ВОЗРАСТ И ИСТОЧНИКИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНО-ФЛЮОРИТОВЫХ ПРОЯВЛЕНИЙ ЮЖНОЕ И УЛАН-УДЭНСКОЕ, СВЯЗАННЫХ С КАРБОНАТИТОВЫМ МАГМАТИЗМОМ (ЗАПАДНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ, РОССИЯ)
https://doi.org/10.5800/GT-2023-14-6-0728
Аннотация
В статье представлены новые данные о возрасте и изотопные (Sr, Nd) характеристики для редкоземельно-флюоритовых проявлений Южное и Улан-Удэнское, парагенетически связанных с щелочным карбонатитовым магматизмом. Возрастные оценки флюоритсодержащих пород были получены U-Th-Pb (LA-ICP-MS) методом по бастнезитам и составляют 130.2±1.1 и 136.6±1.9 млн лет для Южного и Улан-Удэнского проявлений соответственно. Значения ƐNd(T) для бастнезита проявления Южное варьируются в диапазоне от –7.41 до –6.08. Для бастнезитов проявления Улан-Удэнского установлены значения ƐNd(T) от –4.28 до –2.67. Карбонатиты проявления Южное характеризуются 87Sr/86Sr(I) в диапазоне от 0.705883 до 0.706011, а в бастнезит-флюоритовых породах Улан-Удэнского проявления значения 87Sr/86Sr(I) составляют 0.70683–0.70687. Полученные возрастные оценки согласуются с опубликованными геохронологическими данными по щелочному карбонатитовому магматизму Центрально-Азиатского складчатого пояса, связанному с позднемезозойской внутриплитной рифтогенной магматической активностью. Изотопные Sr-Nd характеристики бастнезита, а также карбонатитов проявления Южное и бастнезит-флюоритовых пород проявления Улан-Удэнское свидетельствуют в пользу генерации их источников из обогащенной литосферной мантии.
Ключевые слова
Об авторах
А. А. РединаРоссия
630090, Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3
А. Г. Дорошкевич
Россия
630090, Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3; 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а, Республика Бурятия; 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1
И. Р. Прокопьев
Россия
630090, Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3; 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1
И. А. Избродин
Россия
630090, Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3; 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а, Республика Бурятия
Ю. Ян
Китай
100029, Пекин
Список литературы
1. Anenburg M., Broom-Fendley S., Chen W., 2021. Formation of Rare Earth Deposits in Carbonatites. Elements 17 (5), 327–332. https://doi.org/10.2138/gselements.17.5.327.
2. Baatar M., Ochir G., Kynicky J., Iizumi S., Comin-Chiaramonti P., 2013. Some Notes on the Lugiin Gol, Mushgai Khudag and Bayan Khoshuu Alkaline Complexes, Southern Mongolia. International Journal of Geosciences 4 (8), 1200–1214. https://doi.org/10.4236/ijg.2013.48114.
3. Bailey D.K., 1983. The Chemical and Thermal Evolution of Rifts. Tectonophysics 94, 585–597. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-42198-2.50037-7.
4. Berger V.I., Singer D.A., Orris G.J., 2009. Carbonatites of the World, Explored Deposits of Nb and REE-Database and Grade and Tonnage Models. U.S. Geological Survey Open-File Report 2009-1139, 17 p.
5. Bouvier A., Vervoort J.D., Patchett P.J., 2008. The Lu-Hf and Sm-Nd Isotopic Composition of CHUR: Constraints from Unequilibrated Chondrites and Implications for the Bulk Composition of Terrestrial Planets. Earth and Planetary Science Letters 273 (1–2), 48–57. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.06.010.
6. Булнаев К.Б. Флюоритовые месторождения Западного Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1976. 128 с.
7. Булнаев К.Б. Позднемезозойские вулканиты и флюоритовые месторождения Забайкалья и Монголии: возрастные и генетические соотношения // Тихоокеанская геология. 2003. Т. 22. № 5. С. 103–110
8. Bulnaev K.B., 2006. Fluorine-Beryllium Deposits of the Vitim Highland (Western Transbaikalia Region): Mineral Types, Localization Conditions, Magmatism, and Age. Geology of Ore Deposits 48, 277–289. https://doi.org/10.1134/S1075701506040039.
9. Cangelosi D., Broom-Fendley S., Banks D., Morgan D., Yardley B., 2020. Light Rare Earth Element Redistribution during Hydrothermal Alteration at the Okorusu Carbonatite Complex, Namibia. Mineralogical Magazine 84, 49–64. https://doi.org/10.1180/mgm.2019.54.
10. Chakhmouradian A.R., Wall F., 2012. Rare Earth Elements: Minerals, Mines, Magnets (and More). Elements 8 (5), 333–340. https://doi.org/10.2113/gselements.8.5.333.
11. Chalot-Prat F., Tikhomirov P., Saintot A., 2007. Late Devonian and Triassic Basalts from the Southern Continental Margin of the East European Platform, Tracers of a Single Heterogeneous Lithospheric Mantle Source. Journal of Earth System Science 116, 469–495. https://doi.org/10.1007/s12040-007-0045-z.
12. Chikanda F., Tsubasa O., Ohtomo Y., Ito A., Yokoyama T.D., Sato T., 2019. Magmatic-Hydrothermal Processes Associated with Rare Earth Element Enrichment in the Kangankunde Carbonatite Complex, Malawi. Minerals 9 (7), 442. https://doi.org/10.3390/min9070442.
13. Dhote P., Bhan U., Verma D., 2021. Genetic Model of Carbonatite Hosted Rare Earth Elements Mineralization from Ambadongar Carbonatite Complex, Deccan Volcanic Province, India. Ore Geology Reviews 135, 104215. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2021.104215.
14. Dobretsov N.L., Borisenko A.S., Izokh A.E., Zhmodik S.M., 2010. A Thermochemical Model of Eurasian Permo-Triassic Mantle Plumes as a Basis for Prediction and Exploration for Cu-Ni-Pge and Rare-Metal Ore Deposits. Russian Geology and Geophysics 51 (9), 903–924. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2010.08.002.
15. Дорошкевич А.Г. Петрология карбонатитовых и карбонатсодержащих щелочных комплексов Западного Забайкалья: Дис. … докт. геол.-мин. наук. Улан-Удэ, 2013. 352 c.
16. Doroshkevich A.G., Ripp G.S., Moore K.R., 2010. Genesis of the Khaluta Alkaline-Basic Ba-Sr Carbonatite Complex (West Transbaikala. Russia). Mineralogy and Petrology 98, 245–268. https://doi.org/10.1007/s00710-009-0063-4.
17. Doroshkevich A.G., Ripp G.S., Viladkar S.G., Vladykin N.V., 2008. The Arshan REE Carbonatites, Southwestern Transbaikalia, Russia: Mineralogy, Paragenesis and Evolution. The Canadian Mineralogist 46 (4), 807–823. https://doi.org/10.3749/canmin.46.4.807.
18. Doroshkevich A.G., Ripp G.S., Vladykin N.V., Savatenkov V.M., 2011. Sources of the Late Riphean Carbonatite Magmatism of Northern Transbaikalia: Geochemical and Isotope-Geochemical Data. Geochemistry International 49, 1195–1207. https://doi.org/10.1134/S0016702911100028.
19. Dubois J.C., Retali G., Cesario J., 1992. Isotopic Analysis of Rare Earth Elements by Total Vaporization of Samples in Thermal Ionization Mass Spectrometry. International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes 120 (3), 163–177. https://doi.org/10.1016/0168-1176(92)85046-3.
20. Fan H.-R., Yang K.-F., Hu F.-F., Liu S., Wang K.-Y., 2016. The Giant Bayan Obo REE-Nb-Fe Deposit China: Controversy and Ore Genesis. Geoscience Frontiers 7 (3), 335–344. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2015.11.005.
21. Goldstein S.J., Jacobsen S.B., 1988. Nd and Sr Isotopic Systematics of River Water Suspended Material Implications for Crystal Evolution. Earth and Planetary Science Letters 87 (3), 249–265. https://doi.org/10.1016/0012-821X(88)90013-1.
22. Isnard H., Brennetot R., Caussignac C., Caussignac N., Chartier F., 2005. Investigations for Determination of Gd and Sm Isotopic Compositions in Spent Nuclear Fuels Samples by MC ICPMS. International Journal of Mass Spectrometry 246 (1–3), 66-73. https://doi.org/10.1016/j.ijms.2005.08.008.
23. Izbrodin I.A., Ripp G.S., Doroshkevich A.G., Sergeev S.A., Matukov D.I., Posokhov V.F., 2010. The Age of Metamorphism of Sillimanite-Bearing Schists at the Kyakhtinskoe Deposit (Southwestern Transbaikalia). Russian Geology and Geophysics 51 (2), 186–189. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2009.12.015.
24. Kosals Ya.A., Dmitriyeva A.N., 1973. Sequences and Temperatures in Formation of the Buluktay Molybdenum-Tungsten Deposit (Southwestern Transbaykal). International Geology Review 15 (1), 25–30. https://doi.org/10.1080/00206817309475849.
25. Kozlov E., Fomina E., Sidorov M., Shilovskikh V., Bocharov V., Chernyavsky A., Huber M., 2020. The Petyayan-Vara Carbonatite-Hosted Rare Earth Deposit (Vuoriyarvi, NW Russia): Mineralogy and Geochemistry. Minerals 10 (1), 73. https://doi.org/10.3390/min10010073.
26. Куприянова И.И., Шпанов Е.П., Гальченко В.И. Ермаковское флюорит-бериллиевое месторождение (Западное Забайкалье, Россия). М.: ВИМС, 2009. 308 с.
27. Lastochkin E.I., Ripp G.S., Tsydenova D.S., Posokhov V.F., Murzintseva A.E., 2021. Epithermal Fluorite Deposits in Transbaikalia (Geochemical Features, Sources of Matter and Fluids, and Genesis). Russian Geology and Geophysics 62 (4), 415–426. https://doi.org/10.2113/RGG20194128.
28. Mazukabzov A.M., Gladkochub D.P., Donskaya T.V., Sklyarov E.V., Ripp G.S., Izbrodin I.A., Tao V., Zeng L., 2011. The Selenga Metamorphic Core Complex (Western Transbaikalian Region). Doklady Earth Sciences 440, 1212–1215. https://doi.org/10.1134/S1028334X11090066.
29. Nassar N.T., Du X., Graedel T.E., 2015. Criticality of the Rare Earth Elements. Journal of Industrial Ecology 19 (6), 1044–1054. https://doi.org/10.1111/jiec.12237.
30. Ngwenya B.T., 1994. Hydrothermal Rare Earth Mineralisation in Carbonatites of the Tundulu Complex, Malawi: Processes at the Fluid/Rock Interface. Geochimica et Cosmochimica Acta 58 (9), 2061–2072. https://doi.org/10.1016/0016-7037(94)90285-2.
31. Nikiforov A.V., Bolonin A.V., Pokrovsky B.G., Sugorakova A.M., Chugaev A.V., Lykhin D.A., 2006. Isotope Geo-Chemistry (O, C, S, Sr) and Rb-Sr Age of Carbonatites in Central Tuva. Geology of Ore Deposits 48, 256–276. https://doi.org/10.1134/S1075701506040027.
32. Nikiforov A.V., Yarmolyuk V.V., 2019. Late Mesozoic Carbonatite Provinces in Central Asia: Their Compositions, Sources and Genetic Settings. Gondwana Research 69, 56–72. https://doi.org/10.1016/j.gr.2018.11.014.
33. Nikolenko A.M., Doroshkevich A.G., Ponomarchuk A.V., Redina A.A., Prokopyev I.R., Vladykin N.V., Nikolaeva I.V., 2020. Ar-Ar Geochronology and Petrogenesis of the Mushgai-Khudag Alkaline-Carbonatite Complex (Southern Mongolia). Lithos 372–373, 105675. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105675.
34. Palmer D.S., Williams-Jones A., 1996. Genesis of the Carbonatite-Hosted Fluorite Deposit at Amba Dongar, India: Evidence from Fluid Inclusions, Stable Isotopes, and Whole Rock-Mineral Geochemistry. Economic Geology 91 (5), 934–950. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.91.5.934.
35. Parnachev V.P., 2014. Fundamentals of Geodynamic Analysis. Textbook. Scientific and Technical Literature Publishing House, Tomsk, 316 p. (in Russian) [Парначев В.П. Основы геодинамического анализа: Учебное пособие. Томск: Изд-во НТЛ, 2014. 316 с.].
36. Prokopyev I.R., Borisenko A.S., Borovikov A.A., Pavlova G.G., 2016. Origin of REE-Rich Ferrocarbonatites in Southern Siberia (Russia): Implications Based on Melt and Fluid Inclusions. Mineralogy and Petrology 110, 845–859. https://doi.org/10.1007/s00710-016-0449-z.
37. Prokopyev I., Kozlov E., Fomina E., Doroshkevich A., Dyomkin M., 2020. Mineralogy and Fluid Regime of Formation of the REE-Late-Stage Hydrothermal Mineralization of Petyayan-Vara Carbonatites Vuoriyarvi, Kola Region, NW Russia. Minerals 10 (5), 405. https://doi.org/10.3390/min10050405.
38. Redina A.A., Doroshkevich A.G., Veksler I.V., Wohlgemuth-Ueberwasser C.C., 2021. Fluorite Mineralization Related to Carbonatitic Magmatism in the Western Transbaikalia: Insights from Fluid Inclusions and Trace Element Composition. Minerals 11 (11), 1183. https://doi.org/10.3390/min11111183.
39. Redina A.A., Nikolenko A.M., Doroshkevich A.G., Prokopyev I.R., Wohlgemuth-Ueberwasser C., Vladykin N.V., 2020. Conditions for the Crystallization of Fluorite in the Mushgai-Khudag Complex (Southern Mongolia): Evidence from Trace Element Geochemistry and fluid Inclusions. Geochemistry 80 (4), 125666. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2020.125666.
40. Ripp G.S., Doroshkevich A.G., Posokhov V.F., 2009. Age of Carbonatite Magmatism in Transbaikalia. Petrology 17, 73–89. https://doi.org/10.1134/S0869591109010044.
41. Ripp G.S., Doroshkevich A.G., Posokhov V.F., Izbrodin I.A., Konopel’ko D.L., Sergeev S.A., 2011. The Age of Carbonatites and Mafic Rocks (SHRIMP II and Rb-Sr Dating) from the Oshurkovo Apatite-Bearing Pluton (Western Transbaikalia). Russian Geology and Geophysics 52 (5), 517–525. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2011.04.004.
42. Рипп Г.С., Кобылкина О.В., Дорошкевич А.Г., Шаракшинов А.О. Позднемезозойские карбонатиты Западного Забайкалья. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2000. 230 с.
43. Рипп Г.С., Ласточкин Е.И., Избродин И.А., Савченко А.А., Посохов В.Ф., Мурзинцева А.Е. Флюоритоносные комплексы Забайкалья (связь с магматизмом, геохронология, источники вещества) // Петрология магматических и метаморфических комплексов: Материалы X всероссийской петрографической конференции с международным участием (27–30 ноября 2018 г.). Томск: ЦНТИ, 2018. Вып. 10. С. 305–310
44. Ripp G.S., Prokopyev I.R., Izbrodin I.A., Lastochkin E.I., Rampilov M.O., Doroshkevich A.G., Redina A.A., Posokhov V.F., Savchenko A.A., Khromova E.A., 2019. Bastnaesite and Fluorite Rocks of the Ulan-Ude Occurrence (Mineral Composition. Geochemical Characteristics and Genesis Issues). Russian Geology and Geophysics 60 (12), 1407–1424. https://doi.org/10.15372/RGG2019122.
45. Ruberti E., Enrich G.E.R., Gomes C.B., Comin-Chiaramont P., 2008. Hydrothermal REE Fluorocarbonate Mineralization at Barra Do Itapirapuã, a Multiple Stockwork Carbonate, Southern Brazil. The Canadian Mineralogist 46 (4), 901–914. https://doi.org/10.3749/canmin.46.4.901.
46. Sal’nikova E.B., Yakovleva S.Z., Nikiforov A.V., Kotov A.B., Yarmolyuk V.V., Anisimova I.V., Sugorakova A.M., Plotkina Yu.V., 2010. Bastnaesite: A Promising U-Pb Geochronological Tool. Doklady Earth Sciences 430, 134–136. https://doi.org/10.1134/S1028334X10010290.
47. Самойлов В.С., Коваленко В.И. Комплексы щелочных пород и карбонатитов Монголии. М.: Наука, 1983. 199 с.
48. Stacey J.S., Kramers J.D., 1975. Approximation of Terrestrial Lead Isotope Evolution by a Two Stages Model. Earth and Planetary Science Letters 26 (2), 207–221. https://doi.org/10.1016/0012-821X(75)90088-6.
49. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200000. Серия Селенгинская. Лист М-48-VI (Улан-Удэ): Объяснительная записка. М. (СПб.), 2000. 156 с.
50. Verplank P.L., Mariano A.N., Mariano A. Jr., 2016. Rare Earth Element Ore Geology of Carbonatites. Society of Economic Geologists 18, 5–32. https://doi.org/10.5382/Rev.18.01.
51. Villa I.M., De Bièvre P., Holden N.E., Renne P.R., 2015. IUPAC-IUGS Recommendation on the Half-Life of 87Rb. Geochimica et Cosmochimica Acta 164, 382–385. https://doi.org/10.1016/j.gca.2015.05.025.
52. Владыкин Н.В. Геохимия изотопов Sr и Nd щелочных и карбонатитовых комплексов Сибири и Монголии и некоторые геодинамические следствия // Проблемы источников глубинного магматизма и плюмы: Труды V международного семинара. Иркутск – Петропавловск-Камчатский: Изд-во Института географии СО РАН, 2005. Вып. 2. С. 13–30.
53. Vorontsov A.A., Yarmolyuk V.V., Ivanov V.G., Nikiforov A.V., 2002. Late Mesozoic Magmatism in the Dzhida Sector of the Western Transbaikalia Rift Zone: Evolutionary Stages, Associations, and Sources. Petrology 10 (5), 448–468.
54. Vorontsov A.A., Yarmolyuk V.V., Komaritsyna T.Y., 2016. Late Mesozoic – Early Cenozoic Rifting Magmatism in the Uda Sector of Western Transbaikalia. Russian Geology and Geophysics 57 (5), 723–744. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2015.09.015.
55. Vorontsov A.A., Yarmolyuk V.V., Lykhin D.A., Dril S.I., Tatarnikov S.A., Sandimirova G.P., 2007. Magmatic Sources and Geodynamics of the Early Mesozoic Northern Mongolia Western Transbaikalia Rift Zone. Petrology 15, 35–57. https://doi.org/10.1134/S0869591107010031.
56. Wang Z.-Y., Fan H.-R., Zhou L., Yang K.-F., She H.-D., 2020. Carbonatite-Related REE Deposits: an Overview. Minerals 10 (11), 965. https://doi.org/10.3390/min10110965.
57. Wilson M., 2007. Igneous Petrogenesis. Springer, Dordrecht, 466 p. https://doi.org/10.1007/978-94-010-9388-0.
58. Yang F., Chen W., Kynicky J., Ying Y., Bai T., 2021. Combined in Situ Chemical and Sr Isotopic Compositions and U-Pb Ages of the Mushgai Khudag Alkaline Complex: Implications of Immiscibility, Fractionation, and Alteration. Minerals 11 (5), 450. https://doi.org/10.3390/min11050450.
59. Yang Y.H., Sun J.F., Xie L.W., Fan H.R., Wu F.Y., 2008. In Situ Nd Isotopic Measurement of Natural Geological Materials by LA-MC-ICPMS. Chinese Science Bulletin 53, 1062–1070. https://doi.org/10.1007/s11434-008-0166-z.
60. Yang Y.H., Wu F.Y., Li Q.L., Rojas-Agramonte Y., Yang J.H., Li Y., Ma Q., Xie L.W., Huang C., Fan H.R., Zhao Z.F., Xu C., 2019. In Situ U-Th-Pb Dating and Sr-Nd Isotope Analysis of Bastnaesite by LA-(MC)-ICP-MS. Geostandards and Geoanalytical Research 43 (4), 543–565. https://doi.org/10.1111/ggr.12297.
61. Yarmolyuk V.V., Ivanov V.G., Kovalenko V.I., 1998. Sources of Intraplate Magmatism of Western Transbaikalia in the Late Mesozoic – Cenozoic: Trace-Element and Isotope Data. Petrology 6 (2), 101–123.
62. Yarmolyuk V.V., Kovalenko V.I., 2003. Deep Geodynamics and Mantle Plumes: Their Role in the Formation of the Central Asian Fold Belt. Petrology 11 (6), 504–531.
63. Yarmolyuk V.V., Kudryashova E.A., Kozlovsky A.M., Lebedev V.A., Savatenkov V.M., 2015. Late Mesozoic – Cenozoic Intraplate Magmatism in Central Asia and Its Relation with Mantle Diapirism: Evidence from the South Khangai Volcanic Region, Mongolia. Journal of Asian Earth Sciences 111, 604–623. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2015.05.008.
64. Yarmolyuk V.V., Kuz’min M.I., Vorontsov A.A., 2013. West Pacific-Type Convergent Boundaries and Their Role in the Formation of the Central Asian Fold Belt. Russian Geology and Geophysics 54 (12), 1427–1441. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2013.10.012.
65. Yarmolyuk V.V., Nikiforov A.V., Kovalenko V.I., Ivanov V.G., Zhuravlev D.Z., 2001. Sources of the Late Mesozoic Carbonatites of Western Transbaikalia: Trace-Element and Sr-Nd Isotopic Data. Geochemistry International 39 (1), 60–78.
66. Yarmolyuk V.V., Nikiforov A.V., Kozlovsky A.M., Kudryashova E.A., 2019. Late Mesozoic East Asian Magmatic Province: Structure, Magmatic Signature, Formation Conditions. Geotectonics 53, 500–516. https://doi.org/10.1134/S0016852119040071.
67. Zheng X., Liu Y., 2019. Mechanisms of Element Precipitation in Carbonatite-Related Rare-Earth Element Deposits: Evidence from Fluid Inclusions in the Maoniuping Deposit, Sichuan Province, Southwestern China. Ore Geology Reviews 107, 218–238. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2019.02.021.
Рецензия
Для цитирования:
Редина А.А., Дорошкевич А.Г., Прокопьев И.Р., Избродин И.А., Ян Ю. ВОЗРАСТ И ИСТОЧНИКИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНО-ФЛЮОРИТОВЫХ ПРОЯВЛЕНИЙ ЮЖНОЕ И УЛАН-УДЭНСКОЕ, СВЯЗАННЫХ С КАРБОНАТИТОВЫМ МАГМАТИЗМОМ (ЗАПАДНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ, РОССИЯ). Геодинамика и тектонофизика. 2023;14(6):0728. https://doi.org/10.5800/GT-2023-14-6-0728
For citation:
Redina A.A., Doroshkevich A.G., Prokopyev I.R., Izbrodin I.A., Yang Yu. AGE AND SOURCE CHARACTERISTICS OF THE YUZHNOE AND ULAN-UDE REE-FLUORITE OCCURRENCES ASSOCIATED WITH CARBONATITE MAGMATISM (WESTERN TRANSBAIKALIA, RUSSIA). Geodynamics & Tectonophysics. 2023;14(6):0728. (In Russ.) https://doi.org/10.5800/GT-2023-14-6-0728