Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

ПРО ІНСТИТУТ

ПЕРІОДИЧНІ
ВИДАННЯ

ІНФОРМАЦІЙНІ
ПОВІДОМЛЕННЯ

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 джерело

Об'єкт дослідження - метаосадові породи та метавулканіти 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 взаємодії архейських мікрокомпонентів - Сарматії, Волго-Уралії та Фенноскандії; дати міжблокову 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. Помилки визначення віку наведені при 2σ Для перевірки метрологічних характеристик методу використали стандарт циркону ІГМР-1.

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.

В 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; 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; та (337,13 ± 0,37) млн. років). 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^TM, 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 і сучасні відношення в універсальному хондритовому резервуарі (CHUR): ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf = 0,282785 і ¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf = 0,0336.

В 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 й енергією імпульсів ~ 1 Дж/см². Глибина одержаних кратерів становить ~ 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), який аналізувався після кожних 10 вимірювань досліджуваних цирконів. Точність вимірювань була кращою за 2% для відношення ²⁰⁶Pb/²³⁸U. Всі похибки вимірювань наведено лише на рівні 2σ.

Ізотопне датування U-Th-Pb локальним методом на мас-спектрометрі вторинних іонів CAMECA1270, NORDSIM виконано в Шведському музеї Природної історії в Стокгольмі. Досліджувані циркони разом з цирконом-стандартом були імплантовані в таблетку епоксидної смоли й зполіровані до розкриття центральних частин кристалів. Перед аналізом таблетка була напилена золотом. Первинний іонний пучок складався з О^2-, який спочатку фокусувався на еліпсовидну область кристалу розміром 25х40 nm. Аналіз вторинних іонів здійснювався при роздільній здатності приладу в 5600, що дозволяло надійно розділяти всі необхідні атомні маси.

Sm-Nd ізотопне дослідження проводилося за методикою, прийнятою в лабораторії ізотопної геохімії і геохронології ГЕОХІ. Наважка валової проби в 20-30 мг після додавання змішаного трасера ¹⁵⁰Nd + ¹⁴⁹Sm розчинялася в суміші плавикової й азотної кислот (5:1) в термостаті при температурі 200°C. Отриманий розчин випарювався й осад переводився у хлоридну форму. Виділення самарію й неодиму проводилося в дві стадії методом іонообмінної хроматографії. На першій стадії виділялася сума рідкоземельних елементів на катіоніті DOWEX 50W-X8, на другій проводилось розділення неодиму та самарію з використанням реагенту HDEHP. Величина холостого забруднення в лабораторії склала 0,3 нг для Nd. Ізотопний склад неодиму та самарію виміряно на багатоколекторному мас-спектрометрі Triton. Визначення концентрацій Sm i Nd првоедено методом ізотопного розбавлення з використанням змішаного трасера ¹⁵⁰Nd + ¹⁴⁹Sm з точністю 0,1% для

¹⁴⁷Sm + ¹⁴⁴Nd і 0,005% для ¹⁴³Nd + ¹⁴⁴Nd. Виміряні співвідношення ¹⁴³Nd + ¹⁴⁴Nd нормалізовано до ¹⁴⁸Nd + ¹⁴⁴Nd ~ 0,241572, що відповідає ¹⁴⁶Nd + ¹⁴⁴Nd = 0,7219. Модельні значення віку порід (TDM) розраховані виходячи з наступних значень для деплетованої мантії: ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0,513151, ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd = 0,212.

Автори:

Артеменко Геннадій Володимирович

Дудік Олексій Маркович

Самборська Ірина Анатоліївна

Швайка Ірина Анатоліївна

Гоголєв Костянтин Ігорович

Гурненко Аніліна Іванівна

Вільковський Валерій Олександрович

Інші автори:

Ключові слова:

Центральноприазовська серія, Інгуло-Інгулецька серія, Криворізька серія, Гуляйпільска світа, Добропільський комплекс, Приазовський мегаблок, Середньоприднівпровський мегаблок, геодинаміка, колізія, Сарматія

Керівник:

Артеменко Геннадій Володимирович

РК:

0118U003162

Роки виконання:

2018 - 2022

МОВИ