Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nguồn gốc và điều kiện hình thành của granitoid Proterozoic đầu tiên từ vùng phía tây nam của craton Siberia
Tóm tắt
Ba giai đoạn magmatism granitoid Proterozoic đầu tiên đã được phân định tại vùng phía tây nam của craton Siberia: (1) đồng va chạm, bao gồm sự hình thành migmatite và granite trong vùng biên giới của khối Tarak; (2) hậu kiến tạo, hậu va chạm, bao gồm nhiều pluton granitoid với thành phần đa dạng; và (3) nội mảnh, tương ứng với sự phát triển của granitoid kali trong khối Podporog. Các đá thuộc ba loại petro học và địa hóa (S, I, và A) đã được tìm thấy trong các khối granitoid. Granit loại S được đặc trưng bởi sự hiện diện của các khoáng vật có nhôm (garnet và cordierite), và các mô hình phân bố nguyên tố vi lượng cũng như các thông số đồng vị Nd của chúng tương tự như của các paragneiss và migmatite trong khu vực. Sự hình thành của chúng liên quan đến quá trình nóng chảy dưới hoạt động H2O khác nhau từ các gneiss nhôm và garnet-biotit ở P ≥ 5 kbar và T < 850°C với cấp độ biến đổi của sự tách chảy khỏi các pha tồn dư. Các tonalite và dioritoid loại I cho thấy hàm lượng sắt tương đối thấp, nồng độ cao CaO và Sr, các mô hình phân bố REE phân đoạn với (La/Yb)n = 11–42, và sự cạn kiệt khác nhau của REE nặng. Các chảy mẹ của chúng được tạo ra ở T ≥ 850°C và P > 10 và P < 10 kbar, tương ứng. Theo dữ liệu đồng vị, sự hình thành của chúng liên quan đến sự nóng chảy của một nguồn crust Late Archean (tonalite-diorite-gneiss) với sự đóng góp của vật liệu trẻ từ 25–55% (tonalite của khối Podporog) đến 50–70% (dioritoid của pluton Uda). Các granitoid loại A phổ biến nhất cho thấy hàm lượng sắt tương đối cao; nồng độ cao các nguyên tố có sức mạnh cao, Th, và REE nhẹ và nặng; và một bất thường Eu âm rõ rệt. Các chảy mẹ chính của chúng được tạo ra ở hoạt động H2O thấp và T ≥ 950°C. Thành phần đồng vị Nd của các granitoid gợi ý sự đóng góp vào quá trình hình thành magma từ các nguồn crust cổ (Early và Late Archean) (tonalite-diorite-gneiss) và một vật liệu manti trẻ. Sự đóng góp của cái sau tăng từ 0–35% trong các granite của các khối Podporog và Tarak lên 40–50% cho các đá của các pluton Uda và Shumikha. Các yếu tố chính chịu trách nhiệm cho sự đa dạng của các loại granitoid petro học và địa hóa trong các môi trường va chạm là sự tồn tại của các nguồn màu mỡ khác nhau trong phần của lớp vỏ dày lên của orogen va chạm, sự biến đổi trong các điều kiện sinh magma trong các giai đoạn tuần tự của sự hình thành granite, và phần khác nhau của vật liệu manti trẻ trong khu vực nguồn của các chảy granitoid.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Z. M. Anisimova, A. A. Podvezko, and S. V. Cheremisin, Geological Map of Irkutsk Oblast and Adjacent Territories. Scale 1:500000, Ed. by V. G. Kuznetsov and P.M. Khrenov (Min. Geol. SSSR, VSEGEI, Leningrad, 1982) [in Russian].
S. I. Arbuzov and S. V. Novoselov, “Native Iron in Granites of the Tarak Complex, Southern Yenisei Range,” Zap. Vseross. Mineral. O-va 124(1), 75–78 (1995).
T. B. Bayanova, Age of the Key Geologic Complexes of the Kola Region and Duration of the Magmatic Processes (Nauka, St. Petersburg, 2004) [in Russian].
J. S. Beard and G. E. Lofgren, “Dehydration Melting and Water-Saturated Melting of Basaltic and Andesitic Greenstones and Amphibolites at 1, 3 and 6.9 kbar,” J. Petrol. 32, 365–401 (1991).
E. V. Bibikova, T. V. Gracheva, V. A. Makarov, and A. D. Nozhkin, “Age Boundaries in the Early Precambrian Geologic Evolution of the Yenisei Range,” Stratigr. Geol. Korrelyatsiya 1(1), 35–40 (1993).
E. V. Bibikova, T. V. Gracheva, I. K. Kozakov, et al., “U-Pb Age of the Hypersthene Granites (Kuzeevites), Angara-Kan Inlier (Yenisei Range),” Geol. Geofiz. 42, 864–867 (2001a).
E. V. Bibikova, V. I. Levitskii, L. Z. Reznitskii, et al., “Archean Tonalite-Trondhjemite Association of the Sayan Region Basement Inlier of the Siberian Platform: U-Pb, Sm-Nd and Sr Isotopic Data,” in Geology, Geochemistry, and Geophysics at the Boundary of the 20th and 21th Centuries (Inst. Zemn. Kory Sib. Otd. Ross. Akad. Nauk, Irkutsk, 2001b) [in Russian].
W. V. Boynton, “Cosmochemistry of the Rare Earth Elements: Meteorite Studies,” in Rare Earth Element Geochemistry, Ed. by P. Henderson (Elsevier, Amsterdam, 1984), pp. 63–114.
V. V. Bryntsev, Precambrian Granitoids of the Northwestern Sayan Region (Nauka, Novosibirsk, 1994) [in Russian].
M. R. Carroll and P. J. Wyllie, “The System Tonalite-H2O at 15 kbar and the Genesis of Calc-Alkaline Magmas”, Am. Mineral. 75, 345–357 (1990).
B. W. Chappell and A. J. White, “Two Contrasting Granite Types,” Pacific Geol. 8, 173–174 (1974).
B. W. Chappell, A. J. White, and D. Wyborn, “The Importance of Residual Source Material (Restite) in Granite Petrogenesis,” J. Petrol. 28, 1111–1138 (1987).
D. B. Clarke, “Peraluminous Granites,” Can. Mineral. 19, 1–2 (1981).
W. J. Collins, S. D. Beams, A. J. R. White, and B. W. Chappell, “Nature and Origin of A-Type Granites with Particular Reference to Southeastern Australia,” Contrib. Mineral. Petrol. 80, 189–200 (1982).
R. A. Creaser, R. C. Price, and R. J. Wormald, “A-Type Granites Revisited: Assessment of the Residual-Source Model,” Geology 19, 163–166 (1991).
V. M. Datsenko, Granitoid Magmatism of the Southwestern Framing of the Siberian Craton (Nauka, Novosibirsk, 1984) [in Russian].
T. V. Donskaya, E. B. Sal’nikova, E. V. Sklyarov, et al., “Early Proterozoic Postcollision Magmatism at the Southern Flank of the Siberian Craton: New Geochronological Data and Geodynamic Implications,” Dokl. Akad. Nauk 382, 663–667 (2002) [Dokl. Earth Sci. 383, 125–129 (2002)].
G. N. Eby, “The A-Type Granitoids: A Review of Their Occurrence and Chemical Characteristics and Speculations on Their Petrogenesis,” Lithos 26, 115–134 (1990).
H.-J. Förster, G. Tischendorf, and R. B. Trumbull, “An Evaluation of the Rb vs. (Y + Nb) Discrimination Diagram to Infer Tectonic Setting of Silicic Igneous Rocks,” Lithos 40, 261–293 (1997).
B. R. Frost, C. G. Barnes, W. J. Collins, et al., “A Geochemical Classification for Granitic Rocks,” J. Petrol. 42, 2033–2048 (2001a).
C. D. Frost, J. M. Bell, B. R. Frost, and K. R. Chamberlain, “Crustal Growth by Magmatic Underplating: Isotopic Evidence from the Northern Sherman Batholith,” Geology 29, 515–518 (2001b).
T. Holland and J. Blundy, “Non-Ideal Interactions in Calcic Amphiboles and Their Bearing on Amphibole-Plagioclase Thermometry,” Contrib. Mineral. Petrol. 116, 433–447 (1994).
H. Huppert and R. S. J. Sparks, “The Generation of Granitic Magmas by Intrusion of Basalt into Continental Crust,” J. Petrol. 29, 599–624 (1988).
B. M. Jahn, F. Wu, and B. Chen, “Massive Granitoid Generation in Central Asia: Nd Isotope Evidence and Implication for Continental Growth in the Phanerozoic,” Episodes 23, 82–92 (2000).
A. Kerr and B. J. Fryer, “Nd Isotope Evidence for Crust-Mantle Interaction in the Generation of A-Type Granitoid Suites in Labrador, Canada,” Chem. Geol. 104, 39–60 (1993).
T. I. Kirnozova, E. V. Bibikova, I. K. Kozakov, et al., “Early Proterozoic Postcollisional Granitoids in Basement Inlier of the Sayan Region of the Siberian Craton: U-Pb Geochronological and Sm-Nd Isotope Data,” in Proceedings of 2nd Conference on Isotope Geochronology: Isotope Geochronology in the Solution of Problems of Geodynamics and Ore Genesis, St. Petersburg, Russia, 2003 (TsIK, St. Petersburg, 2003), pp. 193–195 [in Russian].
E. Koester, A. R. Pawley, A. D. Fernandes, C. C. Porcher, et al., “Experimental Melting of Cordierite Gneiss and the Petrogenesis of Syntranscurrent Peraluminous Granites in Southern Brazil,” J. Petrol. 43, 1595–1616 (2002).
T. E. Krogh, “A Low-Contamination Method for Hydrothermal Dissolution of Zircon and Extraction of U and Pb for Isotopic Age Determinations,” Geochim. Cosmochim. Acta 73, 485–494 (1973).
B. Landenberger and W. J. Collins, “Derivation of A-Type Granites from a Dehydrated Charnockitic Lower Crust: Evidence from the Chaelundi Complex, Eastern Australia,” J. Petrol. 37, 145–170 (1996).
V. I. Levitskii, A. I. Mel’nikov, L. Z. Reznitskii, et al., “Postkinematic Early Proterozoic Granitoids of the Southwestern Siberian Craton,” Geol. Geofiz. 43, 717–731 (2002).
K. R. Ludwig, “PbDat for MS-DOS, Version 1.21,” U.S. Geol. Surv. Open-File Rept. 88-542, 35 (1991).
K. R. Ludwig, “ISOPLOT/Ex—A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Version 2.05,” Berkeley Geochronology Center, Spec. Publ. 1, 1999.
H. Martin, “The Archean Grey Gneisses and the Genesis of Continental Crust,” in Archean Crustal Evolution, Ed. by K. Condie (Elsevier, Amsterdam, 1994).
F. McDermott, N. B. W. Harris, and C. J. Hawkesworth, “Geochemical Constraints on Crustal Anatexis: A Case Study from the Pan-African Damara Granitoids of Namibia,” Contib. Mineral. Petrol. 123, 406–423 (1996).
J.-M. Montel, “A Model for Monazite/Melt Equilibrium and Application to the Generation of Granitic Magmas,” Chem. Geol. 110, 127–146 (1993).
A. D. Nozhkin and O. M. Turkina, Geochemistry of Granulites (Ob’ed. Inst. Geol. Geofiz. Mineral. Sib Otd. Ross. Akad. Nauk, Novosibirsk, 1993) [in Russian].
A. D. Nozhkin, E. V. Bibikova, O. M. Turkina, and V. A. Ponomarchuk, “Isotope Geochronological Investigations (U-Pb, Ar-Ar, and Sm-Nd) of Subalkaline Porphyritic Granites of the Tarak Massif of the Yenisei Range,” Geol. Geofiz. 44, 879–889 (2003).
A. D. Nozhkin, O. M. Turkina, and M. S. Mel’gunov, “Geochemistry of the Metavolcanosedimentary and Granitoid Rocks of the Onot Greenstone Belt,” Geokhimiya, No. 1, 31–50 (2001) [Geochem. Int. 39, 27–56 (2001)].
P. A. Nurmi and I. Haapala, “The Proterozoic Granitoids of Finland: Granite Types, Metallogeny and Relation to Crustal Evolution,” Bull. Geol. Surv. Finl. 58, 203–233 (1986).
P. J. Patchett and N. T. Arndt, “Nd Isotopes and Tectonics of 1.9–1.7 Crustal Genesis,” Earth Planet. Sci. Lett. 78, 329–338 (1986).
A. E. Patino Douce and N. Harris, “Experimental Constraints on Himalayan Anatexis,” J. Petrol. 39, 689–710 (1998).
A. E. Patino Douce and A. D. Johnston, “Phase Equilibria and Melt Productivity in the Pelite System: Implication for the Origin of Peraluminous Granitoids and Aluminous Granulites,” Contrib. Mineral. Petrol. 107, 202–218 (1991).
R. P. Rapp and E. B. Watson, “Dehydration Melting of Metabasalt at 8–32 kbar: Implications for Continental Growth and Crust-Mantle Recycling,” J. Petrol. 36, 891–931 (1995).
O. M. Rozen and V. S. Fedorovskii, Collisional Granitoids and Layering in the Earth’s Crust (Nauchnyi Mir, Moscow, 2001) [in Russian].
J. Singh and W. Johannes, “Dehydration Melting of Tonalites. Part II. Composition of Melts and Solids,” Contrib. Mineral. Petrol. 125, 26–44 (1996).
K. P. Skjerlie and A. D. Johnston, “Fluid-Absent Melting Behavior of an F-Rich Tonalitic Gneiss at Mid-Crustal Pressures: Implications for the Generation of Anorogenic Granites,” J. Petrol. 34, 785–815 (1993).
J. S. Stacey and J. D. Kramers, “Approximation of Terrestrial Lead Isotope Evolution by a Two-Stage Model,” Earth Planet. Sci. Lett. 26, 207–221 (1975).
S. S. Sun and W. F. McDonough, “Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts: Implications for Mantle Composition and Processes,” in Magmatism in the Oceanic Basins, Eds. by A. D. Saunders and M. J. Norry Geol. Soc. Spec. Publ., No 42, 313–345 (1989).
P. J. Sylvester, “Post-Collisional Strongly Peraluminous Granites,” Lithos 45, 29–44 (1998).
O. M. Turkina, “Proterozoic Tonalites and Trondhjemites of the Southwestern Margin of the Siberian Craton: Isotope Geochemical Evidence for the Lower Crustal Sources and Conditions of Melt Formation in Collisional Settings,” Petrologiya 13, 41–55 (2005) [Petrology 13, 35–49 (2005)].
O. M. Turkina, E. V. Bibikova, and A. D. Nozhkin, “Stages and Geodynamic Settings of Early Proterozoic Granite Formation on the Southwestern Margin of the Siberian Craton,” Dokl. Akad. Nauk 388, 779–783 (2003) [Dokl. Earth Sci. 389, 159–165 (2003)].
D. Vielzeuf and J. M. Montel, “Partial Melting of Metagreywackes. Part I. Fluid-Absent Experiments and Phase Relationships,” Contrib. Mineral. Petrol. 117, 375–393 (1994).
E. B. Watson and T. M. Harrison, “Zircon Saturation Revisited: Temperature and Composition Effects in a Variety of Crustal Magma Types,” Earth Planet. Sci. Lett. 64, 295–304 (1983).
J. B. Whalen, K. L. Currie, and B. W. Chappell, “A-Type Granites: Geochemical Characteristics, Discrimination and Petrogenesis,” Contrib. Mineral. Petrol. 95, 407–419 (1987).
J. B. Whalen, E. C. Symes, and R. A. Stern, “Geochemical and Nd Isotopic Evolution of Paleoproterozoic Arc-Type Granitoid Magmatism in the Flin Flon Belt, Trans-Hudson Orogen, Canada,” Can. J. Earth Sci. 36, 227–250 (1998).
V. A. Zharikov and L. I. Khodarevskaya, “Melting of Amphibolites: Compositions of Partial Melts at Pressures of 5–25 kbar,” Dokl. Akad. Nauk 341(6), 799–803 (1995).