Петротип неоархейского атаманского комплекса гранитов Курского блока Сарматии: геохимия, геохронология, изотопная систематика

Константин Аркадьевич Савко; Наталья Викторовна Холина; Александр Владимирович Самсонов; Екатерина Хафисовна Кориш; Мария Владимировна Червяковская; Николай Сергеевич Базиков; Александр Николаевич Ларионов

doi:10.17308/geology.2020.2/2857

Константин Аркадьевич Савко Воронежский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-7291-7024
Наталья Викторовна Холина Воронежский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-7220-4358
Александр Владимирович Самсонов Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН https://orcid.org/0000-0003-4101-6159
Екатерина Хафисовна Кориш Воронежский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-6573-1272
Мария Владимировна Червяковская Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения РАН https://orcid.org/0000-0002-7074-5433
Николай Сергеевич Базиков Воронежский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-0847-6498
Александр Николаевич Ларионов Центр изотопных исследований ВСЕГЕИ

DOI: https://doi.org/10.17308/geology.2020.2/2857

Ключевые слова: Курский блок, граниты, U-Pb изотопный возраст, изотопная систематика, источники расплавов, петротип

Аннотация

Введение: Атаманский комплекс, как и большинство раннедокембрийских магматических и метаморфических комплексов Воронежского кристаллического массива не имел современного прецизионного геохронологического обоснования и геохимических характеристик. Цель работы – дать максимально полное описание петротипа Атаманского массива одноименного комплекса. Методика: Определены содержания петрогенных, малых и редких элементов в породах Атаманского массива, изучена их Sm-Nd и Lu-Hf изотопия, произведены локальные анализы минералов, определен возраст пород U-Pb методом по циркону. Результаты и обсуждение: Атаманский массив, являющийся петротипом атаманского комплекса в Курском блоке Сарматии, контрастно отличается от остальных раннедокембрийских гранитоидов Воронежского кристаллического массива. Граниты атаманского комплекса имеют возраст 2.61 млрд лет, высокие содержания кремнезема, низкие – кальция и стронция, очень высокую железистость и глубокие европиевые аномалии. Lu-Hf изотопный состав циркона и Sm-Nd валовых проб свидетельствуют о длительной коровой истории протолитов и гетерогенности палеоархейских коровых источников. Заключение: Атаманские граниты образуют локально проявленную единую вулканоплутоническую ассоциацию с высококремнистыми риолитами лебединской свиты. Граниты образовались при высокотемпературном малоглубинном плавлении во внутриплитной обстановке в результате подъема мантийного плюма и внедрения в кору базальтовых магм, послуживших источниками тепла.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Константин Аркадьевич Савко, Воронежский государственный университет

д.г.-м.н., профессор, заведующий кафедрой полезных ископаемых и недропользования, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация

Наталья Викторовна Холина, Воронежский государственный университет

преподаватель кафедры полезных ископаемых и недропользования, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация

Александр Владимирович Самсонов, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

д.г.-м.н., главный научный сотрудник, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва, Российская Федерация

Екатерина Хафисовна Кориш, Воронежский государственный университет

ведущий инженер лаборатории комплексных исследований, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация

Мария Владимировна Червяковская, Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения РАН

младший научный сотрудник, Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Российская Федерация

Николай Сергеевич Базиков, Воронежский государственный университет

к.г.-м.н., доцент кафедры полезных ископаемых и недропользования, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация

Александр Николаевич Ларионов, Центр изотопных исследований ВСЕГЕИ

к.г.-м.н., старший научный сотрудник, Центр изотопных исследований ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург, Российская Федерация;

Литература

Krestin E. M., Afonin V. V. Glavnye osobennosti petrografii i geokhimii granitoidnykh formatsii Kurskoi magnitnoi anomalii [The main petrographic and geochemical features of Kursk magnet anomaly granitoid formations]. Byull. MOIP, 1976. vol. 51, no. 1, pp. 89–99. (in Russ.).

Korrelyatsionnaja skhema stratigrafii i magmatizma rannego dokembriya Voronezhskogo kristallicheskogo massiva [Correlation scheme of stratigraphy and magmatism of early Precambrian of Voronezh Crystalline Massif] / B. M. Petrov [et al.]. Moscow, MPR RF, Centrgeo, 1998. (in Russ.).

Terentiev R. A. The petrology and geochronology of granites from Liski pluton, Voronezh Crystalline Massif. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2016. no 3, pp. 43–52. URL

Terentiev R. A., Savko K. A., Santosh M., Petrakova M. E., Korish E. H. Paleoproterozoic granitoids of the Don terrane, East-Sarmatian Orogen: age, magma source and tectonic implications Precambrian Research, 2020, vol. 346, 105790.

Terentiev R. A., Savko K. A., Santosh M., Korish E. H., Sarkisyan L. S. Paleoproterozoic granitoids of the Losevo terrane, East European Craton: Age, magma source and tectonic implications. Precambrian Research, 2016, vol. 287, pp. 48–72.

Savko K. A., Terentiev R. A., Larionov A. N. Veshchestvennyi sostav i vozrast mezokratovykh porod Ol'khovskogo intruziva Voronezhskogo kristallicheskogo massiva [Composition and age of mesocratic rocks of the Olkovshky pluton, Voronezh Crystalline Massif]. Izvestiâ vysših učebnyh zavedenij. Geologiâ i razvedka = Proceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration, 2014, no. 5, pp. 71–75. (in Russ.).

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, vol. 175, pp. 86–99.

Savko K. A., Samsonov A. V., Larionov A. N., Larionova Y.O., Bazikov N. S. Paleoproterozoic A- and S-granites in the eastern Voronezh Crystalline Massif: Geochronology, petrogenesis and tectonic setting of origin. Petrology, 2014, vol. 22, no. 3, pp. 205–233.

Savko K. A., Samsonov A. V., Bazikov N. S., Kozlova E. N. Paleoproterozoiskie granitoidy Tim-Yastrebovskoi struktury Voronezhskogo kristallicheskogo massiva: geokhimiya,

geokhronologiya i istochniki rasplavov [Palaeoproterozic granitoids of the Tim-Yastrebovskaya structure, Voronezh Crystalline Massif: Geochemistry, geochronology, and melt sources]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2014, no. 2, pp. 56–78. URL:

Krestin E. M., Leonenko E. I. Petrologiya i potentsial'naya rudonosnost' gabbro-diorit-granodioritovoi formatsii rannego dokembriya KMA [Petrology and potential ore content of the gabbro-diorite-granodiorite formation of the Kursk Magnetic Anomaly Early Precambrian]. Izvestiâ vysših učebnyh zavedenij. Geologiâ i razvedka = Proceedings of higher educational estab- lishments. Geology and Exploration, 1978, no. 8. pp. 33–45. (in Russ.).

Dunai E. I., Goryashin V. I. Petrotip malinovskogo kompleksa pozdnekarel'skikh subshchelochnykh granitov v megabloke KMA [The petrotype of the Malinovsky late karelian subalkaline granite complex in KMA megablock]. Geologicheskii vestnik tsentral'nykh raionov Rossii, 2000, no. 2, pp. 19–23. (in Russ).

Savko K. A., Samsonov A. V., Kholin V. M., Bazikov N. S. The Sarmatia megablock as a fragment of the Vaalbara supercontinent: Correlation of geological events at the Archaean Paleoproterozoic transition. Stratigraphy and Geological Correlation, 2017, vol. 25, no. 2, pp. 123–145.

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. The Early Precambrian Metamorphic Events in Eastern Sarmatia. Precambrian Research, 2018, vol. 311, pp. 1–23.

Savko K. A., Samsonov A. V., Kholina N. V., Larionov A. N., Zaitseva M. V., Korish E. H., Bazikov N. S., Terentiev R. A. 2.6 Ga high-Si rhyolites and granites in the Kursk Domain, Eastern Sarmatia: Petrology and application for the Archaean palaeo-continental correlations. Precambrian Research, 2019, vol. 322, pp. 170–192. DOI: 10.1016/j.precamres.2019.01.006

Savko K. A., Bazikov N. S., Artemenko G. V. Geochemical evolution of the banded iron formations of the Voronezh crystalline massif in the early Precambrian: Sources of matter and geochronological constraints. Stratigraphy and Geological Correlation, 2015, vol. 23, no. 5, pp. 451–467.

Savko K. A., Kuznetsov A. B., Ovchinnikova M. Yu. Carbonate deposits of the Eastern Sarmatia (the Early Precambrian Ignateevo Formation, the Kursk Block): sedimentation conditions and paleocontinental correlations. Stratigraphy and Geological Correlation, 2020, vol. 27, no. 5, pp. 499–513.

Naidenkov I. V., Derevyankin Yu. A., Derevyankina L. F., Arkhipova A. A. Novye dannye po radiologicheskomu vozrastu granitoidov tsentral'noi chasti Kurskoi magnitnoi anomalii [New data on geochronological age of Kursk magnetic anomaly central part granitoids]. Doklady akademii nauk = Reports of the Academy of Sciences, 1996, vol. 151, no. 6, pp. 802–805. (in Russ).

Black L. P., Gulson B. L. The age of the Mud Tank carbonatite, Strangways Range, Northern Territory. J. Austral. Geol. Geophys, 1978, vol. 3, pp. 227–232.

Jackson S. E., Norman J. P., William L. G., Belousova E. A. The application of laser ablation-inductively coupled plasmamass spectrometry to in situ U-Pb zircon geochronology. Chem. Geol, 2004, vol. 211, pp. 47–69.

Giovanardi T., Lugli F. The Hf-INATOR: a free data reduction spreadsheet for Lu/Hf isotope analysis. Earth Sci. Informat, 2017, vol. 10, pp. 517–523.

Whitney D. L., Evans B. W. Abbreviations for names of rock-forming minerals. Am. Mineral, 2010, vol. 95, pp. 185–187.

Leake B., Wooley A., Arps C., Birch W., Gilbert C., Grice J., Hawthorne F., Kato A., Kisch H., Krivovichev V., Linthout K., Laird J., Mandarino J., Maresch W., Nickel E., Rock N., Schumacher J., Smith D., Stephenson N., Guo Y. Nomenclature of amphiboles: Report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names. Am. Mineral, 1997, vol. 82, pp. 1019–1037.

Claiborne L. L., Miller C. F., Walker B. A., Wooden J. L. Mazdab F. K. Bea F. Tracking magmatic processes through Zr/Hf rations in rocks and Hf and Ti zoning in zircons: an example from the Spirit Mountain batholith, Nevada. Mineral. Mag, 2006, vol. 70, pp. 517–543.

Bonin B. A-type granites and related rocks: Evolution of a concept, problems, and prospects. Lithos, 2007, vol. 97, pp. 1–29.

Frost C. D., Frost B. R. Reduced rapakivi-type granites: the tholeiite connection. Geology, 1997, vol. 25, pp. 647–650.

Collins W. J., Beams S. D., White A. J. R., Chappell B. W. Nature and origin of A-type granites with particular reference to southeastern Australia. Contribut. Mineral. Petrol., 1982, vol. 80, pp. 189–200.

Whalen J. B., Currie K. L., Chappell B. W. A-type granites: geochemical characteristics discrimination and petrogenesis. Contribut. Mineral. Petrol, 1987, vol. 95, pp. 407–419.

Patiño-Douce A.E. Generation of metaluminous A-type granites by low-pressure melting of calc–alkaline granitoids. Geology, 1997, vol. 25, pp. 743–746.

Frost C., Frost B., Bell J., Chamberlain K. The relationship between A-type granites and residual magmas from anorthosite: evidence from the northern Sherman batholith, Laramie Mountains, Wyoming, USA. Precambrian Research, 2002, vol. 119, no. 1–4, pp. 45–71.

Wu F. Y., Sun D. Y., Li H. M., Jahn B. M. Wilde S. A-type granites in northeastern China: age and geochemical constraints on their petrogenesis. Chem. Geol, 2002, vol. 187, no. 1–2, pp. 143–173.

Huang H. Q., Li X. H., Li W. X., Li Z. X. Formation of high δ18O fayalite-bearing A-type granite by high-temperature melting of granulitic metasedimentary rocks, southern China. Geology, 2011, vol. 39, no. 10, pp. 903–906.

Yang W.-B., Niu H.-C., Hollings P., Zurevinski S. E., Li N.- B. The role of recycled oceanic crust in the generation of alkaline A-type granites. J. Geophys. Res. Solid Earth, 2017, vol. 122, no. 12, pp. 9775–9783.

Savko K. A., Kholina N. V., Kholin V. M., Larionov A. N. Vozrast neoarkheiskikh ul'trakalievykh riolitov – vazhnyi geokhronologicheskii reper evolyutsii rannedokembriiskoi kory Voronezhskogo kristallicheskogo massiva [Neoarchaean ultrapotassium rhyolites age as an important geochronological bench-mark of Voronezh Crystalline Massif early Precambrian crust evolution]. Izotopnoe datirovanie geologicheskikh protsessov: novye rezul'taty, podkhody i perspektivy [Isotopic dating of geological processes: new results approaches, and perspectives]. Saint Petersburg, June 2–5, 2015, Sprinter, 2015, pp. 247–249.

Kholina N. V., Savko K. A., Kholin V. M. High temperature crystallization Neoarchean rhyolites of the Kursk block, Voronezh Crystalline Massif: The Mineral thermometry results. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2016, no. 3, pp. 53–60.

Frost C., Frost B., Beard J. S. On silica-rich granitoids and their eruptive equivalents. Am. Mineral, 2016, vol. 101, pp. 1268–1284.

Savko K. A. Reaction Textures and Metamorphic Evolution of Spinel Granulites in the Voronezh Crystalline Massif. Petrology, 2000, vol. 8, no. 2, pp. 165–181.

Shchipansky A. A., Samsonov A. V., Petrova A. Yu., Larionova Yu. O. Geodynamics of the eastern margin of Sarmatia in the Paleoproterozoic. Geotectonics, 2007, vol. 41, no. 1, pp. 38–62.

Savko K. A., Kotov A. B., Sal’nikova E. B., Korish E. Kh., Pilugin S. M., Artemenko G. V., Korikovskii S. P. The Age of Metamorphism of Granulite Complexes of the Voronezh Crystalline Massif: The Monazite U-Pb Geochronology. Doklady Earth Sciences, 2010, vol. 435, no. 2, pp. 1575–1580.

Savko K. A., Samsonov A. V., Larionov A. N., Korish E. Kh., Chervyakovskaya M. V., Bazikov N. S. Epizody rosta kontinental'noi kory v rannem dokembrii Sarmatii [Episodes of continental crust growth in the early Precambrian of Sarmatia]. Fundamental'nye voprosy tektoniki i geodinamiki [Fundamental questions of tectonics and geodynamics]. Moscow, January 28 – February 1, 2020. Moscow, GEOS, 2020, vol. 2, pp. 270–273.

Savko K. A., Samsonov A. V., Sal’nikova E. B., Larionov A.N., Chervyakovskaya M. V., Bazikov N. S., Korish E. Kh. Geochronology of TTG association in Mesoarchaean within the Kursk block, Eastern Sarmatia. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2019, no. 2, pp. 70–80.

Savko K. A., Samsonov A. V., Larionov A. N. Mesoarchean silicic volcanics in the Kursk block of the Voronezh Crystalline Massif: Composition, age, and correlations with the Ukrainian Shield. Doklady Earth Sciences, 2019, vol. 486, no. 2, pp. 719–723.

Pearce J. Sources and settings of grainitic rocks. Episodes, 1996, vol. 19, pp. 120–125.

Eby G. N. Chemical subdivision of the A-type granitoids: petrogenetic and tectonic implications. Geology, 1992, vol. 20, pp. 641–644.

Shcherbak N. P., Artemenko G. V., Lesnaya I. M., Ponomarenko A. N. Geokhronologiya rannego dokembriya Ukrainskogo shchita. Arkhei [Geochronology of Ukrainian Shield early Precambrian. Archaean]. Kiev, Naukova dumka, 2005. 243 p. (in Russ.).

Artemenko G. V., Samborskaya I. A., Martynyuk A. V. Geochemical characteristic and geodynamic condition of metabasites and metakomatiites of Kryvbass (Middle-Dnieper megablock of the Ukrainian Shield). Mineralogchnyi zhurnal = Mineralogical Journal (Ukraine), 2015, vol. 37, no 2, pp. 76–89.