Геохимия, возраст и геодинамические обстановки формирования саурской габбро-гранитоидной интрузивной серии (Восточный Казахстан)

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Геосферные исследования. 2019; : 6-26

Геохимия, возраст и геодинамические обстановки формирования саурской габбро-гранитоидной интрузивной серии (Восточный Казахстан)

Хромых Сергей Владимирович, Котлер Павел Дмитриевич, Семенова Дина Валерьевна

https://doi.org/10.17223/25421379/11/1

Аннотация

Изложены результаты геохимических и геохронологических исследований габбро, гранитов и базитовых даек Жарма-Саурской зоны, Восточный Казахстан. Установлено, что габбро-диорит-гранитоидная саурская интрузивная серия сформировалась 330-327 млн л. н. в геодинамической обстановке субдукции под новообразованную континентальную окраину Казахстанского континента. Габбро и диориты образованы при эволюции базитовых магм, возникших в результате частичного плавления обводненной деплетированной мантии над зоной субдукции; гранитоиды - при частичном плавлении вулканогенно-осадочных субстратов под воздействием базитовых магм. Впервые определены возраст и геохимические особенности даек северо-восточного простирания в Жарма-Саурской зоне. Они имеют среднекарбоновый возраст (315 млн лет) и проявились в результате разрывов сплошности литосферы орогенного сооружения при сдвиговых движениях по глубинным разломам. Базитовые дайки характеризуются относительно обогащенным геохимическим составом, что свидетельствует о другом мантийном источнике.

Список литературы

1. Буслов М.М., Ватанабе Т., Смирнова Л.В., Фудживара И., Ивата К., Де Граве И., Семаков Н.Н., Травин А.В., Кирьянова А.П., Кох Д.А. Роль сдвигов в позднепалеозойско-раннемезозойской тектонике и геодинамике Алтае-Саянской и Восточно-Казахстанской складчатых областей // Геология и геофизика. 2003. Т. 44, № 1–2. C. 49–75.

2. Буслов М.М. Тектоника и геодинамика Центрально-Азиатского складчатого пояса: роль позднепалеозойских крупноамплитудных сдвигов // Геология и геофизика. 2011. T. 52, № 1. C. 66–90.

3. Владимиров А.Г., Крук Н.Н., Руднев С.Н., Хромых С.В. Геодинамика и гранитоидный магматизм коллизионных орогенов // Геология и геофизика. 2003. T. 44, № 12. C. 1321–1338.

4. Владимиров А.Г., Крук Н.Н., Хромых С.В., Полянский О.П., Червов В.В., Владимиров В.Г., Травин А.В., Бабин Г.А., Куйбида М.Л., Хомяков В.Д. Пермский магматизм и деформации литосферы Алтая как следствие термических процессов в земной коре и мантии // Геология и геофизика. 2008. Т. 49, № 7. С. 621–636.

5. Владимиров А.Г., Изох А.Э., Поляков Г.В., Бабин Г.А., Мехоношин А.С., Крук Н.Н., Хлестов В.В., Хромых С.В., Травин А.В., Юдин Д.С., Шелепаев Р.А., Кармышева И.В., Михеев Е.И. Габбро-гранитные интрузивные серии и их индикаторное значение для геодинамических реконструкций // Петрология. 2013. T. 21, № 2. С. 177–201.

6. Дегтярев К.Е. Тектоническая эволюция раннепалеозойских островодужных систем и формирование континентальной коры каледонид Казахстана. М. : ГЕОС, 2012. 289 с.

7. Ермолов П.В., Изох Э.П., Пономарёва А.П., Тян В.Д. Габбро-гранитные серии западной части Зайсанской складчатой системы. Новосибирск : Наука, 1977. 246 с.

8. Ермолов П.В., Владимиров А.Г., Изох А.Э., Полянский Н.В., Кузебный В.С., Ревякин П.С., Борцов В.Д. Орогенный магматизм офиолитовых поясов (на примере Восточного Казахстана). Новосибирск : Наука, 1983. 191 с.

9. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. М. : Недра, 1990. Кн. 1.

10. с.; Кн. 2. 336 с.

11. Короновский Н.В., Демина Л.И. Магматизм как индикатор геодинамических обстановок : учеб. пособие. М. : МГУ, 2011.

12. с.

13. Котлер П.Д., Хромых С.В., Владимиров А.Г., Навозов О.В., Травин А.В., Караваева Г.С., Крук Н.Н., Мурзинцев Н.Г. Новые данные о возрасте и геодинамическая интерпретация гранитоидов Калба-Нарымского батолита (Восточный Казахстан) // Доклады Академии наук. 2015. T. 462, № 5. C. 572–577.

14. Крук Н.Н. Континентальная кора Горного Алтая: этапы формирования и эволюции, индикаторная роль гранитоидов // Геология и геофизика. 2015. T. 56, № 8. C. 1403–1423.

15. Кузнецов Ю.А. Главные типы магматических формаций. М. : Недра, 1964. 387 с.

16. Лопатников В.В., Изох Э.П., Ермолов П.В., Пономарева А.П., Степанов А.С. Магматизм и рудоносность Калба-Нарымской зоны Восточного Казахстана. М. : Наука, 1982. 248 с.

17. Магматические горные породы. Т. 1: Классификация, номенклатура, петрография / под ред. О.А. Богатикова. М. : Наука, 1983. 370 с.

18. Тектоническая карта Алтая. Масштаб 1:1000000 / ред. В.П. Нехорошев. ВСЕГЕИ, 1963.

19. Скляров Е.В., Федоровский В.С., Гладкочуб Д.П., Владимиров А.Г. Синметаморфические базитовые дайки – индикаторы коллапса коллизионной структуры Западного Прибайкалья // Доклады РАН. 2001. T. 381, № 4. C. 522–527.

20. Федоровский В.С., Скляров Е.В. Ольхонский геодинамический полигон (Байкал): аэрокосмические данные высокого разрешения и геологические карты нового поколения // Геодинамика и тектонофизика. 2010. T. 1, № 4. С. 331–418.

21. Фролова Т.И., Бурикова И.А. Магматические формации современных геотектонических обстановок : учеб. пособие. М. : Изд-во МГУ, 1997. 320 с.

22. Хаин В.Е. Тектоника континентов и океанов. М. : Научный мир, 2001. 606 с.

23. Хромых С.В., Цыганков А.А., Котлер П.Д., Навозов О.В., Крук Н.Н., Владимиров А.Г., Травин А.В., Юдин Д.С., Бурмакина Г.Н., Хубанов В.Б., Буянтуев М.Д., Анциферова Т.Н., Караваева Г.С. Позднепалеозойский гранитоидный магматизм Восточного Казахстана и Западного Забайкалья: тестирование плюмовой модели // Геология и геофизика. 2016. T. 57, № 5. C. 983–1004.

24. Хромых С.В., Котлер П.Д., Гурова А.В., Семенова Д.В. Посторогенные дайковые пояса Алтайской аккреционно-коллизионной системы: геологическая позиция, состав и возраст // Корреляция алтаид и уралид: глубинное строение литосферы, стратиграфия, магматизм, метаморфизм, геодинамика и металлогения : материалы Четвертой междунар. науч. конф. 2–6 апреля 2018 г. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2018а. C. 161–162.

25. Хромых С.В., Гурова А.В., Изох А.Э. Петрология и геохимия габброидов Суровско-Таловского дифференцированного интрузива (Иртышская сдвиговая зона, Восточный Казахстан) // Рудно-магматические системы. Магматизм, металлогения и тектоника Северной Азии : сб. науч. тр. по фундаментальным исследованиям Института геологии и минералогии СО РАН. Новосибирск : ИГМ СО РАН, 2018б. Вып. 1. C. 5–25.

26. Хубанов В.Б., Буянтуев М.Д., Цыганков А.А. U-Pb изотопное датирование цирконов из PZ3-MZ магматических комплексов Забайкалья методом магнитно-секторной масс-спектрометрии с лазерным пробоотбором: процедура определения и сопоставление с SHRIMP данными // Геология и геофизика. 2016. T. 57, № 1. C. 241–258.

27. Геологическая карта Казахской СССР. Масштаб 1:500000. Восточно-Казахстанская серия / глав. ред. С.Е. Чакабаев. Министерство геологии Казахской СССР, 1976.

28. Щерба Г.Н., Дьячков Б.А., Нахтигаль Г.П. Жарма-Саурский геотектоноген. Алма-Ата : Наука, 1976. 200 с.

29. Щерба Г.Н., Дьячков Б.А., Стучевский Н.И., Нахтигаль Г.П., Антоненко А.Н., Любецкий В.Н. Большой Алтай (геология и металлогения). Кн. 1. Геологическое строение. Алматы : Гылым, 1998. 304 с.

30. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И. Глубинная геодинамика, мантийные плюмы и их роль в формировании Центрально-Азиатского складчатого пояса // Петрология. 2003. T. 11, № 6. C. 556–586.

31. Ярмолюк В.В., Ковач В.П., Коваленко В.И., Сальникова Е.Б., Козловский А.М., Котов А.Б., Яковлева С.З., Федосеенко А.М. Состав, источники и механизмы формирования континентальной коры Озерной зоны каледонид Центральной Азии: I. Геологические и геохронологические данные // Петрология. 2011. T. 19, № 1. C. 56–79.

32. Griffin W.L., Powell W.J., Pearson N.J., O’Reilly S.Y. GLITTER: Data reduction software for laser ablation ICP-MS // Sylvester P. (ed.). Laser Ablation ICP-MS in the Earth Sciences: Current practices and outstanding issues: Mineralogical Association of Canada, Short Course Series. 2008. 40. P. 307–311.

33. Khromykh S.V., Kotler P.D., Izokh A.E., Kruk N.N. A review of Early Permian (300–270 Ma) magmatism in Eastern Kazakhstan and implications for plate tectonics and plume interplay // Geodynamics & Tectonophysics. 2019. V. 10, is. 1. P. 79–99.

34. Khromykh S.V., Izokh A.E., Gurova A.V., Cherdantseva M.V., Savinsky I.A., Vishnevsky A.V. Syncollisional gabbro in the Irtysh shear zone, Eastern Kazakhstan: compositions, geochronology, and geodynamic implications // Lithos, в печати.

35. Lin J., Liu Y., Yang Y., Hu Zh. Calibration and correction of LA-ICP-MS amd LA-MC-ICP-MS analyses for element contents and isotopic ratios // Solid Earth Sciences. 2016. V. 1. P. 5–27.

36. Ludwig K.R. Isoplot/Ex Version 3.00: a Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley, CA : Berkeley Geochronology Center, 2003.

37. Pearce J.A., Norry M.J. Petrogenetic implications of Ti, Zr, Y, and Nb variations in volcanic rocks // Contrib Mineral Petrol. 1979. V. 69. P. 33–47.

38. Pearce J.A. Trace element characteristics of lavas from destructive plate boundaries // Thorpe R.S. (ed). Andesites: Orogenic Andesites and Related Rocks. John Wiley & Sons, Chichester. 1982. P. 525–548.

39. Pearce J.A., Harris N.W., Tindle A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks // Journal of Petrology. 1984. V. 25. P. 956–983.

40. Pearce J.A. Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust // Lithos. 2008. V. 100. P. 14–48.

41. Safonova I., Komiya T., Romer R.L., Simonov V., Seltmann R., Rudnev S., Yamamoto S., Sun M. Supra-subduction igneous formations of the Char ophiolite belt, East Kazakhstan // Gondwana Research. 2018. V. 59. P. 159–179.

42. Schandl E.S., Gorton M.P. Application of high field strength elements to discriminate tectonic settings in VMS environments // Economic Geology. 2002. V. 97. P. 629–642.

43. Sun S.-s., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Geological Society, London, Special Publications. 1989. P. 42. P. 313–345.

44. Windley B.F., Alexeiev D., Xiao W., Kröner A., Badarch G. Tectonic models for accretion of the Central Asian Orogenic Belt // Journal of the Geological Society. 2007. V. 164. P. 31–47.

45. Yang G., Li Y., Safonova I., Yi S., Tong L., Seltmann R. Early Carboniferous volcanic rocks of West Junggar in the western Central Asian Orogenic Belt: implications for a supra-subduction system // International Geology Review. 2014. V. 56. P. 823–844.

Geosphere Research. 2019; : 6-26

Geochemistry, age and geodynamic settings for Saur gabbro-granite intrusive series (Eastern Kazakhstan)

Khromykh Sergey V., Kotler Pavel D., Semenova Dina V.

https://doi.org/10.17223/25421379/11/1

Abstract

The territory of East Kazakhstan is part of the Altai collision system formed in the Late Paleozoic during the collision of the Siberian and Kazakhstan continents and the closure of the Ob-Zaisan paleooceanic basin. In the Early Carboniferous, in the Zharma-Saur zone, the Ob-Zaisan basin interacted with the active margin of the Kazakhstan continent. The formation of volcanic and intrusive associations was the result of these processes. The article presents the results of geochemical and geochronological studies of gabbro, granite and mafic dikes of the Zharma-Saur zone, Eastern Kazakhstan. It was established that gabbro-diorite-granite Saur intrusive series was formed 330–327 Ma in the geodynamic environment of subduction under the newly formed continental margin of the Kazakhstan continent. Gabbro and diorites were formed during the evolution of basic magmas resulting from the partial melting of the water-saturated depleted mantle over the subduction zone. Granite magmas were formed during the partial melting of volcanogenic-sedimentary substrates under the influence of basic magmas. For the first time, the age and geochemical features of dikes of the north-east strike in the Zharma-Saur zone are determined. They have a Middle Carboniferous age (315 Ma) and manifested as a result of break-offs in the lithosphere of the orogenic structure during shear movements along deep faults. Mafic dikes are characterized by a relatively enriched geochemical composition, which indicates another mantle source.

References

1. Buslov M.M., Vatanabe T., Smirnova L.V., Fudzhivara I., Ivata K., De Grave I., Semakov N.N., Travin A.V., Kir'yanova A.P., Kokh D.A. Rol' sdvigov v pozdnepaleozoisko-rannemezozoiskoi tektonike i geodinamike Altae-Sayanskoi i Vostochno-Kazakhstanskoi skladchatykh oblastei // Geologiya i geofizika. 2003. T. 44, № 1–2. C. 49–75.

2. Buslov M.M. Tektonika i geodinamika Tsentral'no-Aziatskogo skladchatogo poyasa: rol' pozdnepaleozoiskikh krupnoamplitudnykh sdvigov // Geologiya i geofizika. 2011. T. 52, № 1. C. 66–90.

3. Vladimirov A.G., Kruk N.N., Rudnev S.N., Khromykh S.V. Geodinamika i granitoidnyi magmatizm kollizionnykh orogenov // Geologiya i geofizika. 2003. T. 44, № 12. C. 1321–1338.

4. Vladimirov A.G., Kruk N.N., Khromykh S.V., Polyanskii O.P., Chervov V.V., Vladimirov V.G., Travin A.V., Babin G.A., Kuibida M.L., Khomyakov V.D. Permskii magmatizm i deformatsii litosfery Altaya kak sledstvie termicheskikh protsessov v zemnoi kore i mantii // Geologiya i geofizika. 2008. T. 49, № 7. S. 621–636.

5. Vladimirov A.G., Izokh A.E., Polyakov G.V., Babin G.A., Mekhonoshin A.S., Kruk N.N., Khlestov V.V., Khromykh S.V., Travin A.V., Yudin D.S., Shelepaev R.A., Karmysheva I.V., Mikheev E.I. Gabbro-granitnye intruzivnye serii i ikh indikatornoe znachenie dlya geodinamicheskikh rekonstruktsii // Petrologiya. 2013. T. 21, № 2. S. 177–201.

6. Degtyarev K.E. Tektonicheskaya evolyutsiya rannepaleozoiskikh ostrovoduzhnykh sistem i formirovanie kontinental'noi kory kaledonid Kazakhstana. M. : GEOS, 2012. 289 s.

7. Ermolov P.V., Izokh E.P., Ponomareva A.P., Tyan V.D. Gabbro-granitnye serii zapadnoi chasti Zaisanskoi skladchatoi sistemy. Novosibirsk : Nauka, 1977. 246 s.

8. Ermolov P.V., Vladimirov A.G., Izokh A.E., Polyanskii N.V., Kuzebnyi V.S., Revyakin P.S., Bortsov V.D. Orogennyi magmatizm ofiolitovykh poyasov (na primere Vostochnogo Kazakhstana). Novosibirsk : Nauka, 1983. 191 s.

9. Zonenshain L.P., Kuz'min M.I., Natapov L.M. Tektonika litosfernykh plit territorii SSSR. M. : Nedra, 1990. Kn. 1.

10. s.; Kn. 2. 336 s.

11. Koronovskii N.V., Demina L.I. Magmatizm kak indikator geodinamicheskikh obstanovok : ucheb. posobie. M. : MGU, 2011.

12. s.

13. Kotler P.D., Khromykh S.V., Vladimirov A.G., Navozov O.V., Travin A.V., Karavaeva G.S., Kruk N.N., Murzintsev N.G. Novye dannye o vozraste i geodinamicheskaya interpretatsiya granitoidov Kalba-Narymskogo batolita (Vostochnyi Kazakhstan) // Doklady Akademii nauk. 2015. T. 462, № 5. C. 572–577.

14. Kruk N.N. Kontinental'naya kora Gornogo Altaya: etapy formirovaniya i evolyutsii, indikatornaya rol' granitoidov // Geologiya i geofizika. 2015. T. 56, № 8. C. 1403–1423.

15. Kuznetsov Yu.A. Glavnye tipy magmaticheskikh formatsii. M. : Nedra, 1964. 387 s.

16. Lopatnikov V.V., Izokh E.P., Ermolov P.V., Ponomareva A.P., Stepanov A.S. Magmatizm i rudonosnost' Kalba-Narymskoi zony Vostochnogo Kazakhstana. M. : Nauka, 1982. 248 s.

17. Magmaticheskie gornye porody. T. 1: Klassifikatsiya, nomenklatura, petrografiya / pod red. O.A. Bogatikova. M. : Nauka, 1983. 370 s.

18. Tektonicheskaya karta Altaya. Masshtab 1:1000000 / red. V.P. Nekhoroshev. VSEGEI, 1963.

19. Sklyarov E.V., Fedorovskii V.S., Gladkochub D.P., Vladimirov A.G. Sinmetamorficheskie bazitovye daiki – indikatory kollapsa kollizionnoi struktury Zapadnogo Pribaikal'ya // Doklady RAN. 2001. T. 381, № 4. C. 522–527.

20. Fedorovskii V.S., Sklyarov E.V. Ol'khonskii geodinamicheskii poligon (Baikal): aerokosmicheskie dannye vysokogo razresheniya i geologicheskie karty novogo pokoleniya // Geodinamika i tektonofizika. 2010. T. 1, № 4. S. 331–418.

21. Frolova T.I., Burikova I.A. Magmaticheskie formatsii sovremennykh geotektonicheskikh obstanovok : ucheb. posobie. M. : Izd-vo MGU, 1997. 320 s.

22. Khain V.E. Tektonika kontinentov i okeanov. M. : Nauchnyi mir, 2001. 606 s.

23. Khromykh S.V., Tsygankov A.A., Kotler P.D., Navozov O.V., Kruk N.N., Vladimirov A.G., Travin A.V., Yudin D.S., Burmakina G.N., Khubanov V.B., Buyantuev M.D., Antsiferova T.N., Karavaeva G.S. Pozdnepaleozoiskii granitoidnyi magmatizm Vostochnogo Kazakhstana i Zapadnogo Zabaikal'ya: testirovanie plyumovoi modeli // Geologiya i geofizika. 2016. T. 57, № 5. C. 983–1004.

24. Khromykh S.V., Kotler P.D., Gurova A.V., Semenova D.V. Postorogennye daikovye poyasa Altaiskoi akkretsionno-kollizionnoi sistemy: geologicheskaya pozitsiya, sostav i vozrast // Korrelyatsiya altaid i uralid: glubinnoe stroenie litosfery, stratigrafiya, magmatizm, metamorfizm, geodinamika i metallogeniya : materialy Chetvertoi mezhdunar. nauch. konf. 2–6 aprelya 2018 g. Novosibirsk : Izd-vo SO RAN, 2018a. C. 161–162.

25. Khromykh S.V., Gurova A.V., Izokh A.E. Petrologiya i geokhimiya gabbroidov Surovsko-Talovskogo differentsirovannogo intruziva (Irtyshskaya sdvigovaya zona, Vostochnyi Kazakhstan) // Rudno-magmaticheskie sistemy. Magmatizm, metallogeniya i tektonika Severnoi Azii : sb. nauch. tr. po fundamental'nym issledovaniyam Instituta geologii i mineralogii SO RAN. Novosibirsk : IGM SO RAN, 2018b. Vyp. 1. C. 5–25.

26. Khubanov V.B., Buyantuev M.D., Tsygankov A.A. U-Pb izotopnoe datirovanie tsirkonov iz PZ3-MZ magmaticheskikh kompleksov Zabaikal'ya metodom magnitno-sektornoi mass-spektrometrii s lazernym probootborom: protsedura opredeleniya i sopostavlenie s SHRIMP dannymi // Geologiya i geofizika. 2016. T. 57, № 1. C. 241–258.

27. Geologicheskaya karta Kazakhskoi SSSR. Masshtab 1:500000. Vostochno-Kazakhstanskaya seriya / glav. red. S.E. Chakabaev. Ministerstvo geologii Kazakhskoi SSSR, 1976.

28. Shcherba G.N., D'yachkov B.A., Nakhtigal' G.P. Zharma-Saurskii geotektonogen. Alma-Ata : Nauka, 1976. 200 s.

29. Shcherba G.N., D'yachkov B.A., Stuchevskii N.I., Nakhtigal' G.P., Antonenko A.N., Lyubetskii V.N. Bol'shoi Altai (geologiya i metallogeniya). Kn. 1. Geologicheskoe stroenie. Almaty : Gylym, 1998. 304 s.

30. Yarmolyuk V.V., Kovalenko V.I. Glubinnaya geodinamika, mantiinye plyumy i ikh rol' v formirovanii Tsentral'no-Aziatskogo skladchatogo poyasa // Petrologiya. 2003. T. 11, № 6. C. 556–586.

31. Yarmolyuk V.V., Kovach V.P., Kovalenko V.I., Sal'nikova E.B., Kozlovskii A.M., Kotov A.B., Yakovleva S.Z., Fedoseenko A.M. Sostav, istochniki i mekhanizmy formirovaniya kontinental'noi kory Ozernoi zony kaledonid Tsentral'noi Azii: I. Geologicheskie i geokhronologicheskie dannye // Petrologiya. 2011. T. 19, № 1. C. 56–79.

35. Lin J., Liu Y., Yang Y., Hu Zh. Calibration and correction of LA-ICP-MS amd LA-MC-ICP-MS analyses for element contents and isotopic ratios // Solid Earth Sciences. 2016. V. 1. P. 5–27.

36. Ludwig K.R. Isoplot/Ex Version 3.00: a Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley, CA : Berkeley Geochronology Center, 2003.

37. Pearce J.A., Norry M.J. Petrogenetic implications of Ti, Zr, Y, and Nb variations in volcanic rocks // Contrib Mineral Petrol. 1979. V. 69. P. 33–47.

39. Pearce J.A., Harris N.W., Tindle A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks // Journal of Petrology. 1984. V. 25. P. 956–983.

40. Pearce J.A. Geochemical fingerprinting of oceanic basalts with applications to ophiolite classification and the search for Archean oceanic crust // Lithos. 2008. V. 100. P. 14–48.

42. Schandl E.S., Gorton M.P. Application of high field strength elements to discriminate tectonic settings in VMS environments // Economic Geology. 2002. V. 97. P. 629–642.

44. Windley B.F., Alexeiev D., Xiao W., Kröner A., Badarch G. Tectonic models for accretion of the Central Asian Orogenic Belt // Journal of the Geological Society. 2007. V. 164. P. 31–47.

Геохимия, возраст и геодинамические обстановки формирования саурской габбро-гранитоидной интрузивной серии (Восточный Казахстан)

Аннотация

Geochemistry, age and geodynamic settings for Saur gabbro-granite intrusive series (Eastern Kazakhstan)

Abstract

События