Кичанская структура архейского Тикшеозерского зеленокаменного пояса Фенноскандинавского щита в свете новых геохимических и геохронологических данных

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Получены новые данные по геологии, геохимии и возрасту (U-Pb по циркону) зеленокаменных пород Кичанской структуры архейского Тикшеозерского зеленокаменного пояса, позволившие уточнить и дополнить ранее предложенные схемы стратификации. Уточнены состав выделенных толщ, последовательность и продолжительность их формирования. Архейские супракрустальные образования разделены на три толщи. Залегающая в основании разреза нижняя толща, которая ранее не выделялась, представлена бимодальной серией: толеитовыми метабазальтами и кислыми метавулканитами, с подчиненным количеством метаграувакк. Она формировалась на протяжении 20 млн лет (с 2788 ± 5 по 2766 ± 9 млн лет). Sm-Nd данные, полученные для метаандезибазальтов (Sm-Nd модельный возраст 2.86 млрд лет и εNd = 2.92) свидетельствуют в пользу их мантийной природы. Метариолиты нижней толщи с Sm-Nd модельным возрастом 2.89 млрд лет и εNd = 2.59 выплавлены из материала, имеющего непродолжительную коровую предысторию. Продолжительность формирования дифференцированной серии вулканитов верхней толщи (от базальтов до дацитов) также составила около 20 млн лет (2738 ± 7 — 2716 ± 7 млн лет). Родоначальные расплавы для средне-кислых метавулканитов верхней толщи в разной степени обогащены древним коровым материалом. Наиболее ранние с Sm-Nd модельным возрастом 2.84 млрд лет и εNd = 2.67 были сформированы в процессе ранне-неоархейского корообразующего события, более поздние имеют разную примесь древнего корового материала: значительную для дацитов (Sm-Nd модельный возраст 3 млрд лет и εNd = 0.4) и менее значимую для андезидацитов (Sm-Nd модельный возраст 2.89 млрд лет и εNd = 1.73). В палеопротерозое на этапе 1786 ± 11 — 1796 ± 6 млн лет супракрустальные породы Кичанской структуры претерпели метаморфические преобразования.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. А. Мыскова

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tmyskova@gmail.com
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

А. С. Никонова

Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского

Email: tmyskova@gmail.com
Россия, 199106, Санкт-Петербург, Средний проспект В.О., 74

К. А. Никонов

Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского

Email: tmyskova@gmail.com
Россия, 199106, Санкт-Петербург, Средний проспект В.О., 74

И. А. Житникова

Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского

Email: tmyskova@gmail.com
Россия, 199106, Санкт-Петербург, Средний проспект В.О., 74

П. А. Львов

Институт геологии и геохронологии докембрия РАН; Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского

Email: tmyskova@gmail.com
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2; 199106, Санкт-Петербург, Средний проспект В.О., 74

Список литературы

  1. Бибикова Е.В., Самсонов А.В., Щипанский А.А., Грачева Т.В., Макаров В.А. (2003) Хизоваарская структура Северо-Карельского зеленокаменного пояса как аккретированная островная дуга позднего архея: изотопно-геохронологические и петрологические данные. Петрология. 11(3), 289–320.
  2. Государственная геологическая карта РФ масштаба 1:1 000 000 (третье поколение). Серия Балтийская. Лист Q-(35), 36 (Апатиты). Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ. 2012. 487 с.
  3. Государственная геологическая карта РФ масштаба 1:200 000 (издание второе). Лист Q–36-XXI, XXII (Амбарный). Объяснительная записка. М.: МФ ВСЕГЕИ. 2013. 189 с.
  4. Другова Г.М., Левченков О.А., Савельева Т.Е. (1995) Гранитоиды раннего докембрия в Северо-Западном Беломорье // Записки ВМО. 124(1), 35–51.
  5. Кожевников В.Н. (2000) Архейские зеленокаменные пояса Карельского кратона как аккреционные орогены. Петрозаводск: КарНЦ РАН. 223 с.
  6. Левченков О.А., Милькевич Р.И., Миллер Ю.В., Зингер Т.Ф., Львов А.Б., Мыскова Т.А., Шулешко И.К. (2003) U-Pb возраст метаандезитов верхней части разреза супракрустальных образований северной части Тикшеозерского зеленокаменного пояса (Северная Карелия). ДАН. 389(3), 378–381.
  7. Мыскова Т.А., Никонова А.С., Никонов К.А., Житникова И.А., Львов П.А. (2022) Кичанская островодужная система архея (новые геохимические и изотопно-геохронологические доказательства). Труды Карельского научного центра РАН. (5), 103–106.
  8. Милькевич Р.И., Миллер Ю.В., Глебовицкий В.А., Богомолов Е.М., Гусева В.Ф. (2003) Толеитовый и известково-щелочной магматизм в северной части Тикшеозерского зеленокаменного пояса: геохимические признаки субдукционной обстановки. Геохимия. (12), 1262–1274.
  9. Milkevich R.I., Miller Yu.V., Glebovitsky V.A., Bogomolov E.M., Guseva V.F. (2003) Tholeiitic and calc-alkaline magmatism in the northern part of the Tikshozero Greenstone Belt: Geochemical evidence of an subduction environment. Geochem. Int. 41(12), 1152–1164.
  10. Милькевич Р.И., Мыскова Т.А. (1998) Позднеархейские метатерригенные породы Западной Карелии (литология, геохимия, источники сноса). Литология и полезные ископаемые. (2), 177–194.
  11. Милькевич Р.И., Мыскова Т.А. Глебовицкий В.А., Львов А.Б., Бережная Н.Г. (2007) Каликорвинская структура и ее положение в системе северо-карельских зеленокаменных поясов: геохимические и геохронологические данные. Геохимия. (5), 483–506.
  12. Milkevich R.I., Myskova T.A. Glebovitsky V.A., Lvov A.B., Berezhnaya N.G. (2007) Kalikorva structure and its position in the system of the northern Karelian greenstone belts: Geochemical and geochronological data. Geochem. Int. 45(5), 428–450.
  13. Неелов А.Н. (1980) Петрохимическая классификация метаморфизованных осадочных и вулканических пород. Л.: Наука, 100 с.
  14. Слабунов А.И. (2008) Геология и геодинамика архейских подвижных поясов (на примере Беломорской провинции Фенноскандинавского щита). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 296 с.
  15. Фролова Т.И., Бурикова И.А. (1997) Магматические формации современных геотектонических остановок. М.: Изд-во МГУ 320 с.
  16. Чернов В.М. (1964) Стратиграфия и условия осадконакопления вулканогенных (лептитовых) железисто-кремнистых формаций Карелии. М-Л.: Наука, 187 с.
  17. Щипанский А.А., Бабарина И.И., Крылов К.А., Самсонов А.В., Богина Е.В., Слабунов А.И. (2001) Древнейшие офиолиты на Земле: Неоархейский супрасубдукционый комплекс Ириногорской структуры Северо-Карельского зеленокаменного пояса. ДАН. 377(3), 376–380.
  18. Bhatia M.R. (1983) Plate Tectonics and Geochemical Composition of Sandstones. The J. Geol. 91, 611–627.
  19. Blaсk L.P., Kamo S.L., Alen C.M., Aleinikoff J.N., Davis D.W., Korsch R.J., and Foudoulis C. (2003) TEMORA 1: a new zircon standard for U-Pb geochronology. Chemical Geology. 200(1–2), 155–170.
  20. Condie K.C. (2005) High fild strength element ratios in Archean basalts: a window to evolving sources of mantle plumes? Lithos. 79, 491–504.
  21. Corfu F., Hanchar J.M., Hoskin O.P.W., Kinny P. (2003) Atlas of zircon textures // Zircon. Rev. Miner. Geochem. 53, 469–500.
  22. Defant M.J., Drummond M.S. (1990) Derivation of some modem arc magmas by melting of young subducted lithosphere. Nature. 347, 662–665.
  23. Eby G.N. (1992) Chemical subdivision of the A-type granitoids: petrogenetic and tectonic implications. Geology. 20, 641–644.
  24. 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. Petrology. 42, 2033–2048.
  25. Goldstein S.J., Jacobsen S.B. (1988) Nd and Sr isotopic systematics of rivers water suspended material: implications for crustal evolution // Earth Planet. Sci. Lett. 87, 249–265.
  26. Hollings P., Kerrich R. (2000) An Archean arc basalt — Nb-enriched basalt — adakite association: the 2.7 Ga Confederation assemblage of the Birch-Uchi greenstone belt. Contrib. Mineral. Petrol. 139(2), 208–226.
  27. Hollings, P., Stott G., and Wyman D. (2000) Trace element geochemistry of the MeenDempster greenstone belt, Uchi subprovince Superior Province, Canada: back-arc development on the margins of an Archean protocontinent. Canad. J. Earth Sci. 37, 1021–1038.
  28. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. (2003) The Composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis // Zirkon: Reviews in mineralogy and geochemistry. 53, 27–62.
  29. Irvine, T.N., and Baragar, W.R.A. (1971) A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canad. J. Earth Sci. 8, 523–548.
  30. Jacobsen S.B., Wasserburg G.J. (1984) Sm-Nd evolution of chondrites and achondrites. Earth Planet. Sci. Lett. 67, 137–150.
  31. Keto L.S., Jacobsen S.B. (1987) Nd and Sr isotopic variations of Early Paleozoic oceans. Earth Planet. Sci. Lett. 84, 27–41.
  32. Le Maitre R.W., Bateman P., Dudek, A.J. and Keller M.J. (1989) A classification of igneous rocks and glossary of terms. Oxford: Blackwell, 193 p.
  33. Ludwig K.P. (2000) SQUID 1. 00. A User’s Manual. Berkeley Geochronology Center. Special Publication. (2), 17 p.
  34. Ludwig K.P. (2001) Isoplot/Ex. A User’s Manual. Berkeley Geochronology Center. Special Publication. (1), 56 p.
  35. Maniar P.D., Piccoli P.M. (1989) Tectonic discrimination of granitoids. Geol. Soc. Am. Bull. 101, 635–643.
  36. Nance W.B., Taylor S.R. (1976) Rare earth element patterns and crustal evolution — I. Australian post-Archean sedimentary rocks. Geochim. Cosmochim. Acta. 40, 1539–1545.
  37. Nesbitt H.W., Yong G.M. (1982) Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature. 299, 715–717.
  38. Pearce J.A., Harris N.B.W., Tindle A.G. (1984) Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. J. Petrol. 25, 956–983.
  39. Polat A., Kerrich R. (2000) Magnesian andesites, Nb-enriched basalt-andesites, and adakites from late-Archean 2.7 Ga Wawa greenstone belts, Superior Province, Canada: Implications for late Archean subduction zone petrogenetic processes. Contrib. Mineral. Petrol. 141(1), 36–52.
  40. Richard P., Shimizu N., Allegre C.J. (1976) 143Nd/144Nd a natural tracer: An application to oceanic basalts. Earth Planet. Sci. Lett. 31, 269–278.
  41. Rollinson H.R. (1993) Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. New York. 352 p.
  42. Rubatto D. (2002) Zircon trace element geochemistry: partitioning with garnet and the link between U–Pb ages and metamorphism // Chem. Geol. 184, 123–138.
  43. Sun S.S., McDonough W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Geological Society London Special Publication. 42, 313–345.
  44. Whalen J.B., Currie K.L., Chappel B.W. (1987) A-type granites: geochemical characteristic, discrimination and petrogenesis // Contrib. Mineral. Petrol. 95, 407–419.
  45. Whitney D.L., Evans B.W. (2010) Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist. 95, 185–187.
  46. Williams I.S. (1998) U-Th-Pb geochronology by ion microprobe. In Rev. Econ. Geol. (Eds. McKibben M.A., Shanks III W.С., Ridley W.I.). 7, 1–35.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическая геологическая карта Кичанской структуры: 1 — нерасчлененный комплекс габбро-норит-лерцолитов; 2 — амфиболиты с Grt и без него (метабазальты и метаандезибазальты) нижней толщи; 3 — Bt (редко с Grt) гнейсы (кислые метавулканиты, в подчиненном количестве метаграувакки) нижней толщи; 4 –амфиболиты с Grt и без него (метабазальты и метаандезибазальты) средней толщи; 5 — Bt, Grt-Bt, Amp-Grt-Bt гнейсы (средние и кислые метавулканиты), в подчиненном количестве амфиболиты (основные метавулканиты) верхней толщи; 6 — архейские гранитоиды нерасчлененные; 7 — разломы; 8 — места отбора геохронологических проб: в числителе — значение возраста в млн лет, в знаменателе — номер пробы; 9 — условные границы между выделенными толщами, римскими цифрами обозначены площади распространения нижней (I), средней (II) и верхней (III) толщ; 10 — контуры геологических схем строения фрагментов разреза.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Геологические схемы строения фрагментов разреза нижней (а, в), средней (б) и верхней (г) толщ. 1 и 2 — Grt амфиболиты и Pl амфиболиты соответственно (метабазальты и метаандезибазальты); 3 — Bt (редко с Grt) гнейсы (кислые метавулканиты нижней толщи, в подчиненном количестве метаграувакки); 4 — Bt гнейсы (средние и кислые метавулканиты), в подчиненном количестве амфиболиты (основные метавулканиты) верхней толщи; 5 — архейские гранитоиды нерасчлененные; 6 — диориты; 7 — пегматоидные граниты; 8 — тела габбро; 9 — полосы Amp-Bt гнейсов среди Bt гнейсов; 10 — полосы Grt-Bt гнейсов среди Bt гнейсов; 11 — элементы залегания пород (а – наклонные, цифрами указан угол падения, б — вертикальные). Цифрами обозначены номера обнажений.

Скачать (885KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Положение химических составов пород нижней, средней и верхней толщ на классификационных диаграммах. (а) TAS (Le Maitre et al., 1989) и (б) AFM (Irvine, Baragar, 1971). Верхняя толща: 1 — метабазальты и метаандезибазальты. 2 — метаандезиты. 3 — метадациты; средняя толща: 4 — метабазальты и метаандезибазальты; нижняя толща: 5 — метабазальты и метаандезибазальты, 6 — метадациты, 7 — метариолиты, 8 — метаграувакки.

Скачать (300KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Вариационные диаграммы (SiO2 — петрогенные элементы, мас.%) для пород нижней, средней и верхней толщ. 1–8 — условные знаки те же, что и на рис. 3.

Скачать (278KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Вариационные диаграммы (SiO2, мас.% — редкие элементы, мкг/г) для пород нижней, средней и верхней толщ. 1–8 — условные знаки те же, что и на рис. 3.

Скачать (281KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределения редких и редкоземельных элементов для пород нижней и средней толщ, нормированные к хондриту и примитивной мантии по (Sun, McDonough, 1989). Нижняя толща: 1 — метабазальты и метаандезибазальты, 2 — метадациты, 3 — метариолиты, 4 — метаграувакки; средняя толща: 5 — метабазальты и метаандезибазальты; 6 — PAAS (постархейский средний глинистый сланец Австралии) (Nance, Taylor, 1976).

Скачать (652KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Классификационные диаграммы для метавулканитов нижней и верхней толщ: (а) — диаграмма FeO*/(FeO*+MgO)–SiO2 (Frost et al., 2001); (б) — диаграмма Al2O3/(Na2O+K2O)–Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) (Maniar, Piccoli, 1989). Верхняя толща: 1 — метаандезиты, 2 — метадациты; нижняя толща: 3 — метадациты, 4 — метариолиты.

Скачать (236KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Положение метаграувакк нижней толщи на классификационных диаграммах: (а) lg (Na2O/K2O) — lg (SiO2/Al2O3) (Rollinson, 1993), (б) Al/Si — (Fe2+Fe3+Mn+Ca)/1000 (Неелов, 1980) и (в) La–Th–Sc, Th–Sc–Zr/10 и Th–Co–Zr/10 (Bhatia, 1983); (а) 1 — граувакки, 2 — лититовые вакки, 3 — аркозы; (б) петрохимические характеристики приведены в атомных количествах; (в) A — океанические островные дуги, B — континентальные островные дуги, C — активные континентальные окраины, D — пассивные континентальные окраины. ГР — гранит, ТОН — тоналит, КОМ — коматиит, ТОЛ — толеит.

Скачать (349KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Распределения редких и редкоземельных элементов для метавулканитов верхней толщи, нормированные к хондриту и примитивной мантии по (Sun, McDonough, 1989): 1 — метабазальты и метаандезибазальты, 2 — метаандезиты, 3 — метадациты.

Скачать (419KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Изображения в катодолюминесценции (а) и графики с конкордией (б, в) для цирконов из метавулканитов нижней толщи. I — метариолит (проба 1112), II — метаандезибазальт (проба 1058/1).

Скачать (298KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Изображения в катодолюминесценции (а) и графики с конкордией (б) для цирконов из метавулканитов верхней толщи. I — метадацит (проба 1019/2), II — туф метадацита (проба 1090), III – метаандезидацит (проба 1117/3).

Скачать (392KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Дискриминационные диаграммы (а) Nb/Y–Zr/Y (Condie, 2005), (б) Nb–Y, (в) Ta-Yb (Pearce et al., 1984), (г) FeO/MgO — (Zr+Nb+Ce+Y) (Whalen et al., 1987) для метавулканитов Кичанской зеленокаменной структуры. OIB — базальты океанических островов, N-MORB — базальты срединно-океанических хребтов, ARC — базальты островных дуг, UC — верхняя кора, EN — литосферная мантия, PM — примитивная мантия, DM — деплетированная мантия, DEP — глубинная деплетированная мантия, EM1 и EM2 — обогащенная мантия, REC — рециклированный компонент. Верхняя толща: 1 — метабазальты и метаандезибазальты, 2 — метаандезиты, 3 — метадациты; средняя толща: 4 — метабазальты и метаандезибазальты; нижняя толща: 5 — метабазальты и метаандезибазальты, 6 — метадациты, 7 — метариолиты.

Скачать (373KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».