M.P. Semenenko Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation of NAS of Ukraine

ABOUT

PERIODICALS

INFORMATIONAL
MESSAGES

Хроностратиграфія та геодинамічні умови формування палеопротерозойських осадово-вулканогенних та магматичних порід східної частини Українського щита

РЕФЕРАТ

Звіт про НДР: 262 с., 104 рис., 44 табл., 191 літературнe джерелo.

Об’єкт дослідження – метаосадові породи та метавулканіти та палеопротерозойських синклінорних структур, гранітоїди, породи ультрабазит-базитових інтрузій.

Мета роботи – на основі хроностратиграфічних, петрологічних та ізотопно-геохімічних досліджень визначити хроностратиграфічне положення та геодинамічні умови формування осадово-вулканогенних порід палеопротерозойських структур східної частини Українського щита. Розробити просторово-часову модель формування палеопротерозойських магматичних комплексів та осадових басейнів, визначити їх зв'язок з субдукційними та колізійними процесами внаслідок вза'ємодії архейських мікроконтинентів - Сарматії, Волго-Уралії та Фенноскандії. Дати між блокову кореляцію палеопротерозойських осадово-вулканогенних комплексів східної частини УЩ та Воронезького кристалічного масиву - криворізької, курської, гданцівської, глеюватської та оскольської серій.

Методи досліджень.Силікатні аналізи виконувались методами мокрої хімії в лабораторії Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення Національної академії наук України (ІГМР НАН України).

Вміст малих та рідкісних елементів визначався методом індукційно-пов'язаної плазми з мас-спектрометричним закінченням аналізу (ICP-MS) в Аналітичному сертифікаційному випробувальному центрі Інституту проблем технології мікроелектроніки та особливо чистих матеріалів (АСІЦ ІПТМ) РАН до 2014 року. Розкладання зразків гірських порід та мономінеральних фракцій мінералів проводили шляхом кислотного вилуговування в автоклаві. Межі виявлення REE, Hf, Ta, Th, U становили 0,02-0,03 ppm; для Nb, Be, Co - 0,03-0,05 ppm; для Li, Ni, Ga, Y - 0,1 ppm; для Zr - 0,2 ppm; для Rb, Sr, Ba – 0,3 ppm; для Сu, Zn, V, Cr - 1-2 ppm. Правильність аналізу контролювалася шляхом виміру стандартного зразка метаморфічного сланцю ССЛ-1 GSP-2, ВМ, СГД-1А, СТ-1. Помилки визначення концентрацій становили від 3 до 5 мас. % для більшості елементів. Частину проб було вивчено в лабораторії ІГМР НАН України.

Циркон, монацит та сфен виділялися з порід за допомогою концентраційного столу, важких рідин та магнітного сепаратора для отримання важкої немагнітної фракції.

Морфологію циркону вивчали під бінокуляром і мікроскопом, а внутрішню структуру досліджували в штучних шліфах на епоксидній основі і за допомогою катодолюмінесценції.

Петрографічні дослідження шліфів порід виконані за допомогою оптичного поляризаційного мікроскопів МІН-8 і ECLIPSE LV100 POL (Nikon) у прохідному світлі.

Монацит, циркон та сфен датувалися методом TIMS у відділі радіогеохронології ІГМР НАН України. Для визначення вмісту урану та свинцю використовували змішаний ²³⁵U + ^{206Pb трассер. Ізотопні аналізи свинцю та урану виконані на восьмиколекторному мас-спектрометрі МІ-1201АТ у мультиколекторному статичному режимі. Математична обробка експериментальних даних проводилася за програмами Pb Dat та ISOPLOT [1] – [2]. Помилки визначення віку наведені при 2σ Для перевірки метрологічних характеристик методу використали стандарт циркону ІГМР-1 [3].}

U-Pb ізотопні дослідження циркону методом LA-ICP-MS виконувались у лабораторії Каліфорнійського університету Санта Барбара США та в Кертинському університеті у м. Перт Австралія.

У ізотопній лабораторії Кертинського університету ізотопні аналізи U та Pb за допомогою лазерної абляції та мас-спектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою (LA-ICP-MS) проводили за допомогою системи абляції Resonetics RESOlution M-50A-LR, що включає ексимерний УФ-лазер COMPex 102-193 нм, який був підключений до мас-спектрометра Agilent 8900 QQQ. Стандарт циркону OG1 (3465 ± 0,6) Ма; [4]; усі помилки визначали на рівні 2σ використовували як первинний еталонний матеріал і аналізували в блоках з вторинними стандартами GJ-1 ((601,2 ± 0,4) Ма; [5] та (337,13 ± 0,37) млн. років) [6]. Вторинні стандарти дали зважений середній вік ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb і вік ²³⁸U/²⁰⁶Pb у межах невизначеності рекомендованих значень. Мас-спектри з роздільною здатністю в часі були зменшені за допомогою Iolite 3.7™ [7], а кінцевий вік розраховано за допомогою Isoplot. Ізотопний склад гафнію визначався під час окремої аналітичної сесії, кратери абляції розташовувалися безпосередньо поруч із кратерами U-Pb датування. Для вимірювань використовувався мультиколекторний інструмент Nu Plasma II. Розрахунок початкових відношень ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf і величин εHf проводився у відповідності з раніше визначеним віком за відношенням ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb. Для розрахунку була використана константа розпаду λ176Lu = 1,867×10−11 [8], и сучасні відношення в універсальному хондритовому резервуарі (CHUR): ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf = 0,282785 і ¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf = 0,0336 [9].

У ізотопній лабораторії Каліфорнійського університету, Санта Барбара вимірювання проводились на приладі Nu Plasma HR MC-ICP-MS з використанням системи лазерної абляції Photon Machines Excite 193 excimer ArF. Абляція виконана протягом 15 з частотою лазерних імпульсів 4 Гц і енергією імпульсів ~1 Дж/см2. Глибина одержаних кратерів становила ~5 µm, а розміри кратера – 15 µm. Вимірювання зразків проведено після холостих вимірювань фонових тривалістю 15 с. Отримані результати коригувалися за допомогою стандартного циркону 91500 (вік 1062 млн років [10]), який аналізувався після кожних 10 вимірювань досліджуваних цирконів. Точність вимірювань була кращою за 2% для відношення ²⁰⁶Pb/²³⁸U. Усі похибки вимірювань наведено лише на рівні 2σ.

Ізотопне датування циркону U-Th-Pb локальним методом на мас-спектрометрі вторинних іонів CAMECA 1270, NORDSIM виконано в Шведському музеї Природної історії у Стокгольмі. Досліджувані циркони разом з цирконом-стандартом були імплантовані в таблетку епоксидної смоли і зполіровані до розкриття центральних частин кристалів. Перед аналізом таблетка була напилена золотом. Первинний іонний пучок складався з O2-, який спочатку фокусувався на еліпсовидну область кристала розміром 25х40 nm. Аналіз вторинних іонів здійснювався при роздільній здатності приладу в 5600, що дозволяло надійно розділяти всі необхідні атомні маси. Більш ґрунтовний виклад методики аналізу можна знайти в публікаціях [11] – [12]. Точність вимірювання ізотопного складу свинцю 0,1-0,3 %, точність вимірювання U-Pb ізотопних відношення 1-3 %.

Sm-Nd ізотопне дослідження проводилося за методикою, прийнята в лабораторії ізотопної геохімії і геохронології ГЕОХІ. Наважка валової проби в 20-30 мг після додавання змішаного трасера 150Nd + 149Sm розчинялася в суміші плавикової і азотної кислот (5:1) в термостаті при температурі 200°С. Отриманий розчин випарювався і осад переводився у хлоридну форму. Виділення самарію і неодиму проводилося в дві стадії методом іоннообмінної хроматографії. На першій стадії виділялися сума рідкоземельниx елементів на катіоніті DOWEX 50W-X8, на другій стадії проводилось розділення неодиму та самарію з використанням реагенту HDEHP. Величина холостого забруднення в лабораторії склала 0.03 нг для Sm, і 0.1 нг для Nd. Ізотопний склад неодиму та самарію виміряно на багатоколлекторному мас-спектрометрі Triton. Визначення концентрацій Sm і Nd проведено методом ізотопного розбавлення з використанням змішаного трасера ¹⁵⁰Nd +¹⁴⁹Sm з точністю 0.1% для ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd і 0.005% для ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd. Виміряны співвідношення ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd нормалізовано до ¹⁴⁸Nd/¹⁴⁴Nd  0.241572, що відповідає ¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd = 0.7219. Модельні значення віку порід (ТDM) розраховані виходячи з наступних значень для деплетованої мантії: ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.513151, ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd = 0.212.

Authors:

Артеменко Генадій Володимирович

Дудік Олексій Маркович

Самборська Ірина Анатоліївна

Швайка Ірина Анатоліївна

Гоголєв Костянтин Ігорович

Гурненко Аніліна Іванівна

Вільковський Валерій Олександрович

Other authors:

Keywords:

ЦЕНТРАЛЬНОПРИАЗОВСЬКА СЕРІЯ, ІНГУЛО-ІНГУЛЕЦЬКА СЕРІЯ, КРИВОРІЗЬКА СЕРІЯ, БІЛОЗЕРСЬКА СЕРІЯ, ГУЛЯЙПІЛЬСКА СВІТА, ДОБРОПІЛЬСКИЙ КОМПЛЕКС, ПРИАЗОВСЬКИЙ МЕГАБЛОК, СЕРЕДНЬОПРИДНІПРОВСЬКИЙ МЕГАБЛОК, ГЕОДИНАМІКА, КОЛЛІЗІЯ, САРМАТІЯ

Head of the research:

Артеменко Геннадій Володимирович

Registration Card (RC):

0118U003162

Execution period of the research:

2018 - 2022

LANGUAGES