Возраст и Lu-Hf изотопная систематика циркона из метапелитовых гранулитов Курско-Бесединского домена: свидетельства существования палеоархейской коры Курского блока Сарматии
Аннотация
Введение: В южном сегменте Восточно-Европейского кратона – Сарматии – давно известно существование палеоархейской коры на Украинском щите. В восточной части Сарматии, в Курском блоке, породы обоянского комплекса относились к раннему архею, несмотря на отсутствие прецизионных изотопных датировок абсолютного возраста. Признаки палеоархейской коры здесь фиксируются многочисленными находками пород с палеоархейской коровой предысторией по Sm-Nd и Lu-Hf изотопным данным. Цель настоящей статьи – выявить эпизоды роста палеоархейской коры на основе изотопного U-Pb датирования и изотопной Lu-Hf систематики цирконов из метапелитовых гранулитов Курско-Бесединского домена. Методика: Определен возраст и Lu-Hf изотопный состав циркона из метапелитовых гранулитов Курско-Бесединского домена, а также содержание в породах петрогенных, оксидов и редких элементов. Результаты и обсуждение: При изотопном датировании установлены разные значения возрастов для широких оболочек и ядер циркона. Возраст кайм составляет около 2.8 млрд лет и интерпретируется как возраст гранулитового метаморфизма. Палеоархейские возрасты установлены для всех ядер цирконов из метапелитов, причем они образуют несколько кластеров (3535 ± 13, 3464 ± 9 и 3334–3384 млн лет), по-видимому, отражающих, эпизоды роста коры и указывающих на гетерогенную природу источника сноса. Хотя Lu-Hf изотопная система в цирконе демонстрирует широкие вариации изотопного состава Hf, все модельные возрасты THf(DM) являются палеоархейскими, эоархейскими и даже гадейскими. По геохимическим данным палеоархейские осадки представлены незрелыми пелитами и псаммитами, источниками сноса для которых были породы кислого состава. Заключение: В строении палеоархейской коры Курско-Бесединского домена выделяется более древний фундамент, сложенный породами тоналит-трондьемит-гранодиоритовой ассоциации, на котором первоначально залегали вулканогенно-осадочные породы чехла, представленные пелитами, хемогенными железисто-кремнистыми формациями и основными вулканитами. Такая супракрустальная ассоциация предполагает формирование, вероятно, в условиях пассивной окраины. В результате метаморфической переработки около 2.8 млрд лет назад данные породы были превращены в ортогнейсы, метапелитовые и мафитовые гранулиты и породы железисто-кремнистой формации. В цирконе из метапелитов зафиксировано несколько эпизодов роста коры: 3535–3556, 3464–3472 и 3334–3384 млн лет назад. Метапелиты имеют длительную коровую предысторию, древние эоархейские и даже гадейские источники вещества. Возраст циркона 3334–3384 млн лет может быть принят как верхняя граница возраста накопления протолита метапелитов.
Скачивания
Литература
2. Bibikova E., Claesson S., Fedotova A., Artemenko G., Ilyinsky L. Early Archean crust of the Middle Dnepr and Azov Domains, Ukrainian shield – evidence from ages of detrital zircons in Mesoarchean greenstone belts. American Journal of Science, 2010, vol. 310, pp. 1595–1622. DOI
3. Claesson S., Artemenko G., Bogdanova S., Shumlyanskyy L. Archean Crustal Evolution in the Ukrainian Shield. Earth’s oldest rocks, second edition. Eds: Martin J. van Kranendonk, Vickie Bennett, Elis Hoffmann. Amsterdam, Elsevier, 2018. pp. 837–854. DOI
4. 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. DOI
5. Bibikova E. V., Bogdanova S. V., Gorbatschev R., Claesson S., Kirnozova T. I. Isotopic age, nature and structure of the Precambrian crust of Belarus. Stratigraphy and Geological Correlation, 1995, vol. 3, no. 6, pp. 591–601.
6. 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. DOI
7. Artemenko G. V., Shvaika I. A., Tatarinova E. A. Paleoarkheiskii vozrast ul'trametamorficheskikh plagiogranitov Kursko-Besedinskogo bloka (Voronezhskii kristallicheskii massiv) [Paleoarchean age of the ultrametamorphic plagiogranites of the Kursk-Besedino Block (Voronezh Crystalline Massif). Geologichnyi zhurnal, 2006, no. 1, pp. 84–87. (in Russ.).
8. 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. DOI
9. Korish E. Kh., Savko K. A., Samsonov A. V., Chervyakovskaya M. V. Paleoprotherozoic diorites of the Trosnyansky Massif within the Kursk Block of Sarmatia: U-Pb age, isotope systematic and sources of metls. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Geologija = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2020, no. 1, pp. 87–99. DOI
10. 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. Serija: Geologija = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2014, no. 2, pp. 56–78. URL
11. Savko K. A., Kholina N. V., Samsonov A. V., Korish E. Kh., Chervyakovskaya M. V., Bazikov N. S., Larionov A. N. The petrotype of the Neoarchaean Atamansky granite complex (Kursk block, Sarmatia): geochemistry, geochronology, and isotopic taxonomy. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2020, no. 2, pp. 20–43. DOI
12. 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 palaeocontinental correlations. Precambrian Research, 2019, vol. 322, pp. 170–192. DOI
13. 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. DOI
14. 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. DOI
15. 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. DOI
16. Savko K. A., Kuznetsov A. B., Ovchinnikova M. Yu. Carbonate deposits of Eastern Sarmatia (Early Precambrian Ignateevskaya suite): sedimentation conditions and paleocontinental correlations. Stratigraphy and Geological Correlation, 2020, vol. 28, no. 3, pp. 3–26. DOI
17. 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. DOI
18. Savko K. A., Samsonov A. V., Sal’nikova E. B., Kotov A., Bazikov N. S. HT/LP metamorphic zoning in the Eastern Voronezh Crystalline Massif: age and parameters of metamorphism and its geodynamic environment. Petrology, 2015, vol. 23, no. 6, pp. 559–575. DOI
19. 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. American Journal of Science, 2017, vol. 317, pp. 707–753. DOI
20. Bogdanova S., Gorbatschev R., Grad M., Guterch A., Janik T., Kozlovskaya E., Motuza G., Skridlaite G., Starostenko V., Taran L. EUROBRIDGE: new insight into the geodynamic evolution of the East European Craton. European Lithosphere Dynamics. Eds.: Gee, D.G., Stephenson, R.A. Geol. Soc. London Mem, 2006, vol. 32. pp. 599–628. DOI
21. 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. URL
22. Fonarev V. I., Pilugin S. M, Savko K. A., Novikova M. A. Exsolution textures of orthopyroxene and clinopyroxene in high-grade BIF of the Voronezh Crystalline Massif: evidence of ultrahigh-temperature metamorphism. J. Metam. Geol, 2006, vol. 24, pp. 135–151. DOI
23. Savko K. A., Samsonov A. V., Sal’nikova E. B., Kotov A. B., Larionov A. N., Korish E. H., Kovach V. P., Bazikov N. S. The Mesoarchean tonalite-trondhjemite granodiorite associations of Eastern Sarmatia: age and geological setting. Stratigraphy and Geological Correlation, 2019, vol. 27, no. 5, pp. 499–513. DOI
24. Savko K. A., Pilyugin S. M., Novikova M. A. Mineralogiya, fazovye ravnovesiya i usloviya metamorfizma porod neoarkheiskoi zhelezisto-kremnistoi formatsii v predelakh Tarasovskikh anomalii [Mineralogy, phase equilibria and metamorphic conditions of the Neoarchean banded iron formation rocks from Tarasovsky anomalies]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2004, no. 2, p. 111–126. URL
25. 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. DOI
26. 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. The Neoproterozoic Timanide Orogen of Eastern Baltica. Еds. Gee D.G., Pease V.L. Geol. Soc. London Mem, 2004, vol. 30. pp. 69–74. DOI
27. Steiger R. H., Jäger E. Subcomission of geochronology: convention of the use of decay constants in geo- and cosmochronology. Earth Planet. Sci. Lett, 1976, vol. 36, no. 2, pp. 359–362. DOI
28. Stacey J. S., Kramers I. D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model. Earth Planet. Sci. Lett, 1975, vol. 26, no. 2, pp. 207–221. DOI
29. Ludwig K. SQUID 2: A User’s Manual, rev. 12 Apr, 2009. Berkley Geochron. Ctr. Spec. Pub. 5. 2009. 110 p. URL: URL
30. Jackson S.E., Norman J.P., William L.G., Belousova E.A. The application of laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry to in situ U-Pb zircon geochronology. Chem. Geol, 2004, vol. 211, pp. 47–69. DOI
31. Condie K. C. Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales. Chem. Geol, 1993, vol. 104, pp. 1–37. DOI
32. Taylor S. R., McLennan S. M. The chemical evolution of the continental crust. Reviews Geophys, 1995, vol. 33, pp. 241–265. DOI
33. Pilugin S. M., Fonarev V. I., Savko K. A. Feldspar thermometry of ultrahigh-temperature (≥ 1000 °С) metapelites from the Voronezh Crystalline Massif (Kursk Besedino granulite block). Doklady Earth Sciences, 2009, vol. 425, no. 2, pp. 201–204. DOI
