2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.31897/PMI.2022.41 pmi-15811 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15811 Геология Geology U-Pb (SHRIMP-RG) age of zircon from rare-metal (Li, Cs) pegmatites of the Okhmylk deposit of the Kolmozero-Voron’ya greenstone belt (northeast of the Fennoscandian shield) U-Pb (SHRIMP-RG) возраст циркона из редкометалльных (Li, Cs) пегматитов месторождения Охмыльк зеленокаменного пояса Колмозеро-Воронья (северо-восток Фенноскандинавского щита) Kudryashov Nikolay M. Кудряшов Н. М. Kudryashov Nikolay M. nik@geoksc.apatity.ru 0000-0003-0918-0995 Геологический институт Кольского научного центра РАН (Россия) Institute of Geology Kola Science Center RAS (Russia) Udoratina Oksana V. Удоратина О. В. Udoratina Oksana V. udoratina@geo.komisc.ru 0000-0001-9956-6271 Институт геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН (Россия) Institute of Geology Komi Science Center of Ural Branch RAS (Russia) Kalinin Arkady A. Калинин А. А. Kalinin Arkady A. kalinin@geoksc.apatity.ru 0000-0003-4952-0333 Геологический институт Кольского научного центра РАН (Россия) Institute of Geology Kola Science Center RAS (Russia) Lyalina Lyudmila M. Лялина Л. М. Lyalina Lyudmila M. lialina@geoksc.apatity.ru 0000-0002-5875-5348 Геологический институт Кольского научного центра РАН (Россия) Institute of Geology Kola Science Center RAS (Russia) Selivanova Ekaterina A. Селиванова Е. А. Selivanova Ekaterina A. selivanovak@geoksc.apatity.ru 0000-0002-1116-7549 Геологический институт Кольского научного центра РАН (Россия) Institute of Geology Kola Science Center RAS (Russia) Grove Marty J. Гроув М. Дж. Grove Marty J. marty.j.grove@gmail.com 0000-0002-7536-0559 Стэнфордский университет (Россия) Stanford University (Russia) 26 07 2022 2022 255 448 454 18 04 2022 25 05 2022 26 07 2022 © 2022 Н. М. Кудряшов, О. В. Удоратина, А. А. Калинин, Л. М. Лялина, Е. А. Селиванова, М. Дж. Гроув © 2022 Nikolay M. Kudryashov, Oksana V. Udoratina, Arkady A. Kalinin, Lyudmila M. Lyalina, Ekaterina A. Selivanova, Marty J. Grove 2022 Н. М. Кудряшов, О. В. Удоратина, А. А. Калинин, Л. М. Лялина, Е. А. Селиванова, М. Дж. Гроув Nikolay M. Kudryashov, Oksana V. Udoratina, Arkady A. Kalinin, Lyudmila M. Lyalina, Ekaterina A. Selivanova, Marty J. Grove Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15811

Приведены результаты изотопно-геохронологического изучения циркона из редкометалльных пегматитов месторождения Охмыльк. Достоверные данные о возрасте лепидолит-сподумен-поллуцитовых пегматитов этого и других пространственно расположенных в пределах архейского зеленокаменного пояса Колмозеро-Воронья месторождений отсутствовали. Предполагаемые оценки указывали на широкий временной диапазон, укладывающийся в период 2,7-1,8 млрд лет. Циркон в исследованных пегматитах характеризуется внутрифазовой неоднородностью, где выделяются центральные и краевые зоны. В центральных зонах наблюдаются незначительные изменения, они имеют пятнистую структуру и обогащены включениями оксидов урана. По результатам рентгеноструктурного анализа в этих зонах полностью сохранилась кристалличность циркона. В краевых зонах циркона произошла полная перекристаллизация с изменением первоначальной U-Pb изотопной системы. Новые U-Pb (по циркону) изотопно-геохронологические данные возрастом 2607±9 млн лет отражают время кристаллизации пегматитовых жил месторождения Охмыльк. Изотопные данные с возрастом ~1,7-1,6 млрд лет указывают на более поздние гидротермально-метасоматические преобразования. Полученные результаты свидетельствуют о неоархейском времени образования месторождения Охмыльк на рубеже 2,65-2,60 млрд лет, отражая глобальную эпоху пегматитообразования, с которой связаны формирования крупнейших мировых редкометалльных месторождений.

The results of isotopic and geochronological study of zircon from rare-metal pegmatites of the Okhmylk deposit are presented. There were no reliable data on the age of lepidolite-spodumene-pollucite pegmatites of this and the other deposits spatially located within the Archean Kolmozero-Voron’ya greenstone belt. The earlier estimates of the pegmatite age indicate a broad time range from 2.7 to 1.8 Ga. Zircon in the studied pegmatites is characterized by inner heterogeneity, where core and rim zones are distinguished. Minor changes are observed in the core zones, they have a spotted structure and contain numerous uranium oxide inclusions. According to X-ray diffraction analysis, zircon crystallinity is preserved completely in these areas. Complete recrystallization with modification of the original U-Pb isotopic system occurred in the zircon rims. New U-Pb (zircon) isotopic and geochronological data of 2607±9 Ma reflect the time of crystallization of pegmatite veins in the Okhmylk deposit. Isotopic data with ages of ~1.7-1.6 Ga indicate later hydrothermal alteration. The obtained results testify to the Neo-Archean age of the formation of the Okhmylk deposit 2.65-2.60 Ga, reflecting the global age of pegmatite formation and associated the world's largest rare-metal pegmatite deposits.

 Ключевые слова редкометалльные (Li Cs) пегматиты U-Pb изотопный возраст SHRIMP-RG циркон месторождение Охмыльк Фенноскандинавский щит Keywords rare-metal (Li Cs) pegmatites U-Pb isotopic age SHRIMP-RG zircon Okhmylk deposit Fennoscandian shield Černý P. Rare-element granite pegmatites. Part I. Anatomy and internal evolution of pegmatite deposits // Geoscince Canada. 1991. Vol. 18. № 2. P. 49-67. Černý P. Rare-element granite pegmatites. Part I. Anatomy and internal evolution of pegmatite deposits. Geoscince Canada. 1991. Vol. 18. N 2, p. 49-67. London D. Pegmatites // The Canadian Mineralogist. Special Publication. Quebec: Society of Economic Geologists. 2008. Vol. 10. 368 p. DOI: 10.2113/gsecongeo.103.8.1730 London D. Pegmatites. The Canadian Mineralogist. Special Publication. Quebec: Society of Economic Geologists. 2008. Vol. 10, p. 368. DOI: 10.2113/gsecongeo.103.8.1730 London D. Ore-forming processes within granitic pegmatites // Ore Geology Reviews. 2018. Vol. 101. P. 349-383.DOI: 10.1016/j.oregeorev.2018.04.020 London D. Ore-forming processes within granitic pegmatites. Ore Geology Reviews. 2018. Vol. 101, p. 349-383. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2018.04.020 Tkachev A.V. Evolution of metallogeny of granitic pegmatites associated with orogens throughout geological time // Geological Society. 2011. Vol. 350. P. 7-23. DOI: 10.1144/SP350.2 Tkachev A.V. Evolution of metallogeny of granitic pegmatites associated with orogens throughout geological time. Geological Society. 2011. Vol. 350, p. 7-23. DOI: 10.1144/SP350.2 Mccauley A., Bradley D.C. The global age distribution of granitic pegmatites // The Canadian Mineralogist. 2014. Vol. 52. Iss. 2. P. 183-190. DOI: 10.3749/canmin.52.2.183 Mccauley A., Bradley D.C. The global age distribution of granitic pegmatites. The Canadian Mineralogist. 2014. Vol. 52. Iss. 2, p. 183-190. DOI: 10.3749/canmin.52.2.183 Кудряшов Н.М., Мокрушин А.В. Мезоархейский габбро-анортозитовый магматизм Кольского региона: петрохимические, геохронологические и изотопно-геохимические данные // Петрология. 2011. Т. 19. № 2. С.173-189. Kudryashov N.M., Mokrushin A.V. Mesoarchean Gabbroanorthosite Magmatism of the Kola Region: Petrochemical, Geochronological, and Isotope-Geochemical Data. Petrology. 2011. Vol. 19. N 2, p. 167-182. DOI: 10.1134/S086959111102007X Пушкарев Ю.Д., Кравченко Е.В., Шестаков Г.И. Геохронометрические реперы докембрия Кольского полуострова. Л.: Наука, 1978. 136 с. Pushkarev Yu.D., Kravchenko E.V., Shestakov G.I. Geochronometric references of the Precambrian of the Kola Peninsula. Leningrad: Nauka, 1978, p. 136. (in Russian). Кудряшов Н.М., Лялина Л.М., Апанасевич Е.А. Возраст редкометалльных пегматитов месторождения Васин-Мыльк (Кольский регион): результаты геохронологического U-Pb-исследования микролита // Доклады Академии наук. 2015. Т. 461. № 4. С. 437-441. DOI: 10.7868/S0869565215100205 Kudryashov N.M., Lyalina L.M., Apanasevich E.A. Age of Rare-Metal Pegmatites from the Vasin-Myl’k Deposit (Kola Region): Evidence from U-Pb Geochronology of Microlite. Doklady Earth Sciences. 2015. Vol. 461. N 2, p. 321-325.DOI: 10.1134/S1028334X15040042 Kudryashov N.M., Skublov S.G., Galankina O.L. et al. Abnormally high-hafnium zircon from rare-metal pegmatites of the Vasin-Mylk deposit (the northeastern part of the Kola Peninsula) // Geochemistry. 2019. Vol. 80. Iss. 3. DOI: 10.1016/j.geoch.2018.12.001 Kudryashov N.M., Skublov S.G., Galankina O.L. et al. Abnormally high-hafnium zircon from rare-metal pegmatites of the Vasin-Mylk deposit (northeastern part of the Kola Peninsula). Geochemistry. 2019. Vol. 80. Iss. 3. DOI: 10.1016/j.geoch.2018.12.001 Морозова Л.Н. Kолмозерское литиевое месторождение редкометалльных пегматитов: новые данные по редкоэлементному составу (Kольский полуостров) // Литосфера. 2018. Т. 18. № 1. С. 82-98. DOI: 10.24930/1681-9004-2018-18-1-082-098 Morozova L.N. Lithium Kolmozero deposit of rare metal pegmatites: New data on rare element composition (Kola Peninsula). Lithosphere (Russia). 2018. Vol. 18. N 1, p. 82-98 (in Russian). DOI: 10.24930/1681-9004-2018-18-1-082-098 Chew D.M., Sylvester J.P., Tubrett M.N. U-Pb and Th-Pb dating of apatite by LA-ICPMS // Chemical Geology. 2011. Vol. 280. Iss. 1-2. P. 200-216. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2010.11.01 Chew D.M., Sylvester J.P., Tubrett M.N. U-Pb and Th-Pb dating of apatite by LA-ICPMS. Chemical Geology. 2011. Vol. 280. Iss. 1-2, p. 200-216. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2010.11.01 Ризванова Н.Г., Скублов С.Г., Черемазова Е.В. Возраст гидротермальных процессов в центрально-иберийской зоне (Испания) по данным U-Pb датирования касситерита и апатита // Записки Горного института. 2017. Т. 225. С. 275-283.DOI: 10.18454/PMI.2017.3.275 Rizvanova N.G., Skublov S.G., Cheremazova E.V. Age of hydrothermal processes in the central iberian zone (Spain) according TO U-Pb dating of cassiterite and apatite. Journal of Mining Institute. 2017. Vol. 225, p. 275-283. DOI: 10.18454/PMI.2017.3.275 Скублов С.Г., Красоткина А.О., Макеев А.Б. и др. Первые данные о возрасте (U-Pb метод, TIMS, LA-ICP-MS) рутила из полиминерального рудопроявления Ичетъю, Средний Тиман // Записки Горного института. 2018. Т. 232. С. 357-363.DOI: 10.31897/PMI.2018.4.357 Skublov S.G., Krasotkina A.O., Makeev A.B. et al. The First Data on the U-Pb Age (Tims and La-Icp-Ms) Of Rutile from the Ichetju Polymineral Occurrence, the Middle Timan. Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 232, p. 357-363. DOI: 10.31897/PMI.2018.4.357 Salnikova E.B., Chakhmouradian A.R., Stifeeva M.V. et al. Calcic garnets as a geochronological and petrogenetic tool applicable to a wide variety of rocks // Lithos. 2019. Vol. 338-339. P. 141-154. DOI: 10.1016/j.lithos.2019.03.032 Salnikova E.B., Chakhmouradian A.R., Stifeeva M.V. et al. Calcic garnets as a geochronological and petrogenetic tool applicable to a wide variety of rocks. Lithos. 2019. Vol. 338-339, p. 141-154. DOI: 10.1016/j.lithos.2019.03.032 Hao-Cheng Yu, Kun-Feng Qiu, Callum J. et al. HetheringtonApatite as an alternative petrochronometer to trace the evolution of magmatic systems containing metamict zircon // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2021. Vol. 176. № 68. DOI: 10.1007/s00410-021-01827-z Hao-Cheng Yu, Kun-Feng Qiu, Callum J. et al. HetheringtonApatite as an alternative petrochronometer to trace the evolution of magmatic systems containing metamict zircon. Contributions to Mineralogy and Petrology. 2021. Vol. 176. N 68. DOI: 10.1007/s00410-021-01827-z Кудряшов Н.М., Удоратина О.В., Кобл М.A., Стешенко Е.Н. Оценка времени формирования редкометалльных пегматитов зоны Kолмозеро-Воронья на основе изотопно-геохронологического исследования циркона (SHRIMP RG) из турмалин-мусковитовых гранитов // Материалы VII Российской конференции по изотопной геохронологии, 20-22 ноября 2017, Москва, Россия. Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук (Москва), 2018. С. 161-163. Kudryashov N.M., Udoratina O.V., Kobl M.A., Steshenko E.N. Estimation of the formation time of rare-metal pegmatites of the Kolmozero-Voronya zone based on the isotopic geochronological study of zircon (SHRIMP RG) from tourmaline-muscovite granites. Materialy VII Rossiyskoy konferentsii po izotopnoy geokhronologii, 20-22 noyabrya 2017, Moskva, Rossiya. Institut geologii rudnykh mestorozhdeniy, petrografii, mineralogii i geokhimii Rossiyskoy Akademii nauk (Moskva), 2018, p. 161-163 (in Russian). Kudryashov N.M., Udoratina O.V., Coble M., Steshenko E.N. Geochronological and Geochemical Study of Zircon from Tourmaline-Muscovite Granites of the Archaean Kolmozero-Voronya Greenstone Belt: Insights into Sources of the Rare-Metal Pegmatites // Minerals. 2020. Vol. 10. Iss. 9. № 760. DOI: 10.3390/min10090760 Kudryashov N.M., Udoratina O.V., Coble M., Steshenko E.N. Geochronological and Geochemical Study of Zircon from Tourmaline-Muscovite Granites of the Archaean Kolmozero-Voronya Greenstone Belt: Insights into Sources of the Rare-Metal Pegmatites. Minerals. 2020. Vol. 10. Iss. 9. N 760. DOI: 10.3390/min10090760 Соседко А.Ф. Материалы по геологии и геохимии гранитных пегматитов. М.: Госгеолтехиздат, 1961. 152 с. Sosedko A.F. Materials on the geology and geochemistry of granite pegmatites. Moscow: Gosgeoltekhizdat, 1961, p. 152 (in Russian). Волошин А.В., Пахомовский Я.А. Минералогия тантала и ниобия в редкометалльных пегматитах. Л.: Наука, 1988. 240 с. Voloshin A.V., Pakhomovskiy Ya.A. Mineralogy of tantalum and niobium in rare metal pegmatites. Leningrad: Nauka, 1988, p. 242 (in Russian). Гордиенко В.В. Минералогия, геохимия и генезис сподуменовых пегматитов. Л.: Недра, 1970. 240 с. Gordienko V.V. Mineralogy, geochemistry and genesis of spodumene pegmatites. Leningrad: Nauka, 1988, p. 242(in Russian). Ireland T.R. Ion Microprobe Mass-Spectrometry: Techniques and Applications in Cosmochemistry and Geochronology // Advances in Analytical Geochemistry. 1995. Vol. 2. P. 1-118. Ireland T.R. Ion Microprobe Mass-Spectrometry: Techniques and Applications in Cosmochemistry and Geochronology. Advances in Analytical Geochemistry. 1995. Vol. 2, p. 1-118. Coble M.A., Vazquez J., Barth A.P. et al. Trace Element Characterization of MAD-559 Zircon Reference Material for Ion Microprobe Analysis // Geostandards and Geoanalytical Research. 2018. Vol. 42. Iss. 4. P. 481-497. DOI: 10.1111/ggr.12238 Coble M.A., Vazquez J., Barth A.P. et al. Trace Element Characterization of MAD-559 Zircon Reference Material for Ion Microprobe Analysis. Geostandards and Geoanalytical Research. 2018. Vol. 42. Iss. 4, p. 481-497. DOI: 10.1111/ggr.12238 Barth A.P., Tani K., Meffre S. Generation of silicic melts in the early Izu-Bonin arc recorded by detrital zircons in proximal arc volcaniclastic rocks from the Philippine Sea // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2017. Vol. 18. Iss. 10. P. 3576-3591.DOI: 10.1002/2017GC006948 Barth A.P., Tani K., Meffre S. Generation of silicic melts in the early Izu-Bonin arc recorded by detrital zircons in proximal arc volcaniclastic rocks from the Philippine Sea. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2017. Vol. 18. Iss. 10, p. 3576-3591.DOI: 10.1002/2017GC006948 McDonough W.F., Sun Sh.S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. Vol. 120. Iss. 3-4. P. 223-253.DOI: 10.1016/0009-2541(94)00140-4 McDonough W.F., Sun Sh.S. The composition of the Earth. Chemical Geology. 1995. Vol. 120. Iss. 3-4, p. 223-253.DOI: 10.1016/0009-2541(94)00140-4 Ferry J.M., Watson E.B. New thermodynamic models and revised calibrations for the Ti-in-zircon and Zr-in-rutile thermo-meters // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2007. Vol. 154. P. 429-437. DOI: 10.1007/s00410-007-0201-0 Ferry J.M., Watson E.B. New thermodynamic models and revised calibrations for the Ti-in-zircon and Zr-in-rutile thermo-meters. Contributions to Mineralogy and Petrology. 2007. Vol. 154, p. 429-437. DOI: 10.1007/s00410-007-0201-0 Badanina E.V., Sitnikova M.A., Gordienko V.V. et al. Mineral chemistry of columbite-tantalite from spodumene pegmatites of Kolmozero, Kola Peninsula (Russia) // Ore Geology Reviews. 2015. Vol. 64. P. 720-735. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2014.05.009 Badanina E.V., Sitnikova M.A., Gordienko V.V. et al. Mineral chemistry of columbite-tantalite from spodumene pegmatites of Kolmozero, Kola Peninsula (Russia). Ore Geology Reviews. 2015. Vol. 64, p. 720-735. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2014.05.009 Nasdala L., Hanchar J.M., Rhede D. et al. Retention of uranium in complexly altered zircon: An example from Bancroft, Ontario // Chemical Geology. 2010. Vol. 269. Iss. 3-4. P. 290-300. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2009.10.004 Nasdala L., Hanchar J.M., Rhede D. et al. Retention of uranium in complexly altered zircon: An example from Bancroft, Ontario. Chemical Geology. 2010. Vol. 269. Iss. 3-4, p. 290-300. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2009.10.004 Zamyatin D.A., Shchapova Yu.V., Votyakov S.L. Alteration and chemical U-Th-total Pb dating of heterogeneous high-uranium zircon from a pegmatite from the Aduiskii massif, middle Urals, Russia // Mineralogy and Petrology. 2017. Vol. 111. P. 475-497.DOI: 10.1007/s00710-017-0513-3 Zamyatin D.A., Shchapova Yu.V., Votyakov S.L. Alteration and chemical U-Th-total Pb dating of heterogeneous high-uranium zircon from a pegmatite from the Aduiskii massif, middle Urals, Russia. Mineralogy and Petrology. 2017. Vol. 111, p. 475-497.DOI: 10.1007/s00710-017-0513-3 Hoskin P.W.O. Trace-element composition of hydrothermal zircon and the alteration of Hadean zircon from the Jack Hills, Australia // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2005. Vol. 69. Iss. 3. P. 637-648. DOI: 10.1016/j.gca.2004.07.006 Hoskin P.W.O. Trace-element composition of hydrothermal zircon and the alteration of Hadean zircon from the Jack Hills, Australia. Geochimica et Cosmochimica Acta. 2005. Vol. 69. Iss. 3, p. 637-648. DOI: 10.1016/j.gca.2004.07.006 Stacey J.S., Kramers I.D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model // Earth and Planetary Science Letters. 1975. Vol. 26. Iss. 2. P. 207-221. DOI: 10.1016/0012-821X(75)90088-6 Stacey J.S., Kramers I.D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model. Earth and Planetary Science Letters. 1975. Vol. 26. Iss. 2, p. 207-221. DOI: 10.1016/0012-821X(75)90088-6