Распределение радиоактивных элементов (U, Th) в палеозойских магматических породах Беларуси

Михайлов Н.Д.*, Лапцевич А.Г.*, Автушко М.И.**, Владыки Н.В.***

^*Институт геохимии и геофизики, Минск, Беларусь;

В результате магматической деятельности в палеозое (девоне) на юго-востоке Беларуси все магматические образования локализовались в пределах двух областей. Это область Припятского грабена и Северо-Припятская область магматизма, в пределах которой выделяются Гомельская структурная перемычка, Северо-Припятская зона ступеней и Жлобинская седловина. Все магматические породы принадлежат к рифтовой щелочно-ультраосновной √ щелочно-базальтоидной формации древних платформ. В данном сообщении впервые приводятся результаты проведенного радиогеохимического исследования магматических пород двух областей этой формации.

Определение концентраций радиоактивных элементов (U и Th) проводилось гамма-спектрометрическим методом (²³⁸U - по линии 609,19 кэв дочернего гамма излучающего радионуклида ²²⁶Ra; ²³²Th -по линии 583,17Кэв дочернего ²²⁸Th) с последующим пересчетом полученных значений удельной активности на массовые количества. Измерения выполнены в НИИ радиологи (г. Гомель) на комплексе Canberra-Packard, оснащенном полупроводниковым (hpGe) детектором с разрешением 1,8 кэв и калиброванным по сертифицированному эталону на основе ¹⁵²Eu. Для корректировки полученных данных был проведен анализ содержаний U и Th в ряде образцов методом ICP-MS в Институте геохимии СО РАН. Сравнительный анализ содержаний этих элементов в изученных породах показал достаточную сходимость полученных результатов.

В таблице приведены средние концентрации U и Th в основных разностях щелочных магматических пород Беларуси.

Средние содержания урана и тория в породах магматического щелочного палеозойского комплекса Беларуси (г/т)

порода	U	Th	Th/U	порода	U	Th	Th/U
Припятский грабен
щелочные пикриты	0.8	4.5	5.9	шонкиниты	4.7	13.7	3.6
лампрофиры	0.71	4.3	5.7	нефелиниты	2.3	10.8	8.3
пикробазальты	2.0	10.6	5.2	трахиты	1.9	9.3	6.1
щелочные базальты	2.1	11.4	6.3	сиенит-порфиры	2.6	8.2	5.3
андезитобазальты	2.4	10.1	4.3
Гомельская структурная перемычка
трахибазальты	2.2	7.1	6.0	нефелиновые анальцимиты	0.98	8.6	8.8
шонкиниты	1.6	16.3	9.0	трахиты	1.1	4.7	3.6
нефелиниты	1.9	3.0	2.1	сиенит-порфиры	1.7	6.9	4.8
нефелин-содалитовые лейцититы	1.2	7.2	6.0
Северо-Припятская зона ступеней
щелочные пикриты	0.5	2.7	5.6	трахиандезитобазальты	1.6	7.7	6.8
якупирангиты	1.7	10.6	6.5	меланефелиниты	2.0	10.2	5.1
пикрoбазальты	1.7	4.7	2.7	мелаанальцимиты	3.4	27.3	9.5
базальтоиды щелочные	0.85	5.9	7.4	сиенит-порфиры	1.1	5.8	5.3
щелочные трахибазальты	1.2	7.2	6.3
Жлобинская седловина
мелилит пироксеновые пикриты	1.6	2.0	1.3	мельтейгиты	0.6	3.9	6.2
мелилититы	2.8	10.5	4.8	туфы мелилититовые	0.9	6.1	6.7
меланефелиниты	0.8	3.8	5.1	туфобрекчия мелилитовых и лейцит √ мелилититовых пикритов	0.8	4.4	5.5
лейцитовые меланефелениты	0.7	3.7	5.7	туфобрекчия меланефелинитов лейцитовых и оливин-лейцитовых	0.64	3.1	5.0
лампрофиры	1.6	8.0	6.2

В распределении урана и тория в изученных нами щелочных породах следует отметить ╚обеднение╩ ураном субвулканических (интрузивных) разновидностей по отношению к эффузивам, в то же время концентрации тория в первых зачастую выше.

На логарифмическом графике (рисунок) суммированы данные по распределению урана и тория в основных типах магматических щелочных пород Беларуси; здесь же приведены данные по распределению этих элементов в ряде объектов щелочного магматизма Восточно-Европейской платформы и в лампроитах и кимберлитах (Богатиков и др., 2001; Владимиров и др., 1990; Джейкс и др., 1989). Фигуративные точки содержаний радиоактивных элементов в щелочных породах Беларуси образуют линейное поле, в котором намечаются два тренда. Первый тренд образуют породы Припятского грабена, Жлобинской седловины и часть пород Северо-Припятской зоны ступеней. В нижней части этого тренда расположена большая часть ультраосновных щелочных пород Жлобинской седловины. Низкие содержания урана в породах этого района могут отражать обогащение источника расплава коровым материалом. Исключением являются щелочные лампрофиры и мелилититы южной части Жлобинской седловины, которые характеризуются достаточно высокими содержаниями урана и тория. В верхней части этого тренда находятся фигуративные точки трахитов и их интрузивных аналогов сиенит-порфиров Припятского грабена. Второй тренд образует большая часть пород Гомельской структурной перемычки, ряд пород Северо-Припятской зоны ступеней и ультраосновные фоидиты Припятского грабена, характеризующиеся повышенными концентрациями урана и тория.

График соотношений U и Th в палеозойских магматических породах Беларуси. 1 √ магматических породах Беларуси; 2 √ кимберлитовые породы Тимана (Богатиков О.А. и др.2001); 3 √ кимберлитовые породы Архангельской алмазоносной провинции (Богатиков О.А. и др.2001); 4 √ лампроиты Австралии (Джейкс А. и др., 1989); 5 √ средний базальтоидный кимберлит (Владимиров В. М. и др., 1990); 6 √ средний слюдяной кимберлит (Владимиров В. М. и др., 1990).

Для щелочных магматических пород Беларуси не выявлено четкой зависимости содержаний радиоактивных элементов от их щелочности и кислотности, что отражает наличие нескольких временных этапов проявления магматизма.

Сравнительный анализ распределения урана и тория в магматических щелочных палеозойских породах Беларуси и алмазоносных породах как Восточно-Европейской платформы (Тиман, Архангельск), так и других регионов показывает достаточное сходство, как соотношений радиоактивных элементов, так и их абсолютных концентраций. Это может служить дополнительным геохимическим критерием обнаружения потенциально алмазоносных пород в щелочном палеозойском магматическом комплексе Беларуси.

Работа выполнена при поддержке БРФФИ (грант ╧ Х07СО-009).

Богатиков О.А., Кононова В.А., Первое В.А., Журавлев Д.З. Источники, геодинамическая обстановка образования и перспективы алмазоносности кимберлитов северной окраины Русской плиты (Sr-Nd изотопия и ICP-MS геохимия) // Петрология. 2001. ╧ 3. С. 227-241.

Джейкс А., Луис Дж., Смит К. Кимберлиты и лампроиты Австралии. М., Мир,1989. 430 с.

Владимиров В. М., Соловьева А. В., Киселев А.И. Кимберлиты и кимберлитоподобные породы: кимберлиты - ультраосновная формация древних платформ. Новосибирск, Наука,1990. 264 с.