Палеопротерозойские дайки дацитов Воронцовского террейна Волго-Донского орогена: геохимия, возраст и петрогенезис


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В западной части Воронцовского террейна палеопрортерозойского Волго-Донского орогена, разделяющего архейские кратоны Сарматию и Волгоуралию, впервые установлены метаморфизованные дайки дацитовых порфиров. Возраст магматических протолитов метадацитов составляет около 2.07 млрд лет. Они являются железистыми, метаглиноземистыми породами щелочно-известковой серии и относятся к гранитоидам I-типа. Натровая специализация, низкие концентрации Mg, Cr, Ni, несовместимых элементов с резким фракционированием REE и отсутствием Eu*-аномалии, высокие значения Sr/Y и особенно (Gd/Yb)n > 10, а также радиогенный изотопный состав неодима предполагают ювенильный базитовый источник дацитовых расплавов. Согласно петрогенетическим расчетам, такие условия могли быть реализованы при частичном плавлении деплетированных базитов N-MORB типа в равновесии с эклогитовым реститом. Предполагаемым механизмом формирования дацитовых магм является частичное плавление базитов нижних горизонтов коры, сильно увеличенной мощности (>60 км) в результате предшествующих коллизионных процессов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Константин Аркадьевич Савко

Воронежский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: ksavko@geol.vsu.ru
Россия, Воронеж

Александр Владимирович Самсонов

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: samsonov@igem.ru
Россия, Москва

Екатерина Хафисовна Кориш

Воронежский государственный университет

Email: ksavko@geol.vsu.ru
Россия, Воронеж

Николай Сергеевич Базиков

Воронежский государственный университет

Email: ksavko@geol.vsu.ru
Россия, Воронеж

Александр Николаевич Ларионов

Всероссийский геологический институт им. Д.П. Карпинского

Email: ksavko@geol.vsu.ru

Центр изотопных исследований

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Arth J.G. Behavior of trace elements during magmatic processes – a summary of theoretical models and their applications // J. Res. U.S. Geol. Surv. 1976. V. 4. № 1. P. 41–47.
  2. Bogdanova S., Gorbatschev R., Grad M. et al. EUROBRIDGE: New insight into the geodynamic evolution of the East European Craton // Eds. D.C. Gee, R.A. Stephenson. European Lithosphere Dynamics, Geological Society, London, Memoirs, 32. Geol. Soc. London. 2006. P. 599–628.
  3. Chung S.L., Liu D., Ji J. et al. Adakites from continental collision zones: Melting of thickened lower crust beneath southern Tibet // Geology. 2003. V. 31. P. 1021–1024.
  4. Drummond M.S., Defant M.J. A model for trondhjemite-tonalite-dacite genesis and crustal growth via slab melting: Archean to modern comparisons // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 21503–21521.
  5. Goldstein S.J., Jacobsen S.B. Nd and Sr isotopic systematics of river water suspended material: implications for crustal evolution // Earth Planet. Sci. Lett. 1988. V. 87. P. 249–265.
  6. Gorbatschev R., Bogdanova S. Frontiers in the Baltic shield // Precambr. Res. 1993. V. 64. P. 3–21.
  7. Hastie A.R., Fitton J.G., Bromiley G.D. et al. The origin of Earth’s first continents and the onset of plate tectonics // Geology. 2016. V. 44. P. 855–858.
  8. Hou Z.Q., Gao Y.F., Qu X.M. et al. Origin of adakitic intrusives generated during mid-Miocene east-west extension in southern Tibet // Earth Planet. Sci. Lett. 2004. V. 220. P. 139–155.
  9. Larionov A.N., Andreichev V.A., Gee D.G. The Vendian alkaline igneous suite of northern Timan: ion microprobe U-Pb zircon ages of gabbros and syenite // Eds. D.C. Gee, V.L. Pease. The Neoproterozoic Timanide Orogen of Eastern Baltica. Geol. Soc. London, Memoirs. 2004. P. 69–74.
  10. Ludwig K.R. On the treatment of concordant uranium-lead ages // Geochim. Cosmochim. Acta. 1988. V. 62. P. 665–676.
  11. Ludwig K.R. User’s Manual for ISOPLOT/Ex 3.22. A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication, 2005. http://www. bgc.org/klprogrammenu.html
  12. Martin H. The adakitic magmas: modern analogues of Archaean granitoids // Lithos. 1999. V. 46. P. 411–429.
  13. Martin H., Moyen J.-F. Secular changes in TTG composition as markers of the progressive cooling of the Earth // Geology. 2002. V. 30. P. 319–322.
  14. Middlemost E.A.K. Naming materials in the magma/igneous rock system // Earth-Sci. Rev. 1994. V. 37. P. 215–224.
  15. Moyen J.F. The composite Archaean grey gneisses: petrological significance, and evidence for a non-unique tectonic setting for Archaean crustal growth // Lithos. 2011. V. 123. № 1–4. P. 21–36.
  16. Moyen J.-F., Laurent O. Archaean tectonic systems: а view from igneous rocks // Lithos. 2018. V. 302–303. P. 99–125.
  17. Pearce J.A. A User’s guide to basalt discrimination diagrams // Ed. D.A. Wyman. Trace Element Geochemistry of Volcanic Rocks: Applications for Massive Sulphide Exploration, Geological Association of Canada, Short Course Notes. 1996. V. 12. P. 79–113.
  18. Pearce J.A., Harris N.W., Tindle A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks // J. Petrol. 1984. V. 25. P. 956–983.
  19. Qin Z., Wu Y., Siebel W. et al. Genesis of adakitic granitoids by partial melting of thickened lower crust and its implications for early crustal growth: a case study from the Huichizi pluton, Qinling orogen, central China // Lithos. 2015. V. 238. P. 1–12.
  20. Rapp R.P., Watson E.B. Dehydration melting of metabasalt at 8–32 kbar: implications for continental growth and crust–mantle recycling // J. Petrol. 1995. V. 36. P. 891–931.
  21. Rollinson H., Pease V. Using geochemical data to understanding geological processes // 2-nd ed. Cambridge, UK; New York: Cambridge University Press, 2021. 661 p.
  22. Savko K.A., Samsonov A.V., Kotov A.B. et al. The Early Precambrian Metamorphic Events in Eastern Sarmatia // Precambr. Res. 2018. V. 311. P. 1–23.
  23. Shchipansky A.A., Kheraskova T.N. The Volga-Don collisional orogen in the East European craton as the Paleoproterozoic analog of the Himalayan-Tibetan orogeny // Geodynam. Tectonophys. 2023. V. 14. № 2. 0692.
  24. Smithies R.H. The Archaean tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG) series is not an analogue of Cenozoic adakite // Earth Planet. Sci. Lett. 2000. V. 182. P. 115–125.
  25. Sotiriou P., Polat A., Windley B., Kusky T. Temporal variations in the incompatible trace element systematics of Archean TTGs: Implications for crustal growth and tectonic processes in the early Earth // Earth-Sci. Rev. 2023. V. 236. 104274.
  26. Stacey J.S., Kramers J.D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two stage model // Earth Planet. Sci. Lett. 1975. V. 26. P. 207–221.
  27. Steiger R.H., Jäger H. Subcommission on geochronology: convention of the use of decay constants in geo- and cosmochronology // Earth Planet. Sci. Lett. 1977. V. 36. P. 359–362.
  28. Terentiev R.A., Santosh M. Detrital zircon geochronology and geochemistry of metasediments from the Vorontsovka terrane: implications for microcontinent tectonics // Int. Geol. Rev. 2016. V. 58. P. 1108–1126.
  29. Terentiev R.A., Savko K.A., Santosh M. et al. Paleoproterozoic granitoids of the Losevo terrane, East European Craton: Age, magma source and tectonic implications // Precambr. Res. 2016. V. 287. P. 48–72.
  30. Terentiev R.A., Savko K.A., Santosh M. Paleoproterozoic evolution of the arc–back-arc system in the East Sarmatian Orogen (East European Craton): zircon SHRIMP geochronology and geochemistry of the Losevo volcanic suite // Amer. J. Sci. 2017. V. 317. P. 707–753.
  31. Terentiev R.A., Savko K.A., Santosh M. Post-collisional two-stage magmatism in the East Sarmatian Orogen, East European Craton: evidence from the Olkhovsky ring complex // J. Geol. Soc. 2018. V. 175. P. 86–99.
  32. Terentiev R.A., Savko K.A., Santosh M. et al. Paleoproterozoic granitoids of the Don terrane, East-Sarmatian Orogen: age, magma source and tectonic implications // Precambr. Res. 2020. V. 346. 105790.
  33. Tsuchiya N., Kimura J.-I., Kagami H. Petrogenes is of Early Cretaceous adakitic granites from the Kitakami Mountains, Japan // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2007. V. 167. P. 134–159.
  34. Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W. A type granites: geochemical characteristics, discrimination, and petrogenesis // Contrib. Mineral. Petrol. 1987. V. 95. P. 407–419.
  35. Wang Q., McDermott F., Xu J.F. et al. Cenozoic K-rich adakitic Volcanic rocks in the Hohxil area, northern Tibet: lower-crustal melting in an intracontinental continental setting // Geology. 2005. V. 33. P. 465–468.
  36. White W.M., Klein E.M. Composition of the oceanic crust // Treatise Geochem. 2-nd ed. 2014. V. 4. № 13. P. 457–496.
  37. Williams I.S. U-Th-Pb Geochronology by ion microprobe // Applications in microanalytical techniques to understanding mineralizing processes. Rev. Econom. Geol. 1998. V. 7. P. 1–35.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическая геологическая карта Воронежского кристаллического массива. Положение коровых сегментов Восточно-Европейского кратона по (Gorbatschev, Bogdanova, 1993).

Скачать (934KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Геологическая колонка скв. 548-с и микрофотографии шлифов дацитовых порфиров: (а–д) – измененные ксенокристы плагиоклаза в мелкозернистом кварц-полевошпатовом матриксе; (е) – зональность ксенокриста плагиоклаза в даците. Нумерация образцов на рисунке: номер скважины/глубина.

Скачать (801KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Классификационные диаграммы для дацитов Воронцовского террейна: (а) (Na2O + K2O)–SiO2; (б) A/CNK– A/NK; (в) FeOtot/(FeOtot + MgO)–SiO2; (г) (Na2O + K2O – CaO)–SiO2.

Скачать (271KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Диаграммы распределения петрогенных оксидов.

Скачать (236KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Нормализованное к хондриту распределение редкоземельных (а) и нормализованное к примитивной мантии распределение малых и редких (б) элементов в дацитах.

Скачать (173KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Расположение точек определения возраста на КЛ-снимках цирконов из метадацитов Воронцовского террейна. Номера точек на рисунке соответствуют номерам анализов в табл. 2.

Скачать (458KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Результаты U-Pb датирования циркона из метадацитов Воронцовского террейна методом SIMS.

Скачать (147KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Результаты Sm-Nd исследований метадацитов Воронцовского террейна. Данные по гранитам Воронцовского террейна из (Савко и др., 2014).

Скачать (155KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Дискриминантные диаграммы для метадацитов Воронцовского террейна: (а) – по (Pearce, 1996); (б) – по (Whalen et al., 1987).

Скачать (167KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Составы дацитов Воронцовского террейна на дискриминантных диаграммах для адакитов (Drummond, Defant, 1990).

Скачать (111KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Результаты моделирования процессов образования дацитов и риолитов. 1 – поле составов природных образцов; 2, 3 – предполагаемые источники расплавов: 2 – толеитовый базальт MORB-типа из нижней части разреза лосевской серии (обр. 7782/422 из Щипанский и др., 2007); 3 – средний N-MORB (White, Klein, 2014); 4 – модельный дацитовый расплав – результат 20% равновесного плавления толеитового базальта, рестит состоит из клинопироксена (50%), граната (48%) и рутила (2%); 5 – модельный риолитовый расплав – результат 30% дифференциации дацитового расплава с удалением кумулятивной ассоциации плагиоклаз (90%) + апатит (9%) + циркон (1%). Расчеты выполнены по формулам из (Arth, 1976) с использованием коэффициентов распределения из (Rollinson, Pease, 2021).

Скачать (100KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024