Везде

ОНЗ Геохимия Geochemistry International

  • ISSN (Print) 0016-7525
  • ISSN (Online) 3034-4956

Источники расплавов и условия образования гранитоидов Хохольско-Репьевского батолита Волго-Донского орогена Восточно-Европейского кратона

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0016752524050024-1
DOI
10.31857/S0016752524050024
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Петракова М. Е.
  • Аффилиация: НИИ Геологии Воронежского государственного университета
Том/ Выпуск
Том 69 / Номер выпуска 5
Страницы
437-460
Аннотация
В статье обсуждаются возможные источники расплавов и условия образования гранитоидов Хохольско-Репьевского батолита, которые слагают Донской террейн Волго-Донского орогена Восточно-Европейского кратона. В батолите выделены три типа гранитоидов — павловские (кварцевые монцодиорит–граниты, преимущественно беспироксеновые), потуданские (кварцевые монцогаббро–гранодиориты, содержащие пироксен) и гибридные (кварцевые монцодиориты, монцониты, кварцевые монцониты). Эти три группы пород пространственно совмещены, имеют близкий возраст 2050–2080 млн лет, сходные геохимические характеристики (высокие содержания Ba, Sr, сильно фракционированные спектры РЗЭ, GdN/YbN = 2–11), однако, различаются по петрографическим и изотопно-геохимическим параметрам. Получены первичные изотопные характеристики источников для пород павловского типа — εNd(t) = +0.2… —3.7, Sri = 0.70335, для потуданского — εNd(t) = — 1.7 … —3.8, Sri = 0.70381–0.70910, для гибридного — εNd(t) = — 8.8, Sri = 0.70596. Помимо гранитоидов в батолите обнаружены два типа даек лейкогранитов. Первый тип характеризуется εNd(t) = –3.8 и фракционированными спектрами тяжелых РЗЭ (GdN/YbN = 2.1–3.8). Такие дайки могли сформироваться в результате глубокой дифференциации магмы павловского типа. Второй тип даек с εNd(t) = –7.8 и менее фракционированными спектрами тяжелых РЗЭ (GdN/YbN=1.1–1.6) возник, предположительно, в результате плавления корового источника на небольших глубинах. Rb-Sr изотопно-геохимические характеристики пород павловского и потуданского типов свидетельствуют об образовании их из разных источников. В формировании гранитоидов Хохольско-Репьевского батолита принимали участие расплавы, образованные при частичном плавлении трех источников: 1) нижняя (или погребенная океаническая) кора, преимущественно мафитового состава, и/или обогащенная мантия, метасоматизированная в протерозое, метки которых отражаются в составе павловских гранитоидов; 2) обогащенный мантийный источник, вероятно представленный субконтинентальной литосферной мантией (SCLM), возможно, метасоматизированной в предшествующий этап геологического развития региона, характерный для монцонитоидов потуданского типа; 3) архейская кора, состоящая преимущественно из ТТГ-гнейсов и метаосадков, подвергшаяся плавлению и участвовавшая в образовании части лейкогранитных даек и пород гибридного типа. Результаты термодинамического моделирования подтверждают, что смешение двух контрастных по составу расплавов — базитового (потуданского типа) и средне-кислого (павловского типа) может привести к образованию только части составов гибридных пород. На образование остальных повлияла контаминация базитового расплава анатектическими выплавками из архейской коры Курского блока.
Ключевые слова
гранитоиды габброиды гибридизация магм SCLM термодинамическое моделирование Донской террейн палеопротерозой
Дата публикации
05.05.2024
Год выхода
2024
Всего подписок
0
Всего просмотров
33

Библиография

  1. 1. Арискин А.А., Данюшевский Л.В., Конников Э.Г., 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. 2. Бибикова Е.В., Богданова С.В., Постников А.В., Попова Л.П., Кирнозова Т.И., Фугзан М.М., Глущенко, В.В. (2009). Зона сочленения Сарматии и Волго-Уралии: изотопно-геохронологическая характеристика супракрустальных пород и гранитоидов. Стратиграфия. Геол. корреляция. 17 (6), 3–16.
  3. 3. Бибикова Е.В., Богданова С.В., Постников А.В., Федотова А.А., Клаэссон С., Кирнозова Т.И., Фугзан М.М., Попова Л.П. (2015). Ранняя кора Волго-Уральского сегмента Восточно-Европейского кратона: изотопно-геохронологическое изучение терригенного циркона из метаосадочных пород Большечеремшанской серии и их Sm-Nd модельный возраст. Стратиграфия. Геол. корреляция. 23 (1), 3–26.
  4. 4. Горохов И.М., Мельников Н.Н., Кузнецов А.Б., Константинова Г.В., Турченко Т.Л. (2007). Sm-Nd систематика тонкозернистых фракций нижнекембрийских “синих глин” Северной Эстонии. Литология и полезные ископаемые. (5), 536–551.
  5. 5. Горохов И.М., Зайцева Т.С., Кузнецов А.Б., Овчинникова Г.В., Аракелянц М.М., Ковач В.П., Константинова Г.В., Турченко Т.Л., Васильева И.М. (2019). Изотопная систематика и возраст аутигенных минералов в аргиллитах инзерской свиты Южного Урала. Стратиграфия. Геол. корреляция. 27 (2), 3–30.
  6. 6. Египко О.И. (1971) Некоторые минералого-петрографические и геохимические особенности докембрийских гранитоидов юго-восточной части Воронежского кристаллического массива. Дисс. … канд. геол.-минерал. Наук. Воронеж: 367 с.
  7. 7. Короновский Н.В., Ясаманов Н.А. (2012) Планета Земля. Физико-химический состав и агрегатное состояние состояние вещества Земли. Геология: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования. 8-е, испр. и доп. М.: Издательский центр “Академия”, 448 с.
  8. 8. Кузнецов А.Б., Лобач-Жученко С.Б., Каулина Т.В., Константинова Г.В. (2019) Палеопротерозойский возраст карбонатных пород и трондьемитов центральноприазовской серии: Sr-изотопная хемостратиграфия и U-Pb геохронология. ДАН. 484 (6), 71–74.
  9. 9. Минц М.В., Глазнев В.Н., Муравина О.М. (2017) Глубинное строение коры юго-востока Воронежского кристаллического массива по геофизическим данным: геодинамическая эволюция в палеопротерозое и современное состояние коры. Вестник ВГУ. Серия: Геология. (4), 5–23.
  10. 10. Петракова М.Е., Терентьев Р.А. (2018) Петрографические и минералогические признаки взаимодействия гранитоидных и габброидных магм плутона Потудань, Воронежский кристаллический массив. Вестник ВГУ. Серия: Геология. (1), 32–45. https://doi.org/10.17308/geology.2018.1/1422.
  11. 11. Петракова М.Е., Терентьев Р.А., Юрченко А.В., Савко К.А. (2022а) Геохимия и геохронология палеопротерозойских кварцевых монцогаббро-монцодиорит-гранодиоритов плутона Потудань, Волго-Донской ороген. Вестник СПбГУ: Науки о Земле. 67 (1), 74–96. doi: 10.21638/spbu07.2022.105
  12. 12. Петракова М.Е., Анисимов Р.Л., Балтыбаев Ш.К. (2022б) Условия образования магматических пород Хохольско-Репьевского батолита Волго-Донского орогена: проверка моделей фракционной кристаллизации и ассимиляции. Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. (19), 284–289. doi.org/10.31241/FNS.2022.19.052
  13. 13. Савко К.А., Самсонов А.В., Ларионов А.Н., Ларионова Ю.О., Базиков Н.С. (2014) Палеопротерозойские граниты А- и S-типов востока Воронежского кристаллического массива: геохронология, петрогенезис и тектоническая обстановка формирования. Петрология. 22. (3), 235–264.
  14. 14. Савко К.А., Самсонов А.В., Базиков Н.С. (2011) Метатерригенные породы воронцовской серии Воронежского кристаллического массива: геохимия, особенности формирования и источники сноса Вестник ВГУ. Серия: Геология. (1), 70–94.
  15. 15. Савко К.А., Самсонов А.В., Сальникова Е.Б., Котов А.В., Базиков Н.С. (2015) HT/LP метаморфическая зональность восточной части Воронежского кристаллического массива: возраст, условия и геодинамическая обстановка формирования. Петрология. 23 (6), 607–623.
  16. 16. Савко, К.А. Самсонов А.В., Ларионов А.Н., Кориш Е.Х., Базиков Н.С. (2018) Архейская тоналит-трондьемит-гранодиоритовая ассоциация Курского блока, Воронежский кристаллический массив: состав, возраст и корреляция с комплексами Украинского щита. ДАН. 478 (3), 335–341.
  17. 17. Савко К.А., Самсонов А.В., Голунова М.А., Вонг К.-Л., Базиков Н.С., Холина Н.В., Полякова Т.Н. (2021) Палеоархейские ТТГ и метапелиты — протолиты неоархейских риолитов А-типа Курского блока Сарматии: результаты экспериментов по дегидратационному плавлению. Вестник ВГУ. Серия: Геология. (2), 29–40. DOI: https://doi.org/10.17308/geology.2021.2/3486
  18. 18. Терентьев Р. А (2016) Петрография и геохронология гранитов лискинского плутона Воронежского кристаллического массива. Вестник ВГУ. Серия: Геология. (3), 43–52.
  19. 19. Терентьев Р.А. (2018) Геология донской серии докембрия Воронежского кристаллического массива. Вестник ВГУ. Серия: Геология. (2), 5–19.
  20. 20. Терентьев Р.А., Савко К.А. (2017) Минеральная термобарометрия и геохимия палеопротерозойских магнезиально-калиевых гранитоидов Павловского плутона, Восточно-Европейский кратон. Вестник ВГУ. Серия: Геология. (3), 34–45.
  21. 21. Федотова А.А., Богданова С.В., Клаэссон С., Аносова М.О., Постников А.В., Фугзан М.М., Кирнозова Т.И. (2019) Новые данные о палеопротерозойском возрасте метаморфизма Елабужского зоны деформаций Волго-Уралии, Восточно-Европейский кратон. ДАН. 488 (3), 307–312.
  22. 22. Щипанский А.А., Самсонов А.В., Петрова А.Ю., Ларионова Ю.О. (2007) Геодинамика восточной окраины Сарматии в палеопротерозое. Геотектоника. (1), 43–70.
  23. 23. Annen C., Blundy J.D., Sparks R.S. J. (2008) The sources of granitic melt in Deep Hot Zones. Trans. R. Soc. Edinburgh: Earth Sci. (97), 297–309.
  24. 24. Asimow P.D., Ghiorso M.S. (1998) Algorithmic modifications extending MELTS to calculate subsolidus phase relations. Am. Mineralogist. (83), 1127–1131.
  25. 25. Black R., Liegéois J.P. (1993). Cratons, mobile belts, alkaline rocks and continental lithospheric mantle; the Pan-African testimony. J. Geol. Soc. Lond. (150), 89–98.
  26. 26. Bogdanova S.V., Gorbatschev R., Garetsky R.G. (2005) East European Craton. Enceclopedia of Geology (Еds. R. Selley, R. Cocks, I. Plimer). Amsterdam: Elsevier. (2), 34–49.
  27. 27. Bohrson W.A., Spera F.J., Ghiorso M.S., Brown G.A., Creamer J.B., Mayfield A. (2014) Thermodynamic model for energy-constrained open-system evolution of crustal magma bodies undergoing simultaneous recharge, assimilation and crystallization: the magma chamber simulator. J Petrol. (55), 1685–1717. https://doi.org/10.1093/petrology/egu036.
  28. 28. Bonin B., Azzouni-Sekkal, A., Bussy, F., Ferrag, S., (1998) Alkali-calcic and alkaline postorogenic (PO) granite magmatism: petrologic constraints and geodynamic settings. Lithos (45), 45–70.
  29. 29. Вrown G., Thorpe R.S., Webb P.C. (1984). The geochemical characteristics of granitoids in contrasting arcs and comments on magma sources. I. Geol. Soc. 141 (3), 413–426.
  30. 30. Chaves A.O. (2021) Columbia (Nuna) supercontinent with external subduction girdle and concentric accretionary, collisional and intracontinental orogens permeated by large igneous provinces and rifts. Precambrian Research (352) 106017
  31. 31. Condie K.C. (2013). Preservation and recycling of crust during accretionary and collisional phases of proterozoic orogens: a bumpy road from Nuna to Rodinia. Geosciences. (3), 240–261.
  32. 32. Connolly J.A. (1990) Multivariable phase–diagrams — an algorithm based on generalized thermodynamics. Amer. J. Sci. (290), 666–718.
  33. 33. Corfu F., Hanchar J., Hoskin P.W.O., Kinny P. (2003) Atlas of zircon textures. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. (53), 59.
  34. 34. Frost B.R., Barnes C.G., Collins W.J., Arculus R.J., Ellis D.J., Frost C.D. (2001) A geochemical classification for granitic rocks. J. Petrol. 42 (11), 2033–2048.
  35. 35. Guo Z., Wilson M., Liu J., Mao Q. (2006) Post-collisional, potassic and ultrapotassic Magmatism of the Northern Tibetan Plateau: constraints on characteristics of the mantle source, geodynamic setting and uplift mechanisms. J. Petrol. 47 (6), 1177–1220. doi:10.1093/petrology/egl007
  36. 36. Ghiorso M.S., Sack R.O. (1995) Chemical mass transfer in magmatic processes IV. A revised and internally consistent thermodynamic model for the interpolation and extrapolation of liquid-solid equilibria in magmatic systems at elevated temperatures and pressures. Contrib. Mineral. Petrol. (119), 197–212. https://doi.org/10.1007/bf00307281.
  37. 37. Goldstein, S.J., Jacobsen S.B. (1988) Nd and Sr isotopic systematics of river water suspended material: implications for crustal evolution. Earth Planet. Sci. Lett. (87), 249–265.
  38. 38. Huppert H.E., Sparks R.S.J. (1988) The generation of granitic magmas by intrusion of basalt into continental crust. J. Petrol. (29), 599–624.
  39. 39. Jacobsen S.B., G.J. Wasserburg. (1984) Sm-Nd evolution of chondrites and achondrites. Earth Planet. Sci. Lett. (67), 137–150.
  40. 40. Meert J.G. (2012) What’s in a name? The Columbia (Paleopangaea/Nuna) supercontinent. Gondwana Research. 21 (4), 987–993.
  41. 41. Middlemost E.A.K. (1994) Naming materials in the magma/igneous rock system. Earth Science Reviews. (37), 215–224.
  42. 42. Laurent O., Martin H., Moyen J.F., Doucelance R. (2014) The diversity and evolution of late-Archean granitoids: evidence for the onset of ’modern-style’ plate tectonics between 3.0 and 2.5 Ga. Lithos (205), 208–235. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2014.06.012
  43. 43. O’Connor J.T. (1965) A classification of quartz-rich igneous rocks based on feldspar ratios. U.S. Geol. Surv. Prof. Pap. 525-B, 79–84.
  44. 44. Ou Q., Wang Q., Wyman D.A., Zhang C., Hao L–L., Dan W., Jiang Z-Q., Wu F-Y., Yang J-H., Zhang H-X., Xia X-P., Ma L., Long X-P., Li J. (2019) Postcollisional delamination and partial melting of enriched lithospheric mantle: Evidence from Oligocene (ca. 30 Ma) potassium-rich lavas in the Gemuchaka area of the central Qiangtang Block, Tibet. Geol. Soc. of Am. Bull. 131 (7/8). 1385–1408. https://doi.org/10.1130/B31911.1
  45. 45. Patino-Douce A.E., Beard J.S. (1995) Dehydration melting of biotite gneiss and quartz amphibolite from 3 to 15 kbars. J. Petrol. (36), 707–738.
  46. 46. Pillet S., Baker M.B., Stolper E.M. (2008) Metasomatized Lithosphere and the Origin of Alkaline Lavas. Science. (320), 1–10. DOI: 10.1126/science.1156563
  47. 47. Pilet S., Ulmer P., & Villiger S. (2010). Liquid line of descent of a basanitic liquid at 1.5 Gpa: Constraints on the formation of metasomatic veins. Contrib. Mineral. Petrol. 159 (5), 621–643. https://doi.org/10.1007/s00410–009–0445-y
  48. 48. Qian Q., Hermann J. (2013) Partial melting of lower crust at 10–15 kbar: Constraints on adakite and TTG formation. Contrib. Mineral. Petrol. (165), 1195–1224.
  49. 49. Ridolfi F., Renzulli A., Puerini M. (2010) Stability and chemical equilibrium of amphibole in calc-alkaline magmas: an overview, new thermobarometric formulations and application to subduction-related volcanoes. Contrib. Mineral. Petrol. (160). 45–66.
  50. 50. Samsonov A.V., Spiridonov V.A., Larionova Yo.O., Larionov A.N., Bibikova E.V., Gerasimov V.Y. (2016) Pleoproterozoic history of assemblage of the East European Craton: Evidence from basement of the Russian platform. In book: Moscow International School of Earth Sciences. Abstracts of International conference (Eds. L.N. Kogarko). M.: Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS Vernadsky State Geological Museum RAS Lomonosov Moscow State University, 21–22.
  51. 51. Savko K.A. Samsonov A.V., Salnikova E.B., Kotov A.B., Bazikov N.S. (2015) HT/LP metamorphic zoning in the eastern Voronezh Crystalline Massif: Age and parameters of metamorphism and its geodynamic environment. Petrology. 23 (6), 559–575.
  52. 52. Savko K.A., Samsonov A.V., Kotov A.B., Sal’nikova E.B., Korish E.H., Larionov A.N., Anisimova I.V., Bazikov N.S., (2018). The Early Precambrian Metamorphic Events in Eastern Sarmatia. Precambr. Res. (311), 1–23.
  53. 53. Shchipansky A.A., Kheraskova T.N. (2023) The Volga-Don Collisional Orogen in the East European Craton as a Paleoproterozoic Analog of the Himalayan-Tibetan Orogen. Geodynamics & Tectonophysics. 14 (2), 1–21. doi:10.5800/GT-2023–14–2–0692
  54. 54. Sun S.S., McDonough W.F. (1989) Chemical and Isotopic Systematic of Oceanic Basalts: Implications for Mantle Composition and Processes. Geological Society London Special Publications. (42), 313–345.
  55. 55. Sylvester, P.J. (1989). Post-collisional alkaline granites. J. Geol. (97), 261–280.
  56. 56. Terentiev R.A. (2014) Paleoproterozoic Sequences and Magmatic Complexes of the Losevo Suture Zone of the Voronezh Crystalline Massif: Geological Position, Material Composition, Geochemistry, and Paleogeodynamics. Stratigraphy and Geological Correlation. 22 (2), 123–146.
  57. 57. Terentiev R.A., Santosh M. (2016) Detrital zircon geochronology and geochemistry of metasediments from the Vorontsovka terrane: implications for microcontinent tectonics. Int. Geol. Rev. (58), 1108–1126.
  58. 58. Terentiev R.A., K.A Savko, M. Santosh. (2017) 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. Am. J. Science. (317), 707–753.
  59. 59. Terentiev R.A., Savko K.A., Petrakova M.E., Santosh. M., Korish, E. H. (2020). Paleoproterozoic granitoids of the Don terrane, East-Sarmatian Orogen: age, magma source and tectonic implications. Precambrian Research. (346), 1–24. http://doi.org/10.1016/j.precamres.2020.105790.
  60. 60. Topuz G., Altherr R., Schwarz W.H., Siebel W., Satir M., Dokuz A. (2005) Postcollisional plutonism with adakite-like signatures: the Eocene Saraycik granodiorite (Eastern Pontides, Turkey). Contrib. Mineral. Petrol. (150), 441–455.
  61. 61. Turkina, O.M., Kapitonov I.N. (2019).The source of Paleoproterozoic collision granitoids (Sharyzhalgai Uplift, Southwestern Siberian Craton): from lithospheric mantle to upper crust. Russian Geology and Geophysics. (60), 414–434.
  62. 62. Watkins J.M., Clemens J.D., Treloar P.J. (2007) Archaean TTGs as sources of younger granitic magmas: melting of sodic metatonalites at 0.6±1.2 Gpa. Contrib. Mineral. Petrol. (154), 91–110. DOI: 10.1007/s00410–007–0181–0
  63. 63. White J.C., Parker D.F., Ren M. (2009) The origin of trachyte and pantellerite from Pantelleria, Italy: insights from major element, trace element and thermodynamic modelling. J. Volcanol. Geotherm. Res. (179), 33–55.
  64. 64. Whitney, D.L., Evans B.W. (2010) Abbreviations for names of rock-forming minerals. Am. Mineralogist. (95), 185–187.
  65. 65. Zhao G., Cawood P.A., Wilde S.A., Sun M. (2002). Review of global 2.1–1.8 Ga orogens: implications for a pre-Rodinia supercontinent. Earth Sci. Rev. (59), 125–162.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека