Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences 1681-1208 81750 10.2205/2024ES000916 priefz ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ORIGINAL ARTICLES ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Geochemistry of Zircon from Pegmatite-bearing Leucogranites of the Laghman Complex, Nuristan Province, Afghanistan Геохимия циркона из пегматитоносных лейкогранитов комплекса Лагман, провинция Нуристан, Афганистан https://orcid.org/0000-0002-0814-1428 Левашова Екатерина Валерьевна Levashova Ekaterina Valer'evna

кандидат геолого-минералогических наук;

candidate of geological and mineralogical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-5227-4260 Скублов Сергей Геннадьевич Skublov Sergey Gennad'evich

доктор геолого-минералогических наук;

doctor of geological and mineralogical sciences;

 https://orcid.org/0009-0005-1815-5443 Хамдард Назифулла Hamdard Nazifulla https://orcid.org/0000-0001-8941-6704 Иванов Михаил Александрович Ivanov Mihail Aleksandrovich https://orcid.org/0000-0001-5714-7618 Стативко Владислав Сергеевич Stativko Vladislav Sergeevich Институт геологии и геохронологии докембрия РАН Россия Institute of Precambrian Geology and Geochronology, Russian Academy of Sciences Russian Federation Институт геологии и геохронологии докембрия РАН Санкт-Петербург Россия Institute of Precambrian Geology and Geochronology Saint Petersburg Russian Federation Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II Санкт-Петербург Россия Empress Catherine II St. Petersburg Mining University Saint Petersburg Russian Federation Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II Россия Empress Catherine II St. Petersburg Mining University Russian Federation Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II Россия Empress Catherine II St. Petersburg Mining University Russian Federation Институт геологии и геохронологии докембрия РАН Россия Institute of Precambrian Geology and Geochronology, Russian Academy of Sciences Russian Federation Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II Россия Empress Catherine II St. Petersburg Mining University Russian Federation 20 06 2024 20 06 2024 24 2 1 13 03 05 2024 13 06 2024 https://rjes.ru/en/nauka/article/81750/view

Впервые проведено исследование геохимии циркона (метод SIMS, 2 пробы, 20 точек) из лейкогранитов комплекса Лагман, расположенного в пегматитоносной (LCT-тип) провинции Нуристан (Афганистан). Циркон характеризуется повышенным содержанием Hf (до 34 500 мкг/г), имеющим тенденцию увеличиваться к краю зерен. С ростом Hf коррелируется рост содержания Li, Ca, U. Содержание Ti варьирует незначительно и отвечает температуре кристаллизации циркона около 700 ∘C. Необычным является характер распределения редкоземельных элементов (REE). В большинстве зерен положительная Се-аномалия отсутствует, что нетипично для магматического циркона. Для ряда зерен краевые зоны отличаются пониженным содержанием REE и «плоским» характером распределения легких REE. Причиной такого распределения REE и отсутствия Се-аномалии выступает, вероятно, совместная кристаллизация циркона с титанитом, концентрирующим REE и влияющим на фракционирование легких REE. Сравнение изученного циркона с цирконом из других лейкогранитов, в том числе, рассматриваемых как материнские для LCT-пегматитов, показало высокую степень фракционирования расплава лейкогранитов комплекса Лагман, проявленную в высоком содержании ряда редких элементов (Hf, U и других). Поэтому высказанное ранее предположение о генетической связи лейкогранитов комплекса Лагман и крупными пегматитовыми месторождениями лития, широко представленными в провинции Нуристан, на северо-востоке Афганистана, подтверждается новыми данными по геохимии циркона.

For the first time, a study was carried out on the geochemistry of zircon (SIMS method, 2 samples, 20 points) from leucogranites of the Laghman complex, located in the pegmatite-bearing (LCT-type) province of Nuristan (Afghanistan). Zircon is characterized by a high Hf content (up to 34 500 ppm), which tends to increase towards the edges of the grains. An increase in the content of Li, Ca, and U is correlated with an increase in Hf. The content of Ti varies slightly and corresponds to the crystallization temperature of zircon about 700 ∘C. The pattern of REE distribution is unusual. In most grains there is no positive Ce-anomaly, which is not typical for igneous zircon. For a number of grains, the marginal zones are distinguished by a reduced content of REE and a flat distribution pattern of light REE. The reason for this distribution of REE and the absence of Ce-anomaly is probably the joint crystallization of zircon with titanite, which concentrates REE and affects the fractionation of light REE. A comparison of the studied zircon with zircon from other leucogranites, including those considered as parental for LCT pegmatites, showed a high degree of fractionation of the melt of leucogranites of the Laghman complex, manifested in a high content of a number of trace elements (Hf, U and others). Therefore, the previously stated assumption about the genetic connection of leucogranites of the Laghman complex and large pegmatite lithium deposits, widely represented in the Nuristan province, in northeastern Afghanistan, is confirmed by new data on zircon geochemistry.

 циркон геохимия редких элементов геохимия редкоземельных элементов лейкограниты комплекс Лагман Нуристан zircon geochemistry of trace elements geochemistry of rare earth elements leucogranites Laghman complex Nuristan. Авторы благодарят О. Л. Галанкину (ИГГД РАН), С. Г. Симакина и Е. В. Потапова (ЯФ ФТИАН) за помощь в аналитических исследованиях циркона. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИГГД РАН (FMUW-2022- 0005). The authors thank O. L. Galankina (IGGG RAS), S. G. Simakin and E. V. Potapov (YaF FTIAN) for their assistance in analytical studies of zircon. The work was carried out within the framework of the state assignment of IGGG RAS (FMUW-2022-0005).

Гульбин Ю. Л., Акбарпуран Хайяти С. А., Сироткин А. Н. Минеральный состав и термобарометрия метаморфических пород Западного Ню-Фрисланда, Шпицберген // Записки Горного института. — 2023. — Т. 263. — С. 657—673. — EDN: XGNKDQ. Gulbin, Yu. L., Akbarpuran Khaiyati S. A., Sirotkin A. N. Mineral composition and thermobarometry of metamorphic rocks of western Ny Friesland, Svalbard // Journal of Mining Institute. — 2023. — Vol. 263. — P. 657–673. — EDN: XGNKDQ. Скублов С. Г., Левашова Е. В., Мамыкина М. Е. и др. Полифазный Белокурихинский массив гранитов, Горный Алтай: изотопно-геохимическое исследование циркона // Записки Горного института. — 2024. — EDN: RGKCIJ. Skublov S. G., Levashova E. V., Mamykina M. E., et al. The polyphase Belokurikhinsky granite massif, Gorny Altai: isotope-geochemical study of zircon // Journal of Mining Institute. — 2024. — EDN: RGKCIJ Федотова А. А., Бибикова Е. В., Симакин С. Г. Геохимия циркона (данные ионного микрозонда) как индикатор генезиса минерала при геохронологических исследованиях // Геохимия. — 2008. — Т. 46, № 9. — С. 912—927. — EDN: JRFNRX. Fedotova A. A., Bibikova E. V., Simakin S. G. Ion-microprobe zircon geochemistry as an indicator of mineral genesis during geochronological studies // Geochemistry International. — 2008. — Vol. 46, no. 9. — P. 912–927. — DOI: 10.1134/S001670290809005X. — EDN: JRFNRX. Claiborne L. L., Miller C. F., Wooden J. L. Trace element composition of igneous zircon: a thermal and compositional record of the accumulation and evolution of a large silicic batholith, Spirit Mountain, Nevada // Contributions to Mineralogy and Petrology. — 2010. — Vol. 160, no. 4. — P. 511–531. — DOI: 10.1007/s00410-010-0491-5. Claiborne L. L., Miller C. F., Wooden J. L. Trace element composition of igneous zircon: a thermal and compositional record of the accumulation and evolution of a large silicic batholith, Spirit Mountain, Nevada // Contributions to Mineralogy and Petrology. — 2010. — Vol. 160, no. 4. — P. 511–531. — DOI: 10.1007/s00410-010-0491-5. 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, no. 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, no. 3. — P. 637–648. — DOI: 10.1016/j.gca.2004.07.006. Ivanova A. A., Syritso L. F., Badanina E. V., et al. Zircon from the Turga Multiphase Massif with Amazonite Granites (Eastern Transbaikalia) and Its Petrogenetic Significance // Geology of Ore Deposits. — 2019. — Vol. 61, no. 8. — P. 707–721. — DOI: 10.1134/S1075701519080051. Ivanova A. A., Syritso L. F., Badanina E. V., et al. Zircon from the Turga Multiphase Massif with Amazonite Granites (Eastern Transbaikalia) and Its Petrogenetic Significance // Geology of Ore Deposits. — 2019. — Vol. 61, no. 8. — P. 707–721. — DOI: 10.1134/S1075701519080051. Kudryashov N. M., Udoratina O. V., Coble M. A., et al. 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, no. 9. — P. 760. — DOI: 10.3390/min10090760. Kudryashov N. M., Udoratina O. V., Coble M. A., et al. 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, no. 9. — P. 760. — DOI: 10.3390/min10090760. Levashova E., Skublov S., Hamdard N., et al. Trace element composition (ppm) of zircon from leucogranites of the Laghman complex. — Moscow : ESDB repository, GCRAS, 2024. — DOI: 10.2205/2024es000916-data. Levashova E., Skublov S., Hamdard N., et al. Trace element composition (ppm) of zircon from leucogranites of the Laghman complex. — Moscow : ESDB repository, GCRAS, 2024. — DOI: 10.2205/2024es000916-data. Loader M. A., Nathwani C. L., Wilkinson J. J., et al. Controls on the magnitude of Ce anomalies in zircon // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 2022. — Vol. 328. — P. 242–257. — DOI: 10.1016/j.gca.2022.03.024. Loader M. A., Nathwani C. L., Wilkinson J. J., et al. Controls on the magnitude of Ce anomalies in zircon // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 2022. — Vol. 328. — P. 242–257. — DOI: 10.1016/j.gca.2022.03.024. McDonough W. F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical Geology. — 1995. — Vol. 120, no. 3/4. — P. 223–253. — DOI: 10.1016/0009-2541(94)00140-4. McDonough W. F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical Geology. — 1995. — Vol. 120, no. 3/4. — P. 223–253. — DOI: 10.1016/0009-2541(94)00140-4. Rossovskiy L. N., Chmyrev V. M. Distribution patterns of rare-metal pegmatites in the Hindu Kush (Afghanistan) // International Geology Review. — 1977. — Vol. 19, no. 5. — P. 511–520. — DOI: 10.1080/00206817709471047. Rossovskiy L. N., Chmyrev V. M. Distribution patterns of rare-metal pegmatites in the Hindu Kush (Afghanistan) // International Geology Review. — 1977. — Vol. 19, no. 5. — P. 511–520. — DOI: 10.1080/00206817709471047. Rossovsky L. N. Rare metallic pegmatite belts of the Hindukush, Eastern Afghanistan // Geotectonic evolution and metallogeny of the Mediterranean area and Western Asia. — Vienna: Springer, 1986. — P. 53–58. Rossovsky L. N. Rare metallic pegmatite belts of the Hindukush, Eastern Afghanistan // Geotectonic evolution and metallogeny of the Mediterranean area and Western Asia. — Vienna: Springer, 1986. — P. 53–58. Skublov S. G., Petrov D. A., Galankina O. L., et al. Th-Rich Zircon from a Pegmatite Vein Hosted in the Wiborg Rapakivi Granite Massif // Geosciences. — 2023. — Vol. 13, no. 12. — P. 362. — DOI: 10.3390/geosciences13120362. Skublov S. G., Petrov D. A., Galankina O. L., et al. Th-Rich Zircon from a Pegmatite Vein Hosted in the Wiborg Rapakivi Granite Massif // Geosciences. — 2023. — Vol. 13, no. 12. — P. 362. — DOI: 10.3390/geosciences13120362. Wang X., Griffin W. L., Chen J. Hf contents and Zr/Hf ratios in granitic zircons // Geochemical Journal. — 2010. — Vol. 44, no. 1. — P. 65–72. — DOI: 10.2343/geochemj.1.0043. Wang X., Griffin W. L., Chen J. Hf contents and Zr/Hf ratios in granitic zircons // Geochemical Journal. — 2010. — Vol. 44, no. 1. — P. 65–72. — DOI: 10.2343/geochemj.1.0043. Watson E. B., Wark D. A., Thomas J. B. Crystallization thermometers for zircon and rutile // Contributions to Mineralogy and Petrology. — 2006. — Vol. 151, no. 4. — P. 413–433. — DOI: 10.1007/s00410-006-0068-5. Watson E. B., Wark D. A., Thomas J. B. Crystallization thermometers for zircon and rutile // Contributions to Mineralogy and Petrology. — 2006. — Vol. 151, no. 4. — P. 413–433. — DOI: 10.1007/s00410-006-0068-5. Xia X.-P., Meng J., Ma L., et al. Tracing magma water evolution by H2O-in-zircon: A case study in the Gangdese batholith in Tibet // Lithos. — 2021. — Vol. 404/405. — P. 106445. — DOI: 10.1016/j.lithos.2021.106445. Xia X.-P., Meng J., Ma L., et al. Tracing magma water evolution by H2O-in-zircon: A case study in the Gangdese batholith in Tibet // Lithos. — 2021. — Vol. 404/405. — P. 106445. — DOI: 10.1016/j.lithos.2021.106445. Yang W.-B., Niu H.-C., Shan Q., et al. Geochemistry of magmatic and hydrothermal zircon from the highly evolved Baerzhe alkaline granite: implications for Zr-REE-Nb mineralization // Mineralium Deposita. — 2013. — Vol. 49, no. 4. — P. 451–470. — DOI: 10.1007/s00126-013-0504-1. Yang W.-B., Niu H.-C., Shan Q., et al. Geochemistry of magmatic and hydrothermal zircon from the highly evolved Baerzhe alkaline granite: implications for Zr-REE-Nb mineralization // Mineralium Deposita. — 2013. — Vol. 49, no. 4. — P. 451–470. — DOI: 10.1007/s00126-013-0504-1.