gtcrustГеодинамика и тектонофизикаGeodynamics & Tectonophysics2078-502XInstitute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch10.5800/GT-2022-13-4-0652gtcrust-1547Research ArticleПАЛЕОГЕОДИНАМИКАPALEOGEODYNAMICSВОЗРАСТ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ МИАСКИТ-ПЕГМАТИТОВ, КАРБОНАТИТОВ И Nb-Zr МИНЕРАЛИЗАЦИИ ИЛЬМЕНО-ВИШНЕВОГОРСКОГО ЩЕЛОЧНОГО КОМПЛЕКСА, ЮЖНЫЙ УРАЛ (U-Pb И Rb-Sr ИЗОТОПНЫЕ ДАННЫЕ)AGE AND GEODYNAMIC SETTINGS OF MIASKITE-PEGMATITES, CARBONATITES, AND Nb-Zr MINERALIZATION OF THE ILMENO-VISHNEVOGORSKY ALKALINE COMPLEX, SOUTH URAL (U-Pb AND Rb-Sr ISOTOPE DATA)НедосековаИ. Л.NedosekovaI. L.

620016, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

15 Academician Vonsovsky St, Ekaterinburg 620016

ЧервяковскийВ. С.ChervyakovskyV. S.

620016, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

15 Academician Vonsovsky St, Ekaterinburg 620016

ЧервяковскаяМ. В.ChervyakovskayaM. V.

620016, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

15 Academician Vonsovsky St, Ekaterinburg 620016

БулатовВ. А.BulatovV. A.

620016, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

15 Academician Vonsovsky St, Ekaterinburg 620016

Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАНРоссияZavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202212102022134652652Copyright © Недосекова И.Л., Червяковский В.С., Червяковская М.В., Булатов В.А., 20222022Недосекова И.Л., Червяковский В.С., Червяковская М.В., Булатов В.А.Nedosekova I.L., Chervyakovsky V.S., Chervyakovskaya M.V., Bulatov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1547

Ильмено-Вишневогорский миаскит-фенит-карбонатитовый комплекс (ИВК), расположенный в Уральской складчатой области, является представителем карбонатитовых комплексов «линейного типа», с которым связаны Nb-Zr месторождения. Рудный потенциал карбонатитовых комплексов «линейного типа», время и продолжительность рудообразующих процессов, геодинамическая обстановка их формирования остаются предметом дискуссий. С целью оценки возраста и продолжительности процессов рудообразования в ИВК проведено U-Pb-датирование циркона (метод LA-ICP-MS) из миаскит-пегматитов, а также Rb-Sr-датирование рудоносных (пирохлорсодержащих) разностей миаскит-пегматитов и карбонатитов (ID-TIMS по минералам и валу породы). U-Pb-датирование циркона миаскит-пегматитов ИВК показало пермский возраст (280±8 млн лет, P1 – возраст основной генерации циркона). Rb-Sr-минеральная изохрона для миаскит-пегматита с близким возрастом – 274±5 млн лет (Р1) – подтверждает результаты датирования миаскит-пегматитов U-Pb-методом. Rb-Sr-датирование пирохлоровых разностей карбонатитов (сёвитов II) показало возраст 250±3 млн лет (Т1). Результаты Rb-Sr- и U-Pb-датирования свидетельствуют о том, что процессы пегматито- и карбонатитообразования и связанного с ними Zr-Nb-рудообразования в ИВК происходили на поздне- и постколлизионной стадии развития Уральской складчатой области. На основании полученных данных предложена геодинамическая модель формирования ИВК.

The Ilmeno-Vishnevogorsky miaskite-phenite-carbonatite complex (IVС), located in the Urals folded region, is a representative of "linear type" carbonatite complexes, with which Nb-Zr deposits are associated. The ore potential of linear carbonatite complexes, the time and duration of ore-forming processes, and the geodynamic setting remain the subject of discussion. In order to estimate the age and duration of ore formation processes in the IVC, the U-Pb dating of zircon (LA-ICP-MS) from miaskite-pegmatites, as well as Rb-Sr dating of ore-bearing (pyrochlore-bearing) varieties of miaskite-pegmatites and carbonatites (ID-TIMS) were carried out. The U-Pb dating of zircon from the IVC miaskite-pegmatites showed the Permian age (280±8 Ma, P1 – age of the main zircon generation). The Rb-Sr-mineral isochron of miaskite-pegmatite showed a close age of 274±5 Ma (P1), confirming the results of U-Pb-dating of miaskite-pegmatites. The Rb-Sr dating of pyrochlore carbonatite varieties (sovites II) showed an age of 250±3 Ma (T1). The results of Rb-Sr- and U-Pb dating indicate that the processes of pegmatite- and carbonatite formation and the associated Zr-Nb ore formation in IVC occurred at the late collisional and postcollisional stage of development of the Ural folded region. Based on the data obtained, the geodynamic model for the IVC formation was proposed.

карбонатитымиаскит-пегматитыU-Pb и Rb-Sr-датированиеИльмено-Вишневогорский комплексУралсarbonatitesmiaskite-pegmatitesU-Pb and Rb-Sr datingIlmeno-Vishnegorsky complexthe UralsИсследования выполнены в рамках государственного задания ИГГ УрО РАН, тема № AAAA-А18-118052590028-9, с использованием оборудования ЦКП «Геоаналитик» ИГГ УрО РАН. Дооснащение и комплексное развитие ЦКП «Геоаналитик» ИГГ УрО РАН осуществляется при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (Соглашение № 075-15-2021-680). Авторы выражают благодарность Т.Б. Баяновой, А.Ю. Кисину, П.А. Серову, Б.В. Беляцкому и коллективу ФХМИ ИГГ УрО РАН за поддержку, консультации и помощь в проведении аналитических работ.The research was carried out within the framework of the State Assignment of the Institute of Geology, the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, theme AAAA-A18-118052590028-9, using the equipment of the Shared Research Facilities "Geoanalyst" of the Institute of Geology, the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. The retrofitting and integrated development of the Shared Research Facilities "Geoanalyst" of the Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences is financially supported by the grant from the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (Agreement 075-15-2021-680).ReferencesAbramov S.S., Rass I.T., Kononkova N.N., 2020. Fenites of the Miaskite–Carbonatite Complex in the Vishnevye Mountains, Southern Urals, Russia: Origin of the Metasomatic Zoning and Thermodynamic Simulations of the Processes. Petrology 28, 263–286. https://doi.org/10.1134/S0869591120030029.Abramov S.S., Rass I.T., Kononkova N.N., 2020. Fenites of the Miaskite–Carbonatite Complex in the Vishnevye Mountains, Southern Urals, Russia: Origin of the Metasomatic Zoning and Thermodynamic Simulations of the Processes. Petrology 28, 263–286. https://doi.org/10.1134/S0869591120030029.Attoh K., Corfu F., Nude P.M., 2007. U-Pb Zircon Age of Deformed Carbonatite and Alkaline Rocks in the Pan-African Dahomeyide Suture Zone, West Africa. Precambrian Research 155 (3–4), 251–260. http://doi.org/10.1016/j.precamres.2007.02.003.Attoh K., Corfu F., Nude P.M., 2007. U-Pb Zircon Age of Deformed Carbonatite and Alkaline Rocks in the Pan-African Dahomeyide Suture Zone, West Africa. Precambrian Research 155 (3–4), 251–260. http://doi.org/10.1016/j.precamres.2007.02.003.Belyatsky B.V., Lepekhina E.N., Antonov A.V., Rodionov N.V., Petrov O.V., Shevchenko S.S., Sergeev S.A., Nedosekova I.L., 2018. The Age of Nb Rare-Metal Mineralization of the Ilmeny–Vishnevogorsky Alkaline Complex (South Urals). Doklady Earth Sciences 481, 1079–1085. http://doi.org/10.1134/S1028334X18080251.Belyatsky B.V., Lepekhina E.N., Antonov A.V., Rodionov N.V., Petrov O.V., Shevchenko S.S., Sergeev S.A., Nedosekova I.L., 2018. The Age of Nb Rare-Metal Mineralization of the Ilmeny–Vishnevogorsky Alkaline Complex (South Urals). Doklady Earth Sciences 481, 1079–1085. http://doi.org/10.1134/S1028334X18080251.Burke K., Ashwal L.D., Webb S.J., 2003. New Way to Map Old Sutures Using Deformed Alkaline Rocks and Carbonatites. Geology 31 (5), 391–394. http://doi.org/10.1130/0091-7613(2003)031<0391:NWTMOS>2.0.CO;2.Burke K., Ashwal L.D., Webb S.J., 2003. New Way to Map Old Sutures Using Deformed Alkaline Rocks and Carbonatites. Geology 31 (5), 391–394. http://doi.org/10.1130/0091-7613(2003)031<0391:NWTMOS>2.0.CO;2.Burke K., Khan S., 2006. Geoinformatic Approach to Global Nepheline Syenite and Carbonatite Distribution: Testing a Wilson Cycle Model. Geosphere 2 (1), 53–60. http://doi.org/10.1130/GES00027.1.Burke K., Khan S., 2006. Geoinformatic Approach to Global Nepheline Syenite and Carbonatite Distribution: Testing a Wilson Cycle Model. Geosphere 2 (1), 53–60. http://doi.org/10.1130/GES00027.1.Чернышев И.В., Кононова В.А., Крамм У., Грауэрт Б. Изотопная геохронология щелочных пород Урала в свете данных уран-свинцового метода по цирконам // Геохимия. 1987. № 3. С. 323–338.Chernyshev I.V., Kononova V.A., Kramm U., Grauert B., 1987. Isotope Geochronology of the Alkaline Rocks in the Urals Acquired by U-Pb Method from Zircons. Geochemistry 3, 323–338 (in Russian)Иванов К.С. О природе карбонатитов Урала // Литосфера. 2011. № 1. С. 20–33.Ivanov K.S., 2011. The Nature of the Ural Carbonatites. Lithosphere 1, 20–33 (in Russian)Кононова В.А., Донцова Е.И., Кузнецова Л.Д. Изотопный состав кислорода и стронция Ильмено-Вишневогорского щелочного комплекса и вопросы генезиса миаскитов // Геохимия. 1979. № 12. С. 1784–1795.Kononova V.A., Dontsova E.I., Kuznetsova L.D., 1979. Isotope Composition of Oxygen and Strontium of the Ilmen-Vishnevogorsky Alkaline Complex and Genesis of Miaskites. Geochemistry 12, 1784–1795 (in Russian)Kramm U., Blaxland A.B., Kononova V.A., Grauert B., 1983. Origin of the Ilmenogorsk-Vishnevogorsk Nepheline Syenites, Urals, USSR, and Their Time of Emplasement during the History of the Ural Fold Belt: A Rb-Sr Study. The Journal of Geology 91 (4), 427–435. https://doi.org/10.1086/628788.Kramm U., Blaxland A.B., Kononova V.A., Grauert B., 1983. Origin of the Ilmenogorsk-Vishnevogorsk Nepheline Syenites, Urals, USSR, and Their Time of Emplasement during the History of the Ural Fold Belt: A Rb-Sr Study. The Journal of Geology 91 (4), 427–435. https://doi.org/10.1086/628788.Крамм У., Чернышев И.В., Грауэрт Б., Кононова В.А., Брёкер В. Типология и U-Pb систематика цирконов: изучение цирконов в нефелиновых сиенитах Ильменских гор, Урал // Петрология. 1993. Т. 1. № 5. С. 536–549.Kramm U., Chernyshev I.V., Grauert B., Kononova V.A., Broker V., 1993. The U-Pb Systematics of Zircons: Study of Zircons in Nepheline Syenites of the Ilmen Mountains, the Urals. Petrology 1 (5), 536–549 (in Russian)Krasnobaev A.A., Rusin A.I., Busharina S.V., Lepekhina E.N., Medvedeva E.V., 2010а. Character of Zircon Distribution on Amphibole Miaskite of the Ilmenogorsk Massif (Southern Urals). Doklady Earth Sciences 430, 76–79. https://doi.org/10.1134/S1028334X10010174.Krasnobaev A.A., Rusin A.I., Busharina S.V., Lepekhina E.N., Medvedeva E.V., 2010а. Character of Zircon Distribution on Amphibole Miaskite of the Ilmenogorsk Massif (Southern Urals). Doklady Earth Sciences 430, 76–79. https://doi.org/10.1134/S1028334X10010174.Krasnobaev A.A., Rusin A.I., Valizer P.M., Busharina S.V., 2010b. Zirconology of Calcite Carbonatite of the Vishnevogorsk Massif, Southern Urals. Doklady Earth Sciences 431, 390–393. https://doi.org/10.1134/S1028334X10030268.Krasnobaev A.A., Rusin A.I., Valizer P.M., Busharina S.V., 2010b. Zirconology of Calcite Carbonatite of the Vishnevogorsk Massif, Southern Urals. Doklady Earth Sciences 431, 390–393. https://doi.org/10.1134/S1028334X10030268.Krasnobaev A.A., Valizer P.M., Anfilogov V.N., Nemov A.B., Busharina S.V., 2014. Zirconology of Pegmatites of the Ilmeny Mountains. Doklady Earth Sciences 457, 960–964. https://doi.org/10.1134/S1028334X14080066.Krasnobaev A.A., Valizer P.M., Anfilogov V.N., Nemov A.B., Busharina S.V., 2014. Zirconology of Pegmatites of the Ilmeny Mountains. Doklady Earth Sciences 457, 960–964. https://doi.org/10.1134/S1028334X14080066.Krasnobaev A.A., Valizer P.M., Busharina S.V., Medvedeva E.V., 2016. Zirconology of Miaskites of the Ilmeny Mountains, South Ural. Geochemistry International 54, 765–780. https://doi.org/10.1134/S0016702916070041.Krasnobaev A.A., Valizer P.M., Busharina S.V., Medvedeva E.V., 2016. Zirconology of Miaskites of the Ilmeny Mountains, South Ural. Geochemistry International 54, 765–780. https://doi.org/10.1134/S0016702916070041.Левин В.Я., Роненсон Б.М., Самков В.С, Левина И.А., Сергеев Н.С., Киселев А.П. Щелочно-карбонатитовые комплексы Урала. Екатеринбург: Изд-во Уралгеолком, 1997. 270 c.Levin V.Ya., Ronenson B.M., Samkov V.S., Levina I.A., Sergeev N.S., Kiselev A.P., 1997. Alkaline-Carbonatite Complexes of the Urals. Uralgeolkom Publishing House, Ekaterinburg, 270 p. (in Russian)Mitchell R.H., 2005. Carbonatites and Carbonatites and Carbonatites. The Canadian Mineralogist 43 (6), 2049–2068. http://doi.org/10.2113/gscanmin.43.6.2049.Mitchell R.H., 2005. Carbonatites and Carbonatites and Carbonatites. The Canadian Mineralogist 43 (6), 2049–2068. http://doi.org/10.2113/gscanmin.43.6.2049.Недосекова И.Л., Белоусова. Е.А., Беляцкий Б.В. U-Pb-возраст и Lu-Hf изотопные системы цирконов Ильмено-Вишневогорского щелочно-карбонатитового комплекса, Ю. Урал // Литосфера. 2014. № 5. С. 19–32.Nedosekova I.L., Belousova E.A., Belyatskiy B.V., 2014. The U-Pb Age and Lu-Hf Isotope Systems of Zircons from the Ilmen-Vishnevogorskiy Alkaline-Carbonatite Complex, the Southern Urals. Lithosphere 5, 19–32 (in Russian)Nedosekova I.L., Belousova E.A., Sharygin V.V., Belyatsky B.V., Baynova T.B., 2013. Origin and Evolution of the Il’meny-Vishnevogorsky Carbonatites (Urals, Russia): Insights from Trace-Elements Compositions, Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb and Lu-Hf Isotope Data. Mineralogy and Petrology 107, 101–123. https://doi.org/10.1007/s00710-012-0223-9.Nedosekova I.L., Belousova E.A., Sharygin V.V., Belyatsky B.V., Baynova T.B., 2013. Origin and Evolution of the Il’meny-Vishnevogorsky Carbonatites (Urals, Russia): Insights from Trace-Elements Compositions, Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb and Lu-Hf Isotope Data. Mineralogy and Petrology 107, 101–123. https://doi.org/10.1007/s00710-012-0223-9.Nedosekova I.L., Belyatsky B.V., 2012. Age and Substance Sources of the Ilmeno–Vishnevogorsky Alkaline Complex (South Urals): Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb, and Lu-Hf Isotope Data. Doklady Earth Sciences 446, 1071–1076. https://doi.org/10.1134/S1028334X12090061.Nedosekova I.L., Belyatsky B.V., 2012. Age and Substance Sources of the Ilmeno–Vishnevogorsky Alkaline Complex (South Urals): Rb-Sr, Sm-Nd, U-Pb, and Lu-Hf Isotope Data. Doklady Earth Sciences 446, 1071–1076. https://doi.org/10.1134/S1028334X12090061.Nedosekova I.L., Belyatsky B.V., Belousova E.A., 2016. Trace Elements and Hf Isotope Composition as Indicators of Zircon Genesis in the Evolution of the Alkaline-Carbonatite Magmatic System (Ilmeno-Vishnevogorsky Complex, Urals, Russia). Russian Geology and Geophysics 57 (6), 891–906. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2015.09.021.Nedosekova I.L., Belyatsky B.V., Belousova E.A., 2016. Trace Elements and Hf Isotope Composition as Indicators of Zircon Genesis in the Evolution of the Alkaline-Carbonatite Magmatic System (Ilmeno-Vishnevogorsky Complex, Urals, Russia). Russian Geology and Geophysics 57 (6), 891–906. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2015.09.021.Недосекова И.Л., Коротеев В.А., Баянова Т.Б., Серов П.А., Попова В.И., Червяковская М.В. О возрасте пирохлоровых карбонатитов Ильмено-Вишневогорского щелочного комплекса, Ю. Урал (по данным Sm-Nd и Rb-Sr изотопных методов) // Литосфера. 2020. Т. 20. № 4. C. 486–498. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-4-486-498.Nedosekova I.L., Koroteev V.A., Bayanova T.B., Serov P.A., Popova V.I., Chervyakovskaya M.V., 2020. On the Age of Pyrochlore Carbonatites from the Ilmeno-Vishnevogorsky Alkaline Complex, the Southern Urals (Insights from Rb-Sr and Sm-Nd Isotopic Data). Lithosphere 20 (4), 486–498 (in Russian) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2020-20-4-486-498.Nedosekova I.L., Vladykin N.V., Pribavkin S.V., Bayanova T.B., 2009. The Il’mensky-Vishnevogorsky Miaskite-Carbonatite Complex, the Urals, Russia: Origin, Ore Resource Potential, and Sources. Geology of Ore Deposits 51, 139. https://doi.org/10.1134/S1075701509020056.Nedosekova I.L., Vladykin N.V., Pribavkin S.V., Bayanova T.B., 2009. The Il’mensky-Vishnevogorsky Miaskite-Carbonatite Complex, the Urals, Russia: Origin, Ore Resource Potential, and Sources. Geology of Ore Deposits 51, 139. https://doi.org/10.1134/S1075701509020056.Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 280 с.Puchkov V.N., 2010. Geology of the Urals and Cis-Urals (Topical Issues of Stratigraphy, Tectonics, Geodynamics and Metallogeny). DizaynPoligrafServis, Ufa, 280 p. (in Russian)Rass I.T., Abramov S.S., Utenkov V.A., Kozlovskii V.M., Korpechkov D.I., 2006. Role of Fluid in the Genesis of Carbonatites and Alkaline Rocks: Geochemical Evidence. Geochemistry International 44, 636–655. https://doi.org/10.1134/S0016702906070020.Rass I.T., Abramov S.S., Utenkov V.A., Kozlovskii V.M., Korpechkov D.I., 2006. Role of Fluid in the Genesis of Carbonatites and Alkaline Rocks: Geochemical Evidence. Geochemistry International 44, 636–655. https://doi.org/10.1134/S0016702906070020.Роненсон Б.М. Происхождение миаскитов и связь с ними редкометалльного оруденения // Геология месторождений редких элементов. М.: Недра, 1966. 176 с.Ronenson B.M., 1966. Origin of Miaskites and Relationship to Rare-Metal Mineralization. Geology of Rare-Element Deposits. Nedra, Moscow, 176 p. (in Russian)Русин А.И., Краснобаев А.А., Вализер П.М. Геология Ильменских гор // Геология и минералогия Ильменогорского комплекса: ситуация и проблемы / Ред. Е.П. Макагонов. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2006. С. 3–20.Rusin A.I., Krasnobaev A.A., Valizer P.M., 2006. Geology of the Ilmen Mountains. In: Е.P. Makagonov (Ed.), Geology and Mineralogy of the Ilmenogorsky Complex: Situation and Problems. ISR UB RAS, Miass, p. 3–20 (in Russian)Valentin E., Botelho N.F., Dantas E.L., 2020. Monte Santo Suite, an Example of Ediacaran-Cambrian Deformed Alkaline Rocks in the Araguaia Belt, Central Brazil. Implications for Western Gondwana Evolution. Lithos 366, 105552. http://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105552.Valentin E., Botelho N.F., Dantas E.L., 2020. Monte Santo Suite, an Example of Ediacaran-Cambrian Deformed Alkaline Rocks in the Araguaia Belt, Central Brazil. Implications for Western Gondwana Evolution. Lithos 366, 105552. http://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105552.Зайцева М.В., Пупышев А.А., Щапова Ю.В., Вотяков С.Л. U-Pb датирование цирконов с помощью квадрупольного масс-спектрометра с индуктивносвязанной плазмой NexION 300S и приставки для лазерной абляции NWR 213 // Аналитика и контроль. 2016. Т. 20. № 4. C. 294–306. http://doi.org/10.15826/analitika.2016.20.4.006.Zaitceva M.V., Pupyshev A.A., Shchapova J.V., Votyakov S.L., 2016. Dating of Zircons Using NexION 300S Quadrupole Mass Spectrometer with Inductively Coupled Plasma and NWR 213 Attachment for Laser Ablation. Analytics and Control 20 (4), 294–306 (in Russian) http://doi.org/10.15826/analitika.2016.20.4.006.Золоев К.К., Левин В.Я., Мормиль С.И., Шардакова Г.Ю. Минерагения и месторождения редких металлов, молибдена, вольфрама Урала. Екатеринбург: Уральская геолого-съемочная экспедиция, 2004. 336 с.Zoloev K.R., Levin V.Ya., Mormil S.I., Shardakova G.Yu., 2004. Mineral Genesis and Deposits of Rare Metals, Molybdenum and Tungsten of the Urals. Ural Geological Survey Expedition, Ekaterinburg, 336 p. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.