Инд. авторы:	Туркина О.М., Бережная Н.Г., Сухоруков В.П.
Заглавие:	Изотопный lu-hf состав детритового циркона из парагнейсов шарыжалгайского выступа: свидетельства роста коры в палеопротерозое
Библ. ссылка:	Туркина О.М., Бережная Н.Г., Сухоруков В.П. Изотопный lu-hf состав детритового циркона из парагнейсов шарыжалгайского выступа: свидетельства роста коры в палеопротерозое // Геология и геофизика. - 2016. - Т.57. - № 7. - С.1292-1306. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG20160702; РИНЦ: 26399401;
Реферат:	eng: We present results of study of the trace-element and Lu-Hf isotope compositions of zircons from Paleoproterozoic high-grade metasedimentary rocks (paragneisses) of the southwestern margin of the Siberian craton (Irkut terrane of the Sharyzhalgai uplift). Metamorphic zircons are represented by rims and multfaceted crystals dated at ~1.85 Ga. They are depleted in either LREE or HREE as a result of subsolidus recrystallization and/or synchronous formation with REE-concentrating garnet or monazite. In contrast to the metamorphic zircons, the detrital cores are enriched in HREE and have high (Lu/Gd) n ratios, which is typical of igneous zircon. The weak positive correlation between 176Lu/177Hf and 176Hf/177Hf in the zircon cores evidences that their isotope composition evolved through radioactive decay in the closed system. Therefore, the isotope parameters of these zircons can give an insight into the provenance of metasedimentary rocks. The Paleoproterozoic detrital zircon cores from paragneisses, dated at ~2.3-2.4 and 2.0-1.95 Ga, are characterized by a wide range of eHf values (from +9.8 to -3.3) and model age T СHf = 2.8-2.0 Ga. The provenance of these detrital zircons included both rocks with juvenile isotope parameters and rocks resulted from the recycling of the Archean crust with a varying contribution of juvenile material. Zircons with high positive eHf values are derived from the juvenile Paleoproterozoic crustal sources, whereas the lower eHf and higher T СHf values for zircons suggest the contribution of the Archean crustal sources to the formation of their magmatic precursors. Thus, at the Paleoproterozoic stage of evolution of the southwestern margin of the Siberian craton, both crustal recycling and crustal growth through the contribution of juvenile material took place. On the southwestern margin of the Siberian craton, detrital zircons with ages of ~2.3-2.4 and 1.95-2.0 Ga are widespread in Paleoproterozoic paragneisses of the Irkut and Angara-Kan terranes and in terrigenous rocks of the Urik-Iya graben, which argues for their common and, most likely, proximal provenances. In the time of metamorphism (1.88-1.85 Ga), the age of Paleoproterozoic detrital zircons (2.4-2.0 Ga), and their Lu-Hf isotope composition (eHf varies from positive to negative values) the paragneisses of the southwestern margin of the Siberian craton are similar to the metasedimentary rocks of the Paleoproterozoic orogenic belts of the North China Craton. In the above two regions, the sources of detrital zircons formed by both the reworking of the Archean crust and the contribution of juvenile material, which is evidence for the crustal growth in the period 2.4-2.0 Ga. rus: Изучен редкоэлементный и Lu-Hf изотопный состав цирконов из палеопротерозойских высокометаморфизованных осадочных пород (парагнейсов) ЮЗ окраины Сибирского кратона (Иркутный блок Шарыжалгайского выступа). Метаморфическая генерация циркона представлена оболочками и многоплоскостными кристаллами с возрастом ~1.85 млрд лет. Метаморфический циркон обеднен легкими и тяжелыми редкоземельными элементами вследствие субсолидусной перекристаллизации и/или формирования одновременно с минералами концентраторами РЗЭ - гранатом и монацитом. В отличие от метаморфического циркона детритовые ядра характеризуются высокими концентрациями тяжелых лантаноидов и высоким (Lu/Gd) n, что типично для цирконов магматического происхождения. Слабая положительная корреляция между 176Lu/177Hf и 176Hf/177Hf для ядер циркона доказывает изменение их изотопного состава в закрытой системе за счет радиоактивного распада, что позволяет использовать изотопные параметры этих цирконов для характеристики пород питающей провинции. Палеопротерозойские детритовые ядра циркона из парагнейсов с возрастом ~2.3-2.4 и 2.0-1.95 млрд лет характеризуются широким диапазоном eHf (от +9.8 до -3.3) и модельного возраста - T CHf = = 2.8-2.0 млрд лет. Питающая провинция для палеопротерозойских детритовых цирконов из парагнейсов включала как породы с ювенильными изотопными характеристиками, так и образованные в результате рециклинга архейской коры с варьирующей добавкой ювенильного материала. Цирконы с высокими положительными eHf формировались при эрозии пород, представляющих ювенильную кору палеопротерозойского возраста, тогда как снижение величин eHf и рост T CHf отражает вклад архейской коры в образование терригенного материала. Таким образом, на палеопротерозойском этапе эволюции юго-западной части Сибирского кратона происходили как процессы рециклинга, так и рост коры за счет поступления ювенильного материала. На юго-западе Сибирского кратона детритовые цирконы с возрастом ~2.3-2.4 и 1.95-2.0 млрд лет характерны для палеопротерозойских парагнейсов Иркутного и Ангаро-Канского блоков и терригенных пород Урикско-Ийского грабена, что свидетельствует в пользу их общих и, скорее всего, неудаленных источников сноса. По времени метаморфизма (1.88-1.85 млрд лет), возрасту палеопротерозойских детритовых цирконов (2.4-2.0 млрд лет) и их Lu-Hf изотопному составу (eHf от положительных до отрицательных значений) парагнейсы юго-запада Сибирского кратона близки к метаосадочным породам палеопротерозойских орогенических поясов Северо-Китайского кратона. Для обоих регионов в формировании источников детритовых цирконов участвовала как архейская кора, так и ювенильный материал, что дает свидетельства роста коры в интервале 2.4-2.0 млрд лет.
Ключевые слова:	Шарыжалгайский выступ; рост коры; Lu-Hf изотопный состав; детритовый циркон; парагнейсы; палеопротерозой; southwestern margin of the Siberian craton; Sharyzhalgai uplift; Crustal growth; Lu-Hf isotope composition; Detrital zircon; Paragneisses; Paleoproterozoic; юго-запад Сибирского кратона;
Издано:	2016
Физ. характеристика:	с.1292-1306
Цитирование:	1. Великославинский С.Д., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Ковач В.П., Глебовицкий B.А., Загорная Н.Ю., Яковлева С.З., Толмачева Е.В., Анисимова И.В., Федосеенко А.М. Первичная природа, возраст и геодинамическая обстановка формирования протолитов метаморфических пород федоровской толщи, Алданский щит//Петрология, 2006, т. 14, № 1, с. 25-43. 2. Гладкочуб Д.П., Мазукабзов А.М., Станевич А.М., Донская Т.В., Мотова З.Л., Ванин В.А. Возрастные уровни и геодинамические режимы накопления докембрийских толщ Урикско-Ийского грабена, юг Сибирского кратона//Геотектоника, 2014, № 5, с. 17-31. 3. Грабкин О.В., Мельников А.И. Структура фундамента Сибирской платформы в зоне краевого шва (на примере Шарыжалгайского блока). Новосибирск, Наука, 1980, 90 с. 4. Ковач В.П., Котов А.Б., Березкин В.И., Сальникова Е.Б., Великославинский С.Д., Смелов А.П., Загорная Н.Ю. Возрастные границы формирования высокометаморфизованных супракрустальных комплексов центральной части Алданского щита: Sm-Nd изотопные данные//Стратиграфия. Геологическая корреляция, 1999, т. 7, № 1, с. 3-17. 5. Неймарк Л.А., Ларин А.М., Немчин А.А., Овчинникова Г.В., Рыцк Е.Ю. Геохимические, геохронологические (U-Pb) и изотопные (Pb, Nd) свидетельства анорогенного характера магматизма Северо-Байкальского вулканоплутонического пояса//Петрология, 1998, т. 6, № 4, с. 139-164. 6. Ножкин А.Д., Туркина О.М. Геохимия гранулитов канского и шарыжалгайского комплексов. Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 1993, 219 с. 7. Ножкин А.Д., Туркина О.М., Дмитриева Н.В., Ковач В.П., Ронкин Ю.Л., Маслов А.В. Sm-Nd изотопная систематика метапелитов докембрия Енисейского кряжа и вариации возраста источников сноса//ДАН, 2008, т. 423, № 6, с. 795-800. 8. Розен О.М., Журавлев Д.З., Суханов М.К., Бибикова Е.В., Злобин В.Л. Изотопно-геохимические и возрастные характеристики раннепротерозойских террейнов, коллизионных зон и связанных с ними анортозитов на северо-востоке Сибирского кратона//Геология и геофизика, 2000, т. 41 (2), с. 163-180. 9. Сальникова Е.Б., Котов А.Б., Левицкий В.И., Резницкий Л.З., Мельников А.И., Козаков И.К., Ковач В.П., Бараш И.Г., Яковлева С.З. Возрастные рубежи проявления высокотемпературного метаморфизма в кристаллических комплексах Иркутного блока Шарыжалгайского выступа фундамента Сибирской платформы: результаты U-Pb датирования единичных зерен циркона//Стратиграфия. Геологическая корреляция, 2007, т. 15, № 4, с. 3-19. 10. Смелов А.П., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Ковач В.П., Березкин В.И., Кравченко А.А., Добрецов В.Н., Великославинский С.Д., Яковлева С.З. Возраст и продолжительность формирования Билляхской зоны тектонического меланжа, Анабарский щит//Петрология, 2012, т. 20, № 3, с. 315-330. 11. Сухоруков В.П. Декомпрессионные минеральные микроструктуры в гранулитах Иркутного блока (Шарыжалгайский выступ Сибирской платформы)//Геология и геофизика, 2013, т. 54 (9), с. 1314-1335. 12. Туркина О.М. Этапы формирования раннедокембрийской коры Шарыжалгайского выступа (юго-запад Сибирского кратона): синтез Sm-Nd и U-Pb изотопных данных//Петрология, 2010, т. 18, № 2, с. 168-187. 13. Туркина О.М., Урманцева Л.Н. Метатерригенные породы Иркутного гранулитогнейсового блока как индикаторы эволюции раннедокембрийской коры//Литология и полезные ископаемые, 2009, № 1, с. 49-64. 14. Туркина О.М., Сухоруков В.П. Временные рубежи и условия метаморфизма мафических гранулитов в раннедокембрийском комплексе Ангаро-Канского блока (юго-запад Сибирского кратона)//Геология и геофизика, 2015, т. 56 (11), с. 1961-1986. 15. Туркина О.М., Бережная Н.Г., Урманцева Л.Н., Падерин И.П., Скублов С.Г. U-Pb изотопный и редкоземельный состав циркона из пироксеновых кристаллосланцев Иркутного блока (Шарыжалгайский выступ): свидетельство неоархейских магматических и метаморфических событий//ДАН, 2009, т. 429, № 4, с. 527-533. 16. Туркина О.М., Урманцева Л.Н., Бережная Н.Г., Пресняков С.Л. Палеопротерозойский возраст протолитов метатерригенных пород восточной части Иркутного гранулитогнейсового блока (Шарыжалгайский выступ Сибирского кратона)//Стратиграфия. Геологическая корреляция, 2010, т. 18, № 1, с. 18-33. 17. Туркина О.М., Урманцева Л.Н., Бережная Н.Г., Скублов С.Г. Формирование и мезоархейский метаморфизм гиперстеновых гнейсов в Иркутном гранулитогнейсовом блоке (Шарыжалгайский выступ Сибирского кратона)//Геология и геофизика, 2011, т. 52 (1), с. 122-137. 18. Туркина О.М., Бережная Н.Г., Лепехина Е.Н., Капитонов И.Н. Возраст мафических гранулитов из раннедокембрийского метаморфического комплекса Ангаро-Канского блока (юго-запад Сибирского кратона)//ДАН, 2012, т. 445, № 4, с. 450-458. 19. Туркина О.М., Капитонов И.Н., Сергеев С.А. Изотопный состав Hf в цирконе из палеоархейских плагиогнейсов и плагиогранитоидов Шарыжалгайского выступа (юг Сибирского кратона) и его значение для оценки роста континентальной коры//Геология и геофизика, 2013, т. 54 (3), с. 357-370. 20. Туркина О.М., Сергеев С.А., Капитонов И.Н. U-Pb возраст и Lu-Hf изотопные характеристики детритовых цирконов из метаосадков Онотского зеленокаменного пояса (Шарыжалгайский выступ, юг Сибирского кратона)//Геология и геофизика, 2014а, т. 55 (11), с. 1581-1597. 21. Туркина О.М., Лепехина Е.Н., Бережная Н.Г., Капитонов И.Н. U-Pb возраст и изотопная Lu-Hf-систематика детритовых цирконов из парагнейсов Булунского блока (Шарыжалгайский выступ фундамента Сибирской платформы)//ДАН, 2014б, т. 458, № 5, с. 582-589. 22. Федотова А.А., Бибикова Е.В., Симакин С.Г. Геохимия циркона (данные ионного микрозонда) как индикатор генезиса минерала при геохронологических исследованиях//Геохимия, 2008, № 9, с. 980-997. 23. Aftalion M., Bibikova E.V., Bowes D.R., Hopgood A.M., Perchuk L.L. Timing of Early Proterozoic collisional and extensional events in the granulite-gneiss-charnockite-granite complex, Lake Baikal, USSR: a U-Pb, Rb-Sr, and Sm-Nd isotopic study//J. Geol., 1991, v. 99, p. 851-861. 24. Blichert-Toft J., Albarede F. The Lu-Hf isotope geochemistry of chondrites and evolution of the crust-mantle system//Earth Planet. Sci. Lett., 1997, v. 148, p. 243-258. 25. Boynton W.V. Cosmochemistry of the rare earth elements: meteorite studies//Rare earth element geochemistry/Ed. P. Henderson. Amsterdam, Elsevier, 1984, p. 63-114. 26. Chauvel C., Blichert-Toft J. A hafnium isotope and trace element perspective on melting of the depleted mantle//Earth Planet. Sci. Lett., 2001, v. 190, p. 137-151. 27. Chen R.-X., Zheng Y.-F., Zie L. Metamorphic growth and recrystallization of zircon: distinction by simultaneous in-situ analyses of trace elements, U-Th-Pb and Lu-Hf isotopes in zircons from eclogite-facies rocks in the Sulu orogen//Lithos, 2010, v. 114, p. 132-154. 28. Condie K.C., Beyer E., Belousova E., Griffin W.L., O'Reilly S.Y. U-Pb isotopic ages and Hf isotopic compositon of single zircons: the search for juvenile Precambrian continental crust//Precam. Res., 2005, v. 139, p. 42-100. 29. Ferry J.M., Watson E.B. New thermodynamic models and revised calibrations for the Ti-in-zircon and Zr-in-rutile thermometers//Contrib. Mineral. Petrol., 2007, v. 154, p. 429-437. 30. Gerdes A., Zeh A. Zircon formation versus zircon alteration -new insight from combined U-Pb and Lu-Hf in-situ LA-ICP-MS analyses, and consequences for the interpretation of Archean zircon from the Central Zone of the Limpopo Belt//Chem. Geol., 2009, v. 261, p. 230-243. 31. Gladkochub D.P., Donskaya T.V., Reddy S.M. Paleoproterozoic to Eoarchaean crustal growth in southern Siberia: a Nd-isotope synthesis//Paleoproterozoic supercontinents and global evolution/Eds. S.M. Reddy, R. Mazumder, D.A.D. Evans, A.S. Collins. Geol. Soc. London, Special Publ., 2009, v. 323, p. 127-143. 32. Griffin W.L., Pearson N.J., Belousova E., Jackson S.E., van Achterbergh E., O'Reilly S.Y., Shee S.R. The Hf isotope composition of cratonic mantle: LAM-MC-ICPMS analysis of zircon megacrysts in kimberlites//Geochem. Cosmochem. Acta, 2000, v. 64, p. 133-147. 33. Harley S.L., Kelly N.M., Möller A. Zircon behaviour and the thermal history of mountain chains//Element, 2007, v. 3, p. 25-30. 34. Hopgood A.M., Bowes D.R. Contrasting structural features in the granulite-gneiss-charnockite-granite complex, Lake Baikal, U.S.S.R.: evidence for diverse geotectonic regimes in early Proterozoic times//Tectonophysics, 1990, v. 174, p. 279-299. 35. Hoskin P.W.O., Black L.P. Metamorphic zircon formation by solid-state recrystallization of protolith igneous zircon//J. Metamorph. Geol., 2000, v. 18, p. 423-439. 36. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis//Zircon/Eds. J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin. Rev. Mineral. Geochem. Mineralogical Society of America. Washington, D.C., 2003, v. 53, p. 27-62. 37. Kelly N.M., Harley S.L. An integrated microtextural and chemical approach to zircon geochronology: refining the Archean history of the Napier Complex, east Antarctica//Contrib. Mineral. Petrol., 2005, v. 149, p. 57-84. 38. Kretz R. Symbols for rock-forming minerals//Amer. Miner., 1983, v. 68, p. 277-279. 39. Liu C., Zhao G., Sun M., Zhang J., He Y., Yin C., Wu F., Yang J. U-Pb and Hf isotopic study of detrital zircons from the Hutuo group in the Trans-North China Orogen and tectonic implications//Gondwana Res., 2011, v. 20, p. 106-121. 40. Liu C., Zhao G., Liu F., Sun M., Zhang J., Yin C. Zircon U-Pb and Lu-Hf isotopic and whole-rock geochemical constraints on the Gantaohe Group in the Zanhuang Complex: implications for the tectonic evolution of the Trans-North China Orogen//Lithos, 2012, v. 146-147, p. 80-92. 41. Luo Y., Sun M., Zhao G., Li S., Ayers J.C., Xia X., Zhang J. A comparison of U-Pb and Hf isotopic composition of detrital zircons from the North and South Liaohe Groups: constraints on evolution of the Jiao-Liao-Ji Belt, North China Craton//Precam. Res., 2008, v. 163, p. 279-306. 42. Poller U., Gladkochub D., Donskaya T., Mazukabzov A., Sklyarov E., Todt W. Multistage magmatic and metamorphic evolution in the Southern Siberian craton: Archaean and Paleoproterozoic zircon ages revealed by SHRIMP and TIMS//Precam. Res., 2005, v. 136, p. 353-368. 43. Rubatto D. Zircon trace element geochemistry: partitioning with garnet and the link between U-Pb ages and metamorphism//Chem. Geol., 2002, v. 184, p. 123-138. 44. Scherer E., Munker C., Mezger K. Calibration of the Lutetium-Hafnium clock//Science, 2001, v. 293, p. 683-687. 45. Turkina O.M., Berezhnaya N.G., Lepekhina E.N., Kapitonov I.N. U-Pb (SHRIMP II), Lu-Hf isotope and trace element geochemistry of zircons from high-grade metamorphic rocks of the Irkut terrane, Sharyzhalgay Uplift: implications for the Neoarchaean evolution of the Siberian Craton//Gond. Res., 2012, v. 21, p. 801-817. 46. Urmantseva L.N., Turkina O.M., Larionov A.N. Metasedimentary rocks of the Angara-Kan granulite-gneiss block (Yenisey Ridge, south-western margin of the Siberian Craton): provenance characteristic, deposition and age//J. Asian Earth Sci., 2012, v. 49, p. 7-19. 47. Wan Y., Song B., Liu D., Wilde S.A., Wu J., Shi Y., Yin X., Zhou H. SHRIMP U-Pb zircon geochronology of Paleoproterozoic metasedimentary rocks in the North China Craton: evidence for a major Late Paleoproterozoic tectonothermal event//Precam. Res., 2006, v. 149, p. 249-271. 48. Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile//Contrib. Mineral. Petrol., 2006, v. 151, p. 413-433. 49. Xia X., Sun M., Zhao G., Wu F., Xu P., Zhang J., Luo Y. U-Pb and Hf isotopic study of detrital zircons from the Wulashan khondalites: constraints on evolution of the Ordos Terrane, Western Block of the North China Craton//Earth Planet Sci. Lett., 2006, v. 241, p. 581-593. 50. Zeh A., Gerdes A., Barton J.M.JP. Archean accretion and crustal evolution of the Kalahari Craton -the zircon age and Hf isotope record of granite rocks from Barbarton/Swaziland to the Francistown Arc//J. Petrol., 2009, v. 50, p. 933-966. 51. Zheng Y.-F., Wu Y.-B., Zhao Z.-F., Zhang S.B., Xu P., Wu F.-Y. Metamorphic effect on zircon Lu-Hf and U-Pb isotope systems in ultrahigh-pressure eclogite-facies metagranite and metabasite//Earth Planet. Sci. Lett., 2005, v. 240, p. 378-400.