Магматическая эволюция ультрамафит-мафитовых интрузивов Норильской провинции (Россия): Вещественные и геохронологические данные
Аннотация
С ультрамафит-мафитовыми интрузивами Норильской провинции на северо-западе Сибирской платформы связаны уникальные месторождения платиноидов, никеля и меди. U-Pb изотопные данные вместе с детальным изучением морфологии, внутреннего строения и геохимических особенностей ~170 зерен циркона из пород в разной степени рудоносных Талнахского, Вологочанского и Нижнеталнахского интрузивов впервые позволили охарактеризовать ранее неизвестные стадии магматической активности в Норильском регионе. Цирконы обладают повышенными концентрациями тория и урана с величиной Th/U больше единицы и распределением редкоземельных элементов, характерным для магматических цирконов. Выявленные разновидности цирконов из габброидов Талнахского интрузива характеризуются двумя возрастами ~260 млн. лет и ~230 млн. лет. В плагиоверлитах Талнахского и Нижнеталнахского интрузивов выявлен интервал U-Pb возрастов 256-262 млн. лет. Разновидности цирконов из полифазных зерен изученных интрузивов характеризуются резко различными значениями конкордантных возрастов. Для Вологочанского и Нижнеталнахского интрузивов выявлены подчиненные по распространенности возрастные кластеры около 330 млн. лет и 300 млн. лет, соответственно. Наиболее молодым U-Pb возрастом (219 ± 3.8 млн. лет) характеризуется оливиновое габбро Нижнеталнахского интрузива. Установленная дискретность распределения возрастов позволяет предположить, что кристаллизация цирконов соответствует нескольким стадиям эволюции магматического расплава или характеризует гетерогенные магматические источники в процессе образования и становления интрузивных тел. Длительная эволюция ультрамафит-мафитовых интрузивов Норильского региона являлась благоприятным фактором для накопления уникальных по масштабам и концентрациям рудных компонентов. Новые геохронологические данные позволяют считать, что интрузивный магматизм Норильского региона, представленный плагиоверлит-габбровыми интрузивами и ассоциирующими с ними платиноидно-медно-никелевыми месторождениями, имели более сложную геологическую историю, чем это ранее предполагалось.
Ключевые слова
циркон,
U-Pb возраст,
габбро,
меланотроктолиты,
плагиоверлиты,
длительная эволюция,
гетерогенные источники,
интрузивы Норильской провинции,
толеит-базальтовый магматизм
[553.98.041: 550.834.52.05]:(574.511)
Об авторах
Крешимир Малич
Всероссийский научно-исследовательский геологический институт (ВСЕГЕИ)
Россия
Россия
Инна Баданина
Всероссийский научно-исследовательский геологический институт (ВСЕГЕИ)
Россия
Россия
Евгения Туганова
Всероссийский научно-исследовательский геологический институт (ВСЕГЕИ)
Россия
Россия
Список литературы
1. Белоусов В.В. Переходные зоны между континентами и океанами. М.: Недра, 1982. 150 с.
2. Генкин А.Д., Дистлер В.В., Гладышев Г.Д. и др. Сульфидные медно-никелевые руды норильских месторождений. М.: Наука, 1981. 234 с.
3. Геология и полезные ископаемые России. Т. 3. Восточная Сибирь / Ред. Н.С. Малич, Е.П. Миронюк, Е.В Туганова. СПб.: ВСЕГЕИ, 2002. 396 с.
4. Годлевский М.Н. Траппы и рудоносные интрузии Норильского района. М.: Гостехметиздат, 1959. 68 с.
5. Гриненко Л.Н. Источники вещества и условия формирования сульфидных медно-никелевых руд по изотопно-геохимическим данным // Геология медно-никелевых месторождений СССР. Л.: Наука, 1990. С. 57-66.
6. Дистлер В.В., Гроховская Т.Л., Евстигнеева Т.Л.и др. Петрология сульфидного магматического рудообразования. М.: Наука, 1988. 232 с.
7. Дистлер В.В., Служеникин С.Ф., Кабри Л.Дж. и др. Платиновые руды Норильских расслоенных интрузивов: соотношение магматического и флюидного концентрирования // Геология рудных месторождений. 1999. № 3. С. 241-265.
8. Добрецов Н.Л. Геологические следствия термохимической модели плюмов // Геология и геофизика. 2008. Т. 49, № 7. С. 587-604.
9. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Глубинная геодинамика. Новосибирск: СО РАН, филиал "Гео". 2001. 408 с.
10. Додин Д.А. Металлогения Таймыро-Норильского района. СПб.: Наука, 2002. 822 с.
11. Додин Д.А., Батуев Б.Н. Геология и петрология Талнахских дифференцированных интрузий и их метаморфического ореола // Петрология и рудоносность талнахских и норильских дифференцированных интрузий. Л.: Недра, 1971. С. 31-100.
12. Кнауф В.В. К метрологическому обеспечению минералогических работ // Записки ВМО. 1996. Т. 125, Вып. 6. С. 109-113.
13. Когарко Л.Н., Карпенко С.Ф., Ляликов А.В., Тептелев М.П. Изотопные критерии генезиса меймечитового магматизма // Докл. АН СССР. 1988. Т. 301, № 4. С. 939-942.
14. Комарова М.З., Козырев С.М., Людько В.А., Вилинский С.А. Благороднометалльная минерализация вкрапленных руд Норильского рудного узла // Недра Таймыра. Вып. 4. Норильск: Таймыркомприрод-ресурсы, ВСЕГЕИ, 2000. С. 122-136.
15. Крылов С.В. О причинах аномальных свойств мантии в рифтовых зонах // Геология и геофизика. 1976. № 4. С. 3-18.
16. Кузьмин В.К., Туганова Е.В. Новые данные по изотопному составу серы медно-никелевых руд северо-запада Сибирской платформы // Геология и геофизика. 1977. № 4. C. 122-125.
17. Лихачев А.П. Платино-медно-никелевые и платиновые месторождения. М.: Эслан, 2006. 496 с.
18. Люлько В.А., Федоренко В.А., Дистлер В.В. и др. Геология и рудные месторождения Норильского района // Путеводитель VII Международного Платинового Симпозиума / Ред. В.В. Дистлер, В.Е. Кунилов. М.: Московский контакт, 1994. 43 с.
19. Малич К.Н., Баданина И.Ю., Белоусова Е.А. и др. Контрастные магматические источники в ультра мафит-мафитовых интрузивах Норильского региона (Россия): Hf-изотопные данные в цирконе // Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения: мат-лы 3-й междунар. конф. Т. 2. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2009. C. 35-38.
20. Малич К.Н., Крымский Р.Ш., Петров О.В. и др. Re-Os изотопная систематика платиноидно-медно-никелевых сульфидных руд ультрамафит-мафитовых интрузивов Норильской провинции // Изотопные системы и время геологических процессов: мат-лы IV Рос. Конф. по изотопной геохронологии. Т. 2. СПб.: ИП Каталкина. 2009. С. 20-22.
21. Малич К.Н., Петров О.В., Туганова Е.В.и др. Изотопно-геохимические критерии выявления платиноидно-медно-никелевых сульфидных руд норильского типа (Россия): S и Cu изотопные данные // Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения: мат-лы 3-й междунар. конф. Т. 2. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН. 2009. C. 38-41.
22. Малич К.Н., Туганова Е.В. Петролого-геохимическая и изотопная неоднородность источников вещества промышленно-рудоносных ультрамафит-мафитовых интрузивов Норильского региона (Россия) // Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения: мат-лы 3-й междунар. конф. Т. 2. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН. 2009. C. 42-45.
23. Малич Н.С. Тектоническое развитие чехла Сибирской платформы. М.: Недpa, 1975. 216 с
24. Малич Н.С., Туганова Е.В., Гринсон А.С. Геодинамическая обстановка образования Cu-Ni месторождений норильского типа // Никеленосность базит-гипербазитовых комплексов Норильского региона. Апатиты: Кольский фил. АН СССР, 1988. С. 44-47.
25. Рамберг И., Морган П. Физическая характеристика и направления эволюции континентальных рифтов // 27-й МГК. Тектоника. М.: Наука, 1984. С. 78-109.
26. Рябов В.В., Шевко А.Я., Гора М.П. Магматические образования Норильского района. Т. 1. Петрология траппов. Новосибирск: Нонпарель, 2000. 407 с.
27. Служеникин С.Ф. Малосульфидное платиновое оруденение в дифференцированных базит-гипер-базитовых интрузивах Норильского района // Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 26 с.
28. Служеникин С.Ф., Дистлер В.В., Дюжиков О.А. и др. Малосульфидное платиновое оруденение в норильских дифференцированных интрузивах // Геология рудных месторождений. 1994. Т. 36, № 3. С. 195-217.
29. Степанов В.К. Породообразующие минералы Талнахской интрузии и анализ их парагенезисов с разработкой критериев рудоносности // Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. М.: ЦНИГРИ, 1975. 28 с.
30. Туганова Е.В. Генетическая модель сульфидной никелево-медной формации норильского типа // Рудообразование и генетические модели эндогенных рудных формаций. Новосибирск: Наука, 1988. C. 197-204.
31. Туганова Е.В. Петролого-геодинамическая модель образования сульфидных Си-Ni месторождений // Геология и геофизика. 1991. Т. 32, № 6. С. 3-11.
32. Туганова Е.В. Формационные типы, генезис и закономерности размещения сульфидных платиноидно-медно-никелевых месторождений. СПб: ВСЕГЕИ, 2000. 102 с.
33. Туганова Е.В., Попов В.Е. Связь рифтогенеза и никеленосного магматизма // Магматизм рифтов. М.: Наука, 1989. C. 133-139.
34. Туганова Е.В., Шергина Ю.П. Изотопно-геохи-мические особенности пород интрузий норильского типа // Недра Таймыра. Вып. 2. Норильск: Таймыргеолком, ВСЕГЕИ, 1997. C. 114-122.
35. Туганова Е.В., Шергина Ю.П. Изотопно-геохи-мическая дискретность пород рудоносных интрузий талнахско-норильского типа и генетические следствия // Региональная геология и металлогения. 2003. № 17. С. 140-146.
36. Туровцев Д.М. Условия формирования формации контактовых роговиков в ореолах дифференцированных трапповых интрузий на Талнахском месторождении // Геология и петрология интрузивных траппов Сибирской платформы. М.: Наука, 1970. C. 211-232.
37. Туровцев Д.М. Контактовый метаморфизм норильских интрузий. М.: Научный мир, 2002. 318 с.
38. Arndt N.T., Czamanske G.K., Walker R.J. et al. Geochemistry and origin of the intrusive hosts of the Noril'sk-Talnakh Cu-Ni-PGE sulfide deposits // Econ. Geol. 2003. V. 98. P. 495-515.
39. Bayanova T., Ludden J., Mitrofanov F. Timing and duration of Palaeoproterozoic events producing ore-bearing layered intrusions of the Baltic Shield: metallogenic, petrological and geodynamic implications // Geol. Soc., London, Spec. Publ. 2009. V. 323. P. 165-198.
40. Belousova E.A., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., Fisher N.I. Igneous zircon: trace element composition as an indicator of source rock type // Contr. Miner. Petrol. 2002. V. 143. P. 602-622.
41. Black L.P., Kamo S.L., Allen C.M. et al. TEMORA 1: a new zircon standard for Phanerozoic U-Pb geochronology // Chem. Geol. 2003. V. 200. P. 155-170.
42. Campbell I.H., Czamanske G.K., Fedorenko V.A. et al. Synchronism of the Siberian traps and the Permian-Triassic boundary // Science. 1992. V. 255. P. 1760-1763.
43. Czamanske G.K., Zen'ko T.E., Fedorenko V.A. et al. Petrography and geochemical characterization of ore-bearing intrusions of the Noril'sk type, Siberia; with discussion of their origin // Resource Geology Special Issue. 1995. V. 18. P. 1-48.
44. Dobretsov N.L., Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A.G. et al. Modelling of thermochemical plumes and implications for the origin of the Siberian traps // Lithos. 2008. V. 100. P. 66-92.
45. Ernst R.E., Buchan K.L. Maximum size and distribution in time and space of mantle plumes: Evidence from large igneous provinces // J. Geodynamics. 2002. V. 34. P. 309-342.
46. Grinenko L.N. Sources of sulfur of the nickeliferous and barren gabbro-dolerite intrusions of the northwest Siberian platform // Intern. Geol. Review. 1985. V. 28. P. 695-708.
47. Hawkeswort C.W., Lightfoot P.C., Fedorenko V.A. et al. Magma differentiation and mineralisation in the Siberian continental flood basalts // Lithos. 1995. V. 61. P. 61-88.
48. Horan M.F., Walker R.J., Fedorenko V.A., Czamanske G.K. Osmium and neodymium isotopic constraints on the temporal and spatial evolution of Siberian flood basalts sources // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. V. 59. P. 5159-5168.
49. Hoskin P.W.O. Trace-element composition of hydrothermal zircon and the alteration of Hadean zircon from the Jack Hills, Australia // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. V. 69. P. 637-648.
50. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. The composition of zircon and igneous metamorphic petrogenesis // Zircon. Reviews in mineralogy and geochemistry. 2003. V. 53. P. 27-55.
51. Ivanov A.V. Evaluation of different models for the origin of the Siberian traps // The origin of melting anomalies: Plates, plumes and planetary processes / G.R. Fougler, D.M. Jurdy eds. Spec. Paper Geol. Soc. Am. 2008. V. 430. P. 669-691.
52. Kamo S.L., Czamanske G.K., Amelin Y. et al. Rapid eruption of Siberian flood-volcanic rocks and evidence for coincidence with the Permian-Triassic boundary and mass extinction at 251 Ma // Earth Planet. Sci. Lett. 2003. V. 214. P. 75-91.
53. Kamo S.L., Czamanske G.K., Krough T.E. A minimum U-Pb age for Siberian flood-basalt volcanism // Geochim. Cosmochim. Acta. 1996. V. 60. P. 3505-3511.
54. Kinny P.D., Dawson J.B. A mantle metasomatic injection event linked to late Cretaceous kimberlite magmatism // Nature. 1992. V. 360. P. 726-728.
55. Knauf V.V., Guseva N.S., Knauf O.V. Application of the "ppm - mineralogy" technique for isotope dating and mineralogical study of ore deposits in mafic-ultramafic complexes based on minute accessory minerals // Proceedings of the Ninth Biennial SGA Meeting / Eds. C.J. Andrew et al . Navan, Ireland. 2007. V. 1. P. 777-779.
56. Latypov R.M. Phase equilibria constraints on relations of ore-bearing intrusions with flood basalts in the Noril'sk region, Russia // Contr. Mineral. Petrol. 2002. V. 143. P. 438-449.
57. Li C., Ripley E.M., Naldrett A.J. Compositional variations of olivine and sulfur isotopes in the Noril'sk and Talnakh intrusions, Siberia: implications for ore-forming processes in dynamic magma conduits // Econ. Geol. 2003. V. 98. P. 69-86.
58. Lightfoot P.С., Hawkesworth C.J., Hergt J. et al. Remobilisation of the continental lithosphere by a mantle plume: major-, trace-element, and Sr-, Nd-, and Pb-isotope evidence from picritic and tholeiitic lavas of the Noril'sk District, Siberian Trap, Russia // Contr. Mine-ral. Petrol. 1993. V. 114. P. 171-188.
59. Ludwig K.R. User's Manual for ISOPLOT/Ex 3.00. A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Spec. Publ. № 4, Berkeley CA 94709, USA. 2003. 70 p.
60. Ludwig K.R.. SQUID 1.12. A User's Manual. A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Spec. Publ., № 2, Berkeley, CA 94709, USA, 2005. 22 p.
61. Malitch K.N., Badanina I.Yu., Belousova E.A. et al. U-Pb age constraints on temporal evolution of the ore-bearing Noril'sk-1 intrusion: evidence from zircon and baddeleyite // Mafic-Ultramafic Complexes of Folded Regions and Related Deposits: abstracts of the 3d International Conference. V. 1. Ekaterinburg: Institute of Geology and Geochemistry, Urals Branch of RAS, 2009. P. 24-27.
62. Malitch K.N., Belousova E.A., Griffin W.L. et al. Magmatic evolution of the ultramafic-mafic Kharaelakh intrusion (Siberian Craton, Russia): insights from trace-element, U-Pb and Hf-isotope data on zircon // Contrib. Mineral. Petrol. 2010. V. 159, № 6. P. 753-768.
63. Malitch K.N., Belousova E.A., Petrov O.V. et al. Magma sources in economic and non-economic ultramafic-mafic intrusions of the Noril'sk area (Russia): constraints from U-Pb and Hf isotope data on zircon // Geophys. Res. Abstr. 2008. V. 10. EGU2008-A-06860 (SRef-ID: 1607-7962/gra/EGU2008-A-06860), EGU General Assembly 2008 (CD-ROM).
64. Malitch K.N., Petrov O.V. Geochronology and Hf-Nd-Sr-Os-S isotope systematics of the Noril'sk-type intrusions: New insights for prolonged evolution and source heterogeneity // Giant Ore Deposits Down-Under. Proceed. 13th Quadr. IAGOD Sympos. Adelaide, Australia. 2010. Government of South Australia. P. 234-236.
65. Malich K.N., Petrov O.V., Badanina I.Yu, Presnyakov S.L. Zircons from ultramafic-mafic intrusions at Noril'sk area (Russia): a compositional and U-Pb study // Geochim. Cosmochim. Acta. 2007. V. 71, № 15S. P. A616-A616 (In: Special Supplement. Abstracts of the 17th Annual V.M. Goldschmidt Conference, Cologne, Germany, August 2007).
66. McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. V. 120. P. 223-253.
67. Naldrett A.J. Magmatic sulfide deposits. Berlin Heidelberg: Springer, 2004. 727 pp.
68. Naldrett A.J., Fedorenko V.A., Lightfoot P.C. et al. Ni-Cu-PGE deposits of Noril'sk region, Siberia: Their formation in conduits for flood basalt volcanism // Transact. Inst. Mining Metallurgy. 1995. V. 104. P. B18-B36.
69. Petrov O.V., Malitch K.N., Pushkarev Yu.D., Bogomolov E.S. Isotope-geochemical criterion in search for the Noril'sk-type massive PGE-Cu-Ni sulphide ores: constraints from Pb, Nd and Sr isotope data // Geochim. Cosmochim. Acta. 2007. V. 71, № 15S. P. A782-A782 (In: Special Supplement. Abstracts of the 17th Annual V.M. Goldschmidt Conference, Cologne, Germany, August 2007).
70. Petrov O.V., Malitch K.N., Shevchenko S.S. et al. Isotope-geochemical criteria in exploration for Cu-Ni sulphide ores associated with the Noril'sk-type intrusions (Russia): constraints from S and Cu isotope data // Geophys. Res. Abstr. 2008. V. 10. EGU2008-A-10763 (SRef-ID: 1607-7962/gra/EGU2008-A-10763), EGU General Assembly 2008 (CD-ROM).
71. Pupin J.P. Zircon and granite petrology // Contrib. Mi-neral. Petrol. 1980. V. 73. P. 207-220.
72. Reichow M.K., Pringle M.S., Al'mukhamedov A.I. et al. The timing and extent of the eruption of the Siberian Traps large igneous province: Implications for the end-Permian environmental crisis // Earth Planet. Sci. Let. 2009. V. 277. P. 9-20.
73. Renne P.R., Basu A.R. Rapid eruption of the Siberian traps flood basalts at the Perm-Triassic boundary // Science. 1991. V. 253. P. 176-179.
74. Rudnick R.L., Ireland T.R., Gehrrels G. et al. Dating mantle metasomatism: U-Pb geochronology of zircons in cratonic mantle xenoliths from Montana and Tanzania // 7th International Kimberlite Conference: Ext. Abstr. Cape Town. 1998. P. 754-756.
75. Sambridge M.S., Compston W. Mixture modeling of multi-component data sets with application to ion-probe zircon ages // Earth Planet. Sci. Let. 1994. V. 128. P. 373-390.
76. Sharma M., Basu A.R., Nesterenko G.V. Temporal Sr-, Nd-, and Pb-isotopic variations in the Siberian flood basalts: Implications for the plume-source characteristics // Earth Planet. Sci. Let. 1992. V. 113. P. 365-381.
77. Vervoort J.D., Patchett P.J., Blichert-Toft J., Albarede F. Relationships between Lu-Hf and Sm-Nd isotopic systems in the global sedimentary system // Earth Planet. Sci. Let. 1999. V. 168. P. 79-99.
78. Walker R.J., Morgan J.W., Horan M.F. et al. Re-Os isotopic evidence for an enriched-mantle source for the Noril'sk-type ore-bearing intrusions, Siberia // Geochim. Cosmochim. Acta. 1994. V. 58. P. 4179-4197.
79. Williams I.S. 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 Econom. Geol. 1998. V. 7. P. 1-35.
80. Wooden J.I., Czamanske G.K., Bouse R.M. et al. Pb isotope data indicate a complex mantle origin for the Norilsk-Talnakh ores, Siberia // Econ. Geol. 1992. V. 87. P. 1153-1164.
81. Wooden J.L., Czamanske G.K., Fedorenko V.A. et al. Isotopic and trace-element constraints on mantle and crustal contributions to Siberian continental flood basalts, Noril'sk area, Siberia // Geochim. Cosmochim. Acta. 1993. V. 57. P. 3677-3704.
82. Yakubchuk A., Nikishin A. Noril'sk-Talnakh Cu-Ni-PGE deposits: a revised tectonic model // Mineral. Depos. 2004. V. 39. P. 125-142.
83. Zhang M., O'Reilly S.Y., Wang K-L. et al. Flood basalts and metallogeny: The lithospheric connection // Earth-Science Reviews. 2008. V. 86. P. 145-174.
Рецензия
Для цитирования:
Малич К., Баданина И., Туганова Е. Магматическая эволюция ультрамафит-мафитовых интрузивов Норильской провинции (Россия): Вещественные и геохронологические данные. Литосфера. 2010;(5):37-63.
Просмотров: 305
Послать статью по эл. почте 