Granitoids of the Evyugan complex of the Kharbey block (Polar Urals): new geochronological data

Full Text

Введение

На Полярном Урале в Харбейском антиклинории (Центрально-Уральская зона), представляющем блок допалейозойского фундамента, выделяются Марункеуский и Харбейский (Ханмехойский по В. А. Душину [1]) высокометаморфизованные блоки (рис. 1 а). Харбейский блок, сложенный метаморфизованными вулканогенно-осадочными толщами – амфиболитами, пара- и ортогнейсами, кристаллическими ставролит-гранатовыми сланцами, зелеными сланцами (относимыми к ханмехойской, лаптоюганской, париквасьшорской свитам) нижнего протерозоя [2], выделяется в структурном плане северо-западным простиранием, отличающимся от уральского северо-восточного и высокой насыщенностью территории многочисленными мелкими телами гнейсо-гранитов (рис. 1 б). В Харбейском блоке Г. А. Кейльманом [3] выделены две брахиформные антиклинальные структуры – Лаптаюганский и Евъюганский гранитно-мигматитовые купола, образовавшиеся в результате вздымания гранитизированных толщ в центре многочисленных автохтонных пластообразных тел гнейсо-гранитов (рис. 1 б). Гнейсо-граниты как продукты ультраметаморфизма формируют согласные с вмещающими сланцами вытянутые или линзовидные тела с унаследованными от докембрийского материнского субстрата текстурными и минеральными особенностями. Учитывая пластообразные формы гранитных тел и гнейсовидные структуры пород, В. Н. Охотников [4] предложил модель образования комплекса, заключающуюся в интрузивном синскладчатом становлении гнейсо-гранитов.

 

Рисунок 1. Схема геологического строения Харбейского антиклинория и обнажения гнейсо-гранитов: а – расположение Харбейского антиклинория в Уральской складчатой системе, сложенного Харбейским и Марункеуским блоками; б – схема геологического строения Харбейского антиклинория по В. Н. Охотникову [4], Г. А. Кейльману [3], Л. И. Зылевой и др. [2].

Условные обозначения: 1 – гнейсо-граниты; 2 – метадолериты; 3 – метаморфизованные вулканогенно-осадочные отложения (филлиты, серицит-альбит-хлоритовые сланцы, мраморизованные известковистые песчаники, измененные толеитовые базальты, туффиты) палеозойского возраста (орангский аллохтон); 4 – сутурная зона палеозойского возраста; 5 – метаморфизованные вулканогенно-осадочные отложения нижнего протерозоя (амфиболиты, пара- и ортогнейсы, кристаллические ставролит-гранатовые сланцы, зеленые парасланцы); 6 – эклогиты и метаморфиты высоких давлений (марункеуский комплекс); 7 – разломы; 8 – граница париквасьшорской свиты по В. Н. Охотникову [4]; 9 – надвиги; 10 – заглавными буквами «Л», «Е» обозначены гранитные купола по Г. А. Кейльману [3]: Л – Лаптаюганский, Е – Евъюганский; Г – Гердизский массив; 11 – цифрами обозначены места отобранных проб гнейсо-гранитов и породообразующих минералов для определения возрастов: 1 – образец Вз 703 (цирконы, 494+ 2,3 млн лет, U/Pb метод); 2 – образец ПВГ 71 (цирконы, 487+ 2 млн лет, U/Pb метод [5]); 3 – образец ПВГ 33–22 (мусковит, 345+ 3,7 млн лет, ⁴⁰Ar/³⁹Ar метод); 4 – образец ПВГ 33-22 (микроклин, 347+ 13,9 млн лет, ⁴⁰Ar/³⁹Ar метод); 5 – образец ПВГ 33-22 (цирконы, 557+2 млн лет, U/Pb метод [там же]); 6 – ПВГ 40 (цирконы, 497+лет, U/Pb метод, [там же]). в – скальный выход гнейсо-гранитов Лаптаюганского купола; г – складка в массиве гнейсо-гранитов Лаптаюганского купола.

Figure 1. Geological structure of the Kharbey anticlinorium and outcrops of gneissogranites: a – location of the Kharbey anticlinorium within the Uralian fold system, composed of the Kharbey and Marunkeu blocks; б – geological structure of the Kharbey anticlinorium according to V. N. Okhotnikov [4], G. A. Keilman [3], L. I. Zyleva et al. [2]; в – rock outcrop of gneissogranites in the Laptayugan dome; г – fold in the gneissogranite massif of the Laptayugan dome.

Symbols: 1 – gneissogranites, 2 – metadolerites, 3 – metamorphosed volcanogenic-sedimentary deposits (phyllites, sericite-albite-chlorite schists, marbleised calcareous sandstones, altered tholeiitic basalts, tuffites) of Paleozoic age (Orang allochthon), 4 – Paleozoic suture zone, 5 – metamorphosed metamorphosed volcanogenic-sedimentary deposits of the Lower Proterozoic (amphibolites, para- and orthogneisses, crystalline staurolite-garnet schists, green paraschists), 6 – eclogites and high-pressure metamorphic rocks (Marunkeu complex); 7 – faults, 8 – boundary of the Parikvashor formation according to V. N. Okhotnikov [4]; 9 – thrusts, 10 – uppercase letters ‘Л’, ‘E’ indicate granite domes by G. A. Keilman [3]: Л – Laptayugan, E – Evyugan; Г – Gerdizsky massif; 11 – figures indicate sampling locations of gneissogranites and rock-forming minerals for age determination: 1 – Вз 703 (zircons, 494 ± 2.3 Ma, U-Pb method), 2 –ПВГ 71 (zircons, 487 ± 2 Ma, U-Pb method [5]), 3 – ПВГ 33-22 (muscovite, 345 ± 3.7 Ma, 40Ar/39Ar method), 4 – ПВГ 33-22 (microcline, 347 ± 13.9 Ma, 40Ar/39Ar method), 5 – ПВГ 33-22 (zircons, 557 ± 2 Ma, U/Pb method [5]), 6 – ПВГ 40 (zircons, 497 ± Ma, U/Pb method [5]).

 

По его мнению, граниты приобретают гнейсовидную текстуру и своеобразные формы пластообразных тел в результате «внедрения гранитоидов в условиях проявления интенсивных динамических нагрузок», а направление полосчатости «подчинялось как общей линейной ориентированности интрузий, так и субмеридиальному простиранию осевых плоскостей складчатых структур» [там же, с. 32], что предполагает их интрузивный характер и интервал формирования, относимый к раннему ордовику, подтверждаемый наличием гранитных галек в конгломератах нижнего карбона.

Согласно легенде Государственной геологической карты 1:1 000 00 масштаба третьего поколения [2], рассматриваемые гнейсо-граниты отнесены к евъюганскому комплексу поздневендско-кембрийского возраста, включающего породы в полях развития метаморфитов в Харбейском и Марункеуском блоках (рис. 1 б). Ранее эти гранитоиды картировались под названием полярноуральского или харбейского магматических комплексов [6, 7]. В. А. Душин разделил гнейсо-граниты на два магматических комплекса: раннепротерозойский евъюганский мигматит-плагиогранитовый и вендско-раннекембрийский сядатаяхинский гранитовый [1].

Изотопные датировки цирконов из полигенных гнейсо-гранитов евъюганского комплекса Харбейского блока формируют временной интервал – 639–487 млн лет [1, 2, 5]. Возрастные данные (577–685 млн лет) цирконов из вмещающих амфиболитов ханмехойской свиты, по которым развивались гнейсо-граниты [8, 9], предполагают их частичную унаследованность из субстрата.

Полученные в последнее время Sm/Nd методом палеозойские возраста породообразующих минералов гранитизированных амфиболитов ханмехойской свиты – граната, плагиоклаза и породы в целом (392±23 – 367±40 млн лет), роговой обманки, продатированной ⁴⁰Ar/³⁹Ar методом (345,8±4,7 млн лет) [9, 10], а также новые (представленные в нашей статье) авторские U/Pb геохронологические данные для цирконов из гранитов (образец Вз 703) и ⁴⁰Ar/³⁹Ar датировки породообразующих минералов – калиевого полевого шпата и мусковита из ранее датированного нами 494+2,3 млн лет (SHRIMP-II) гранита (рис. 1 б, образец ПВГ 33-22) [5], подтверждают правомерность вышеприведенных гипотез и многоэтапность становления полингенно-реоморфных гнейсо-гранитов Харбейского блока Харбейского антиклинория.

В работе приведены новые U/Pb геохронологические данные для цирконов из гнейсо-гранитов Харбейского блока Харбейского антиклинория, полученные методом ИСП масс-спектрометрии с лазерной абляцией (образец Вз 703), а также ⁴⁰Ar/³⁹Ar датировки породообразующих минералов – калиевого полевого шпата и мусковита из ранее датированного нами U/Pb методом (SHRIMP-II) катаклазированного гнейсо-гранита (рис. 1 б, образец ПВГ 33-22 ) [там же].

Материалы и методы

Объект изучения – гнейсо-граниты, отобранные на Полярном Урале в южном районе Харбейского блока в ходе экспедиционных работ 2004 и 2007 гг. Петрографические исследования проводили в лаборатории петрографии ИГ Коми НЦ УрО РАН (оптический микроскоп OLYMPUS BX 51).

Определение содержаний породообразующих элементов производили на рентгенофлуоресцентном волнодисперсионном спектрометре Shimadzu XRF-1800 и методом классической химии. Содержание FeO получено методом титрометрии, Na₂O и K₂O – методом пламенной фотометрии. Корректировку полученных результатов осуществляли по стандартным образцам.

Состав минералов и растровые снимки получены с помощью сканирующего микроскопа Tescan Vega 3 c энергодисперсионным спектрометром X-Max (ЦКП «Геонаука» г. Сыктывкар).

Трасс-элементы в гнейсо-гранитах и плагиогнейсах определяли методом ИСП-МС на квадрупольном масс-спектрометре ELAN 9000 (PerkinElmer Instruments) в ИГГ УрО РАН (г. Екатеринбург) по методике [11].

Определение U/Pb изотопного возраста цирконов проводили методом лазерной абляции с использованием УФ лазера UP-213 (NewVawe Research) и одноколлекторного магнитно-секторного масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой Element XR (Thermo Science) (LA-ICP MS метод) в ЦКП “Геоспектр” ГИН СО РАН (г. Улан-Удэ) по методике В. Б. Хубанова и др. [12]. Монофракции калиевого полевого шпата и мусковита выделены из гнейсо-гранитов по стандартной методике. ⁴⁰Ar/³⁹Ar датирование выполнено в ЦКП многоэлементных и изотопных исследований СО РАН методом ступенчатого нагрева по методике А. В. Травина и др. [13].

Гнейсо-граниты Харбейского блока

Вещественный состав гнейсо-гранитов. Гнейсо-граниты Харбейского блока Харбейского антиклинория, входящие в евъюганский комплекс [1], представлены элювиальными развалами среди амфиболитов и их альбитизированных разностей, эпидот-амфиболовых и биотит-амфиболовых плагиогнейсов и пегматитов в виде плит размерами до 1 м и более и редкими останцами высотой до 1–4 м (рис. 1 в, г). Гнейсо-граниты занимают многочисленные, относительно небольшие изолированные вытянутой миндалевидной формы поля, расположенные среди задернованных участков. Граниты серого, розового или кремового цвета характеризуются гнейсовидной текстурой (рис. 2), обусловленной унаследованным от материнского субстрата ориентированным ростом чешуек биотита или распределением клиноцоизита в виде цепочек согласно сланцеватости. Среди развалов гнейсо-гранитов отмечаются плитки лейкократовых эпидот-биотитовых и биотитовых плагиогнейсов, реже – амфиболитов или биотит-амфиболовых сланцев ханмехойской свиты. В сланцах и плагиогнейсах обнаруживается начальная стадия гранитизации, проявляющаяся в виде порфиробластеза альбита, нередко с шахматной структурой, и развития интерстиционного микроклина. В гнейсо-гранитах, в отличие от гранитизированных амфиболитов и биотит-амфиболовых сланцев и гнейсов, появляется биотит на фоне полного исчезновения роговой обманки. Отличительной особенностью гнейсо-гранитов Харбейского блока Харбейского антиклинория является кристаллизация минеральной фазы алланита. Отсутствие коренных выходов не позволяет проследить на местности контакты гнейсо-гранитов с вмещающими породами, но во всех случаях отмечаются признаки проявленного в разной степени катаклаза, сопровождающегося перекристаллизацией кварца и вторичной полевошпатизацией.

 

Рисунок 2. Графики нормированных редкоземельных элементов на хондрит [14] гнейсо-гранитов Харбейского блока Харбейского антиклинория: а – гнейсо-граниты с продатированными цирконами (образцы ПВГ 71, ПВГ 33-22, ПВГ 40, Вз 703); б – гнейсо-граниты и плагиогнейсы.

Figure 2. Chondrite-normalised rare earth element (REE) graphs [14] for gneiss-granites of the Kharbey block of the Kharbey anticlinorium: а – gneiss-granites with dated zircons (samples ПВГ 71, ПВГ 33-22, ПВГ 40, Вз 703); б – gneiss-granites and plagiogneisses.

 

Петрохимические характеристики выборочных образцов гнейсо-гранитов Харбейского блока варьируют из-за нестабильного минерального состава, зависимого от степени гранитизации субстрата, первичных особенностей последнего и влияния вторичных изменений. Породы характеризуются относительно высокой кремнеземистостью (масс. %): 72,4–78,0, умеренной щелочностью (7,7–8,1) и относительно высокой глиноземистостью Al₂O₃=10,95–14,46 (табл. 1, рис. 3 а). Наиболее значимые колебания содержаний породообразующих компонентов в гнейсо-гранитах установлены для СаО=0,35–1,79 масс. % и коэффициента железистости (FeO+Fe₂O₃)\MgO=0,0–5,0, обусловленные варьирующими количеством биотита, клиноцоизита, роговой обманки и их процентным соотношением, а также степенью гранитизации.

 

Таблица 1. Петрохимические (масс. %) и геохимические (г/т) составы гнейсо-гранитов Харбейского блока

Table 1. Petrochemical (wt. %) and geochemical (ppm) compositions of gneiss-granites from the Kharbey block

Компоненты	ПВГ70	ПВГ٧١	ПВГ73а	ПВГ75	Вз٧٠٣	Вз700	ПВГ65а	ПВГ66	ПВГ 66б	ПВГ 67	ПВГ 40	ПВГ 38-3	ПВГ 48	ПВГ 33-22	ПВГ 75
SiO2	72,4	75,86	77,26	76,34	77,06	77,06	78,6	75,48	77,41	75,8	77,68	77,56	63,21	74,75	76,34
TiO2	0,24	0,13	0,04	0,12	0,14	0,14	0,09	0,2	0,11	0,1	0,13	0,08	0,8	0,17	0,12
Al2O3	14,46	12,07	12,6	12,35	11,57	14,01	12,67	13,29	13,04	12,1	10,95	11,88	14,89	13,84	12,35
Fe2O3	0,91	0,67	0,14	0,71	1,08	0,68	0,4	0,95	0,57	0,6	1,19	0,65	2,43	0,48	0,71
FeO	1,18	0,75	0,28	0,67	0,58	0,61	0,65	0,84	0,71	0,69	0,61	0,58	2,22	0,43	0,67
MnO	0,07	0,01	0,01	0,03	0,02	0,02	0,01	0,02	0,02	0,03	0,02	0,02	0,07	0,01	0,03
MgO	0,6	0,5	0,5	0,5	0,32	0,25	0,56	0,68	0,00	0,5	0,0	0,0	4,65	0,0	0,5
CaO	1,79	0,91	0,67	0,56	0,93	0,75	0,5	1,7	0,94	0,67	0,35	0,78	3,46	1,2	0,56
Na2O	4,83	4,78	4,7	4,15	2,42	3,99	6,47	4,56	5,59	4,34	2,94	3,44	3,86	2,81	4,15
K2O	3,61	3,46	4,5	4,25	5,34	5,02	0,48	1,44	1,11	4,01	5,26	4,81	1,99	5,32	4,26
P2O5	0,08	0,043	0,02	0,02	0,1	0,1	0,02	0,09	0,06	0,02	0,05	0,02	0,2	0,01	0,02
п.п.п.	0,35	0,5	0,39	0,35	0,53	0,53	0,28	0,76	0,44	0,23	0,81	0,76	2,19	0,98	0,35
сумма	100,52	100,68	100,11	100,05	100,09	103,16	100,73	100,01	100,0	99,09	99,99	100,58	99,97	100,0	100,06
La	13,3	25,98	0,62	18,4	30	20	14,4	39,30	9,16	27,7	21,78	23,3	13,32	23,3	18,4
Ce	24,0	70,65	1,92	30,8	90	50	22,6	67,10	17,10	46,7	81,96	79,34	22,8	51,1	30,8
Pr	2,49	6,32	0,35	3,08	7,0	5,7	2,21	6,8	1,95	4,6	4,8	6,162	2,7	5,7	3,08
Nd	9,0	22,87	2,26	10,8	27	22	7,22	22,6	7,12	15,0	16,4	21,99	9,7	21,66	10,8
Sm	2,15	3,98	0,97	2,47	6,0	4,8	1,61	5,05	1,81	3,4	2,5	3,39	1,61	3,5	2,47
Eu	0,75	0,39	0,06	0,08	0,6	0,35	0,01	1,1	0,43	0,21	0,14	0,123	0,56	0,948	0,07
Gd	3,02	2,8	1,37	3,5	6,96	5,57	2,24	6,5	2,81	4,6	2,00	2,183	1,07	2,6	3,5
Tb	0,52	0,45	0,22	0,58	0,9	0,7	0,37	1,06	0,51	0,73	0,42	0,401	0,16	0,33	0,58
Dy	3,21	30	1,31	3,6	6,0	5,0	2,48	6,5	3,30	4,59	3,2	3,2	0,94	2,02	3,6
Ho	0,75	0,57	0,31	0,85	1,4	1,1	0,58	1,5	0,80	1,1	0,7	0,74	0,19	0,35	0,85
Er	2,25	1,7	0,86	2,59	5,5	3,0	1,76	4,33	2,5	3,2	2,3	2,44	0,54	0,91	2,59
Tm	0,37	0,27	0,13	0,43	0,7	0,6	0,26	0,64	0,43	0,49	0,388	0,39	0,08	0,126	0,43
Yb	2,0	2,11	0,74	2,5	4,7	3,9	1,71	3,8	2,60	2,83	2,49	2,768	0,58	0,728	2,5
Lu	0,39	0,31	0,13	0,44	0,7	0,6	0,29	0,63	0,48	0,5	0,37	0,419	0,09	0,11	0,44
Rb	4,69	61,07	104,9	137,7	160	160	6,34	4,51	30,10	124,8	151,1	172,0	166,9	54,8	137,7
Sr	470	53,7	43	51	100	20	65,00	310,0	0,0	120	52,3	12,98	186,1	381,79	51,0
Ni	30	0,0	30	60	6,0	8,0	0,0	40,0	3,37	0,0	0,25	–	–	18,1	60,0
Hf	2,96	2,14	2,19	3,25	1,3	1,9	2,85	4,8	0,0	4,05	2,3	2,79	1,1	0,44	3,2
Ta	1,62	0,93	2,91	1,73	1,6	1,5	1,05	1,0	12,0	1,79	1,2	1,5	0,25	0,59	1,73
Zr	30	57,86	10	35	67	81	70	35	34	40	63,5	72,99	36,4	12,2	35
Y	23	12,15	0,0	59	70	50	12,0	41,0	0,0	54,0	19,2	18,5	4,7	8,6	59,0
Nb	10	11,97	5,0	8,0	42	38	0,0	5	0,0	15,0	14,3	15,3	3,4	9,2	8,0
Ga	13,67	13,67	15,81	13,7	22	18	н.о	н.о	н.о	н.о	13,7	14,35	12,2	15,8	н.о

Примечание. Жирным шрифтом обозначены образцы с продатированными цирконами U/Pb методом.

Note. Samples with U/Pb dated zircons are highlighted in bold.

 

Рисунок 3. Петрогеохимические диаграммы для гранитоидов: а – диаграмма TAS; б – субстратно-генетическая классификационная диаграмма Zr–10⁴Ga/Al [15].

Условные обозначения: 1 – ПВГ 70; 2 – ПВГ 73; 3 – ПВГ 75; 4 – Вз 703; 5 – Вз 700; 6 – ПВГ 65а; 7 – ПВГ 66; 8 – ПВГ66б; 9 – ПВГ 67; 10 – ПВГ 40; 11 – ПВГ 38-3; 12 – ПВГ 48; 13 – ПВГ 75; 14 – ПВГ 33–22.

Figure 3. Petrogeochemical diagrams for granitoids. a – TAS diagram, б – source-genetic classification diagram Zr–10⁴Ga/Al [15].

Symbols: 1 – ПВГ 70; 2 – ПВГ 73; 3 – ПВГ 75; 4 – Вз 703; 5 – Вз 700; 6 – ПВГ 65а; 7 – ПВГ 66; 8 – ПВГ 66б; 9 – ПВГ 67; 10 – ПВГ 40; 11 – ПВГ 38–3; 12 – ПВГ 48; 13 – ПВГ 75; 14 – ПВГ 33–22.

 

Концентрация трасс-элементов характеризуется широким интервалом (г/т) Rb=54,8–137; Y=0.0–54,0; Sr=20–470, Nb 5,0–15,81 (табл. 1). Отмечается необычное для гранитов в целом весьма низкое содержание Zr 12–70 (г/т), меньшее в десятки раз кларковых значений для кислых пород. Несмотря на значительные вариации концентраций элементов-примесей, их нормированные на хондрит спектры (кроме сланцев и гнейсов) характеризуются высокой степенью подобия, что отражает их генетическое единство (рис. 2 б). Для гнейсо-гранитов характерны повышенные концентрации легких редкоземельных элементов и наличие европиевой аномалии, отсутствующей в плагиогнейсах и сланцах (рис. 2 а, б). На классификационной диаграмме субстратно-генетической принадлежности гранитов [15] (табл. 1, рис. 3 б) дискриминационные точки анализов гнейсо-гранитов расположены в основном в полях I и S, что создает неопределенность в их генетической интерпретации. Можно предположить принадлежность гранитов к апобазитовому (I–граниту) изолитогенному ряду, учитывая глиноземистость биотита Al₂O₃=15,36–17,44 масс. % (табл. 2), указывающую на установленный ранее базитовый субстрат плагиогнейсов ханмехойской свиты [9]. Глиноземистость биотита в гнейсо-граните наследуется от материнского субстрата, так как его содержание определяется химической характеристикой метаморфизуемой породы и не зависит от степени метаморфизма в ходе ультраметаморфогенных преобразований [1–17].

 

Таблица 2. Химический состав биотитов в гнейсо-гранитах

Table 2. Chemical composition of biotites in gneiss-granites

Образец	SiO2	TiO2	Al2O3	Fe2O3	MnO	MgO	CaO	Na2O	K2O	сумма
ПВГ 68	37,43	1,7	15,87	28,78	0,72	6,22	0,0	–	9,28	100
	36,82	2,71	17,07	24,13	0,5	8,92	0,15	–	9,49	99,79
	37,42	2,46	16,03	23,84	0,6	9,31	0,21	–	9,57	99,44
	37,96	2,51	17,51	22,54	0,45	9,09	0,0	–	9,35	99,47
ПВГ 67	36,56	2,97	16,06	29,68	0,72	5,32	0,16	–	8,23	99,14
	36,9	2,26	16,08	28,68	1,11	5,2	0,15	–	9,41	99,72
	36,32	3,05	15,36	29,85	0,61	5,06	–	0,25	9,13	99,72
ПВГ 65а	38,44	2,73	16,66	20,25	0,74	7,67	0,0	0,16	9,82	101,06
	36,45	3,3	15,22	28,74	0,9	6,15	0,03	0,72	9,1	99,26
	35,75	3,45	15,5	28,67	0,56	6,16	–	0,02	9,24	99,55
	36,48	2,85	15,83	28,74	0,43	5,80	0,10	0,38	9,13	96,61
ПВГ 69б	37,97	2,77	17,44	20,32	0,57	11,12	–	0,03	8,23	99,62
	38,57	2,65	17,55	19,99	0,32	10,81	–	0,3	9,41	99,24
	38,03	3,21	17,14	20,05	0,86	10,78	0,21	0,18	9,13	99,6
ПВГ 76	37,57	2,98	15,83	24,86	0,76	7,61	0,0	0,0	9,73	100,42
	38,18	2,96	16,11	24,4	0,74	7,77	0,12	0,0	9,42	99,95
	37,97	3,04	15,65	24,82	0,43	7,64	–	0,3	9,58	99,63
Вз 703	36,78	2,24	15,81	20,54	0,3	10,7	–	–	10,7	96,27
	36,62	1,89	15,57	19,73	0,2	10,74	–	–	10,74	94,12
	36,98	2,05	15,64	20,54	–	10,97	–	–	10,97	96,16
	37,0	2,17	15,43	20,80	0,24	10,65	–	–	10,65	95,93

 

Наиболее лейкократовые разновидности гнейсо-гранитов с петрохимическими характеристиками А-гранитов (рис. 2 б ), образующиеся за счет корового анатексиса по субстрату, претерпевшего ранее ультраметаморфические преобразования [18], характеризуются преобладанием калия над натрием и самыми высокими содержаниями редкоземельных элементов (табл. 1, рис. 3 а, б).

⁴⁰Ar/ ³⁹Ar, U/Pb датирование гнейсо-гранитов и обсуждение результатов. Гнейсо-граниты евъюганского комплекса Харбейского блока Харбейского антиклинория являются полигенными образованиями, формирующимися с большим возрастным разрывом между началом гранитизации и завершения их становления. Поэтому была поставлена задача изучить возрастные данные не только цирконов, но и породообразующих минералов пород.

Выбранный для изотопного ⁴⁰Ar/³⁹Ar исследования методом ступенчатого прогрева по мусковиту и порфиробласту микроклина образец гранита ПВГ 33–22 (рис. 4 б) характеризуется среди ранее изученных нами гранитов [5] более древней U/Pb датировкой по циркону (557±2 млн лет, левый борт р. Евъюган, Евъюганский купол) и отличающимся минеральным составом, а также структурными особенностями.

 

Рисунок 4. Гнейсо-граниты евъюганского комплекса Харбейского блока Харбейского антиклинория: а – гнейсовая структура гнейсо-гранитов (образец ПВГ 68); б – гнейсо-гранит с порфиробластами микроклина и чешуйками мусковита (образец ПВГ 33–22), продатированными ⁴⁰Ar/³⁹Ar методом ступенчатого прогрева. Результаты определения представлены в данной статье (калиевый полевой шпат – 347+13,9 млн лет; мусковит - 345+3,7 млн лет). В этом же образце ранее продатирован U/Pb методом циркон – 557+2,2 млн лет [5]; в – полосчатая текстура, обусловленная чередованием слойков микроклина, альбита и чешуек биотита (образец ПВГ 71); г – гнейсо-гранит Евъюганского купола (образец ПВГ 67); д – лейкократовый гранит Вз 703, продатированный U/Pb методом по циркону – 494+2,3 млн лет (результаты определения представлены в данной статье).

Figure 4. Gneiss-granites of the Evyugan complex of the Kharbey block of the Kharbey anticlinorium: a – gneiss structure of gneiss-granites (sample ПВГ 68); б – gneiss-granite with microcline porphyroblasts and muscovite flakes (ПВГ 33-22), dated by the stepwise heating ⁴⁰Ar/³⁹Ar method. The age determination results are presented in this article: potassium feldspar – 347 ± 13.9 Ma; muscovite – 345 ± 3.7 Ma. In this sample, zircon was previously dated by the U/Pb method at 557 ± 2.2 Ma [5]; в – banded texture caused by alternating layers of microcline, albite, and biotite flakes (ПВГ 71); г – gneiss-granite of the Evyugan dome (ПВГ 67); д – leucocratic granite (Вз 703), zircon-dated by the U/Pb method at 494 ± 2.3 Ma (determination results are presented in this article).

 

Гнейсо-граниты пробы ПВГ 33–22 имеют лейкократовый облик при содержании темноцветных минералов (клиноцоизита) меньше 1 % и характеризуются относительно крупнозернистой, порфиробластовой структурой (рис. 4 б). В гнейсо-граните на макроуровне хорошо диагностируются порфиробласты калиевого полевого шпата линзовидной (деформированной) формы размером 1–2 см, ориентированные согласно сланцеватости. Их количество не превышает 2–3 % относительно объема породы. В основной массе микроклин с размерностью в среднем 4–5 мм несет следы деформации в виде трещин, по которым развиваются мелкозернистый гранулированный кварц и вторичный микроклин (рис. 5 а). Перекристаллизованный постдеформационный кварц образует относительно крупные гипидиоморфные зерна с размерностью около 0,5–0,8 мм, слагающие линзовидные обособления или прожилки, вытянутые согласно сланцеватости. Мусковит, подчеркивая гнейсовидность породы, развивается в виде чешуек с размерностью 0,6–0,8 мм вдоль плоскостей сближенных параллельных трещин.

 

Рисунок 5. Петрографические особенности гнейсо-гранитов евъюганского комплекса Харбейского блока Харбейского антиклинория: а – расколотое зерно микроклина (образец ПВГ 33-22); б – синкинематическая кристаллизация микроклина в полосчатом гнейсо-граните (образец ПВГ 71); в – катакластическая структура (образец ПВГ 70); г – развитие посткинематических мирмекитов (образец ПВГ 70); д – обломок калиевого полевого шпата с мирмекитами (образец ПВГ 70); е – реликтовый некатаклазированный участок гнейсо-гранита (образец ПВГ 70); ж – алланит в агрегате клиноцоизита (образец Вз 703); з – реликтовый недеформированный участок гранита (Вз 703); и – синкинематический кварц-полевошпатовый агрегат, обтекающий обломки первичного гранита (Вз 703).

Figure 5. Petrographic features of gneiss-granites of the Evyugan complex of the Kharbey block of the Kharbey anticlinorium: a – split grain of microcline (sample ПВГ 33–22); б – synkinematic crystallization of microcline in banded gneiss-granite (sample ПВГ 71); в – cataclastic texture (sample ПВГ 70), г – development of postkinematic myrmekites (sample ПВГ 70); д – fragment of potassium feldspar with myrmekites (sample ПВГ 70), е – relict non-cataclased domain of gneiss-granite (sample ПВГ 70), ж – allanite in a clinozoisite aggregate (sample Вз 703), з – relict undeformed granite domain (Вз 703), и – synkinematic quartz-feldspar aggregate surrounding fragments of primary granite (Вз 703).

 

Проведенное исследование показало, что в ⁴⁰Ar/³⁹Ar спектре мусковита из пробы ПВГ 33–22 наблюдается возрастное плато из семи последовательных ступеней, характеризующееся значением возраста 345±4 млн лет, СКВО=0,41 и долей выделенного ³⁹Ar 95,5 % (рис. 6 а). В спектре микроклина также выделяется кондиционное плато из трех ступеней, характеризующееся значением возраста 342±14 млн лет, СКВО=2,3 и долей выделенного ³⁹Ar 78,6 %.

 

Рисунок 6. Возрастные данные минералов, полученные ⁴⁰Ar/³⁹Ar методом (образец ПВГ 33-22) и U/Pb методом лазерной абляции цирконов из образца Вз 703: а – возраст мусковита (⁴⁰Ar/³⁹Ar метод); б – возраст микроклина (⁴⁰Ar/³⁹Ar метод); в – катодолюминесцентные фотографии кристаллов циркона с номерами датирования в табл. 3; г – U/Pb диаграмма с конкордией для цирконов из гнейсо-гранитов (образец Вз 703).

Figure 6. Age data of minerals obtained by the ⁴⁰Ar/³⁹Ar method (sample ПВГ 33-22) and the U/Pb laser ablation method for zircons from sample Вз 703: a – muscovite age (⁴⁰Ar/³⁹Ar method), б – microcline age (⁴⁰Ar/³⁹Ar method), в – cathodoluminescence images of zircon crystals with dating numbers in Table 3, г – U/Pb concordia diagram for zircons from gneiss-granites (sample Вз 703).

 

Температура закрытия изотопной системы мусковита порядка 370° С [19], что сопоставимо с температурой хрупко-пластических деформаций. Вероятно, формирование синдеформационного мусковита произошло 345±4 млн лет назад. Очевидно, что формирование порфиробластов калиевого полевого шпата произошло в это же время. Температура закрытия изотопной системы микроклина значительно ниже – порядка 220° С [там же]. Согласованность в пределах ошибки ⁴⁰Ar/³⁹Ar датировок двух выделенных из гнейсо-гранита проб ПВГ 33–22 минералов, а также – ⁴⁰Ar/³⁹Ar датировок по мусковиту (350±2,7 млн лет), развивающемуся по плоскостным трещинам деформации гранита Гердизского массива (см. рис. 1 б), расположенного в Марункеуском блоке Харбейского антиклинория, [20, 21] и порфиробластическому калиевому полевому шпату (351±12 млн лет) из амфиболита ханмехойской свиты [22] свидетельствуют о процессе тектонического выведения пород Харбейского антиклинория к поверхности.

Полученные нами датировки совпадают с датировками глаукофанового метаморфизма (347±72 млн лет), эксгумации эклогитов (360 млн лет), диафтореза (346±5 млн лет) на Полярном Урале [10] палеозойского коллизионного этапа формирования уральского орогена.

Возрастные значения цирконов (557±2,2 млн лет, образец ПВГ 33–22), полученные ранее [5], исследованного нами этого же гнейсо-гранита на предмет возраста породообразующих минералов мусковита и микроклина согласуются с датировками таковых, извлеченных из гранитизированных амфиболитов, альбитовых амфиболитов и плагиогнейсов ханмехойской свиты – 577–685 млн лет [8, 9, 23], что предполагает их унаследованность. Изотопные датировки цирконов и метасоматических минералов свидетельствуют о полигенной природе данного массива, являющегося, скорее всего, автохтонным образованием, практически не утратившим признаки докембрийского материнского метабазитового субстрата, о чем свидетельствует спектр нормированных редкоземельных элементов. На рис. 3 а отмечаются отсутствие европиевого минимума и низкая степень дифференциации редкоземельных элементов (образец ПВГ 33–22), подобно спектрам плагиогнейсов (образец ПВГ 66) и эпидот-амфиболовых сланцев (образец ПВГ 48) ханмехойской свиты, представленных для сравнения на рис. 3 б.

Совершенно иная картина наблюдается для гнейсо-гранитов Харбейского блока с полученными ранее возрастами цирконов 487±2 млн лет (образец ПВГ 71) и 497±3 млн лет (образец ПВГ 40), отобранных в пределах Евъюганского и Лаптаюганского гранитно-мигматитовых куполов (см. рис. 1 б).

Возраста значительно отличаются от U/Pb датировок по циркону из вмещающих плагиогнейсов ханмехойской свиты. В связи с этим в ранних работах [5] мы предположили модель их параавтохтонного или протрузивного становления, т. е. граниты, сохраняя реликтовые текстурные особенности, претерпели ранее процессы реоморфизма [16]. Следует отметить, что гнейсовидность гранитов имеет двойственный характер, так как помимо унаследованной директивной текстуры проявляются вторичные деформационные признаки за счет протоклаза или катаклаза.

На унаследованные текстурные особенности, обусловленные ориентированным ростом биотита и распределением клиноцоизита в виде вытянутых цепочек, накладывается развитие гранулированного кварца, образующего пересекающиеся между собой системы тонких лентикулярных жил, разделяющих породу на линзы. Вдоль участков рассланцевания кристаллизуются синкинематические вытянутые зерна решетчатого микроклина, обуславливающего совместно с лентикулярным кварцем своеобразную полосчатую текстуру (рис. 5 б; в). Наиболее крупные зерна микроклина, подвергшиеся катаклазу, раскалываются и растаскиваются в виде обломков вдоль плоскостей смещения (рис. 5 е). По трещинам микроклина развивается гранулированный кварц или вторичный альбит, в котором в отдельных случаях отмечаются кварцевые вростки, подобные мирмекитовым (рис. 5 г). Кварц имеет несколько генераций, зависящих от наличия или отсутствия внешних деформационных условий. Синкинематический кварц кристаллизуется в виде лентикулярных слоев, сложенных удлиненными зернами, а в случае снятия напряжения минерал образует полигональные кристаллы. В породе тем не менее сохраняются реликтовые участки, сложенные кварц-полевошпатовым относительно крупнозернистым агрегатом, не затронутые какой-либо деформацией (рис. 5 з).

Подобные структурные особенности пород могут возникать и при протоклазе гранитного материала за счет его реоморфного течения при становлении параавтохтонного массива [там же]. В этом случае очень важно определить возрастные данные синкинематического новообразованного микроклина, которые согласовали бы его развитие с геодинамическими режимами становления складчатой системы Полярного Урала, и время образования полосчатых гнейсо-гранитов в целом, на которые в свое время обратил внимание В. Н. Охотников [4], предполагая их палеозойский возраст.

Новые возрастные данные для гнейсо-гранитов Харбейского блока Харбейского антиклинория были получены для пород, расположенных в левом борту р. Лаптоюган и публикуются впервые (см. рис. 1 б, образец Вз 703). На макроуровне данные гнейсо-граниты на обозначенном участке различаются степенью меланократовости и текстурно-структурными особенностями. Наиболее меланократовые разности имеют гнейсовидную текстуру за счет ориентированного роста биотита и цепочечного вытянутого агрегата мелкозернистого клиноцоизита. Менее распространенными минералами являются роговая обманка и гранат альмандин-гроссулярового состава (табл. 3) с размерностью около 0,05 мм. Для пород также характерен алланит, кристаллизующийся в центральной части клиноцоизитового агрегата (см. рис. 5 ж). Гранит (образец Вз 703), из которого были отобраны цирконы для U/Pb датирования, отличается от ранее датированных гранитоидов других участков лейкократовостью (см. рис. 4 д), относительно высоким содержанием суммы редкоземельных элементов и хорошо выраженной европиевой аномалией (см. табл. 1; рис. 3 а), что предполагает присутствие значительного количества гранитного расплава. В нем проявился ярко выраженный катаклаз (или протоклаз?) в виде удлиненных остроугольных блоков с четко выраженными границами, сложенных кварц-полевошпатовым крупнозернистым агрегатом без каких-либо признаков деформаций. Обломки обтекаются мелкозернистым кварц-полевошпатовым, перекристаллизованным в синкинематических условиях агрегатом, сложенным удлиненными и ориентированными в одном направлении согласно деформационному давлению (или реоморфическому течению гранитного материала) зернами (см. рис. 5 з; и). Наличие участков в этой же породе с полигональными мелкими зернами полевых шпатов с явно выраженной структурой роста в посткинематическом состоянии свидетельствует о длительно текущем, многоэтапном процессе становления породы.

 

Таблица 3. Химический состав (масс. %) и кристаллохимические коэффициенты граната

Table 3. Chemical composition (wt. %) and crystallochemical coefficients of garnet

Обр. Вз 704
Компоненты	3-1 ц	3-2 к	5-1к	5-2 к	5-3ц	5-3к
SiO2	38,91	38,01	38,63	38,53	38,75	36,27
Al2O3	21,68	21,37	21,49	21,68	21,17	20,5
FeO*	16,97	18,02	16,78	17,94	11,93	18,25
MgO	0,52	0,45	0,0	0,59	0,0	0,48
CаO	19,96	18,04	20,06	17,74	25,94	17,45
MnO	3,46	4,12	3,54	4,37	2,39	4,48
сумма	101,5	100,1	100,5	100,85	100,18	97,46
Формульные коэффициенты
Si	3,0	2,99	3,0	3,0	2,88	2,94
Al	1,97	1,98	1,98	2,0	1,85	1,96
Fe3	0,03	0,04	0,0	0,0	0,38	0,16
Fe2	1,07	1,14	1,09	1,15	0,67	1,06
Mn	0,23	0,27	0,23	0,29	0,14	0,31
Mg	0,06	0,05	0,0	0,07	0,0	0,06
Са	1,65	1,52	1,68	1,48	2,07	1,52
Миналы
adr	0,01	0,01	0,0	0,0	0,0	0,0
grs	0,47	0,44	0,56	0,43	0,6	0,43
alm	0,25	0,26	0,28	0,27	0,16	0,29
sps	0,08	0,08	0,08	0,08	0,04	0,9
prp	0,15	0,13	0,15	0,15	0,14	0,13

 

Цирконы, отобранные из данного лейкократового гранита, имеют розовый цвет и хорошо ограненные кристаллы длиннопризматического габитуса с размерностью от 0,09 до 0,25 мм. На катодолюминесцентном изображении цирконов наблюдается концентрическая зональность (рис. 6 в). Конкордатное значение возраста, полученное методом лазерной абляции составляет 494±2,3 млн лет (табл. 4, рис. 6 г), практически совпадают с возрастами гранито-гнейсов евъюганского комплекса в Харбейском и Марункеуском блоках Харбейского антиклинория, исключая древние ядра с возрастом 1758±18–1080±17 млн лет [1, 5].

 

Таблица 4. Результаты U/Pb датирования цирконов, выделенных из образца гранита Вз 703

Table 4. Results of U/Pb dating of zircons extracted from granite sample Вз 703

Номер зерна	Изотопные отношения						Rho0.3	Возраст. млн лет				D. %
	207Pb 206Pb	± 1σ. %	207Pb 235U	± 1σ. %	206Pb 238U	± 1σ. %		206Pb 238U	± ١σ	207Pb 206Pb	± ١σ
1	0.0567	0.001	0.6071	0.0105	0.0778	0.0008	0.3	485	5	478	38	0
2	0.0574	0.001	0.6191	0.0112	00783	0.0009	0.3	486	5	508	40	1
3	0.056	0.0009	0.6054	0.0096	0.0785	0.0008	0.3	487	5	453	35	-1
4	0.0577	0.001	0.6255	0.0109	0.0787	0.0009	0.3	489	5	517	38	1
5	0.0568	0.0009	0.6160	0.0101	0.0787	0.0009	0.3	488	5	484	36	0
6	0.0558	0.0008	0.6049	0.0089	0.0787	0.0008	0.4	488	5	445	32	-1
7	0.0568	0.001	0.6178	0.0102	0.790	0.0009	0.3	490	5	483	37	0
8	0.0566	0.0009	0.6169	0.0096	0.0791	0.0009	0.3	491	5	476	34	-1
9	0.0584	0.0013	0.6375	0.0137	0.0793	0.0009	0.3	492	6	543	46	2
10	0.0568	0.0009	0.6196	0.0092	0.0793	0.0008	0.3	492	5	481	33	0
11	0.0572	0.001	0.6245	0.0109	0.0793	0.0009	0.3	492	5	497	38	0
12	0.0588	0.0011	0.6473	0.0119	0.800	0.0009	0.3	496	5	558	40	2
13	0.0584	0.0012	0.6427	0.0131	0.800	0.0009	0.3	496	5	543	44	2
14	0.0569	0.0012	0.6266	0.0126	0.0799	0.0009	0.3	496	5	488	44	0
15	0.0564	0.0009	0.6213	0.01	0.0800	0.0009	0.3	496	5	468	36	-1
16	0.0612	0.0012	0.6796	0.0136	0.806	0.0009	0.3	500	6	647	42	5
17	0.0573	0.0011	0.6331	0.0121	0.0802	0.0009	0.3	497	5	503	42	0
18	0.0575	0.0011	0.6361	0.0119	0.0803	0.0009	0.3	498	5	510	41	0
19	0.0588	0.0012	0.6530	0.0138	0.0807	0.0009	0.3	500	6	558	45	2
20	0.0582	0.0013	0.6461	0.0139	0.0807	0.0009	0.3	500	6	535	47	1
21	0.0576	0.0012	0.6395	0.0136	0.0806	0.0009	0.3	500	6	514	47	0
22	0.0559	0.0008	0.6205	0.0088	0.0806	0.0009	0.4	499	5	449	31	-2
23	0.0591	0.0014	0.6580	0.015	0.0809	0.001	0.3	502	6	569	49	2
24	0.0559	0.001	0.6241	0.0112	0.0810	0.0009	0.3	502	5	449	40	-2
25	0.0566	0.0008	0.6323	0.0088	0.0811	0.0009	0.4	503	5	475	31	-1
26	0.0573	0.0012	0.6401	0.0134	0.0812	0.0009	0.3	503	6	501	46	0
27	0.0552	0.0008	0.6156	0.0092	0.0810	0.0009	0.4	502	5	419	33	-3
28	0.0567	0.001	0.6344	0.0108	0.0813	0.0009	0.3	504	5	479	38	-1
29	0.0619	0.001	0.7193	0.0114	0.0844	0.0009	0.3	523	5	669	34	5
30	0.0574	0.0009	0.6640	0.107	0.0840	0.0009	0.3	520	5	520	35	-1
31	0.057	0.0008	0.6621	0.0097	0.0843	0.0009	0.3	522	5	522	33	-1
32	0.0585	0.0009	0.7591	0.0113	0.0942	0.001	0.4	580	6	580	32	-1
33	0.0801	0.0012	2.0114	0.0310	0.1823	0.002	0.3	1080	17	1080	30	4
34	0.1138	0.0024	4.9144	0.1021	0.3135	0.0037	0.3	1758	18	1758	37	3

 

Заключение

Новые возрастные данные для цирконов гнейсо-гранитов Харбейского блока Харбейского антиклинория (494±2,3 млн лет), а также калиевого полевого шпата и мусковита (соответственно 347±13,9 млн лет и 345±3,7 млн лет) согласуются с уже установленным геохронологическим интервалом и дополняют геологическую историю становления гранитов евъюганского комплекса в целом.

Ранее было установлено, что гнейсо-граниты Харбейского блока являются продуктами ультраметаморфизма, а субстратом гранитообразования послужили докембрийские амфиболиты и плагиогнейсы ханмехойской свиты. Об этом же свидетельствуют петрохимические, геохимические и минералогические данные, указывающие на их принадлежность апобазитовым гранитам I-типа.

Возраст гранитизации и время становления гнейсо-гранитов евъюганского комплекса Харбейского антиклинория на данный момент времени установить сложно, так как они имеют длительное полигенно-реоморфическое становление. Требуются дополнительные неединичные возрастные данные кристаллизации породообразующих минералов на всех этапах формирования гранитных тел. Учитывая последние полученные Sm/Nd методом палеозойские возраста породообразующих минералов гранитизированных амфиболитов ханмехойской свиты (являющихся субстратом для исследуемых гнейсо-гранитов) – граната, плагиоклаза и породы в целом (392±23 – 367±40 млн лет), также роговой обманки амфиболитов, продатированной ⁴⁰Ar/³⁹Ar методом (345,8±4,7 млн лет) [9], можно предположить, что полигенно-реоморфические гнейсо-граниты Харбейского блока Харбейского антиклинория образовались в результате ультраметаморфизма, являвшегося последовательной высшей стадией развития регионального метаморфизма в данном регионе, и окончательно сформировались в раннем карбоне в условиях коллизионных процессов, происходящих в Уральском орогене.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

Irina I. Golubeva

Institute of Geology named after academician N. P. Yushkin, Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: iigolybeva2@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9956-6271
Scopus Author ID: 35503292600

Candidate of Sciences (Geology and Mineralogy), Senior Researcher

Russian Federation, Syktyvkar

Alexey V. Travin

Institute of Geology and Mineralogy named after V. S. Sobolev of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State University

Email: travin@igm.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-5640-4560
Scopus Author ID: 7005725588

Doctor of Sciences (Geology and Mineralogy)

Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

Valentin B. Khubanov

Geological Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: khubanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5237-6614
Scopus Author ID: 6507227953

Candidate of Sciences (Geology and Mineralogy), Head of the laboratory of Geochronology and Environmental Geochemistry

Russian Federation, Ulan-Ude

Alexander S. Shuisky

Institute of Geology named after academician N. P. Yushkin, Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: self88@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6928-9354
Scopus Author ID: 5721240694

Junior Researcher

Russian Federation, Syktyvkar

References

Supplementary files