LA-ICP-MS ТРЕКОВОЕ ДАТИРОВАНИЕ АПАТИТА ИЗ ИНТРУЗИВНЫХ ТЕЛ СИБИРСКОЙ ТРАППОВОЙ ПРОВИНЦИИ: МЕТОД, ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ

В статье представлены результаты трекового анализа апатита, впервые выполненного в Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН с использованием метода масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой и лазерной абляцией (LA-ICP-MS, Геологический институт им. Н.Л. Добрецова Сибирского отделения РАН) для двух интрузивных тел Сибирской пермско-триасовой трапповой провинции: щелочно-ультраосновного плутона Маган (две пробы) и Контайской интрузии (одна проба). Полученный трековый возраст составляет 217.6±18.6 и 238.8±35.8 млн лет – для интрузии Маган и 150.0±23.0 млн лет (2σ) для Контайской интрузии и маркирует время, прошедшее с момента их остывания ниже 120 °С. Распределение длин треков в зернах апатита из исследованных образцов свидетельствует об их быстром остывании до приповерхностных температур. Приводится подробное описание используемой методики, а также показано, что результаты трекового анализа, выполненного по принципу «образец-в-образец» классическим методом внешнего детектора и методом LA-ICP-MS в модификации зета-калибровки, совпадают в пределах погрешности метода.

1. Ansberque C., Chew D., Drost K., 2021. Apatite Fission-Track Dating by LA-Q-ICP-MS Imaging. Chemical Geology 560, 119977. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2020.119977.

2. Bagdasaryan T.E., Thomson S.N., Latyshev A.V., Veselovskiy R.V., Zaitsev V.A., Marfin A.E., Zakharov V.S., Yudin D.S., 2022. Thermal History of the Siberian Traps Large Igneous Province Revealed by New Thermochronology Data from Intrusions. Tectonophysics 836, 229385. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229385.

3. Carlson W.D., Donelick R.A., Ketcham R.A., 1999. Variability of Apatite Fission-Track Annealing Kinetics: I. Experimental Results. American Mineralogist 84, 1213–1223. https://doi.org/10.2138/am-1999-0901.

4. Chew D.M., Babechuk M.G., Cogné N., Mark C., O’Sullivan G.J., Henrichs I.A., Doepke D., McKenna C.A., 2016. (LA,Q)-ICPMS Trace-Element Analyses of Durango and McClure Mountain Apatite and Implications for Making Natural LA-ICPMS Mineral Standards. Chemical Geology 435, 35–48. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2016.03.028.

5. Chew D.M., Donelick R.A., 2012. Combined Apatite Fission Track and U-Pb Dating by LA-ICP-MS and Its Application in Apatite Provenance Analysis. Mineralogical Association of Canada Short Course 42, 219–247.

6. Cogné N., Chew D.M., Donelick R.A., Ansberque C., 2020. LAICP-MS Apatite Fission Track Dating: A Practical Zeta-Based Approach. Chemical Geology 531, 119302. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2019.119302.

7. Donelick R.A., O’Sullivan P., Ketcham R.A., 2005. Apatite Fission-Track Analysis. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 58 (1), 49–94. https://doi.org/10.2138/rmg.2005.58.3.

8. Дучков А.Д., Соколова Л.С., Аюнов Д.Е. Электронный геотермический атлас Сибири и Дальнего Востока // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология: Материалы международной научной конференции. Новосибирск: СГУГиТ, 2013. Т. 3. С. 153–157].

9. Егоров Л.С. Ийолит-карбонатитовый плутонизм. Л.: Недра, 1991. 260 с.

10. Fernie N., Glorie S., Jessell M.W., Collins A.S., 2018. Thermochronological Insights into Reactivation of a Continental Shear Zone in Response to Equatorial Atlantic Rifting (Northern Ghana). Scientific Reports 8, 16619. https://doi.org/10.1038/s41598-018-34769-x.

11. Gallagher K., 2012. Transdimensional Inverse Thermal History Modeling for Quantitative Thermochronology. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 117 (B2). https://doi.org/10.1029/2011JB008825.

12. Gallagher K., Brown R., Johnson C., 1998. Fission Track Analysis and Its Application to Geological Problems. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 26, 519–572. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.26.1.519.

13. Gleadow A.J.W., Duddy I.R., 1981. A Natural Long-Term Track Annealing Experiment for Apatite. Nuclear Tracks 5 (1–2), 169–174. https://doi.org/10.1016/0191-278X(81)90039-1.

14. Gleadow A., Kohn B., Seiler C., 2019. The Future of Fission-Track Thermochronology. In: M. Malusà, P. Fitzgerald (Eds), Fission-Track Thermochronology and Its Application to Geology. Springer, Cham, p. 77–92. https://doi.org/10.1007/978-3-319-89421-8_4.

15. Glorie S., Alexandrov I., Nixon A., Jepson G., Gillespie J., Jahn B.M., 2017. Thermal and Exhumation History of Sakhalin Island (Russia) Constrained by Apatite U-Pb and Fission Track Thermochronology. Journal of Asian Earth Sciences 143, 326–342. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2017.05.011.

16. Griffin W.L., Powell W.J., Pearson N.J., O’Reilly S.Y., 2008. GLITTER: Data Reduction Software for Laser Ablation ICPMS. In: P.J. Sylvester (Ed.), Laser Ablation-ICP-MS in the Earth Sciences: Current Practices and Outstanding Issues. Mineralogical Association of Canada Short Course Series. Vol. 40. Vancouver, p. 308–311.

17. Hasebe N., Barbarand J., Jarvis K., Carter A., Hurford A.J., 2004. Apatite Fission-Track Chronometry Using Laser Ablation ICP-MS. Chemical Geology 207 (3–4), 135–145. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2004.01.007.

18. Hasebe N., Carter A., Hurford A., Arai S., 2009. The Effect of Chemical Etching on LA-ICP-MS Analysis in Determining Uranium Concentration for Fission-Track Chronometry. Geological Society of London, Special Publications 324, 37–46. https://doi.org/10.1144/SP324.3.

19. Hasebe N., Tamura A., Arai S., 2013. Zeta Equivalent Fission-Track Dating Using LA-ICP-MS and Examples with Simultaneous U-Pb Dating. Island Arc 22 (3), 280–291. https://doi.org/10.1111/iar.12040.

20. Hurford A.J., Green P.F., 1983. The Zeta Age Calibration of Fission-Track Dating. Chemical Geology 41, 285–317. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(83)80026-6.

21. Ketcham R.А., 2005. Forward and Inverse Modeling of Low-Temperature Thermochronometry Data. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 58 (1), 275–314. https://doi.org/10.2138/rmg.2005.58.11.

22. Ketcham R.A., Carter A., Donelick R.A., Barbarand J., Hurford A.J., 2007. Improved Modeling of Fission-Track Annealing in Apatite. American Mineralogist 92 (5–6), 799–810. https://doi.org/10.2138/am.2007.2281.

23. Ketcham R.A., Donelick R.A., Carlson W.D., 1999. Variability of Apatite Fission-Track Annealing Kinetics: III. Extrapolation to Geological Time Scales. American Mineralogist 84 (9), 1235–1255. https://doi.org/10.2138/am-1999-0903.

24. Malusà M.G., Fitzgerald P.G. (Eds), 2019. Fission-Track Thermochronology and Its Application to Geology. Springer, Cham, 393 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-89421-8.

25. McDowell F.W., McIntosh W.C., Farley K.A., 2005. A Precise 40Ar-39Ar Reference Age for the Durango Apatite (U-Th)/He and Fission-Track Dating Standard. Chemical Geology 214 (3–4), 249–263. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2004.10.002.

26. Norris C.A., Danyushevsky L., Olin P., West N.R., 2021. Elimination of Aliasing in LA-ICP-MS by Alignment of Laser and Mass Spectrometer. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 36, 733–739.

27. Paton C., Hellstrom J., Paul B., Woodhead J., Hergt J., 2011. Iolite: Freeware for the Visualisation and Processing of Mass Spectrometric Data. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 26, 2508–2518. https://doi.org/10.1039/C1JA10172B.

28. Rahn M., Seward D., 2000. How Many Track Lengths Do We Need? OnTrack (The Newsletter of the International Fission-Track Community) 10 (20), 12–15.

29. Schaen A.J., Jicha B.R., Hodges K.V., Vermeesch P., Stelten M.E., Mercer C.M., Phillips D., Rivera T.A. et al., 2021. Interpreting and Reporting 40Ar/39Ar Geochronologic Data. GSA Bulletin 133 (3–4), 461–487. https://doi.org/10.1130/B35560.1.

30. Соловьев А.В. Изучение тектонических процессов в областях конвергенции литосферных плит: методы трекового и структурного анализа. М.: Наука, 2008. 319 с.

31. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Серия Анабаро-Вилюйская. Масштаб 1:1000000. Лист R-48 (Хатанга): Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2015. 398 с.

32. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Серия Норильская. Масштаб 1:1000000. Лист R-47 (Хета): Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2018. 464 с.

33. Van Achterbergh E., Ryan C.G., Jackson S.E., Griffin W.L., 2001. Data Reduction Software for LA-ICP-MS. In: P.J. Sylvester (Ed.), Laser-Ablation-ICPMS in the Earth Sciences – Principles and Applications. Vol. 29. Mineralogical Association of Canada Short Course Series, p. 239–243.

34. Vermeesch P., 2018. IsoplotR: A Free and Open Toolbox for Geochronology. Geoscience Frontiers 9 (5), 1479–1493. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.04.001.

35. Vermeesch P., Tian Y., 2014. Thermal History Modelling: HeFTy vs. QTQt. Earth-Science Reviews 139, 279–290. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2014.09.010.

36. Веселовский Р.В., Дубиня Н.В., Пономарёв А.В., Фокин И.В., Патонин А.В., Пасенко А.М., Фетисова А.М., Матвеев М.А., Афиногенова Н.А., Рудько Д.В., Чистякова А.В. Центр коллективного пользования Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН «Петрофизика, геомеханика и палеомагнетизм» // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13. № 2. 0579. https://doi.org/10.5800/GT-2022-13-2-0579.

37. Wagner G., 1978. Archaeological Applications of Fission Track Dating. Nuclear Track Detection 2(1), 51–63. https://doi.org/10.1016/0145-224X(78)90005-4.

38. Yamada R., Tagami T., Nishimura S., Ito H., 1995. Annealing Kinetics of Fission Tracks in Zircon: an Experimental Study. Chemical Geology 122 (1–4), 249–258. https://doi.org/10.1016/0009-2541(95)00006-8.

39. Zaitsev V.A., Elizarov D.V., Bychkova Ya.V., Senin V.G., Bayanova T.B., 2018. First Data on the Geochemistry and Age of the Kontay Intrusion in Polar Siberia. Geochemistry International, 56, 211–225. https://doi.org/10.1134/S0016702918030102.