пород в Баженовской шовной зоне (восточная окраина Среднего Урала). Литосфера, 19(2), 242-249. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-2-242-249

35. Соболева А.А., Кузенков Н.А., Удоратина О.В., Ларионов А.Н., Матуков Д.И., Пресняков С.Л. (2005) Возраст цирконов из гранитов ядра Хобеизского гранитогнейсового купола (Приполярный Урал). Происхождение магматических пород. Мат-лы междунар. петрограф. сов. Апатиты: КолНЦ РАН, 236-238.

36. Стратиграфические схемы Урала (докембрий, палеозой). (1993) Екатеринбург: Межведомственный стратиграфический комитет России, 151 схема.

37. Сурков В.С., Казаков А.М., Девятов В.П., Смирнов Л.В. (1997) Нижне-среднетриасовый рифтогенный комплекс Западно-Сибирского бассейна. Отеч. геология, (3), 31-37.

38. Травин А.В., Юдин Д.С., Владимиров А.Г., Хромых С.В., Волкова Н.И., Мехоношин А.С., Колотилина Т.Б. (2009) Термохронология Чернорудской гранулитовой зоны (Ольхонский регион, Западное Прибайкалье). Геохимия, (11), 1181-1199.

39. Удоратина О.В., Соболева А.А., Кузнецов Н.Б., Родионов Н.В., Пресняков С.Л. (2006) Возраст гранитоидов Маньхамбовского и Ильяизского массивов (Северный Урал): U-Pb данные. Докл. АН, 406(6), 810-815. https://doi.org/10.1134/S1028334X06020309

40. Чугаев А.В., Чернышев И.В., Гамянин Г.Н., Бортников Н.С., Баранова А.Н. (2010) Rb-Sr изотопная систематика гидротермальных минералов, возраст и источники вещества золоторудного месторождения Нежданинское (Якутия). Докл. АН, 434(4), 534-539.

41. Шальных В.С. (1971) Поперечные структуры Приполярного Урала. Вопросы тектоники Урала, (92), 80-86.

42. Baksi A.K., Archibald D.A., Farrar E. (1996) Intercalibration of 40 Ar/ 39 Ar dating standards. Chem. Geol., 129, 307-324.

43. Burlakov E.V. (1995) Dodo: Alpen Klufte im Polur-Ural. Lapis, (3), 13-35.

44. Burlakov E.V. (1999a) The Dodo deposit Subpolar Urals, Russia. Mineralog. Rec., 30(6), 427-442.

45. Burlakov E.V. (1999b) The Puiva deposit Subpolar Urals, Russia. Mineralog. Rec., 30(6), 451-465.

46. Cathelineau M. (1988) Cation site occupancy in chlorites and illites as a function of temperature. Clay Miner., 23(4), 471-485.

47. Dodson M.H. (1973) Closure temperature in cooling geochronological and petrological systems. Contrib. Mineral. Petrol., 40, 259-274.

48. Fleck R.J., Sutter J.F., Elliot D.H. (1977) Interpretation of discordant 40 Ar/ 39 Ar age – spectra of Mesozoic tholeiites from Antarctica. Geochem. Cosmochim. Acta, 41, 15-32.

49. Hodges K.V. (2003) Geochronology and Thermochronology in Orogenic Systems. Treatise on Geochemistry. Oxford, Elsevier, 3, 263-292. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/03024-3

50. Ivanov S.N., Ivanov K.S. (1993) Hydrodynamic Zoning of the Earth’s crust and its Significance. J. Geodynam., 17(4), 155-180.

51. Jowett E.C. (1991) Fitting iron and magnesium into the hydrothermal chlorite geothermometer. GAC/MAC/SEG Joint Annual Meeting (Toronto, May 27-29, 1991). Program with Abstracts 16. Toronto, A62.

52. Kranidiotis P., MacLean W.H. (1987) Systematics of chlorite alteration at the Phelps Dodge massive sulfide deposit, Matagami, Quebec. Econ. Geol., 82, 1898-1911. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.82.7.1898

53. Li X., Watanabe Y., Wang C., Hirano H., Zhang Y. (2007) The age of the Donghai rock crystals (clear quartz), eastern China: Constraint from biotite Ar-Ar geochronology. Bull. Geol. Survey Japan, 58(1/2), 1-6. https://doi.org/10.9795/bullgsj.58.1

54. Pettke Th., Diamond L.W. (1995) Rb-Sr isotopic analysis of fluid inclusions in quartz: evaluation of bulk extraction procedures and geochronometer systematics using synthetic fluid inclusions. Geochim. Cosmochim. Acta, 59(19), 4009-4027.

55. Pystin A.M., Pystina Yu.I., Ulyasheva N.S., Grakova O.V. (2019) U-Pb dating of detrital zircons from basal Post Paleoproterozoic metasediments in the Subpolar and Polar Urals: evidence for a Cryogenian, not Mesoproterozoic age. Int. Geol. Rev., 62(17), 2189-2202. https://doi.org/10.1080/00206814.2019.1689533

56. Rasulov A.T., Bankwitz P., Bankwitz E. (1997) Triassische Grabenbildung und altkimmerische Deformation am Ostrand der Osteuropäischen Tafel. Z. Geol. Wiss., 25(1/2), 203-228.

57. Shepherd T.J., Darbyshire D.P.F. (1981) Fluid inclusion Rb-Sr isochrons for dating mineral. Nature, 290, 578-579.

58. Steiger R.H., Yager E. (1977) Subcomission on Geochronology Convention on the use of decay constants in geo- and cosmochronology. Earth. Planet. Sci. Lett., 36, 359-362.

59. Wang D.H., Xu J., Chen Y.C., Li H.Q., Yu J.J. (2003) Dating on the eclogite hosted quartz crystaland its significance for tracing the exhumation history of the UHP belt in north Jiangsu Province. Acta Geol. Sinica, 77, 544-548.

60. Yudin D., Murzintsev N., Travin A., Alifirova T., Zhimulev E., Novikova S. (2021) Studying the Stability of the K/Ar Isotopic System of Phlogopites in Conditions of High T, P: 40 Ar/ 39 Ar Dating, Laboratory Experiment, Numerical Simulation. Minerals, 11(2). https://doi.org/10.3390/min11020192