Geochemistry, Age, and Geodynamic Setting of the Volcanic Rocks of the Indigirka Section of the Uyandina-Yasachnaya Volcanic Belt (Northeast Asia)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The Uyandina–Yasachnaya volcano-plutonic belt (UYVB) is one of the largest structures of this type in Northeast Asia. It strikes in the north-west direction for 900 km from the upper reaches of the Kolyma River to the upper reaches of the Selenyakh River. The belt is characterized by the strong facies variability and zoning, which is expressed in a change from mafic volcanic rocks (Ilin’-Tass zone) in the northeast to felsic volcanic rocks (Darpir zone) in the southwest. Poor knowledge of the UYVB results in an ambiguous interpretation of its geodynamic nature and volcanic evolution. The paper presents new detailed geochemical, isotopic, and geochronological data on the volcanic rocks of the Indigirka section of the Darpir zone of the UYVB. The U-Th-Pb SIMS zircon dating showed that volcanic rocks of the section previously attributed to the Oxfordian–Tithonian stages have the younger age within 150 ± 2–152 ± 2 Ma, which corresponds to the Tithonian. Andesites from the section base show Ta–Nb depletion, indicator element ratios Th/Nbpm, La/Nbpm, and La/Smpm > 1, and extremely low εNd = (–8), which may indicate a crustal contamination of mantle sources. Felsic volcanic rocks overlying the andesites have the postcollisional signatures. They are also characterized by the wide variations of εNd from –2.4 to –6.5 and model ages. The systematic position of the rocks in the section as well as upward increase of alkalinity and silica content from basaltic andesites to rhyolites in the upper parts of the section, which is typical of island-arc buildups, suggest that suprasubduction melts were generated beneath the collisional crust. Source of these melts could be a mantle domain that was enriched in fluid during previous subduction event.

About the authors

A. V. Ganelin

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: al-gan@yandex.ru
119017 Moscow, Pyzhevsky Lane, 7, p. 1, Russia

M. V. Luchitskaya

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: al-gan@yandex.ru
119017 Moscow, Pyzhevsky Lane, 7, p. 1, Russia

M. V. Maskaev

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: al-gan@yandex.ru
119017 Moscow, Pyzhevsky Lane, 7, p. 1, Russia

References

  1. Арискин А.А., Данюшевский Л.В., Э.Г. Конников, Маас Р., Костицын Ю.А., Мак-Нил Э., Меффре С., Николаев Г.С., Кислов Е.В. (2015). Довыренский интрузивный комплекс (Северное Прибайкалье, Россия): изотопно-геохимические маркеры контаминации исходных магм и экстремальной обогащенности источника. Геология и геофизика. 56(3), 528-556.
  2. Гедько М.А. (1988) Уяндино-Ясачненская позднеюрская островная дуга (Северо-Восток СССР). Геотектоника. (3), 88-100.
  3. Горячев Н.А. (2006) Золоторудообразующие системы орогенных поясов. Вестник СВНЦ ДВО РАН. (1), 2-16.
  4. Государственная геологическая карта СССР м-ба 1 : 200 000. Серия Яно-Индигирская. Листы Q-54-XXIII, XXIV. Объяснительная записка. Составил Ю.В. Кузнецов, редактор В.Г. Данилов. 1986 г.
  5. Данилов В.Г., Ставский А.П. (1984) Стратиграфия и литология Уяндино-Ясачненского вулканического пояса. Бюлл. МОИП. Отд. геол. 59(1), 44-55.
  6. Донская Т.В., Гладкочуб Д.П., Шохонова М.Н., Мазукабзов А.М. (2014) Особенности составов и источники пасплавов позднепалеопротерозойскихбазитов северного прибайкалья. Геология и геофизика. 55(11), 1615-1634.
  7. Дылевский Е.Ф. (1994) Зональность Уяндино-Ясачненского вулканического пояса и его тектоническая природа (Северо-Восток Азии). Геотектоника. (4), 52-62.
  8. Лучицкая М.В. (2014) Гранитоидный магматизм и становление континентальной коры северного обрамления Тихого океана в мезозое-кайнозое. М.: ГЕОС, 360 с.
  9. Зоненшайн Л.П., Натапов Л.М., Кузьмин М.И. (1990) Тектоника литосферных плит территории СССР. Кн. 1, 2. М.: Недра, 645 с.
  10. Интерпретация геохимических данных // Под ред. Е.В. Склярова. М.: Интермент-Инжиниринг. 2001. 288 с.
  11. Объяснительная записка к листам Q-54-XXI, XXII, XXIII, XXIV Государственной геологической карты СССР. Ред. В.Г. Данилов. М. 1988.
  12. Оксман В.С. (2000) Тектоника коллизионного пояса Черского. М.: ГЕОС, 268 с.
  13. Парфенов Л.М., Берзин Н.А., Ханчук А.И. и др. (2003) Модель формирования орогенных поясов Центральной и Северо-Восточной Азии. Тихоокеанская геология. 22(6), 4-41.
  14. Парфенов Л.М. (1984) Континентальные окраины и островные дуги в мезозоидах северо-востока Азии. Новосибирск: Наука, 192 с.
  15. Сурнин А.А. (1990) Позднеюрские ультраосновные и основные комплексы Колымского массива. Новосибирск: Наука, 160 с.
  16. Терехов М.И., Дылевский Е.Ф. (1988) Геология хребта Арга-Тас. Препринт. Магадан, 49 с.
  17. Трунилина В.А., Орлов Ю.С., Роев С.П. (2004) Магматические ассоциации Уяндино-Ясачненского вулкано-плутонического пояса и его геодинамическая природа. Отечественная геология. (5), 53-56.
  18. Трунилина В.А., Роев С.П., Орлов Ю.С. (2007) Вулкано-плутонические пояса Северо-Востока Якутии. Якутск: ГУПНИПК “Сахаполиграфиздат”, 152 с.
  19. Туркина О.М., Ножкин А.Д. (2008) Океанические и рифтогенные метавулканические ассоциации зе-ленокаменных поясов северо-западной части Шарыжалгайского выступа, Прибайкалье. Петрология. 16(5), 501-526.
  20. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. (1988) Континентальная кора ее состав и эволюция. М.: Мир, 285 с.
  21. Akinin V.V., Miller E.L., Toro J. et al. (2020) Episodicity and the dance of late Mesozoic magmatism and deformation along the northern circum-Pacific margin: north-eastern Russia to the Cordillera. Earth Science Review. 208, 1-25.
  22. Dorendorf F., Wiechert U., Worner G. (2000) Hydrated sub-arc mantle: a source for the Klyuchevskoy volcano, Kamchatka/Russia. Earth Planet. Sci. Lett. 175, 69-86.
  23. Ewart A. (1982) The mineralogy and petrology of Tertiary-Recent orogenic volcanic rocks: with special reference to the andesitic-basaltic compositional range In: R.S. Thorp, (Ed.)
  24. Andesites: orogenic andesites and related rocks, John Wiley and Sons; N.Y., 25-95.
  25. Frost B.R., Barnes C.G., Collins W.J. et al. (2001) A geochemical classification for granitic rocks. J. Petrol. 42(11), 2033-2048.
  26. Hawkesworth C.J. (1982) Isotope characteristics of magmas erupted along destructive plate margins. In: R.S. Thorpe (Ed.) Andesites: orogenic andesites and related rocks. N.Y.: John Wiley and Sons, 549-571.
  27. Le Maitre R.W., Bateman P., Dudek A., Keller J., Lameyre Le Bas, M.J., Sabine P.A., Schmid R., Sorensen H., Streckeisen A., Woolley A.R., Zanettin B. (1989) A classification of igneous rocks and glossary of terms: Blackwell, Oxford, 236 p.
  28. Ludwig K.R. SQUID 1.00, A User’s Manual // Berkeley Geochronology Center Special Publication. 2000. № 2. 2455 Ridge Road. Berkeley. CA 94709. USA. 17 p.
  29. Ludwig K.R. ISOPLOT 3.00. A User’s Manual // Berkeley Geochronology Center Special Publication. 2003. № 4. 2455 RidgeRoad, Berkeley. CA 94709. USA. 70 p.
  30. Maniar P.D., Piccoli P.M. (1989) Tectonic discriminations of granitoids. Geological Society of America Bulletin. 101, 635-643.
  31. Middlemost E.A.K. (1994) Naming materials in the magma/igneous rock system. Earth Science Reviews. 37, 215-244.
  32. Pearce J.A., Cann J.R. (1983) Tectonic setting of basic volcanic rocks determinate using trace element analyse. Earth Planet. Sci. Lett. (19), 290-300.
  33. Pearce J.A., Harris N.W., Tindle A.G. (1984) Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. J. Petrol. 25, 956-983.
  34. Pearce J.A. (2008) Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust. Lithos. 100, 14-48.
  35. Prokopiev A.V., Toro J., Miller E.L. et al. (2007) Large Igneous Provinces of Asia, Mantle Plumes and Metallogeny. Novosibirsk: Publ. House SB RAS, 51-54.
  36. Rudnick R.L., Fountain D.M. (1995) Nature and composition of the continental crust: a lower crustal perspective. Rev. Geoph. 33, 267-309.
  37. Sun S., McDonough W. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: A.D. Saunders, M.J. Norry (Eds.) Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society Special Publication, London. 42, 313-345.
  38. Saunders A.D., Norry M.J., Tarney J. (1988) Origin of MORB and chemically depleted mantle reservoirs: trace element constraints. J. Petrol. 1(1), 415-445.
  39. Shervais J.W. (1982) Ti–V plots and the petrogenesis of modern and ophiolitic lavas. Earth Planet. Sci. Lett. 59, 101-118.
  40. Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W. (1987) A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis. Contrib. Miner. Petrol. 95, Is. 4, 407-419.
  41. Whalen J.B., Hildebrand R.S. (2019) Trace element discrimination of arc, slab failure, and A-type granitic rocks. Lithos. 348–349, 105179.
  42. Williams I.S. (1998) U-Th-Pb Geochronology by ion microprobe / M.A. McKibben, W.C. Shanks III, W.I. Ridley (eds.) Applications of microanalytical techniques to understanding mineralizing processes. Rev. Econ. Geol. 7, 1-35.
  43. Wood D.A. (1980) The application of a Th-Hf-Ta diagram to problems of tectonomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas of the British Tertiary Volcanic Province. Earth Planet Sci. Lett. 50(1–2), 11-30.

Supplementary files


Copyright (c) 2023 А.В. Ганелин, М.В. Лучицкая, М.В. Маскаев