Инд. авторы:	Туркина О.М., Капитонов И.Н.
Заглавие:	Источники палеопротерозойских коллизионных гранитоидов (шарыжалгайский выступ, юго-запад сибирского кратона): от литосферной мантии до верхней коры
Библ. ссылка:	Туркина О.М., Капитонов И.Н. Источники палеопротерозойских коллизионных гранитоидов (шарыжалгайский выступ, юго-запад сибирского кратона): от литосферной мантии до верхней коры // Геология и геофизика. - 2019. - Т.60. - № 4. - С.489-513. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG2019026; РИНЦ: 37275301;
Реферат:	eng: The paper presents the geochemical and isotope characteristics of rocks and the U-Pb age and Lu-Hf isotope composition of zircons from three plutons of Paleoproterozoic granitoids in the Sharyzhalgai uplift (southwestern Siberian craton). The age of granitoids of the Toisuk (1838 ± 6 and 1827 ± 9 Ma), Nizhnii Kitoi (1846 ± 7 Ma), and Malaya Belaya (1863 ± 16 Ma) plutons corresponds to the Late Paleoproterozoic collision stage and is correlated with the time of mafic magmatism. The studied rocks have a wide range of silica contents. The Toisuk pluton is composed of a range of rocks from monzodiorites to granodiorites (granosyenites) and granites; the Nizhnii Kitoi pluton, of granodiorites and granites; and the Malaya Belaya pluton, of leucogranites. The rocks of the three plutons are highly ferroan, enriched in LREE, Th, and HFSE, and correspond in composition to A-type granitoids. A characteristic feature of melanocratic granitoids of the Toisuk and Nizhnii Kitoi plutons is extremely high contents of Ba: 4080-1500 ppm and 1560-990 ppm, respectively. Based on analysis of experimental data on the melting of various substrates and the results of numerical computation, it is assumed that monzodiorite-granodiorites of the Toisuk pluton and granodiorites of the Nizhnii Kitoi pluton resulted from the differentiation/melting of a mafic source similar in Ba and Sr contents to intraplate continental basalts. The isotope compositions of zircon and melanocratic granitoids of the Toisuk (eHf from -6.0 to -10.7 and eNd from -5.3 to -10.2) and Nizhnii Kitoi (eHf from -5.0 to -8.1 and eNd = -4.0 and -5.1) plutons argue for the generation of their mafic sources from the enriched lithospheric mantle formed as a result of Neoarchean subduction processes. Vein granites of the Toisuk pluton and leucogranites of the Malaya Belaya pluton formed through the melting of quartz-feldspar (granodiorite) substrate. The contrasting isotope parameters of the Toisuk vein granites (eHf from -6.7 to -10.1, zircons, and eNd = -5.5, rock) and Malaya Belaya leucogranites (eHf from 2.9 to 5.9, zircons, and eNd from +0.7 to -1.9, rocks) indicate melting of the Archean and Paleoproterozoic crust, respectively. The more radiogenic Hf isotope composition of zircons from vein granites as compared with rocks of the Archean crust of the Irkut terrane is evident of the contribution of juvenile material to the granite formation. rus: Представлены геохимическая и изотопная характеристики пород, U-Pb возраст и Hf изотопный состав циркона для трех массивов палеопротерозойских гранитоидов Шарыжалгайского выступа (юго-запад Сибирского кратона). Формирование гранитоидов Тойсукского (1838 ± 6 и 1827 ± 9 млн лет), Нижнекитойского (1846 ± 7 млн лет) и Малобельского (1863 ± 16 млн лет) массивов отвечает позднепалеопротерозойскому коллизионному этапу и коррелирует по времени с проявлениями базитового магматизма. Изученные породы имеют широкий диапазон кремнекислотности. Тойсукский массив сложен рядом от монцодиоритов до гранодиоритов (граносиенитов) и гранитов, Нижнекитойский - гранодиоритами и гранитами, а Малобельский - лейкогранитами. Породы всех массивов характеризуются высокой железистостью, обогащением легкими РЗЭ, Th и высокозарядными элементами и по составу отвечают гранитоидам А -типа. Типичная черта меланократовых гранитоидов Тойсукского и Нижнекитойского массивов это аномально высокие концентрации Ba: 4080-1500 и 1560-990 г/т соответственно. На основании анализа экспериментальных данных по плавлению различных субстратов и расчетного моделирования предполагается, что монцодиориты-гранодиориты Тойсукского и гранодиориты Нижнекитойского массивов образовались путем дифференциации/плавления мафического источника, по содержанию Ba и Sr сходного с внутриплитными континентальными базальтами. Изотопный состав циркона и меланократовых гранитоидов Тойсукского (eHf от -6.0 до -10.7 и eNd от -5.3 до -10.2) и Нижнекитойского (eHf от -5.0 до -8.1 и eNd -4.0 и -5.1) массивов свидетельствует в пользу генерации их мафических источников из обогащенной литосферной мантии, образованной в результате неоархейских субдукционных процессов. Формирование жильных гранитов Тойсукского и лейкогранитов Малобельского массивов было связано с плавлением кварц-полевошпатового (гранодиоритового) субстрата. Контрастные изотопные характеристики жильных гранитов (eHf от -6.7 до -10.1 и eNd -5.5) и лейкогранитов (eHf от +2.9 до +5.9 и eNd от +0.7 до -1.9) указывают на плавление архейской и палеопротерозойской коры соответственно. Более радиогенный изотопный состав Hf цирконов из гранитов в сравнении с породами архейской коры Иркутного блока служит свидетельством вклада ювенильного материала в образование гранитов.
Ключевые слова:	Paleoproterozoic; mantle and crustal sources; Lu-Hf isotope composition; zircon; collisional granitoids; юго-запад Сибирского кратона; палеопротерозой; мантийные и коровые источники; Lu-Hf изотопия; циркон; коллизионные гранитоиды; southwestern Siberian craton;
Издано:	2019
Физ. характеристика:	с.489-513
Цитирование:	1. Баянова Т.Б. Возраст реперных геологических комплексов Кольского региона и длительность процессов магматизма. СПб., Наука, 2004, 174 с. 2. Бибикова Е.В., Туркина О.М., Кирнозова Т.И., Фугзан М.М. Древнейшие плагиогнейсы Онотского блока Шарыжалгайского выступа: изотопная геохронология // Геохимия, 2006, № 3, с. 347-352. 3. Гладкочуб Д.П., Донская Т.В., Мазукабзов А.М., Сальникова Е.Б., Скляров Е.В., Яковлева С.З. Возраст и геодинамическая интерпретация гранитоидов китойского комплекса (юг Сибирского кратона) // Геология и геофизика, 2005, т. 46 (11), с. 1139-1150. 4. Гладкочуб Д.П., Писаревский С.А., Мазукабзов А.М., Седерлунд У., Скляров Е.В., Донская Т.В., Эрнст Р.Э., Станевич А.М. Первые свидетельства палеопротерозойского позднеколлизионного базитового магматизма в Присаянском выступе фундамента Сибирского кратона // ДАН, 2013, т. 450, № 4, с. 440-444. 5. Гонгальский Б.И., Суханов М.К., Гольцман Ю.В. Sm-Nd изотопная система Чинейского анортозит-габброноритового плутона (Восточное Забайкалье) // Проблемы геологии рудных месторождений, минералогии, петрологии и геохимии. М., ИГЕМ РАН, 2008, с. 57-60. 6. Донская Т.В., Сальникова Е.Б., Скляров Е.В. Гладкочуб Д.П., Мазукабзов А.М., Ковач В.П., Яковлева С.З., Бережная Н.Г. Раннепротерозойский постколлизионный магматизм южного фланга Сибирского кратона: новые геохронологические данные и геодинамические следствия // ДАН, 2002, т. 382, № 5, с. 663-667. 7. Донская Т.В., Гладкочуб Д.П., Ковач В.П., Мазукабзов А.М. Петрогенезис раннепротерозойских постколлизионных гранитоидов юга Сибирского кратона // Петрология, 2005, т. 13, № 3, с. 253-279. 8. Донская Т.В., Гладкочуб Д.П., Мазукабзов А.М., Вингейт М.Т.Д. Раннепротерозойские постколлизионные гранитоиды Бирюсинского блока Сибирского кратона // Геология и геофизика, 2014, т. 55 (7), с. 1028-1043. 9. Мехоношин А.С., Эрнст Р.Э., Седерлунд У., Гамильтон М.А., Колотилина Т.Б., Изох А.Э., Поляков Г.В., Толстых Н.Д. Связь платиноносных ультрамафит-мафитовых интрузивов с крупными изверженными провинциями (на примере Сибирского кратона) // Геология и геофизика, 2016, т. 57 (5), с. 1043-1057. 10. Ножкин А.Д., Туркина О.М. Геохимия гранулитов канского и шарыжалгайского комплексов. Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 1993, 223 с. 11. Ножкин А.Д., Туркина О.М., Баянова Т.Б. Раннепротерозойские коллизионные и внутриплитные гранитоиды юго-западной окраины Сибирского кратона: петрогеохимические особенности, U-Pb геохронологические и Sm-Nd изотопные данные // ДАН, 2009, т. 428, с. 386-391. 12. 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. 13. 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. 14. Туркина О.М., Ножкин А.Д. Океанические и рифтогенные метавулканические ассоциации зеленокаменных поясов северо-западной части Шарыжалгайского выступа, Прибайкалье // Петрология, 2008, т. 16, № 5, с. 501-526. 15. Туркина О.М., Сухоруков В.П. Раннедокембрийские высокометаморфизованные терригенные породы гранулитогнейсовых блоков Шарыжалгайского выступа (юго-запад Сибирского кратона) // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (6), с. 1116-1130. 16. Туркина О.М., Сухоруков В.П. Состав и происхождение граната в породах палеопротерозойского мигматит-гнейсового комплекса (Шарыжалгайский выступ, юго-запад Сибирского кратона) // Геология и геофизика, 2017а, т. 58 (6), с. 834-855. 17. Туркина О.М., Сухоруков В.П. Происхождение палеопротерозойских чарнокитов Шарыжалгайского выступа: метасоматическое или магматическое // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Материалы конференции. Иркутск, 2017б, с. 274-275. 18. Туркина О.М., Капитонов И.Н. Изотопный Lu-Hf состав циркона как индикатор источников расплава для палеопротерозойских коллизионных гранитов (Шарыжалгайский выступ, Сибирский кратон) // Геология и геофизика, 2017, т. 58 (2), с. 181-199. 19. Туркина О.М., Прияткина Н.С. Изотопный Lu-Hf состав циркона и геохимия палеопротерозойских гранитоидов Бирюсинского блока (юго-запад Сибирского кратона) // Геосферные исследования, 2017, №1, с. 60-72. 20. Туркина О.М., Ножкин А.Д., Баянова Т.Б. Источники и условия образования раннепротерозойских гранитоидов юго-западной окраины Сибирского кратона // Петрология, 2006, т. 14, № 3, с. 284-306. 21. Туркина О.М., Бережная Н.Г., Ларионов А.Н., Лепехина Е.Н., Пресняков С.Л., Салтыкова Т.Е. Палеоархейский тоналит-трондьемитовый комплекс северо-западной части Шарыжалгайского выступа (юго-запад Сибирского кратона): результаты U-Pb и Sm-Nd исследования // Геология и геофизика, 2009, т. 50 (1), с. 21-37. 22. 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. 23. 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. 24. 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. 25. 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, 2014а, т. 458, № 5, с. 582-589. 26. 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, 2014б, т. 55 (11), с. 1581-1597. 27. 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. 28. Туркина О.М., Сергеев С.А., Сухоруков В.П., Родионов Н.В. U-Pb возраст циркона из парагнейсов в гранулитовом блоке Шарыжалгайского выступа (юго-запад Cибирского кратона): свидетельства архейского осадконакопления и формирования континентальной коры от эо- до мезоархея // Геология и геофизика, 2017, т. 58 (9), с. 1281-1297. 29. Aftalion M., Bibikova E.V., Bowes D.R., Hopgod 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. 30. Beard J.S., Lofgren G.E. Dehydration melting and water-saturated melting of basaltic and andesitic greenstones and amphibolites at 1, 3 and 6.9 kbar // J. Petrol., 1991, v. 32, p. 65-401. 31. Bogaerts M., Scaillet B., Vander Auwera J. Phase equilibria of the Lyngdal granodiorite (Norway): implications for origin of metaluminous ferroan granotoids // J. Petrol., 2006, v. 47, p. 2405-2431. 32. Bouvier A., Vervoort J.D., Patchett P.J. The Lu-Hf and Sm-Nd isotopic composition of CHUR: Constraints from unequilibrated chondrites and implications for the bulk composition of terrestrial planets // Earth Planet. Sci. Lett., 2008, v. 273, p. 48-57. 33. Ferry J.M., Watson E.B. New thermodynamic models and revised calibrations for the Ti-in-zircon and Zr-in-rutile thermometers // Contr. Miner. Petrol., 2007, v. 154, p. 429-437. 34. Frost B.R., Barnes C.G., Collins W.J., Arculus R.J., Ellis D.J., Frost C.D. A geochemical classification for granitic rocks // J. Petrol., 2001, v. 42, p. 2033-2048. 35. Frost C.D., Frost B.R. On ferroan (A-type) granitoids: their compositional variability and modes of origin // J. Petrol., 2011, v. 52, p. 39-53. 36. 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. 37. Harrison T.M., Watson E.B. The behavior of apatite during crustal anatexis: equilibrium and kinetic considerations // Geochim. Cosmochim. Acta, 1984, v. 48, p. 1467-1477. 38. Jourdan F., Bertrand H., Schärer U., Blichert-Toft J., Féraud G., Kampunzu A.B. Major and trace element and Sr, Nd, Hf, and Pb isotope compositions of the Karoo Large Igneous Province, Botswana-Zimbabwe: lithosphere vs mantle plume contribution // J. Petrol., 2007, v. 48, p. 1043-1077. 39. Kemp A.I.S., Foster G.L., Scherstén A., Whitehouse M.J., Darling J., Storey C. Concurrent Pb-Hf isotope analysis of zircon by laser ablation multi-collector ICP-MS with implications for the crustal evolution of Greenland and the Himalayas // Chem. Geol., 2009, v. 261, p. 244-260. 40. Laurent O., Doucelance R., Martin H., Moyen J.F. Differentiation of the late-Archaean sanukitoid series and some implications for crustal growth: insights from geochemical modelling on the Bulai pluton, Central Limpopo Belt, South Africa // Precambrian Res., 2013, v. 227, p. 186-203. 41. Laurent O., Martin H., Moyen J.F., Doucelance R. The diversity and evolution of late-Archean granitoids: Evidence for the onset of «modern-style» plate tectonics between 3.0 and 2.5 Ga // Lithos, 2014, v. 205, p. 208-235. 42. Li X.H., Li Z.X., Li W.X., Liu Y., Yuan C., Wei G.J., Qi C.S. U-Pb zircon, geochemical and Sr-Nd-Hf isotopic constraints on age and origin of Jurassic I- and A-type granites from Central Guangdong, SE China: a major igneous event in response to foundering of a subducted flat-slab? // Lithos, 2007, v. 96, p. 186-204. 43. Ludwig K.R. User’s manual for Isoplot/Ex, Version 2.10, A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication, 1999, № 1, 46 p. 44. Ludwig K.R. SQUID 1.00. A user’s manual. Berkeley Geochronology Center Special Publication, 2000, № 2, 19 р. 45. Martin H. Archean grey gneisses and the genesis of continental crust // Archean Crustal Evolution. Amsterdam, Elsevier, 1994, p. 205-259. 46. Miller C.F., McDowell S.M., Mapes R.W. Hot or cold granite? Implications of zircon saturation temperature and preservation of inheritance // Geology, 2003, v. 31, p. 529-532. 47. Patiño Douce A.E. Generation of metaluminous A-type granites by low-pressure melting of calc-alkaline granitoids // Geology, 1997, v. 25, p. 743-746. 48. Poller U., Gladkochub D., Donskaya T., Mazukabzov A., Sklyarov E., Todt W. Multistage magmatic and metamorphic evolution in the Southern Siberian craton: Archean and Paleoproterozoic zircon ages revealed by SHRIMP and TIMS // Precambrian Res., 2005, v. 136, p. 353-368. 49. Rapp R.P., Watson E.B. Dehydration melting of metabasalt at 8-32 kbar: implications for continental growth and crust-mantle recycling // J. Petrol., 1995, v. 36, p. 891-931. 50. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the continental crust // Treasure of geochemistry. v. 3. The crust / Eds. K.K. Turekian, H.D. Holland. Oxford, Elsevier Ltd., 2003, p. 1-64. 51. Shellnutt J.G., Zhou M.F. Permian peralkaline, peraluminous and metaluminous A-type granites in the Panxi district, SW China: their relationship to the Emeishan mantle plume // Chem. Geol., 2007, v. 243, p. 286-316. 52. Singh J., Johannes W. Dehydration melting of tonalites. 2. Compositions of melts and solids // Contr. Miner. Petrol., 1996, v. 125, p. 26-44. 53. Sisson T., Ratajeski K., HankinsW., Glazner A. Voluminous granitic magmas from common basaltic sources // Contr. Miner. Petrol., 2005, v. 148, p. 635-661. 54. Skjerlie K.P., Johnston A.D. Vapour-absent melting from 10 to 20 kbar of crustal rocks that contain multiple hydrous phases: implications for anatexis in the deep to very deep continental crust and active continental margins // J. Petrol., 1996, v. 37, p. 661-691. 55. Söderlund U., Patchett P.J., Vervoort J.D., Isachsen C.E. The 176Lu decay constant determined by Lu-Hf and U-Pb isotope systematics of Precambrian mafic intrusions // Earth Planet Sci. Lett., 2004, v. 219, p. 311-324. 56. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in the ocean basins / Eds. A.D. Saunders, M.J. Norry, Geol. Soc. Spec. Publ., 1989, № 42, p. 313-345. 57. 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 // Gondwana Res., 2012, v. 21, p. 801-817. 58. Turner S.P., Foden J.D., Morrison R.S. Derivation of some A-type magmas by fractionation of basaltic magma: an example from the Padthaway Ridge, South Australia // Lithos, 1992, v. 28, p. 151-179. 59. Vander Auwera J., Bogaerts M., Liégeois J.P., Demaiffe D., Wilmart E., Bolle O., Duchesne J.C. Derivation of the 1.0-0.9 Ga ferro-potassic A-type granitoids of southern Norway by extreme differentiation from basic magmas // Precambrian Res., 2003, v. 124, p. 107-148. 60. Vielzeuf D., Holloway J.R. Experimental determination of fluid absent melting relations in the pelitic system // Contr. Miner. Petrol., 1988, v. 98, p. 257-276. 61. Wager L.R., Brown G.M. Layered igneous rocks. San Francisco, CA, W.H. Freeman. 1967, 588 p. 62. Watson E.B., Harrison T.M. Zircon saturation revisited: temperature and composition effects in a variety of crustal magma types // Earth Planet. Sci. Lett., 1983, v. 6, p. 295-304. 63. Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W. A-type granite: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis // Contr. Miner. Petrol., 1987, v. 95, p. 407-419. 64. Williams I.S. U-Th-Pb geochronology by ion-microprobe // Rev. Econ. Geol. / Eds. M.A. McKibben, III, W.C. Shanks, W.I. Ridley. 1998, v. 7, p. 1-35. 65. Yang J.H., Wu F.Y., Chung S.L., Wilde S.A., Chu M.F. A hybrid origin of the Qianshan A-type granite, northeast China: geochemical and Sr-Nd-Hf isotopic evidence // Lithos, 2006, v. 89, p. 89-106.