Блог
Ронкин Ю.Л., Пушкарев Е.С., Богомолов Е.С.
Rb-Sr ДАТИРОВАНИЕ ПСЕВДОЛЕЙЦИТОВЫХ ТЫЛАИТОВ КОСЬВИНСКОГО КАМНЯ (ПЛАТИНОНОСНЫЙ ПОЯС УРАЛА): СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДВУХ АНАЛИТИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ
Платиноносный Пояс Урала, представляющий собой сложную, 900 километровую геологическую структуру, состоящую из 14 крупных ультрабазит-базитовых массивов, считается бесспорным эталоном комплексов так называемого зонального типа, определяющим признаком которого являются содержащие самородную платину дунитовые «ядра», окруженные концентрическими пироксенитовыми оболочками. В последнее время, с помощью K-Ar, Rb-Sr, Sm-Nd и U-Pb изотопных методов датирования для различных образований Платиноносного Пояса Урала был получен достаточно представительный объем геохронологических данных, отражающих как архейское, так и палеозойское время, тем не менее, большинство из которых укладываются во временной интервал 560–400 млн лет, в целом согласуясь с имеющимися представлениями о геологическом развитии структуры пояса. Однако в 2003 году были опубликованы результаты Rb-Sr датирования семи псевдолейцитовых тылаитов Косьвинского Камня в Кытлымском массиве, определяющие значимо более «молодой» возраст 34022 млн лет [Пушкарев и др., 2003]. Поскольку тылаиты входят в единую ассоциацию с дунитами и клинопироксенитами, то авторы этой работы предположили, что полученный Rb-Sr возраст 34022 млн лет отражает время формирования всей дунит-клинопироксенит-тылаитовой серии пород, что вызвало определенную дискуссию, так как такая трактовка находилась в известном противоречии с наблюдаемыми геологическими фактами.
Рассмотрев аналитические материалы, приведенные в этой работе, мы пришли к следующему заключению: 1) корректность применения Rb-Sr метода к валовым составам, демонстрирующим «растяжку» по оси 87Rb/86Sr всего лишь до величины 0.129 – сомнительна; 2) 87Rb/86Sr отношение, полученное с применением квадрупольного анализатора Q-ICP/MS Elan 5100 [Монтеро & Bea, 1998] вместо изотопного разбавления (ID) с окончанием на прецизионном твердофазном масс-анализаторе (TIMS), скорее всего, определено с более высокой погрешностью, чем это было указано в статье. Это заключение стало катализатором для проведения нового исследования уже с применением технологии ID-TIMS в изотопной лаборатории ИГГД РАН (г. С.-Петербург), целью которого стала проверка полученных ранее данных и уточнение геологического возраста псевдолейцитовых тылаитов. Эта работа стала возможной благодаря предоставленным в наше распоряжение Е. В. Пушкаревым тех же самых проб тылаитов, которые были использованы ранее в работе 2003 года [Пушкарев и др., 2003], за исключением одного (КТ-399) образца.
Поскольку данные о содержании Rb и Sr были известны из предыдущей работы [Пушкарев и др., 2003], знание этих величин позволило минимизировать погрешности, связанные с выбором оптимального соотношения исходных количеств образца и смешанного спайка 85Rb+84Sr в соответствующих смесях образца и трассера. Результирующие суммы трассера с образцом заливались смесью азотной и плавиковой кислот в тефлоновых автоклавах, и далее подвергались длительному нагреву при температуре около 180 ˚С до полного разложения. Выделение рубидия и стронция для изотопного анализа осуществлялось путем катионообменной хроматографии на смоле марки AG50W-X8. Анализ изотопного состава Rb, Sr производился на мультиколлекторном масс-спектрометре Triton (обладающего, как известно, наилучшими на сегодня метрологическими характеристиками в своем классе) в статическом режиме с дальнейшей коррекцией на изотопное фракционирование стронция путем нормализации измеренных отношений к величине 86Sr/88Sr = 0.1194. Нормализованные таким образом отношения изотопов стронция приводились к значению 87Sr/86Sr = 0.71025, признанным лучшим для международного изотопного стандарта NBS-987. Погрешность определения отношения 87Rb/86Sr (≤ 0.5 %) контролировалась путем соответствующего анализа международного стандарта BCR-1, для которого серия из шести определений дала следующие результаты: содержание Rb = 45.9 ppm, содержание Sr = 329 ppm, 87Rb/86Sr = 0.4027±0.0009, 87Sr/86Sr = 0.705013±0.000006. Уровень холостого опыта составил 30 pg для Rb и 30 pg для Sr соответственно. Обработка результирующих Rb-Sr изотопных данных осуществлялась с помощью программы Isoplot ver. 3.6.
Результаты выполненных работ приведены в таблицах 1–2. Сравнительный анализ вновь полученных (ID-TIMS) и ранее опубликованных [Пушкарев и др., 2003] Rb-Sr изотопных данных, демонстрирует значимые расхождения (коэффициент вариации по отношению 87Rb/86Sr достигает 18.1 %, проба КТ-400, содержащей минимальное количество рубидия) переводящие ранее полученную [Пушкарев и др., 2003] изохронную зависимость в разряд эррохронной (табл. 2), констатируя отсутствие гомогенизации Rb-Sr систематики и наличие геохимической дисперсии (IY модель МакИнтайра).
Проведенные исследования с применением более методологически оправданного прецизионного ID-TIMS метода определения распространенностей изотопов Rb, Sr и их концентраций (лаборатория ИГГД РАН, С.-Петербург) показали, что вновь полученные изотопные отношения в разной степени (табл. 2) отличаются от результатов, полученных ранее [Пушкарев и др., 2003]. Более того, совокупность полученных Rb-Sr ID-TIMS данных не соответствует изохронной зависимости, что значительно усложняет однозначную интерпретацию Rb-Sr данных. Таким образом, каменноугольный Rb-Sr изохронный возраст псевдолейцитовых тылаитов, опубликованный в цитируемой работе [Пушкарев и др., 2003], следует признать артефактом, полученным из-за некорректной методологии Rb-Sr изотопных исследований. Тем не менее, уже на данном этапе исследований, можно предположить, что нарушение Rb-Sr изотопной системы псевдолейцитовых тылаитов, вероятно, связано с реакционно-метасоматическим развитием
Таблица 1
Rb-Sr данные для псевдолейцитовых тылаитов Косьвинского Камня
(Платиноносный пояс Урала)
Проба Rb, ppm Sr, ppm 87Rb/86Sr ±2σ 87Sr/86Sr ±2σ Коэфф. вариации, % Ссыл¬ка
Rb Sr 87Rb/ 86Sr 87Sr/ 86Sr
Кт-400 1.96 488.7 0.0116 0.0001 0.703960 0.000010 19.8 0.2 18.1 0.014 н/р
2.6 490.3 0.0150 0.0002 0.704098 0.000021 *
Кт-393 8.41 1006 0.0242 0.0001 0.704061 0.000008 1.8 0.6 0.6 0.006 н/р
8.2 997.9 0.0240 0.0003 0.704123 0.000021 *
Кт-395 8.45 797 0.0306 0.0002 0.704084 0.000009 3.0 2.0 1.4 0.008 н/р
8.1 775.1 0.0300 0.0004 0.704159 0.000021 *
Кт-394 17.6 722.6 0.0704 0.0004 0.704366 0.000008 8.0 0.1 8.1 0.004 н/р
19.7 721.9 0.079 0.001 0.704404 0.000021 *
Кт-399 15.4 395.4 0.1126 0.0006 – – 1.0 1.0 0.3 н/р
15.2 389.8 0.113 0.001 0.704552 0.000021 *
Кт-398 19.0 422.6 0.1299 0.0006 0.704557 0.000016 1.5 1.0 0.5 0.010 н/р
18.6 416.8 0.129 0.002 0.704654 0.000021 *
Примечание. н/р – настоящая работа; * – [Пушкарев и др., 2003].
Таблица 2
Результаты расчетов Rb-Sr данных с помощью Isoplot ver. 3.6
Калькулируемые сочетания фигуративных точек
Возраст млн лет ±(95 % дов. уровень) IR ±2σ СКВО Вероятность соответствия
400, 393, 395, 394, 399, 398 342 14 0.704015 0.000015 1.05 0.380
400*, 393*, 395*, 394*, 398* 356 120 0.70394 0.00012 102 0
400*, 393*, 395*, 394* 480 74 0.703884 0.000043 6.3 0.002
позднего флогопита в процессе твердопластической перекристаллизации пород в присутствии щелочного флюида [Krause, 2009].
Работа выполнена в рамках программы Президиума РАН № 23 «Научные основы инновационных энергоресурсосберегающих экологически безопасных технологий оценки и освоения природных и техногенных ресурсов», а также в рамках интеграционной программы УрО РАН «Состав, структура и физика радиационно-термических эффектов в фосфатных и силикатных минералах и стеклах», при поддержке грантов РФФИ № 09-05-00513 и 10-05-00326.
Литература
Пушкарев Е. В., Ферштатер Г. Б., Беа Ф., Монтеро П., Скэрроу Дж. Изотопный Rb-Sr возраст псевдолейцитовых тылаитов Платиноносного пояса Урала // Докл. АН. 2003. Т. 388. № 3. С. 373–377.
Krause J., Harlov D. E., Pushkarev E. V., Brugmann G. E. Apatite, phlogopite and clinopyroxene as tracers for metasomatic processes in nepheline-olivine melanogabbros of Uralian-Alaskan-type complexes in the Ural Mountains, Russia. III-Международная конференция «Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связянные с ними месторождения». г. Екатеринбург. 2009. Т. 1. Стр. 18–20.
Montero P., Bea F. Accurate determination of 87Rb/86Sr and 147Sm/144Nd ratios by inductively-coupled-plasma mass spectrometry in isotope geoscience: an alternative to isotope dilution analysis // Analytica Chimica Acta. Vol. 358, N 3. 1998. P. 227–233.