Sources of the Upper Proterozoic Terrigenous Deposits in the Northwestern Part of the Argun Massif, Central Asian Fold Belt: Results of U–Th–Pb Geochronological and Sm–Nd Isotopic-Geochemical Studies

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The publication presents the results of geochemical, isotopic-geochemical (Sm–Nd) and isotopic-geochronological (U–Th–Pb) studies of terrigenous rocks of the Middle Riphean (?) Nadarov formation and the Upper Riphean (?) Nortui formation of the northwestern part of the Argun continental massif. Features of the material composition of the deposits indicate the presence of formations of various silicia acidity in the source area. According to Sm–Nd data, sedimentary rocks of the Nadarov and Nortui formations are characterized by negative values åNd(t) = –6.6…–3.5 at Early Proterozoic values of Nd model age (tNd(DM) = 2.0–1.8 Ga). According to U–Th–Pb dating of grains of detrital zircon, it was defined that the lower age limit of accumulation of terrigenous deposits of the Nadarov and Nortui formations falls at the Late Riphean (~775 and ~ 744 Ma, respectively). The main provenances area for them were Late Riphean igneous rocks with the participation of Early Proterozoic rocks, extended in the structure of the Argun massif.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Yu. N. Smirnova

Institute of Geology and Nature Management of FEB RAS

Author for correspondence.
Email: smirnova@ascnet.ru
Russian Federation, Blagoveshchensk

A. V. Kurilenko

Dobretsov Geological Institute of SB RAS; A.P. Karpinsky Russian Geological Research Institute

Email: smirnova@ascnet.ru
Russian Federation, Ulan-Ude; St. Petersburg

S. I. Dril

Vinogradov Institute of Geochemistry of SB RAS

Email: smirnova@ascnet.ru
Russian Federation, Irkutsk

V. B. Khubanov

Dobretsov Geological Institute of SB RAS

Email: smirnova@ascnet.ru
Russian Federation, Ulan-Ude

References

  1. Голубев В.Н., Чернышев И.В., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Гольцман Ю.В., Баирова Э.Д., Яковлева С.З. Стрельцовский урановорудный район: изотопно-геохронологическая (U–Pb, Rb–Sr и Sm–Nd) характеристика гранитоидов и их место в истории формирования урановых месторождений // Геология рудных месторождений. 2010. Т. 52. № 6. С. 553–571.
  2. Гордиенко И.В., Метелкин Д.В., Ветлужских Л.И. Строение Монголо-Охотского складчатого пояса и проблема выделения Амурского микроконтинента // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 3. С. 318–341.
  3. Котов А.Б., Сорокин А.А., Сальникова Е.Б., Сорокин А.П., Ларин А.М., Великославинский С.Д., Беляков Т.В., Анисимова И.В., Яковлева С.З. Мезозойский возраст гранитоидов бекетского комплекса (Гонжинский блок Аргунского террейна Центрально-Азиатского складчатого пояса) // Докл. АН. 2009. Т. 429. № 6. С. 779–783.
  4. Котов А.Б., Мазукабзов А.М., Сковитина Т.М., Великославинский С.Д., Сорокин А.А., Сорокин А.П. Структурная эволюция и геодинамическая позиция Гонжинского блока (Верхнее Приамурье) // Геотектоника. 2013. № 5. С. 48–60.
  5. Лыхин Д.А., Пресняков С.Л., Некрасов Г.Е., Руженцев С.В., Голионко Б.Г., Балашова Ю.С. Вопросы геодинамики области сочленения Агинской и Аргунской зон Забайкалья (данные U–Pb SHRIMP-датирования пород Цугольского габбро-плагиогранитного массива) // Докл. АН. 2007. Т. 417. № 5. С. 668–672.
  6. Озерский А.Ф., Винниченко Е.Л. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200000. Издание второе. Приаргунская серия. Лист М-50-XVII (Краснокаменск). Ред. Старченко В.В. СПб.: ВСЕГЕИ, 2002.
  7. Павлова В.В., Грознова Т.Н., Афанасов М.Н., Платонов Е.Г., Лейкум М.С. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200000. Издание второе. Приаргунская серия. Лист М-50-XVI. Ред. Амантов В.А. СПб.: ВСЕГЕИ, 2001.
  8. Петрук Н.Н., Козлов С.А. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 1000000. Третье поколение. Дальневосточная серия. Лист N-51 (Сковородино). Ред. Вольский А.С. СПб.: ВСЕГЕИ, 2009.
  9. Петтиджон Ф. Дж., Поттер П., Сивер Р.М. Пески и песчаники. М.: Мир, 1976. 535 с.
  10. Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Ковач В.П., Великославинский С.Д., Джан Б.-М., Сорокин А.А., Сорокин А.П., Ван К.-Л., Чан С.-Л., Ли Х.-Я., Толмачева Е.В. О возрасте гонжинской серии (Аргунский террейн Центрально-Азиатского складчатого пояса): результаты U–Pb и Lu–Hf-изотопных исследований детритовых цирконов // Докл. АН. 2012. Т. 444. № 5. С. 519–522.
  11. Смирнова Ю.Н., Сорокин А.А. Возраст и обстановки формирования чаловской серии ордовика Аргунского массива, восточная часть Центрально-Азиатского складчатого пояса // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2019. Т. 27. № 3. С. 3–23.
  12. Смирнова Ю.Н., Овчинников Р.О., Смирнов Ю.В., Дриль С.И. Источники кластического материала и условия накопления осадочных пород даурской серии Аргунского континентального массива // Тихоокеанская геология. 2022. Т. 41. № 1. С. 13–31.
  13. Сорокин А.А., Смирнов Ю.В., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Сорокин А.П., Ковач В.П., Яковлева С.З., Анисимова И.В. Раннепалеозойский возраст исагачинской толщи чаловской серии Гонжинского террейна (восточная часть Центрально-Азиатского складчатого пояса) // Докл. АН. 2014. Т. 457. № 3. С. 323–326.
  14. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с.
  15. 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 сопоставления с SHRIMP данными // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 1. С. 241–258.
  16. Шивохин Е.А., Озерский А.Ф., Куриленко А.В., Раитина Н.И., Карасев В.В. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1 000000. Третье поколение. Серия Алдано-Забайкальская. Лист M-50 (Борзя). Ред. Старченко В.В. СПб.: ВСЕГЕИ, 2010.
  17. Bhatia M.R., Crook K.A.W. Trace element characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins // Contrib. Miner. Petrol. 1986. V. 92. P. 181–193.
  18. Condie K.C. Chemical composition and evolution of the upper continental crust: contrasting results from surface samples and shales // Chem. Geol. 1993. V. 104. Iss. 1–4. P. 1–37.
  19. Cullers R.L. Implications of elemental concentrations for provenance, redox conditions, and metamorphic studies of shales and limestones near Pueblo, CO, USA // Chem. Geol. 2002. V. 191. Iss. 4. P. 305–327.
  20. Feng Z., Zhang Q., Liu Y., Li L., Jiang L., Zhou J., Li W., Ma Y. Reconstruction of Rodinia supercontinent: evidence from the Erguna Block (NE China) and adjacent units in the eastern Central Asian orogenic Belt // Precambrian Res. 2022. V. 368. P. 106467.
  21. Floyd P.A., Leveridge B.E. Tectonic environment of the Devonian Gramscatho basin, south Cornwall: framework mode and geochemical evidence from turbiditic sandstones // J. Geol. Soc. London. 1987. V. 144. Iss. 4. P. 531–542.
  22. Gerdes A., Zeh A. Combined U–Pb and Hf isotope LA-(MC-)ICP-MS analyses of detrital zircons: Comparison with SHRIMP and new constraints for the provenance and age of an Armorican metasediment in Central Germany // Earth Planet. Sci. Lett. 2006. V. 249. P. 47–61.
  23. Gehrels G.E. AgePick, Available online: https://sites.google.com/a/laserchron.org/laserchron/home/. 2007.
  24. Goldstein S.J., Jacobsen S.B. Nd and Sr isotopic systematics of river water suspended material: implications for crustal evolution // Earth Planet Sci. Lett. 1988. V. 87. P. 249–265.
  25. Gou J., Sun D.Y., Ren Y.S., Liu Y.J., Zhang S.Y., Fu C.L., Wang T.H., Wu P.F., Liu X.M. Petrogenesis and geodynamic setting of Neoproterozoic and Late Paleozoic magmatism in the Manzhouli-Erguna area of Inner Mongolia, China: geochronological, geochemical and Hf isotopic evidence // J. Asian Earth Sci. 2013. V. 67–68. P. 114–137.
  26. Griffin W.L., Powell W.J., Pearson N.J., O’Reilly S.Y. Glitter: data reduction software for laser ablation ICP-MS // Laser Ablation–ICP-MS in the Earth Sciences. Current practices and outstanding issues. Ed. Sylvester P. Mineral. Assoc. Canada Short Course Ser. 2008. V. 40. P. 308–314.
  27. Herron M.M. Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data // J. Sediment. Petrol. 1988. V. 58. № 5. P. 820–829.
  28. Jackson S.E., Pearson N.J., Griffin W.L., Belousova E.A. The application of laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry to in situ U–Pb zircon geochronology // Chem. Geol. 2004. V. 211. P. 47–69.
  29. Jacobsen S.B., Wasserburg G.J. Sm–Nd isotopic evolution of chondrites and achondrites, II // Earth Planet. Sci. Lett. 1984. V. 67. P. 137–150.
  30. Liu H., Li Y., Wan Z., Lai Ch.-K. Early Neoproterozoic tectonic evolution of the Erguna Terrane (NE China) and its paleogeographic location in Rodinia supercontinent: insights from magmatic and sedimentary record // Gondwana Res. 2020. V. 88. P. 185–200.
  31. Ludwig K.R. Isoplot 3.6. A geochronological toolkit for Microsoft Excel // Berkeley Geochronology Center Spec. Publ. 2008. № 4. P. 1–77.
  32. Makishima A., Nagender B., Nakamura E. New sequential separation procedure for Sr, Nd and Pb isotope ratio measurement in geological material using MC–ICP-MS and TIMS // Geochem. J. 2008. V. 42. P. 237–246.
  33. McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. V. 120. P. 223–253.
  34. Pin C., Briot D., Bassin C., Poitrasson F. Concomitant separation of strontium and samarium–neodymium for isotopic analysis in silicate samples, based on specific extraction chromatography // Anal. Chim. Acta. 1994. V. 298. P. 209–217.
  35. Powerman V.I., Buyantuev M.D., Ivanov A.V. A review of detrital zircon data treatment, and launch of a new tool ‘Dezirteer’ along with the suggested universal workflow // Chem. Geol. 2021. V. 583, 120437.
  36. Richard P., Shimizu N., Allegre C.J. 143Nd/146Nd A natural tracer: an application to oceanic basalts // Earth Plan. Sci. Lett. 1976. V. 31. P. 269–278.
  37. Sláma J., Košler J., Condon D.J., Crowley J.L., Gerdes A., Hanchar J.M., Horstwood M.S.A., Morris G.A., Nasdala L., Norberg N., Schaltegger U., Schoene B., Tubrett M.N., Whitehouse M.J. Plesovice zircon – a new natural reference material for U–Pb and Hf isotopic microanalysis // Chem. Geol. 2008. V. 249. P. 1–35.
  38. Tanaka T., Togashi S., Kamioka H., Amakawa H., Kagami H., Hamamoto T., Yuhara M., Orihashi Y., Yoneda S., Shimizu H., Kunimaru T., Takahashi K., Yanagi T., Nakano T., Fujimaki H., Shinjo R., Asahara Y., Tanimizu M., Dragusanu C. JNdi-1: a neodymium isotopic reference in consistency with LaJolla neodymium // Chem. Geol. 2000. V. 168. P. 279–281.
  39. Tang J., Xu W.L., Wang F., Wang W., Xu M.J., Zhang Y.H. Geochronology and geochemistry of Neoproterozoic magmatism in the Erguna Massif, NE China: petrogenesis and implications for the breakup of the Rodinia supercontinent // Precambrian Res. 2013. V. 224. P. 597–611.
  40. Wiedenbeck M., Allé P., Corfu F., Griffin W.L., Meier M., Oberli F., Von Quadt A., Roddick J.C., Spiegel W. Three natural zircon standards for U–Th–Pb, Lu–Hf, trace element and REE analyses // Geostandards Newslett. 1995. V. 19. Iss. 1. P. 1–23.
  41. Wronkiewicz D.J., Condie K.C. Geochemistry of Archean shales from the Witwatersrand Supergroup, South Africa: source-area weathering and provenance // Geochim. Cosmochim. Acta. 1987. V. 51. № 9. P. 2401–2416.
  42. Wu F.Y., Sun D.Y., Ge W.C., Zhang Y.B., Grant M.L., Wilde S.A., Jahn B.M. Geochronology of the Phanerozoic granitoids in northeastern China // J. Asian Earth Sci. 2011. V. 41. Iss. 1. P. 1–30.
  43. Yang H., Liu Y., Zheng J., Liang Z., Wang X., Tang X., Su Y. Petrogenesis and geological significance of Neoproterozoic amphibolite and granite in Bowuleshan area, Erguna massif, Northeast China // Geol. Bull. China. 2017. V. 36. Iss. 2–3. P. 342–356.
  44. Yang Y.H., Chu Z.Y., Wu F.Y., Xie L.W., Yang J.H. Precise and accurate determination of Sm, Nd concentrations and Nd isotopic compositions in geological samples by MC–ICP-MS // J. Anal. At. Spectrom. 2011. V. 26. P. 1237–1244.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Geological schemes of the northwestern part of the Argun massif. Compiled according to (Pavlova et al., 2001; Ozersky, Vinnichenko, 2002), with the authors' modifications

Download (758KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Consolidated stratigraphic column of Middle-Upper Riphean(?) sedimentary rocks of the northwestern part of the Argun continental massif. Compiled according to (Pavlova et al., 2001; Ozersky and Vinnichenko, 2002)

Download (326KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Log(SiO2/Al2O3)-log(Na2O/K2O) diagrams (Pettijohn et al., 1976) (a), log(SiO2/Al2O3)-log(Fe2O3/K2O) (Herron, 1988) (b) for sedimentary rocks of the Nadar and Nortui formations of the Argun continental massif

Download (215KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Distribution graphs of rare-earth elements for sedimentary rocks of the Nadar (a) and Nortui (b) formations of the Argun continental massif. Chondrite composition according to (McDonough and Sun, 1995)

Download (218KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Spider diagrams for sedimentary rocks of the Nadar (a) and Nortui (b) formations of the Argun continental massif. Composition of the upper continental crust according to (Taylor and McLennan, 1988)

Download (409KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Age-Nd diagram for sedimentary rocks of the Nadarovo and Nortui formations of the Argun continental massif

Download (90KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Relative probability curves of ages of detrital zircon grains (a) from siltstone of the Nadarov Formation (cl. Yu-117) and (b) from sandy siltstone of the Nortui Formation (cl. Yu-123) of the Argun Continental Massif

Download (298KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. La/Sc-Th/Co (Cullers, 2002) (a), Rb-K (Floyd, Leveridge, 1987) (b), Th-La-Sc (Cullers, 2002) (c) diagrams for sedimentary rocks of the Nadarovo and Nortui formations of the Argun continental massif

Download (360KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Th-La (a), La-Th/Sc (b), Hf-La/Th (c), Co/Ni-Cr/Ni (d), [La/Yb]n-Eu/Eu* (e), [La/Yb]n-Ybn (f) diagrams for sedimentary rocks of the Nadar and Nortui Formations of the Argun Continental Massif

Download (353KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Relative probability curves for the ages of detrital zircon grains from (a) sandy siltstone of the Nortui Formation (outcrop Yu-123), (b) sandstone of the Dyrbylke Formation (outcrop Yu-115-2) (Smirnova et al, 2022), (c) sandstone of the Uruliungu Formation (cl. Yu-112) (Smirnova et al., 2022), (d) siltstone of the Nadarov Formation (cl. Yu-117) of the Argun continental massif

Download (326KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».