GeotectonicsGeotectonicsГеотектоника0016-853X3034-4972The Russian Academy of Sciences68744010.31857/S0016853X25020057EGVOAXArticlesСтатьиResearch ArticleStructure and Petrological-Geochemical Characteristics of Rocks of the Kabak-Taiga Ophiolite Complex of the Altai-Sayan Folded Region (Mountain Altai)Структура и петролого-геохимическая характеристика пород Кабак-Тайгинского офиолитового комплекса Алтае-Саянской складчатой области (горный Алтай)ZindobryiaV. D.ЗиндобрыйВ. Д.
Russian Federation
buslov@igm.nsc.ruBuslovaM. M.БусловМ. М.
Russian Federation
buslov@igm.nsc.ruKotlyarovaA. V.КотляровА. В.
Russian Federation
buslov@igm.nsc.ruSobolev Institute for Geology and Mineralogy of Siberian Branch of RASИнститут геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН150420252881121307202513072025Copyright ©; 2025, Russian academy of sciencesCopyright ©; 2025,2025Russian academy of scienceshttps://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/687440

The Kabak- Taiga ophiolite complex is represented by serpentinite melange, including blocks of gabbro- pyroxenite-ultramafic and gabbro-d iabase, intruded by leucoplagiogranite dikes. The melange is located at the base of the accretionary complex composed of tectonic sheets of basalts and rhythmically layered terrigenous and siliceous rocks altered in the greenschist facies of metamorphism. It was revealed that the gabbro- diabases belong to low-titanium tholeiites, the leucoplagiogranites are calcic and belong to M-type granites, and the basalts belong to moderately alkaline high-titanium volcanics. The microelement composition of the gabbro-d iabases and basalts, as well as features of the composition of chrome- spinelides from ultrabasic rocks, indicates their formation during spreading in the rear of the island arc. The set of new geological and petrological- geochemical data obtained on the rocks of the Kabak-T aiga ophiolite complex and basalts of the accretionary complex allows us to combine them into a single ophiolite association. Together with the ophiolites of Southern Tuva, they represents the Vendian-C ambrian back-arc basin of the Tannuol island arc, fragments of which have been preserved in the Early- Middle Paleozoic Charysh- Terekta- Ulagan-S ayan suture- shear zone. The new data obtained are an important aspect in substantiating the geodynamic nature of the global suture- shear zone dividing the Altai- Sayan folded region into two large tectonic segments represented by collisional and accretionary orogens on the southern framing of the Siberian paleocontinent.

Кабак-Тайгинский офиолитовый комплекс представлен серпентинитовым меланжем, включающим тектонические блоки габбро-пироксенит-гипербазитов и габбро-диабазов, прорванных дайками лейкоплагиогранитов. Меланж расположен в основании аккреционного комплекса, сложенного тектоническими пластинами базальтов и ритмично-слоистых терригенно-кремнистых пород, измененных в зеленосланцевой фации метаморфизма. Выявлено, что габбро-диабазы относятся к низкотитанистым толеитам, лейкоплагиограниты являются кальциевыми и относятся к гранитам М-типа, а базальты – к умеренно-щелочным высокотитанистым вулканитам. Микроэлементный состав габбро-диабазов и базальтов, а также особенности состава хромшпенелидов из ультраосновных пород указывают на их формирование в процессе спрединга в тылу островной дуги. Совокупность полученных новых геологических и петролого-геохимических данных по породам Кабак-Тайгинского офиолитового комплекса и базальтам аккреционного комплекса позволяют объединить их в единую офиолитовую ассоциацию. Совместно с офиолитами Южной Тувы она представляет вендско-кембрийский задуговой бассейн Таннуольской островной дуги, фрагменты которого сохранились в ранне-среднепалеозойской Чарышско-Теректинско-Улаганско-Саянской сутурно-сдвиговой зоне. Полученные новые данные являются важным аспектом в обосновании геодинамической природы сутурно-сдвиговой зоны, разделяющей Алтае-Саянскую складчатую область на два крупных тектонических сегмента, представленных коллизионным и аккреционным орогенами на южном обрамлении Сибирского палеоконтинента.

Siberian paleocontinentAltai-S ayan fold belttectonicsgeodynamicsophiolites of the back-arc basinTannuol island arcgeochemistrybasalt, gabbro- diabaseтектоникагеодинамикаофиолиты задугового бассейнагеохимиябазальтгаббро-диабазТаннуольская островная дугаСибирский палеоконтинентАлтае-Саянская складчатая областьАльмухамедов А.И., Кашинцев Г.А., Матвеенков В.В. Эволюция базальтового вулканизма Красноморского региона. – Ред. М.И. Кузьмин – Новосибирск: Наука, 1985. 191 с.Буслов М.М. Тектонические покровы Горного Алтая. – Ред. Н.А. Берзин – Новосибирск: Наука, 1992. 96 с.Буслов М.М. Тектоника и геодинамика Центрально-Азиатского складчатого пояса: роль позднепалеозойских крупноамплитудных сдвигов // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 1. С. 66‒90.Волкова Н.И., Скляров Е.В. Высокобарические комплексы Центрально-Азиатского складчатого пояса: геологическая позиция, геохимия и геодинамические следствия // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 1. С. 109‒119.Гоникберг В.Е. Роль сдвиговой тектоники в создании орогенной структуры ранних каледонид Юго-Восточной Тувы // Геотектоника. 1999. № 3. С. 89‒103.Гончаренко А.И. Деформация и петроструктурная эволюция альпинотипных гипербазитов. – Томск: ТГУ, 1989. 400 с.Гутак Я.М. О времени формирования Улаганской впадины (Горный Алтай) // Советская геология. 1984. № 2. С. 77‒82.Дергунов А.Б. Структурные зоны сочленения Горного Алтая и Западного Саяна. – Под ред. Н. С. Зайцева – М.: Наука, 1967. 216 с.Добрецов Н.Л., Пономарева Л.Г. Офиолиты и глаукофановые сланцы Западного Саяна и Куртушибинского пояса. – В кн.: Петрология и метаморфизм древних офиолитов (на примере Полярного Урала и Западного Саяна). – Под ред. В.С. Соболева, Н.Л. Добрецова – Новосибирск: Наука, 1977. С. 128‒156.Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Буслов М.М., Куренков С.А. Океанические и островодужные офиолиты Горного Алтая // Геология и геофизика. 1992. № 12. С. 3‒14.Зоненшайн Л.П., Дриль С.И., Кузьмин М.И., Симонов В.А., Бобров В.А. Геохимические типы базальтов задуговых бассейнов Западный Вудларк, Лау и Манус // ДАН. 1995. Т. 341. № 4. С. 532‒535.Козаков И.К., Ковач В.П., Ярмолюк В.В., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Загорная Н.Ю. Корообразующие процессы в геологическом развитии Тувино-Монгольского массива: Sm-Nd изотопные и геохимические данные по гранитоидам // Петрология. 2003. Т. 11. № 5. С. 491‒511.Котляров А.В. Петрология офиолитовых ассоциаций Южной и Восточной Тувы. Автореф. дис. … к.г.-м.н. – ИГМ СО РАН, Новосибирск: 2010. 18 с.Кузьмичев А.Б. Тектоническая история Тувино-Монгольского массива: раннебайкальский, позднебайкальский и раннекаледонский этапы. – Под ред. Е.В. Склярова – М.: Пробел, 2004. 192 с.Куренков С.А., Диденко А.Н., Симонов В.А. Геодинамика палеоспрединга. – Под ред. Ю. Г. Леонова – М.: ГЕОС, 2002. 294 с.Леснов Ф.П. Редкоземельные элементы в ультрамафитовых и мафитовых породах и их минералах. – В кн.: Второстепенные и акцессорные минералы. – Новосибирск: ГЕО, 2009. 190 с.Миронов Ю.В. Соотношение титана и калия в базальтах как индикатор тектонической обстановки // Докл. АН СССР. 1990. Т. 314. № 6. С. 1484‒1487.Монгуш А.А., Лебедев В.И., Травин А.В., Ярмолюк В.В. Офиолиты Западной Тувы – фрагмент поздневендской островной дуги Палеоазиатского океана // ДАН. 2011. Т. 438. № 6. С. 796‒802.Монгуш А.А., Лебедев В.И., Ковач В.П., Сальникова Е.Б., Дружкова Е.К., Яковлева С.З., Плоткина Ю.В., Загорная Н.Ю., Травин А.В., Серов П.А. Тектономагматическая эволюция структурно-вещественных комплексов Таннуольской зоны Тувы в позднем венде‒раннем кембрии (на основе геохимических, Nd изотопных и геохронологических данных) // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 5. С. 649‒665.Монгуш А.А. Офиолиты Западного Саяна и Западной Тувы – автохтонные комплексы Саяно-Тувинской преддуговой зоны V‒Є1 островной дуги Палеоазиатского океана. – В сб.: Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). – Мат-лы науч. совещ. – Иркутск: ИЗК СО РАН. 2017. Т. 15. С. 194‒196.Монгуш А.А. Геологическое положение, геохимический и Sm‒Nd-изотопный состав офиолитов Саяно-Тувинской преддуговой зоны // Изв. ИГУ. 2019. Т. 30. С. 56‒75.Паланджан С.А. Типизация мантийных перидотитов по геодинамическим обстановкам формирования. – Под ред. В. В. Аникина – Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1992. 104 с.Румянцев М.Ю., Туркина О.М., Ножкин А.Д. Геохимия шумихинского гнейсово-амфиболитового комплекса Канской глыбы (северо-западная часть Восточного Саяна) // Геология и геофизика. 1998. Т. 39. № 8. С. 1103‒1115.Симонов В.А., Дриль С.И., Кузьмин М.И. Особенности эволюции глубинных базальтовых расплавов задугового бассейна Вудларк (Тихий океан) // ДАН. 1999. Т. 368. № 3. С. 388‒391.Симонов В.А. Условия генезиса перидотитов Центральной Атлантики (данные по расплавным включениям). – В сб.: Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения. – Мат-лы III международной конференции. – Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2009. Т. 2. С. 193‒195.Симонов В.А., Котляров А.В., Куликова А В. Условия формирования палеоокеанических комплексов Алтае-Саянской складчатой области. – Под ред. Е.В. Склярова, М.М. Буслова – Новосибирск: СО РАН, 2024. 309 с.Тараско Д.А., Симонов В.А. Геологическое строение и история формирования геологических комплексов Агардагской офиолитовой зоны (Южная Тува). – В сб.: Металлогения древних и современных океанов. – Мат-лы XIII научной студенч. школы. – Миасс. 2007. Т. 2. С. 195‒199.Туркина О.М., Ножкин А.Д., Баянова Т.Б. Источники и условия образования раннепротерозойских гранитоидов юго-западной окраины Сибирского кратона // Петрология. 2006. Т. 14. № 3. С. 284‒306.Федак С.И., Туркин Ю.А., Гусев А.И., Шокальский С.П., Русанов Г.Г., Борисов Б.А., Беляев Г.М., Леонтьева Е.М. Государственная геологическая карта Российской Федерации. – Масштаб 1 : 1 000 000 (третье поколение). – Серия Алтае-Саянская. – Лист М-45 (Горно-Алтайск). – Объяснительная записка. – Ред. С.П. Шокальский – СПб: ВСЕГЕИ, 2011. С. 294‒310.Шараськин А.Я. Тектоника и магматизм окраинных морей в связи с проблемами эволюции коры и мантии. – Ред. А. Л. Книппер – М.: Наука, 1992. 163 с.Шарпенок Л.П. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. – В кн.: Петрографический кодекс России. – СПб: ВСЕГЕИ, 2009. 200 с.Шелепаев Р.А. Эволюция базитового магматизма Западного Сангилена (Юго-Восточная Тува). – Автореф. дис. … к.г.-м.н. – ИГМ СО РАН, Новосибирск: 2006, 20 с.Щербаков С.А., Савельева Г.Н. Структуры ультрабазитов Марианского желоба и разлома Оуэн // Геотектоника. 1984. № 2. C. 86‒96.Щербаков С.А. Офиолиты Западной Тувы и их структурная позиция // Геотектоника. 1991. № 4. С. 88–101.Aldiss D.T. Granitic rocks of ophiolites. – PhD Thesis (The Open Univ., Birmingham Earth Sci. 1978), 198 p.Benyshek E.K., Taylor B., Goodliffe A.M. A detailed reconstruction of the Woodlark Basin // Geochem., Geophys., Geosyst. (G3). 2024. Vol. 25. No. 7. Doi.org/10.1029/ 2023GC011410Berzin N.A. Preliminary terrane and overlap assemblage map of Altai-Sayan region, Southern Siberia. – In: Project on Mineral Resources, Metallogenesis and Tectonics of Northeast Asia, – Ed. by W.J. Nokleberg, V.V. Naumova, M.I. Kuzmin, T.V. Bounaeva, (Prelimin. Publ., U.S. Geol. Surv., Deprtm. Interior. USA. 1999. Book1), 165 p. Doi.org/10.3133/ofr99165Brandl P.A., Hannington M.D., Kratschell A., Petersen S., Baxter A.T., Stewart M.S., Galley C., Emberley J., Sander S.G. A new geological map of the marginal basins of Eastern Papua‒New Guinea: Implication for crustal accretion and mineral endowment at arc-continent collision // Lithosphere. 2024. Vol. 2024. No. 4. Doi.org/10.2113/2024/lithosphere_2024_145Buslov M.M., Shcerbanenko T.A., Kulikova A.V., Sennikov N.V. Paleotectonic reconstructions of the Central Asian folded belt in the Silurian Tuvaella and Retziella brachiopod fauna locations // Lethaia. 2022. Vol. 55. No. 1. P. 1‒15. Doi.org/10.18261/ let.55.1.7Buslov M.M., Watanabe T., Fujiwara Y., Iwata K., Smirnova L.V., Saphonova I.Yu., Semakov N.N. Late Paleozoic faults of the Altai region, Central Asia: Tectonic pattern and model of formation // J. Asian Earth Sci. 2004. Vol. 23. P. 655‒671. Doi.org/10.1016/S1367-9120(03)00131-7Cai K., Sun M., Buslov M.M., Jahn B., Xiao W., Long X., Chen H., Wan B., Chen M., Rubanova E.S., Kulikova A.V., Voytishek E.E. Crustal nature and origin of the Russian Altai: Implications for the continental evolution and growth of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB) // Tectonophysics. 2016. Vol. 674. P. 182‒194. Doi.org/10.1016/j.tecto.2016.02.026Chen M., Min S., Cai K., Buslov M.M., Zhao G., Jiang Y., Rubanova E.S., Kulikova A.V., Voytishek E.E. The early Paleozoic tectonic evolution of the Russian Altai: Implications from geochemical and detrital zircon U–Pb and Hf isotopic studies of meta-sedimentary complexes in the Charysh‒Terekta‒Ulagan‒Sayan suture zone // Gondwana Research. 2016. Vol. 34. P. 1‒15. Doi.org/10.1016/j.gr.2016.02.011Chen M., Sun M., Buslov M.M., Cai K., Zhao G., Zheng J., Rubanova E.S., Voytishek E.E. Neoproterozoic – Middle Paleozoic tectono-magmatic evolution of the Gorny Altai terrane, northwest of the Central Asian Orogenic Belt: Constraints from detrital zircon U–Pb and Hf-isotope studies // Lithos. 2015. Vol. 233. P. 223‒236. Doi.org/10.1016/j.lithos.2015.03.020Chen M., Sun M., Cai K., Buslov M.M., Zhao G., Rubanova E.S., Voytishek E.E. Detrital zircon record of the early Paleozoic metasedimentary rocks in Russian Altai: Implications on their provenance and the tectonic nature of the Altai–Mongolian terrane // Lithos. 2014. Vol. 233. P. 209‒222. Doi.org/10.1016/j.lithos.2014.11.023Condie K.C. High field strength element ratios in Archean basalts: A window to evolving sources of mantle plumes? // Lithos. 2005. Vol. 79. No. 3–4. P. 491‒504. Doi.org/10.1016/ j.lithos.2004.09.014Dobretsov N.L., Berzin N.A., Buslov M.M. Opening and tectonic evolution of the Paleo-Asian Ocean // Int. Geol. Rev. 1995. Vol. 35. P. 335‒360. Doi.org/10.1080/00206819509465407Dobretsov N.L., Buslov M.M., Vernikovsky V.A. Neoproterosoic to Early Ordovician evolution of the paleo-Asian Ocean: Implications to the break-up of Rodinia // Gondwana Research. 2003. Vol. 6. P. 143‒159. Doi.org/10.1016/S1342-937X(05)70966-7Dril S.I., Kuzmin M.I., Tsipukova S.S., Zonenshain L.P. Geochemistry of basalts from the western Woodlark, Lau and Manus basins: Implications for their petrogenesis and source rock compositions // Marin. Geol. 1997. No. 142. P. 57‒83. Doi.org/10.1016/S0025-3227(97)00041-8Glorie S., De Grave J., Buslov M.M., Zhimulev F.I., Izmer A., Vandoorne W., Ryabinin A., Van Den Haute P., Vanhaecke F., Elburg M.A. Formation and Palaeozoic evolution of the Gorny-Altai–Altai-Mongolia suture zone (South Siberia): Zircon U/Pb constraints on the igneous record // Gondwana Research. 2011. Vol. 20. P. 465‒484. Doi.org/10.1016/j.gr.2011.03.003Hirose K., Kawamoto T. Hydrous partial melting of lherzolite at 1 GPa: The effect of H2O on the genesis of basaltic magmas // Earth and Planet. Sci. Lett. 1995. Vol. 133. P. 463‒473. Doi.org/10.1016/0012-821X(95)00096-UIrvine T.N., Baragar W. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks // Can. J. Earth Sci. 1971. Vol. 8. No. 5. P. 523‒548. Doi.org/10.1139/e71-05Jaques A.L., Green D.H. Anhydrous melting of peridotite at 0‒15 Kb pressure and the genesis of tholeiitic basalts // Contrib. Mineral. Petrol. 1980. Vol. 73. No. 3. P. 287‒310. Doi.org/10.1007/BF00381447Jenner G.A., Dunning G.R., Malpas J., Brown M., Brace T. Bay of Islands and Little Port complexes, revisited: Age, geochemical and isotopic evidence confirm suprasubduction-zone origin // Can. J. Earth Sci. 1991. Vol. 28. No. 10. P. 1635‒1652. Doi.org/10.1139/e91-146Johnson K.T.M., Sinton J.M. Petrology, tectonic setting, and the formation of back-arc basin basalts in the North Fiji Basin // Geologisches Jahrbuch Reihe. 1990. Vol. 92. P. 517‒545.Kamenetsky V.S., Crawford A.J., Meffre S. Factors controlling chemistry of magmatic spinel: An empirical study of associated olivine, Cr-spinel and melt inclusions from primitive rocks // J. Petrology. 2001. Vol. 42. No. 4. P. 655‒671. Doi.org/10.1093/petrology/ 42.4.655Pearce J. A. Trace element characteristics of lavas from destructive plate boundaries. – In: Orogenic Andesites and Related Rocks. – Ed. by R.S. Thorpe (The Open University, Milton Keynes, UK. 1982), P. 528‒548.Pearce J.A., Harris N.B.W., Tindle A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks // J. Petrology. 1984. Vol. 25. P. 956‒983. Doi.org/10.1093/petrology/25.4.956Pfander J.A., Jochum K.P., Kröner A., Kozakov I., Oidup C., Todt W. Age and geochemical evolution of an early Cambrian ophiolite-island arc system in Tuva South Central Asia. – In: Generation and emplacement of ophiolites through time. – Ed. by E. Hanski, J. Vuollo, (Geol. Surv. Finland, Spec. Pap., 1998. Vol. 26), 42 p.Pfander J.A., Jochum K.P., Kozakov I., Kröner A., Todt W. Coupled evolution of back-arc and island arc – like mafic crust in the Late-Neoproterozoic Agardagh Tes-Chem ophiolite, Central Asia: Evidence from trace element and Sr‒Nd‒Pb isotope data // Contrib. Mineral Petrol. 2002. Vol. 143. P. 154‒174. Doi.org/10.1007/s00410-001-0340-7Pfander J.A., Kröner A. Tectono-magmatic evolution, age and emplacement of the Agardagh Tes-Chem ophiolite in Tuva, Central Asia: Crustal growth by island arc accretion // Develop. Precambr. Geol. 2004. Vol. 13. P. 207‒221. Doi.org/10.1016/S0166-2635(04)13006-5Pfander J.A., Jochum K.P., Galer S.J.G., Hellebrand E.W.G., Jung S., Kröner A. Geochemistry of ultramafic and mafic rocks from the northern Central Asian Orogenic Belt (Tuva, Central Asia) – constraints on lower and middle arc crust formation linked to Late Proterozoic intra-oceanic subduction // Precambrian Research. 2021. Vol. 356. Art. 106061. Doi.org/10.1016/j.precamres.2020.106061Saccani E. A new method of discriminating different types of post-Archean ophiolitic basalts and their tectonic significance using Th‒Nb and Ce‒Dy‒Yb systematics // Geosci. Frontiers. 2015. Vol. 6. No. 4. P. 481‒501. Doi.org/10.1016/j.gsf.2014.03.006Schandli E.S., Gorton M.P. Applications of high field strength elements to discriminate tectonic setting in VMS environments // Econ. Geol. 2002. Vol. 97. No. 3. P. 629‒642. Doi.org/10.2113/gsecongeo.97.3.629Sun S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. – In: Magmatism in the ocean basins. — Ed. by A.D. Sounders, M.J. Norry, (Geol. Soc. Spec. Publ., 1989. Vol. 42), P. 313‒345. Doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.1