Кембрийские вулканогенно-осадочные толщи Систигхемского террейна (Центральная Тува): результаты изотопных, геохронологических и геохимических исследований

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье приведены новые полученные результаты изотопно-геохимических (Sm‒Nd, Rb‒Sr) и геохронологических (U‒Pb LA-ICP-MS) исследований кембрийских вулканогенно-осадочных толщ (терекская и эжимская свиты) Систигхемского террейна (Центральная Тува). Установлено, что происхождение первичных базальтовых магм терекской и эжимской свит связано с частичным плавлением мантийного источника (типа OIB), метасоматически проработанного процессами, связанными с контаминацией при подплавлении дегидратированого слэба. Их формирование происходило в бассейнах рифтогенного типа, маркирующих процессы растяжения в тыловой части аккреционного комплекса с корой переходного типа на фоне субдукции под комплекс коры Палеоазиатского океана.

Формирование вулканогенно-осадочных толщ терекской и эжимской свит происходило одновременно в интервале 512‒510 млн лет. Близкие изотопно-геохимические характеристики состава вулканогенных пород исследованных свит (εNd(510) = +3.9 до –0.45 и εNd(510)= +4.5 до –0.23) и время их формирования указывают на то, что они являются единой толщей, которая в процессе складчатости была разделена на фрагменты, деформированные и смещенные друг относительно друга горизонтальными движениями в ходе проявленных аккреционно-коллизионных событий. На современном эрозионном срезе они представлены серией совмещенных тектонических пластин в разной степени измененными, надвинутыми друг на друга и на докембрийский континентальный блок.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. И. Школьник

Институт земной коры СО РАН; Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sink@crust.irk.ru
Россия, д. 128, ул. Лермонтова, 664033, Иркутск; д. 3, просп. Академика Коптюга, 630090, Новосибирск

Е. Ф. Летникова

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: sink2507@mail.ru
Россия, д. 3, просп. Академика Коптюга, 630090, Новосибирск

К. К. Колесов

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: sink2507@mail.ru
Россия, д. 3, просп. Академика Коптюга, 630090, Новосибирск

А. В. Иванов

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: sink2507@mail.ru
Россия, д. 3, просп. Академика Коптюга, 630090, Новосибирск

Д. Д. Булгакова

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН

Email: sink2507@mail.ru
Россия, д. 3, просп. Академика Коптюга, 630090, Новосибирск

Н. В. Брянский

Институт земной коры СО РАН

Email: sink2507@mail.ru
Россия, д. 128, ул. Лермонтова, 664033, Иркутск

Список литературы

  1. Берзин Н.А., Кунгурцев Л.В. Геодинамическая интерпретация геологических комплексов Алтае-Саянской складчатой области // Геология и геофизика. 1996. № 1. С. 63–81.
  2. Бродникова Е.А., Ветров Е.В., Летникова Е.Ф., Иванов А.В., Руднев С.Н. Позднерифейские и вендские гранитоиды в источниках сноса раннекембрийских грубозернистых пород баянкольской свиты Систигхемского прогиба Тувы // Геология и геофизика. 2022. Т. 63. № 6. С. 783‒800.
  3. Ветров Е.В., Черных А.И., Бабин Г.А. Раннепалеозойский гранитоидный магматизм Восточно-Таннуольского сектора Тувинского магматического пояса: геодинамическая позиция, возраст и металлогения // Геология и геофизика 2019. T. 60. №5. C. 641‒655.
  4. Ветров Е.В., Уваров А.Н., Ветрова Н.И., Летников Ф.А., Вишневская И.А., Жимулев Ф.И., Андреева Е.С., Червяковская М.В. Петрогенезис деспенских вулканогенных образований среднепозднеордовикской вулканоплутонической ассоциации Таннуольского террейна (юго-запад Тувы) // Геология и геофизика. 2021. Т. 62. № 6. С. 782‒799.
  5. Гордиенко И.В. Вулканизм различных геодинамических обстановок Центрально-Азиатского складчатого пояса // Литосфера. 2004. № 3. С. 4‒16.
  6. Гордиенко И.В., Ковач В.П., Елбаев А.Л., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Резницкий Л.З., Яковлева С.З., Анисимова И.В. Возраст и условия формирования коллизионных гранитоидов Джидинской зоны Центрально-Азиатского складчатого пояса, Юго-Западное Забайкалье // Петрология. 2012. Т. 20. № 1. С. 45–65.
  7. Геологическая карта СССР. ‒ М-б 1:200 000. ‒Серия Западно-Саянская. ‒ Лист M-46-IV (Баян-Кол). ‒ М.: Госгеолтехиздат, 1963. 1 лист.
  8. Добрецов Н.Л., Буслов М.М. Позднекембрийско-ордовикская тектоника и геодинамика Центральной Азии) // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 1. С. 93‒108.
  9. Донская Т.В., Скляров Е.В., Гладкочуб Д.П. Прибайкальский коллизионный метаморфический пояс // ДАН. 2000. Т. 347. № 1. С. 79‒83.
  10. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. ‒ Под ред. В.Е. Хаина ‒ М.: Недра, 1990. Кн. 1. 328 с.
  11. Иванов А.В., Летникова Е.Ф., Школьник С.И., Прошенкин А.И., Бродникова Е.А. Возраст пород шурмакской свиты по данным U‒Pb датирования цирконов методом LA-ICP-MS (Юго-Восточная Тува) // Вестн. СПбГУ. Науки о Земле. 2020. Т. 65. № 4. С.702‒716.
  12. Иванов А.В., Летникова Е.Ф., Школьник С.И., Маслов А.В., Ветрова Н.И. Фрагмент раннекембрийской континентальной окраины в структуре Тувинского сегмента ЦАСП (терегтигская свита): результаты U‒Pb датирования циркона и Sr-хемостратиграфия // ДАН. 2023. Т. 512. № 2. С. 5‒13.
  13. Коровников И.В. Новые находки трилобитов в нижнем кембрии Центральной Тувы (юг Западной Сибири) // Новости палеонтологии и стратиграфии. Приложение к журналу “Геология и геофизика”. 2000. № 2-3. С. 39‒46.
  14. Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Резницкий Л.З., Васильев Е.П., Казаков И.К., Яковлева С.З., Ковач В.П., Бережная Н.Г. О возрасте метаморфизма Слюдянского кристаллического комплекса (Южное Прибайкалье): результаты U‒Pb геохронологических исследований гранитоидов // Петрология. 1997. Т. 5. № 4. С. 227‒239.
  15. Кузьмичев А.Б. Тектоническая история Тувино-Монгольского массива: раннебайкальский, позднебайкальский и раннекаледонский этапы. ‒ Под ред. Е.В. Склярова ‒ М.: ПРОБЕЛ, 2004. 192 с.
  16. Куренков С.А., Диденко А.Н., Симонов В.А. Геодинамика палеоспрединга. ‒ Под ред. Ю.Г. Леонова ‒ М.: ГЕОС, 2002. 294 с.
  17. Летникова Е.Ф., Вещева С.В., Прошенкин А.И., Кузнецов А.Б. Неопротерозойские терригенные отложения Тувино-Монгольского массива: геохимическая корреляция, источники сноса, геодинамическая реконструкция // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 12. С. 2110‒2121.
  18. 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 // Геология и геофизика. 2011а. Т. 52. №5. С. 649‒665.
  19. Монгуш А.А., Лебедев В.И., Травин А.В., Ярмолюк В.В. Офиолиты Западной Тувы – фрагмент поздневендской островной дуги Палеоазиатского океана // ДАН. 2011б. Т. 438. № 6. С. 796‒802.
  20. Парфенов Л.М., Натапов Л.М., Соколов С.Д., Цуканов Н.В. Террейны и аккреционная тектоника Северо-Востока Азии // Геотектоника. 1993. № 1. С. 68–78.
  21. Ревяко Н.М., Костицын Ю.А., Бычкова Я.В. Взаимодействие расплава основного состава с вмещающими породами при формировании расслоенного интрузива Кивакка, Северная Карелия // Петрология. 2012. Т. 20. № 2. С. 115‒135.
  22. Руднев С.Н., Ковач В.П., Пономарчук В.А. Венд-раннекембрийский островодужный плагиогранитоидный магматизм Алтае-Саянской складчатой области и Озерной зоны Западной Монголии (геохронологические, геохимические и изотопные данные) // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 10. С. 1628–1647.
  23. Руднев С.Н. Раннепалеозойский гранитоидный магматизм Алтае-Саянской складчатой области и Озерной зоны Западной Монголии. ‒ Под ред. Г.В. Полякова ‒ Новосибирск: СО РАН, 2013. 300 с.
  24. Симонов В.А., Котляров А.В., Ступаков С.И., Третьяков Г.А. Палеогеодинамика офиолитов Тувы. ‒ В кн.: Эволюция тектонических процессов в истории Земли. ‒ Мат-лы XXXVII Тектон. совещ. Межвед. тектон. комитета СО РАН. ‒ Новосибирск: Гео, 2004. Т.1. С. 166‒169.
  25. Школьник С.И., Летникова Е.Ф, Резницкий Л.З., Иванов А.В., Прошенкин А.И. Этапы тектоно-магматической активизации в зоне сочленения Сибирской платформы и Таннуольско-Хамсаринского сегмента ЦАСП (по результатам U‒Pb изотопных исследований) // ДАН. 2021. Т. 498. № 2. С. 115‒120.
  26. Black L.P., Kamo S.L., Allen C.M., Davis D.W., Aleinikoff J.N., Valley J.W., Mundil R., Campbell I.H., Korsch R.J., Williams I.S., Foudoulis C. Improved 206Pb/238U Microprobe geochronology by monitoring of Trace Element Related Matrix Effect; SHRIMP, ID TIMS, ELA ICP MS and Oxygen Isotope Documentation for series of zircon standards // Chem. Geol. 2004. Vol.205. No.1-2. P.115–140.
  27. Cabanis B., Lecolle M. Diagramme La/10-Y/15-Nb/8: Un outil pour la discrimination des séries volcaniques et la mise en évidence des processus de mélange et/ou de contamination crustale // Compte Rendus de I’Académie des Sci. Ser. II. Vol. 309. P. 2023–2029. (In French).
  28. Dampare S.B., Shibata T., Asiedu D.K., Osae S., Banoeng-Yakubo B. Geochemistry of Paleoproterozoic metavolcanic rocks from the southern Ashanti volcanic belt, Ghana: Petrogenetic and tectonic setting implications // Precambian Reseaarch. 2008. Vol. 162. P. 403‒423.
  29. 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. Vol. 87 No.3. P. 249‒265.
  30. Griffin W.L., Powell W.J., Pearson N.J., O’Reilly S.Y. GLITTER: Data reduction software for laser ablation ICP-MS. ‒ In: Laser Ablation ICP-MS in the Earth Sciences: Current practices and outstanding issues. ‒ Ed.by P. Sylvester, (Mineral. Assoc. Canada, Short Course Ser. 2008. Vol. 40), P. 307–311.
  31. Jacobsen S.B., Wasserburg G.J. Sm-Nd isotopic evolution of chondrites and achondrites, II // Earth Planet. Sci. Lett. 1984. Vol. 67. No.2. P. 137‒150.
  32. Jahn B.M., Wu F., Lo C.H., Tsai C.H. Crust–mantle interaction induced by deep subduction of the continental crust: geochemical and Sr–Nd isotopic evidence from post-collisional mafic–ultramafic intrusions of the northern Dabie complex, central China // Chem. Geol. 1999. Vol. 157. 119‒146.
  33. Ludwig K.R. Isoplot. V. 4.15: A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. ‒ Berkeley Geochron. Center Sp. Publ. 2011. Vol.4. 75p.
  34. Panteeva S.V., Gladkochoub D.P., Donskaya T.V., Markova V.V., Sandimirova G.P. Determination of 24 trace elements in felsic rocks by inductively coupled plasma mass spectrometry after lithium metaborate fusion // Spectrochimica Acta. Part B: Atomic Spectroscopy. 2003. Vol.58. P. 341–350.
  35. Parfenov L.M., Khanchuk A.I., Badarch G., Miller R.J., Naumova V.V., Nokleberg W.J., Ogasawara M., Prokopiev A.V., Yan H., Belichenko V., Berzin N.A., Bulgatov A.N., Byamba J., Deikunenko A.V., Dong Y., Dril S.I., Gordienko I.V., Hwang D.H., Kim B.I., Korago E.A., Kos’ko M.K., Kuzmin M.I., Orolmaa D., Oxman V.S., Popeko L.I., Rudnev S.N., Sklyarov E.V., Smelov A.P., Sudo S., Suprunenko O.I., Sun F., Sun J., Sun W., Timofeev V.F., Tret’yakov F.F., Tomurtogoo O., Vernikovsky V.A., Vladi Mirov A.G., Wakita K., Ye M., Zedgenizov A.N. Preliminary Northeast Asia geodynamics map. ‒Scale 1:5 000 000. ‒ (U.S. Geological Surv. Open-File Rep. 03-205. 2003), 2 sh.
  36. Paton Ch., Hellstrom J.C., Paul P., Woodhead J.D., Hergt J.M. Iolite: Freeware for the visualization and processing of mass spectrometric data // J. Analyt. Atom. Spectrom. 2011. Vol.26. P. 2508–2518.
  37. Powerman V.I., Buyantuev M., Ivanov A.V. A review of detrital zircon data Treatment, and launch of a new tool “Dezirteer” along with the suggested universal workflow // Chem. Geol. 2021. Vol. 583. Art.120437. Doi: https://doi.org/10.5800/GT-2023-14-5-0718
  38. Pfänder 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.
  39. Vetrov E.V., Vetrova N.A., Pikhutin E.A. Geochronology and geochemistry of early Paleozoic granitic and coeval mafic rocks from the Tannuola terrane (Tuva, Russia): Implications for transition from a subduction to post-collisional setting in the northern part of the Central Asian Orogenic Belt // Gondvana Research. 2024. Vol. 125. P. 130‒149.
  40. Pearce J.A., Ernst R.E., Peate D.W., Rogers C. LIP printing: Use of immobile element proxies to characterize Large Igneous Provinces in the geologic record // Lithos. 2021. Vol. 392-393. P. 1‒28.
  41. Saunders A.D., Norry M.J., Tarney J. Origin of MORB and chemically-depleted mantle reservoirs: trace element constraints // J. Petrol. 1988. Spec. Lithosph. Is. P. 415‒445.
  42. Sláma J., Košler J., Condon D.J., Crowley J.L., Gerdes A., Hanchar J.M. Horstwood M.S.A., Morris G.A. Plešovice zircon – A new natural reference material for U‒P-band Hf-isotopic microanalysis // Chem. Geol. 2008. Vol. 249. No. 1–2. P. 1–35.
  43. Shervais, J.W. Ti-V plots and the petrogenesis of modern and ophiolitic lavas // Earth Planet. Sci. Lett. 1982. Vol.59. P. 101.
  44. Shkolnik S., Letnikova E., Vetrov E., Ivanov A., Reznitsky L., Proshenkin A. Proterozoic-Paleozoic tectonic evolution of the northern Central-Asian Orogenic Belt: New constraints from igneous and metamorphosed rocks of the Khamsara Terrane (East Sayan, Russia) // J. Asian Earth Sci. 2023. Vol. 255. Art.105785. doi: 10.1016/j.jseaes.2023.105785
  45. Sun S, McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes. ‒ In: Magmatism in Oceanic Basins. ‒ Ed.by A.D. Saunders, M.J. Norry, (Geol. Soc. London. Spec. Publ. 1989. Vol. 42), P. 313‒345.
  46. Wang Y.J., Zhao G.C., Fan W.M., Peng T.P., Sun L.H., Xia X. P. LA-ICP-MS U‒Pb zircon geochronology and geochemistry of Paleoproterozoic mafic dykes from western Shandong Province: Implication for back-arc basin magmatism in the Eastern Block, North China Craton // Precambrian Research. 2007. Vol. 154. P. 107‒124.
  47. Wiedenbeck M.P.A., Corfu F., Griffin W.L., Meier M., Oberli F., von Quadt A., Roddick J.C., Spiegel W. Three natural zircon standards for U‒Th‒Pb, Lu‒Hf, trace ele P. .
  48. Winchester J.A., Floyd P.A. Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements // Chem. Geol. 1977. Vol. 20. P. 325‒343.
  49. Winchester J. A., Park K. G., Holland J. G. The geochemistry of Levisian semipelitic schists from the Gairloch district western Ross // Scott. J. Geol. 1980. Vol.16. P.165–179.
  50. Zindler A., Hart S. Chemical geodynamics // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 1986. Vol.14. P. 493–571.
  51. ЦКП, http://crust.irk.ru/industry/analytics.html (Accessed April, 2024)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Табл. П1
Скачать (555KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Карта-схема террейнов восточной части Алтае-Саянской складчатой области (по данным [15, 18, 20]).

Скачать (615KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Карта-схема геологического строения и стратиграфическая колонка центральной части Систигхемского террейна (по данным [7]).

Скачать (523KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Микрофотографии разновидностей вулканогенных пород эжимской и терекской свит.

Скачать (899KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Классификационные диаграммы (а) Ni-Zr/TiO2 (по [49]) и (б) Nb/Y-Zr/TiO2 (по [48]) для вулканитов терекской и эжимской толщ.

Скачать (219KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Вариации содержаний петрогенных элементов в зависимости от SiO2 в вулканогенных породах терекской и эжимской свит.

Скачать (252KB)
Метаданные
8. Рис. 6. Спектры распределения редких элементов, нормализованных к составу примитивной мантии для базальтов и туфов (а) эжимской свиты, (б) терекской свиты, (в) туффитов эжимской и терекской свит (по данным [45]).

Скачать (460KB)
Метаданные
9. Рис. 7. (а) Гистограмма и кривая относительной вероятности U‒Pb возрастов, (б) диаграмма с конкордией (в) для цирконов из туфа (TV-340), (г) гистограмма и кривая относительной вероятности U‒Pb возрастов и (д) диаграмма с конкордией (е) для цирконов из туфа (TV-337) эжимской свиты.

Скачать (420KB)
Метаданные
10. Рис. 8. Гистограмма и кривая относительной вероятности U‒Pb возрастов (а) для цирконов (б) из туффита (TV-48) терекской свиты.

Скачать (139KB)
Метаданные
11. Рис. 9. Sr‒Nd изотопные вариационные диаграммы для вулканитов Систигхемского террейна (по данным [17, 18, 32, 39, 50]).

Скачать (269KB)
Метаданные
12. Рис. 10. Диаграммы (а) Nb/Yb‒Th/Yb (по [28]), (б) Th/Nb‒Ce/Nb (по [41]), (в) TiO2/Yb‒Th/Nb (по [40]) для базальтов терекской и эжимской свит Систигхемского террейна.

Скачать (292KB)
Метаданные
13. Рис. 11. Диаграммы (а) V-Ti/1000 (по [43]) и (б) Nb/8-Y/15-La/10 (по [27]) для метабазальтов терекской и эжимской свит Систигхемского террейна.

Скачать (161KB)
Метаданные
14. Рис. 12. Схема тектонической эволюции Систигхемского террейна Центральной Тувы в нижнем кембрии.

Скачать (261KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».