Шпинелевые лерцолиты массива Северный Крака (Ю. Урал): первые REE ID‒ICP‒MS,87Sr‒86Sr и 147Sm‒143Nd AL ID-TIMS-изотопные ограничения

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Представлены результаты изучения РЗЭ ID‒ICP‒MS,86Sr/87Sr- и 147Sm‒143Nd AL ID-TIMS- изотопной систематики шпинелевого лерцолита массива Cеверный Крака, входящего в состав крупнейшего (более 900 км2) лерцолитового аллохтона, надвинутого на батиальные и шельфовые отложения пассивной континентальной окраины Восточно-Европейской платформы. Как результат, впервые выявлена изохронная зависимость (MSWD=0.85), определяющая возраст 545±26 млн лет и высокое значение инициального отношения (143Nd/144Nd)0 = 0.512390±0.000054, соответствующее в рамках модельных представлений εNd=+8.9. Полученная РЗЭ,87Sr/86Sr- и 147Sm‒143Nd-изотопные данные свидетельствуют о плавлении уже истощенного протолита, который можно идентифицировать как мантийный источник с параметрами, подобными MORB. Вычисленный в рамках проведенного исследования изохронный возраст гомогенизации 147Sm‒143Nd-изотопной системы в сочетании с имеющимися геологическими и геохимическими данными позволяет утверждать о проявлении поздневендской фазы (эпохи) складчатости и орогенеза на Урале в интервале 545±26 млн лет. Сравнение этих данных с материалами по геологии Центральной и Западной Европы дает возможность коррелировать образованные в результате этой фазы складчатости структуры тиманид с кадомидами, что в конечном итоге на основании глобальных реконструкций континентов для конца протерозоя санкционирует выдвижение гипотезы о существовании кадомского орогена на периферии Гондваны.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. Л. Ронкин

Институт геологии и геохимии Уральского отделения Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: y-ronkin@mail.ru
Россия, Екатеринбург

И. С. Чащухин

Институт геологии и геохимии Уральского отделения Российской Академии наук

Email: y-ronkin@mail.ru
Россия, Екатеринбург

В. Н. Пучков

Институт геологии и геохимии Уральского отделения Российской Академии наук

Email: y-ronkin@mail.ru

член-корреспондент РАН

Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Аникина Е. В., Русин И. А., Русин А. И., Краснобаев А. А. Изотопно-геохимическая систематика циркона из ультрабазитов массива Узянский Крака // Труды Института геологии и геохимии им. академика А. Н. Заварицкого. 2014. № 161. С. 158‒166.
  2. Краснобаев А. А., Русин А. И., Русин И. А., Бушарина С. В. Цирконы, цирконовая геохронология и вопросы петрогенезиса лерцолитовых массивов Южного Урала // Геохимия. 2011. Т. 5. С. 506–522.
  3. Пучков В. Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000. 146 с.
  4. Ронкин Ю. Л., Журавлев Д. З., Лепихина О. П., Лепихина Г. А. Определение ультрамалых содержаний REE в геологических образцах ID-SF-HR/ICP-MS методом: на примере стандартных образцов дунита и перидотита / Ежегодник-2007. Информационный сборник научных трудов ИГГ УрО РАН. Екатеринбург. 2008. С. 409‒420.
  5. Bodinier J.-L., Godard M. Orogenic, Ophiolitic, and Abyssal Peridotites. Treatise on Geochemistry. 2007. 1–73. doi: 10.1016/b0-08-043751-6/02004-1
  6. Bodinier J. L., Dupuy C., Dostal J. Geochemistry and petrogenesis of Eastern Pyrenean peridotites // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1988. 52(12), 2893– 2907. doi: 10.1016/0016-7037(88)90156-1
  7. Boudier F., Nicolas A. Harzburgite and lherzolite subtypes in ophiolitic and oceanic environments // Earth Planet. 1985. Sci. Lett. 76. 84–92.
  8. Dalziel I. W. D. On the organization of American plates in the Neoproterozoic and the breakout of Laurentia // GSA Today. 1992. V. 2. No. 11. P. 237–241.
  9. Downes H., Bodinier J.-L., Thirlwall M. F., Lorand J.-P., Fabries J. REE and Sr-Nd Isotopic Geochemistry of Eastern Pyrenean Peridotite Massifs: Sub-Continental Lithospheric Mantle Modified by Continental Magmatism // Journal of Petrology. 1991. Special_Volume 2. 97–115. doi: 10.1093/petrology/special_volume.2.97
  10. Garrido C. J., Bodinier J.-L., Alard O. Incompatible trace element partitioning and residence in anhydrous spinel peridotites and websterites from the Ronda orogenic peridotite // Earth and Planetary Science Letters. 2000. 181(3), 341–358. doi: 10.1016/s0012-821x(00)00201-6
  11. Grunow A., Hanson R., Wilson T. Were aspects of Pan-African deformation linked to Iapetus opening // Geology. 1996. 24(12), 1063‒1066. doi: 10.1130/0091-7613(1996)024<1063: waopad>2.3.co;2
  12. Ludwig K. R. User’s Manual for Isoplot/EX ver. 3.6. Berkeley Geochronology Center, Special Publication. 2008. No. 4, CA. 77 pp.
  13. Puchkov V. N. Structure and geodynamics of the Uralian orogen / In Orogeny Through Time. Published by The Geological Society London. Ed. J.-P. Burg and M. Ford. P. 201–236. doi: 10.1144/gsl.sp.1997.121.01.09
  14. Reisberg L. C., Allègre C. J., Luck J.-M. The Re–Os systematics of the Ronda ultramafic complex of southern Spain // Earth Planet. Sci. Lett. 1991.105. 196–213.
  15. Ronkin Y. L., Karaseva T. V., Maslov A. V. The First147Sm-143Nd Data on Rocks from the 6925.2- to 8250-m Interval of the SG-7 Superdeep Borehole (West Siberian Oil-and-Gas Province) // Dokl. Earth Sc. 2021. 496. P. 130–134 https://doi.org/10.1134/S1028334X2102015X
  16. Saintot A., Stephenson R. A., Stovba S., Brunet M.-F., Yegorova, T., Starostenko V. The evolution of the southern margin of Eastern Europe (Eastern European and Scythian platforms) from the Latest Precambrian- Early Palaeozoic to the Early Cretaceous // Geological Society, London, Memoirs. 2006. 32(1), 481–05. doi: 10.1144/gsl.mem. 2006.032.01.30
  17. Saveliev D. Е., Shilovskikh V. V., Makatov D. K., Gataullin R. A. Accessory Cr-spinel from peridotite massifs of the South Urals: morphology, composition and origin // Mineralogy and Petrology. 2022. 116, 401–427.
  18. Stump E. Construction of the Pacific margin of Gondwana during the Pannotios cycle, in McKenzie, G. D., ed., Gondwana Six: Stratigraphy, sedimentology, and paleontology // American Geophysical Union Geophysical Monograph. 1987. 41. P. 77–87.
  19. Tessalina S. G., Bourdon B., Gannoun A., Capmas F., Birck J.-L., Allègre C. J. Complex proterozoic to paleozoic history of the upper mantle recorded in the Urals lherzolite massifs by Re–Os and Sm–Nd systematics // Chemical Geology, 2007. 240(1–2), 61– 84. doi: 10.1016/j.chemgeo.2007.02.006
  20. Torsvik T., Smethurst M., Meert J., Vandervoo R., Mckerrow W., Brasier M., Sturt B. A., Walderhaug H. Continental break-up and collision in the Neoproterozoic and Palaeozoic – A tale of Baltica and Laurentia // Earth-Science Reviews. 1996. 40(3–4), 229–258. doi: 10.1016/0012-8252(96)00008-6.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. а – локализация Уральского складчатого пояса; б – схема структурно-тектонического зонирования Урала [13] с дополнениями; в – массивы Крака: 1 – Северный; 2 – Узянский; 3 – Средний; 4 – Южный; г – распростра- нение ультраосновных пород на Южном Урале. Пояса ультраосновных пород: 1 – Западный (Крака–Медногорский); 2 – Зона Главного Уральского разлома; 3 – Миасс-Куликовский; 4 – Казбаево; 5 – Восточный. Массивы ультраосновных пород [13, 17]: 1 – Крака (вклад- ка “в”); 2 – Уфалей; 3 – Таловский; 4 – Муслюмово; 5 – Нурали; 6 – Калкан; 7 – Миндяк; 8 – Куликовский; 9 – Татищево; 10 – Верблюжьегорский; 11 – Варшавка; 12 – Халилово; 13 – Хабарный; 14 – Кемпирсай; 15 – Ак- карга; 16 – Киембай. Цвета выделяют различные структурные зоны: BM – Башкирский мегантиклинорий; EUT – Восточно-Уральский прогиб; EUU – Восточно-Уральское поднятие; MM–Магнитогорская мегазона; MUF – Глав- ный Уральский разлом; SB – Сакмарская котловина; TUU –Зауральское поднятие; ZS – Зилаирский синклинорий.

Скачать (5MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схематическая геологическая карта северного Крака. 1 – Зилаирская серия ‒ полимиктовые песчаники, алевролиты, глинистые сланцы D3-C1; 2 – известняки с прослоями песчаников и глинистых сланцев D2–3; 3 – квар- цевые песчаники, алевролиты, глинистые и кремнистые сланцы S2; 4 – глинистые и кремнистые сланцы, кварце- вые песчаники, алевролиты S1; 5 – кварцевые песчаники, кремнистые и глинистые сланцы O2–3; 6 – Шпинелевая фация гарцбургит-лерцолитовой серии; 7 – Плагиоклазовая фация гарцбургит-лерцолитовой серии; 8 – Хризотил-лизардитовые серпентиниты; 9 – Полимиктовый серпентинитовый меланж; 10 – места отбора образцов; 11 – об- разец 7511, правый борт ручья Большая Саргая.

Скачать (3MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Порфирокластическая структура шпинелевого лерцолита (обр. 7511). (a) ‒ ортопироксен-клинопироксеновый порфирокласт, окруженный необластами пироксенов и оливина. Обращают внимание тон- кие пластинки – продукты распада порфирокластов: клинопироксена в ортопироксене (Opx) и ортопироксена в клинопироксене (Cpx). Периферические зоны порфирокластов частично очищены от пластинок распада, ма- териал которых был потрачен на формирование необластов. В отличие от пироксенов, оливин (Olv) легко дро- бится и, как правило, образует необласты. (б) ‒ Порфирокласт клинопироксена (Cpx), окруженный необласта- ми пироксенов и оливина. (в) ‒ цепочки зерен хромшпинели (Sp), образованные в ходе пластических дефор- маций. (г) ‒ Апопироповый (?) шпинель-ортопироксеновый кластер – продукт реакции “пироп + 2оливина = = 4ортопироксена + шпинель”, в ходе деформаций превращенный в порфирокласт.

Скачать (945KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектры распределения РЗЭ в лерцолитах. Тонкие цветные линии – лерцолиты восточных Пи- реней [6]. Красная утолщенная линия характеризу- ет спектр распределения РЗЭ образца, изученного в настоящей работе. Остальные утолщенные цвет- ные линии – лерцолиты массивов Миндяк и Нура- ли, Ю. Урал, номера проб соответствуют таковым из табл. 1 [19]. CWr, CCh – концентрации РЗЭ в породе (ppm, указаны красными цифрами по оси абсцисс) и хондрите соответственно. Коэффициенты норма- лизации по [IX].

Скачать (3MB)
Метаданные
6. Рис. 5. 147Sm‑143Nd-эволюционная диаграмма для лерцолита 7511 массива Северный Крака (рис. 2). Размеры прямоугольников пропорциональны по- грешностям ±2σ атомных отношений147Sm/144Nd и 143Nd/144Nd. Wr – порода в целом, Opx – орто- пироксен, Cpx – клинопироксен. Нижний ин- декс “AL” идентифицирует разности, подвергну- тые кислотному выщелачиванию. MSWD Mean Square of Weighted Deviates. Параметры CHUR ука- заны в подписи к табл. 2. DM:147Sm/144Nd = 0.2135, 143Nd/144Nd = 0.513151 [X].

Скачать (2MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Корреляционная диаграмма87Sr/86Sr‑143Nd/144Nd для лерцолита массива Северный Крака (синий кру- жок) и клинопироксенитов, выделенных из орогенных, офиолитовых и абиссальных перидотитов, пироксенитов Horoman, Lower Austria, Ronda, Pyrenees, Western Alps (Balmuccia, Lanzo, and the External Ligurides), Zabargad, Internal Ligurides, а также для океанических перидотитов [5]. Mid-Ocean Ridge Basalt (MORB) из базы данных Petrological Database of the Ocean Floor (PetDB https://wiki5.ru/wiki/Petrological_Database_of_the_Ocean_Floor). Ocean-Island Basalt (OIB) из базы данных Geochemistry of Rocks of the Oceans and Continents (GEOROC https://georoc.eu/georoc/ new-start.asp, данные по Французской Полинезии, Исландии, Гавайям, Галапагосским островам и Буве). I, II, III, IY – квадранты, выделенные (серые горизонтальная и вертикальные линии) относительно изотопного состава Sr и Nd модельного резервуара CHUR (параметры указаны в примечании к табл. 2).

Скачать (3MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Геологически обусловленная реконструкция суперконтинента Паннотия, который, вероятно, существовал вблизи докембрийско-кембрийской границы, 600–540 млн лет [8]. Панафриканско-бразильские (паннотские; [18]) бассейны показаны закрытыми, хотя некоторые из них, возможно, сохранились до кембрия ([11]). Примечатель- но, что авторы [20] интерпретировали палеомагнитные данные как требующие разделения Лаврентии и Гондваны более чем на 5000 км на границе докембрия и кембрия. Трактовка основана в первую очередь на геологических аргументах, поскольку показанные палеомагнитные полюса не подтверждают такое близкое соседство Лаврентии и Гондваны [8]. Pacific ocean – Тихий океан; Extensional margin – расширение восточной окраины Тихого океана; East Gondwana – восточная часть суперконтинента Гондвана; Laurentia – суперконтинент Лаврентия; Cadomian arc – кадомская магматическая дуга; A – Arequipa massif; AM –Amazonian craton; B – Baltica (Russian craton); C– Congo craton; D-R-A – Delamerian-Ross arc; E – Ellsworth-Whitmore mountains block (in Pangea position); EA – East Avalonia (southern British Isles); ESMT – hypothetical Ellsworth-Sonora- Mojave transform; F/MP – Falkland-Malvinas Plateau; K – Kalahari craton; MAOT – hypothetical Malvinas-Alabama- Oklahoma transform; R – Rockall Plateau with adjacent northwest Scotland and northwest Ireland; RP – Rio de la Plata craton; S – Siberia (Angara craton); SF – São Francisco craton; SV – Svalbard block (Barentia); WA – West African craton; TxP – hypothetical Texas plateau. Линии с черными треугольниками – верхние плиты зон субдукции (кадомский ярус) и зарождающихся зон субдукции (дуга Деламерия – Росса, D-R-A); жирные линии – зарождающиеся mid-Iapetus хребты; диагональные линии – коллизионный ороген восточной Африки, включающий восточную и западную Гондвану.

Скачать (4MB)
Метаданные
9. Доп. список литературы
Скачать (35KB)
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».