Возраст и Lu-Hf изотопная систематика циркона из метапелитовых гранулитов Курско-Бесединского домена: свидетельства существования палеоархейской коры Курского блока Сарматии

Abstract

Введение: В южном сегменте Восточно-Европейского кратона – Сарматии – давно известно существование палеоархейской коры на Украинском щите. В восточной части Сарматии, в Курском блоке, породы обоянского комплекса относились к раннему архею, несмотря на отсутствие прецизионных изотопных датировок абсолютного возраста. Признаки палеоархейской коры здесь фиксируются многочисленными находками пород с палеоархейской коровой предысторией по Sm-Nd и Lu-Hf изотопным данным. Цель настоящей статьи – выявить эпизоды роста палеоархейской коры на основе изотопного U-Pb датирования и изотопной Lu-Hf систематики цирконов из метапелитовых гранулитов Курско-Бесединского домена. Методика: Определен возраст и Lu-Hf изотопный состав циркона из метапелитовых гранулитов Курско-Бесединского домена, а также содержание в породах петрогенных, оксидов и редких элементов. Результаты и обсуждение: При изотопном датировании установлены разные значения возрастов для широких оболочек и ядер циркона. Возраст кайм составляет около 2.8 млрд лет и интерпретируется как возраст гранулитового метаморфизма. Палеоархейские возрасты установлены для всех ядер цирконов из метапелитов, причем они образуют несколько кластеров (3535 ± 13, 3464 ± 9 и 3334–3384 млн лет), по-видимому, отражающих, эпизоды роста коры и указывающих на гетерогенную природу источника сноса. Хотя Lu-Hf изотопная система в цирконе демонстрирует широкие вариации изотопного состава Hf, все модельные возрасты THf(DM) являются палеоархейскими, эоархейскими и даже гадейскими. По геохимическим данным палеоархейские осадки представлены незрелыми пелитами и псаммитами, источниками сноса для которых были породы кислого состава. Заключение: В строении палеоархейской коры Курско-Бесединского домена выделяется более древний фундамент, сложенный породами тоналит-трондьемит-гранодиоритовой ассоциации, на котором первоначально залегали вулканогенно-осадочные породы чехла, представленные пелитами, хемогенными железисто-кремнистыми формациями и основными вулканитами. Такая супракрустальная ассоциация предполагает формирование, вероятно, в условиях пассивной окраины. В результате метаморфической переработки около 2.8 млрд лет назад данные породы были превращены в ортогнейсы, метапелитовые и мафитовые гранулиты и породы железисто-кремнистой формации. В цирконе из метапелитов зафиксировано несколько эпизодов роста коры: 3535–3556, 3464–3472 и 3334–3384 млн лет назад. Метапелиты имеют длительную коровую предысторию, древние эоархейские и даже гадейские источники вещества. Возраст циркона 3334–3384 млн лет может быть принят как верхняя граница возраста накопления протолита метапелитов.