High-pressure metamorphism in the area of the Main Ural fault in the Severnaya Sosva River basin (Northern Urals)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Research subject. Metamorphic rocks of the Khomasya formation of the Lower-Middle Ordovician in the Northern Urals (the basin of the Severnaya Sosva River) in the area of the Main Ural fault (GUR) were studied.Aim. Reconstruction of the formation environment of methamorphic rocks.Materials and Methods. Geochemical and petrological-mineralogical studies were performed, along with geothermobarometry coupled with mineral formation modeling.Results. The geochemical features of the basalts of the Khomasya formation rocks indicate an enriched mantle source. The spatial association of metabasalts with arkose, quartz sandstones, and siltstones suggests that the accumulation of strata occurred during the transition from continental rifting to oceanic spreading, and that the structure under study is a fragment of an Early Paleozoic passive volcanic continental margin. Against the background of widespread metamorphism of the facies of green shales, zones of glaucophane-containing rocks are mapped near the GUR, and garnet-containing chlorite-epidote-amphibole-muscovite-quartz-albite shales are observed in tectonic lenses. Amphiboles in the GUR area are represented by actinolites, vinchites, barroisites, glaucophanes, and magnesian hornblende; garnets demonstrate a progressive (direct) zonality. White micas are represented by phengites, and sometimes there are relics of paragonite in the inner zones of garnet crystals. Garnet-containing rocks were formed at pressures not lower than 7–8 kbar and at temperatures up to ~ 600°C.Conclusions. It is assumed that the mineral composition of rocks and the thermodynamic regime of their formation correspond to the geodynamic regime of subduction (granite-free glaucophane shales) followed by a transition to the collision regime (paragenesis with garnet, actinolite, and hornblende), which agrees with the results of isotope dating of rocks and the revealed P-T parameters of their metamorphism.

About the authors

G. A. Petrov

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

Email: Georg_Petrov@mail.ru

Sh. K. Baltybaev

Institute of Geology and Geochronology of the Precambrian, RAS

P. S. Kozlov

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

N. I. Tristan

JSC Ural geological survey expedition

References

  1. Вализер П.М., Ленных В.И. (1988) Амфиболы голубых сланцев Урала. М.: Наука, 203 с.
  2. Вализер П.М., Краснобаев А.А., Русин А.И., Зворыгина А.А. (2015) Гранат-глаукофановые сланцы Ташлинского блока Максютовского комплекса (Южный Урал). Литосфера, (5), 51-70.
  3. Григорьев С.И., Ремизов Д.Н., Григорьева Н.Г., Юдин В.В., Феофилактов Ф.Н. (2005) Термодинамические условия формирования метаморфических пород Неркаюского и Лемвинского аллохтонов на Полярном Урале. Петрология и минералогия Севера Урала и Тимана. Тр. ИГ Коми НЦ УрО РАН, вып. 119, 53-64.
  4. Добрецов Н.Л. (1974) Глаукофансланцевые и эклогитглаукофансланцевые комплексы СССР. Тр. ИГГ СО АН СССР, вып. 57, 429 с.
  5. Иванов К.С. (1998) Основные черты геологической истории (1.6–0.2 млрд лет) и строения Урала. Дисc. … д-ра. геол.-мин. наук. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 252 с.
  6. Иванов К.C., Карстен Л.А., Малюски Г. (2000) Первые данные о возрасте субдукционного (эклогит-глаукофансланцевого) метаморфизма на Полярном Урале. Палеозоны субдукции: тектоника, метаморфизм, осадконакопление. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 121-128.
  7. Карстен Л.А. (1989) Геология метаморфических комплексов в зоне Главного Уральского разлома на Приполярном Урале. Автореф. … канд. геол.-мин. наук. Свердловск: ИГГ УрО АН СССР, 23 с.
  8. Ленных В.И. (1978) Эклогит-глаукофановый пояс Южного Урала. М.: Наука, 160 с.
  9. Лепезин Г.Г., Королюк В.Н. (1985) Типы зональности в гранатах. Геология и геофизика, (6), 71-79.
  10. Лиханов И.И. (2020) Метаморфические индикаторы геодинамических обстановок коллизии, растяжения и сдвиговых зон земной коры. Петрология, 28(1), 4-22.
  11. Лю И., Перчук А.Л., Арискин А.А. (2019) Высокобарный метаморфизм в перидотитовом кумулате комплекса Марун-Кеу, Полярный Урал. Петрология, 27(2), 138-160.
  12. Петров Г.А. (2007) Условия формирования комплексов зоны Главного Уральского разлома на Северном Урале. Екатеринбург: УГГУ, 181 с.
  13. Петров Г.А. (2022) Геохимические особенности вулканитов северной части Тагильской структуры как отражение эволюции палеозоны субдукции. Литосфера, 22(6), 709-740.
  14. Петров Г.А., Наседкина В.А. (2008) К проблеме корреляции среднеордовикских отложений в зоне Главного Уральского разлома на Северном и Среднем Урале. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 155, 60-62.
  15. Петров Г.А., Пучков В.Н. (1994) Главный Уральский разлом на Северном Урале. Геотектоника, (1), 25-37.
  16. Петров Г.А., Ронкин Ю.Л., Маслов А.В., Свяжина И.А., Рыбалка А.В., Лепихина О.П. (2008) Время начала коллизии на Среднем и Северном Урале. Докл. РАН, 422(3), 365-370.
  17. Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280.
  18. Пыстин А.М. (1994) Полиметаморфические комплексы западного склона Урала. СПб.: Наука, 208 с.
  19. Пыстин А.М., Кушманова Е.В., Пыстина Ю.И., Панфилов А.В. (2019) Возраст протолитов и геохронология метаморфизма Неркаюского эклогит-сланцевого комплекса Приполярного Урала. Вестн. Перм. унта. Геология, 18(2), 96-107.
  20. Русин А.И., Никифоров О.Б. (1991) Глаукофансланцевый метаморфизм Северного Урала. Тр. ИГГ УрО АН СССР, вып. 138, 64-66.
  21. Русин А.И., Зворыгина А.А., Вализер П.М. (2021) Лавсонитовые эклогиты и метасоматиты Утарбаевской ассоциации максютовского комплекса. Литосфера, 21(6), 867-883.
  22. Салимгараева Л.И., Березин А.В. (2023) Гранатиты из эклогитового комплекса Марун-Кеу (Полярный Урал): геохимия и проблемы образования. Зап. Горн. ин-та, 262, 509-525.
  23. Селятицкий А.Ю., Куликова К.В. (2017) Первые данные о проявлении UHP-метаморфизма на Полярном Урале. Докл. РАН, 476(6), 681-684.
  24. Удовкина Н.Г. (1971) Эклогиты Полярного Урала. М.: Наука, 193 с.
  25. Фролова Т.И., Бурикова И.А. (1997) Магматические формации современных геодинамических обстановок. М.: МГУ, 320 с.
  26. Шалагинов В.В. (1975) Глаукофансодержащие сланцы восточного склона Северного Урала. Тр. Свердловского Горн. ин-та, вып. 116, 15-22.
  27. Шацкий В.С., Симонов В.А., Ягоутц Э. (2000) Новые данные о возрасте эклогитов Полярного Урала. Докл. РАН, 371(4), 519-523.
  28. Barberi F., Ferrara G., Santacroce R., Treuil M., Varet J. (1975) A transitional basalt-pantellerite sequence of fractional crystallisation, the Boina centre (Afar rift, Ethiopia). J. Petrol., (16), 22-56.
  29. Brown E.H. (1977) The Grossite Content of Ca-Amphibole as a Guide to Pressure of Metamorphism. Jorn. Petrol., 18(1), 53-72
  30. Coggon R., Holland T.J.B. (2002) Mixing properties of phengitic micas and revised garnet-phengite thermobarometers. J. Metamorphic Geol., 20(7), 683-696.
  31. Connolly J.A.D. (1990) Multivariable phase-diagrams: an algorithm based on generalized thermodynamics. Amer. J. Sci., 290, 666-718.
  32. Ernst W.G. (1979) Coexisting sodic and calcic amphiboles from high-pressure metamorphic belts and the stability of barroisitic amphibole. Mineral. Mag., 43, 269-278.
  33. Ernst W.G. (1988) Tectonic history of subduction zones inferred from retrograde blueschist P-T paths. Geology, 16, 1081-1084.
  34. Gomez-Pugnaire M.T., Karsten L., Sanchez-Vizcaino V.L. (1997) Phase relationships and P-T conditions of coexisting eclogite-blueschists and their transformation to greenschist-facies rocks in the Nerkau complex (Northern Ural). Tectonophys., 276(1-4), 195-216. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(97)00055-3
  35. Graham C.M., Powell R. (1984) A garnet-hornblende geothermometer: calibration, testing, and application to the Pelona Schist, Southern California. J. Metamorphic Geol., 2(1), 13-31
  36. Green T.H., Hellman P.L. (1982) Fe-Mg partitioning between coexisting garnet and phengite at high pressure, and comments on a garnet-phengite geothermometer. Lithos, 15(4), 253-266.
  37. Holland T.J.B., Powell R. (1998) An internally consistent thermodynamic data set for phases of petrological interest. J. Metamorph. Geol., 16(3), 309-343.
  38. Le Bas M.J., Le Matrie R.W., Streckeisen A., Zanettin B. (1986) A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram. J. Petrol., 27(3), 745-750.
  39. Maruyama S., Cho M., Liou J.G. (1986). Experimental investigation of blueschistgreenschist transition equilibria: pressure dependence of Al2O3 contents in sodic amphiboles – a new geobarometer. Geol. Soc. of America Memoir Blueschists and Eclogites, 164, 1-16.
  40. Miyashiro A. (1953) Calcium-poor garnet in relation to metamorphism. Geochim. Cosmochim. Acta, 4(4), 179-208.
  41. Molina J.F., Austrheim H., Glodny J., Rusin A. (2002) The eclogites of the Marun–Keu complex, Polar Urals (Russia): fluid control on reaction kinetics and metasomatism during high P metamorphism. Lithos, 61(1), 55-78.
  42. Nomenclature of amphiboles: Report of the Subcommittee on amphiboles of the International mineralogical association, commission on new minerals and mineral names (1997). Canad. Miner., 35, 219-246.
  43. Pearce J.A. (1983) Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins. Continental Basalts and Mantle Xenoliths. Cambridge, Mass.: Shiva Publishing Ltd., 230-249.
  44. Perchuk L.L. (1991) Derivation of a thermodynamically consistent set of geothermometers and geobarometers for metamorphic and magmatic rocks. Progress in Metamorphic and Magmatic Petrology: A Memorial Volume in Honour of D.S. Korzhinskiy. (Ed. by L.L. Perchuk). Cambridge: Cambridge University Press, 93-112.
  45. Sun S.-S., McDonought W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for the mantle composition and processes. Magmatism in the oceanic basins. (Ed. by A.D. Saunders, M.J. Norry). Geol. Soc. London. Spec. Publ., 313-345.
  46. Taylor S.R., McLennan S.M. (1985) The continental crust; its composition and evolution. Cambrige, Mass.: Blackwell, 312 p.
  47. Tsai Ch., Yoshiyuki Y., Ernst W.G. (2013) Diverse mineral compositions, textures, and metamorphic P-T conditions of the glaucophane-bearing rocks in the Tamayen mélange, Yuli belt, eastern Taiwan. J. Asian Earth Sci., 63, 218-233.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Petrov G.A., Baltybaev S.K., Kozlov P.S., Tristan N.I.

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».