Шпинелевые лерцолиты массива Северный Крака (Ю. Урал): первые REE ID‒ICP‒MS,87Sr‒86Sr и 147Sm‒143Nd AL ID-TIMS-изотопные ограничения

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Представлены результаты изучения РЗЭ ID‒ICP‒MS,86Sr/87Sr- и 147Sm‒143Nd AL ID-TIMS- изотопной систематики шпинелевого лерцолита массива Cеверный Крака, входящего в состав крупнейшего (более 900 км2) лерцолитового аллохтона, надвинутого на батиальные и шельфовые отложения пассивной континентальной окраины Восточно-Европейской платформы. Как результат, впервые выявлена изохронная зависимость (MSWD=0.85), определяющая возраст 545±26 млн лет и высокое значение инициального отношения (143Nd/144Nd)0 = 0.512390±0.000054, соответствующее в рамках модельных представлений εNd=+8.9. Полученная РЗЭ,87Sr/86Sr- и 147Sm‒143Nd-изотопные данные свидетельствуют о плавлении уже истощенного протолита, который можно идентифицировать как мантийный источник с параметрами, подобными MORB. Вычисленный в рамках проведенного исследования изохронный возраст гомогенизации 147Sm‒143Nd-изотопной системы в сочетании с имеющимися геологическими и геохимическими данными позволяет утверждать о проявлении поздневендской фазы (эпохи) складчатости и орогенеза на Урале в интервале 545±26 млн лет. Сравнение этих данных с материалами по геологии Центральной и Западной Европы дает возможность коррелировать образованные в результате этой фазы складчатости структуры тиманид с кадомидами, что в конечном итоге на основании глобальных реконструкций континентов для конца протерозоя санкционирует выдвижение гипотезы о существовании кадомского орогена на периферии Гондваны.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. Л. Ронкин

Институт геологии и геохимии Уральского отделения Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: y-ronkin@mail.ru
Россия, Екатеринбург

И. С. Чащухин

Институт геологии и геохимии Уральского отделения Российской Академии наук

Email: y-ronkin@mail.ru
Россия, Екатеринбург

В. Н. Пучков

Институт геологии и геохимии Уральского отделения Российской Академии наук

Email: y-ronkin@mail.ru

член-корреспондент РАН

Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Аникина Е. В., Русин И. А., Русин А. И., Краснобаев А. А. Изотопно-геохимическая систематика циркона из ультрабазитов массива Узянский Крака // Труды Института геологии и геохимии им. академика А. Н. Заварицкого. 2014. № 161. С. 158‒166.
  2. Краснобаев А. А., Русин А. И., Русин И. А., Бушарина С. В. Цирконы, цирконовая геохронология и вопросы петрогенезиса лерцолитовых массивов Южного Урала // Геохимия. 2011. Т. 5. С. 506–522.
  3. Пучков В. Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000. 146 с.
  4. Ронкин Ю. Л., Журавлев Д. З., Лепихина О. П., Лепихина Г. А. Определение ультрамалых содержаний REE в геологических образцах ID-SF-HR/ICP-MS методом: на примере стандартных образцов дунита и перидотита / Ежегодник-2007. Информационный сборник научных трудов ИГГ УрО РАН. Екатеринбург. 2008. С. 409‒420.
  5. Bodinier J.-L., Godard M. Orogenic, Ophiolitic, and Abyssal Peridotites. Treatise on Geochemistry. 2007. 1–73. doi: 10.1016/b0-08-043751-6/02004-1
  6. Bodinier J. L., Dupuy C., Dostal J. Geochemistry and petrogenesis of Eastern Pyrenean peridotites // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1988. 52(12), 2893– 2907. doi: 10.1016/0016-7037(88)90156-1
  7. Boudier F., Nicolas A. Harzburgite and lherzolite subtypes in ophiolitic and oceanic environments // Earth Planet. 1985. Sci. Lett. 76. 84–92.
  8. Dalziel I. W. D. On the organization of American plates in the Neoproterozoic and the breakout of Laurentia // GSA Today. 1992. V. 2. No. 11. P. 237–241.
  9. Downes H., Bodinier J.-L., Thirlwall M. F., Lorand J.-P., Fabries J. REE and Sr-Nd Isotopic Geochemistry of Eastern Pyrenean Peridotite Massifs: Sub-Continental Lithospheric Mantle Modified by Continental Magmatism // Journal of Petrology. 1991. Special_Volume 2. 97–115. doi: 10.1093/petrology/special_volume.2.97
  10. Garrido C. J., Bodinier J.-L., Alard O. Incompatible trace element partitioning and residence in anhydrous spinel peridotites and websterites from the Ronda orogenic peridotite // Earth and Planetary Science Letters. 2000. 181(3), 341–358. doi: 10.1016/s0012-821x(00)00201-6
  11. Grunow A., Hanson R., Wilson T. Were aspects of Pan-African deformation linked to Iapetus opening // Geology. 1996. 24(12), 1063‒1066. doi: 10.1130/0091-7613(1996)024<1063: waopad>2.3.co;2
  12. Ludwig K. R. User’s Manual for Isoplot/EX ver. 3.6. Berkeley Geochronology Center, Special Publication. 2008. No. 4, CA. 77 pp.
  13. Puchkov V. N. Structure and geodynamics of the Uralian orogen / In Orogeny Through Time. Published by The Geological Society London. Ed. J.-P. Burg and M. Ford. P. 201–236. doi: 10.1144/gsl.sp.1997.121.01.09
  14. Reisberg L. C., Allègre C. J., Luck J.-M. The Re–Os systematics of the Ronda ultramafic complex of southern Spain // Earth Planet. Sci. Lett. 1991.105. 196–213.
  15. Ronkin Y. L., Karaseva T. V., Maslov A. V. The First147Sm-143Nd Data on Rocks from the 6925.2- to 8250-m Interval of the SG-7 Superdeep Borehole (West Siberian Oil-and-Gas Province) // Dokl. Earth Sc. 2021. 496. P. 130–134 https://doi.org/10.1134/S1028334X2102015X
  16. Saintot A., Stephenson R. A., Stovba S., Brunet M.-F., Yegorova, T., Starostenko V. The evolution of the southern margin of Eastern Europe (Eastern European and Scythian platforms) from the Latest Precambrian- Early Palaeozoic to the Early Cretaceous // Geological Society, London, Memoirs. 2006. 32(1), 481–05. doi: 10.1144/gsl.mem. 2006.032.01.30
  17. Saveliev D. Е., Shilovskikh V. V., Makatov D. K., Gataullin R. A. Accessory Cr-spinel from peridotite massifs of the South Urals: morphology, composition and origin // Mineralogy and Petrology. 2022. 116, 401–427.
  18. Stump E. Construction of the Pacific margin of Gondwana during the Pannotios cycle, in McKenzie, G. D., ed., Gondwana Six: Stratigraphy, sedimentology, and paleontology // American Geophysical Union Geophysical Monograph. 1987. 41. P. 77–87.
  19. Tessalina S. G., Bourdon B., Gannoun A., Capmas F., Birck J.-L., Allègre C. J. Complex proterozoic to paleozoic history of the upper mantle recorded in the Urals lherzolite massifs by Re–Os and Sm–Nd systematics // Chemical Geology, 2007. 240(1–2), 61– 84. doi: 10.1016/j.chemgeo.2007.02.006
  20. Torsvik T., Smethurst M., Meert J., Vandervoo R., Mckerrow W., Brasier M., Sturt B. A., Walderhaug H. Continental break-up and collision in the Neoproterozoic and Palaeozoic – A tale of Baltica and Laurentia // Earth-Science Reviews. 1996. 40(3–4), 229–258. doi: 10.1016/0012-8252(96)00008-6.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. а – локализация Уральского складчатого пояса; б – схема структурно-тектонического зонирования Урала [13] с дополнениями; в – массивы Крака: 1 – Северный; 2 – Узянский; 3 – Средний; 4 – Южный; г – распростра- нение ультраосновных пород на Южном Урале. Пояса ультраосновных пород: 1 – Западный (Крака–Медногорский); 2 – Зона Главного Уральского разлома; 3 – Миасс-Куликовский; 4 – Казбаево; 5 – Восточный. Массивы ультраосновных пород [13, 17]: 1 – Крака (вклад- ка “в”); 2 – Уфалей; 3 – Таловский; 4 – Муслюмово; 5 – Нурали; 6 – Калкан; 7 – Миндяк; 8 – Куликовский; 9 – Татищево; 10 – Верблюжьегорский; 11 – Варшавка; 12 – Халилово; 13 – Хабарный; 14 – Кемпирсай; 15 – Ак- карга; 16 – Киембай. Цвета выделяют различные структурные зоны: BM – Башкирский мегантиклинорий; EUT – Восточно-Уральский прогиб; EUU – Восточно-Уральское поднятие; MM–Магнитогорская мегазона; MUF – Глав- ный Уральский разлом; SB – Сакмарская котловина; TUU –Зауральское поднятие; ZS – Зилаирский синклинорий.

Скачать (5MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схематическая геологическая карта северного Крака. 1 – Зилаирская серия ‒ полимиктовые песчаники, алевролиты, глинистые сланцы D3-C1; 2 – известняки с прослоями песчаников и глинистых сланцев D2–3; 3 – квар- цевые песчаники, алевролиты, глинистые и кремнистые сланцы S2; 4 – глинистые и кремнистые сланцы, кварце- вые песчаники, алевролиты S1; 5 – кварцевые песчаники, кремнистые и глинистые сланцы O2–3; 6 – Шпинелевая фация гарцбургит-лерцолитовой серии; 7 – Плагиоклазовая фация гарцбургит-лерцолитовой серии; 8 – Хризотил-лизардитовые серпентиниты; 9 – Полимиктовый серпентинитовый меланж; 10 – места отбора образцов; 11 – об- разец 7511, правый борт ручья Большая Саргая.

Скачать (3MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Порфирокластическая структура шпинелевого лерцолита (обр. 7511). (a) ‒ ортопироксен-клинопироксеновый порфирокласт, окруженный необластами пироксенов и оливина. Обращают внимание тон- кие пластинки – продукты распада порфирокластов: клинопироксена в ортопироксене (Opx) и ортопироксена в клинопироксене (Cpx). Периферические зоны порфирокластов частично очищены от пластинок распада, ма- териал которых был потрачен на формирование необластов. В отличие от пироксенов, оливин (Olv) легко дро- бится и, как правило, образует необласты. (б) ‒ Порфирокласт клинопироксена (Cpx), окруженный необласта- ми пироксенов и оливина. (в) ‒ цепочки зерен хромшпинели (Sp), образованные в ходе пластических дефор- маций. (г) ‒ Апопироповый (?) шпинель-ортопироксеновый кластер – продукт реакции “пироп + 2оливина = = 4ортопироксена + шпинель”, в ходе деформаций превращенный в порфирокласт.

Скачать (945KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектры распределения РЗЭ в лерцолитах. Тонкие цветные линии – лерцолиты восточных Пи- реней [6]. Красная утолщенная линия характеризу- ет спектр распределения РЗЭ образца, изученного в настоящей работе. Остальные утолщенные цвет- ные линии – лерцолиты массивов Миндяк и Нура- ли, Ю. Урал, номера проб соответствуют таковым из табл. 1 [19]. CWr, CCh – концентрации РЗЭ в породе (ppm, указаны красными цифрами по оси абсцисс) и хондрите соответственно. Коэффициенты норма- лизации по [IX].

Скачать (3MB)
Метаданные
6. Рис. 5. 147Sm‑143Nd-эволюционная диаграмма для лерцолита 7511 массива Северный Крака (рис. 2). Размеры прямоугольников пропорциональны по- грешностям ±2σ атомных отношений147Sm/144Nd и 143Nd/144Nd. Wr – порода в целом, Opx – орто- пироксен, Cpx – клинопироксен. Нижний ин- декс “AL” идентифицирует разности, подвергну- тые кислотному выщелачиванию. MSWD Mean Square of Weighted Deviates. Параметры CHUR ука- заны в подписи к табл. 2. DM:147Sm/144Nd = 0.2135, 143Nd/144Nd = 0.513151 [X].

Скачать (2MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Корреляционная диаграмма87Sr/86Sr‑143Nd/144Nd для лерцолита массива Северный Крака (синий кру- жок) и клинопироксенитов, выделенных из орогенных, офиолитовых и абиссальных перидотитов, пироксенитов Horoman, Lower Austria, Ronda, Pyrenees, Western Alps (Balmuccia, Lanzo, and the External Ligurides), Zabargad, Internal Ligurides, а также для океанических перидотитов [5]. Mid-Ocean Ridge Basalt (MORB) из базы данных Petrological Database of the Ocean Floor (PetDB https://wiki5.ru/wiki/Petrological_Database_of_the_Ocean_Floor). Ocean-Island Basalt (OIB) из базы данных Geochemistry of Rocks of the Oceans and Continents (GEOROC https://georoc.eu/georoc/ new-start.asp, данные по Французской Полинезии, Исландии, Гавайям, Галапагосским островам и Буве). I, II, III, IY – квадранты, выделенные (серые горизонтальная и вертикальные линии) относительно изотопного состава Sr и Nd модельного резервуара CHUR (параметры указаны в примечании к табл. 2).

Скачать (3MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Геологически обусловленная реконструкция суперконтинента Паннотия, который, вероятно, существовал вблизи докембрийско-кембрийской границы, 600–540 млн лет [8]. Панафриканско-бразильские (паннотские; [18]) бассейны показаны закрытыми, хотя некоторые из них, возможно, сохранились до кембрия ([11]). Примечатель- но, что авторы [20] интерпретировали палеомагнитные данные как требующие разделения Лаврентии и Гондваны более чем на 5000 км на границе докембрия и кембрия. Трактовка основана в первую очередь на геологических аргументах, поскольку показанные палеомагнитные полюса не подтверждают такое близкое соседство Лаврентии и Гондваны [8]. Pacific ocean – Тихий океан; Extensional margin – расширение восточной окраины Тихого океана; East Gondwana – восточная часть суперконтинента Гондвана; Laurentia – суперконтинент Лаврентия; Cadomian arc – кадомская магматическая дуга; A – Arequipa massif; AM –Amazonian craton; B – Baltica (Russian craton); C– Congo craton; D-R-A – Delamerian-Ross arc; E – Ellsworth-Whitmore mountains block (in Pangea position); EA – East Avalonia (southern British Isles); ESMT – hypothetical Ellsworth-Sonora- Mojave transform; F/MP – Falkland-Malvinas Plateau; K – Kalahari craton; MAOT – hypothetical Malvinas-Alabama- Oklahoma transform; R – Rockall Plateau with adjacent northwest Scotland and northwest Ireland; RP – Rio de la Plata craton; S – Siberia (Angara craton); SF – São Francisco craton; SV – Svalbard block (Barentia); WA – West African craton; TxP – hypothetical Texas plateau. Линии с черными треугольниками – верхние плиты зон субдукции (кадомский ярус) и зарождающихся зон субдукции (дуга Деламерия – Росса, D-R-A); жирные линии – зарождающиеся mid-Iapetus хребты; диагональные линии – коллизионный ороген восточной Африки, включающий восточную и западную Гондвану.

Скачать (4MB)
Метаданные
9. Доп. список литературы
Скачать (35KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024