CC BY
11
GEODYNAMICS & TECTONOPHYSICS
PUBLISHED BY THE INSTITUTE OF THE EARTH'S CRUST SIBERIAN BRANCH OF RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES
ISSN 2078-502X
2019 VOLUME 10 ISSUE 4 PAGES 863-878
https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-4-0446
Vendian - Early Cambrian granites of the Krutorechensky complex (Northern Urals, Russia): protolith age, geodynamic conditions of generation and transformation
A. V. Korovko1, G. Yu. Shardakova1, V. N. Puchkov1, V. B. Khubanov2, 3
1 A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS, Yekaterinburg, Russia
2 Geological Institute, Siberian Branch of RAS, Ulan-Ude, Russia
3 D. Banzarov Buryat State University, Ulan-Ude, Russia
Abstract: The Main Uralian fault (MUF) zone is a suture at the junction of the Urals and the East European platform (EEP). Its complex tectonic melange is still poorly studied. We obtained new data on compositions and ages of the Krutorechensky granites (KG) composing an intensely tectonized and boudinaged elongated body discovered in meta-terrigenous and meta-volcanogenic rocks in the western part of the MUF zone. In chemical composition, these granites are similar to the Vendian-Cambrian collisional granitoids of the Isherim and Lyapin blocks. The LA-ICP-MS method was used to determine U-Pb zircon ages for the KG samples. The zircons contain ancient xenogenic cores (1221-1034 Ma) and young rims (400±6 Ma). The Middle Riphean ages of zircons from the protolith suggest that the KG block (belonging to the Prisalatim zone and located west of the MUF zone) is a fragment of the EEP, because the complexes of the Ordovician-Devonian Tagil paleo-island arc (located further eastward) are mostly dated to the Vendian. The KG crystallization age (537±2 Ma) is practically the first (Vendian) early Cambrian dating for the granites sampled in the MUF zone. Considering this age and the petrogeochemical features, there are grounds to suggest that the Krutorechensky granites originated due to tectonic-magmatic events (with possible pluming) that took place at the final stage of the Timan collision, similar to granites of the western slope of the Northern Urals (Moiva, Posmak and Velsov massifs). Subsequently, these granites were involved in the Paleozoic accretion-collision processes that created the modern MUF zone (i.e. tectonic melange). Our study results are important for clarifying the structure of the Urals-EEP junction zone and useful for geological mapping and metallogenic assessment of the region.
Key words: Main Uralian fault (MUF); accretion; granite; zircon; Vendian; Cambrian; Timan collision
RESEARCH ARTICLE Received: April 9, 2019
Revised: June 24, 2019 Accepted: August 22, 2019
For citation: Korovko A.V., Shardakova G.Yu., Puchkov V.N., Khubanov V.B., 2019. Vendian - Early Cambrian granites of the Krutorechensky complex (Northern Urals, Russia): protolith age, geodynamic conditions of generation and transformation. Geodynamics & Tectonophysics 10 (4), 863-878. doi:10.5800/GT-2019-10-4-0446.
Funding: This study was carried out as part of fundamental research of A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry UB RAS (state registration number AAAA-A18-118052590029-6) and the Geological Institute SB RAS (project IX.129.1.2, state registration number AAAA-A16-116122110027-2).
Венд-раннекембрийские граниты крутореченского комплекса (Присалатимская зона, Северный Урал): возраст протолита, геодинамические условия
образования и преобразования
А. В. Коровко1, Г. Ю. Шардакова1, В. Н. Пучков1, В. Б. Хубанов2, 3
1 Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН, Екатеринбург, Россия
2 Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ, Россия
3 Бурятский государственный университет им. Д. Банзарова, Улан-Удэ, Россия
Аннотация: Строение зоны Главного Уральского разлома (ГУР) - шовной (сутурной) области на стыке Урала и Восточно-Европейской платформы - до сих пор изучено довольно слабо, поскольку она является сложно построенным тектоническим меланжем. Нами получены новые данные о составе и возрасте гранитов крутореченского комплекса (КГК), слагающих интенсивно тектонизированное и будинированное удлиненное тело среди метатерригенных и метавулканогенных пород в западной части зоны ГУР. По химическому составу граниты сходны с венд-кембрийскими коллизионными гранитоидами Ишеримского и Ляпинского блоков. Методом LA-ICP-MS получен U-Pb возраст цирконов из гранитов КГК. В цирконах присутствуют древние ксе-ногенные ядра (1221-1034 млн лет) и молодые каймы (400±6 млн лет). Среднерифейские датировки в цирконах, заимствованных из протолита, позволяют предполагать, что блок, сложенный гранитами КГК, относящийся к Присалатимской зоне и расположенный западнее ГУР, может быть фрагментом ВЕП, поскольку в комплексах ордовикско-девонской Тагильской палеоостровной дуги, находящейся восточнее, наиболее часто встречающийся возраст субстрата преимущественно вендский. Возраст кристаллизации гранитов КГК (537±2 млн лет) - это практически первая (венд) раннекембрийская датировка для гранитов в контурах зоны ГУР. Данный возраст и петрогеохимические особенности указывают на генерацию гранитов КГК в ходе тек-тоно-магматических событий завершающего этапа Тиманской коллизии подобно гранитам западного склона Северного Урала (Мойвинский, Посьмакский, Велсовский массивы), возможно, при участии плюма. Впоследствии граниты КГК были вовлечены в палеозойские аккреционно-коллизионные процессы, создавшие современный облик зоны ГУР (тектонический меланж). Результаты важны для уточнения строения зоны сочленения Урала с ВЕП, применяются для целей геологического картирования и металлогенических оценок.
Ключевые слова: Главный Уральский разлом; аккреция; гранит; циркон; венд; кембрий; тиманская коллизия
1. Введение
Установление характера взаимоотношений структурно-вещественных комплексов Восточно-Европейской платформы (ВЕП) и эпипалеозойского Уральского покровно-складчатого пояса является ключевым в понимании истории формирования региона. Один из важных этапов в решении этой задачи - изучение магматических пород, в частности гранитоидных серий. Последние в зоне сочленения Урала с ВЕП широко распространены, их петрогеохимические особенности и возрастные датировки указывают на разнообразие геодинамических об-становок (рифтогенез, субдукция, аккреция, коллизия, коллапс) и их быструю смену во времени и пространстве [Kuznetsov et al., 2006, 2007a, 2014; Udoratina et al., 2006; Samygin et al., 2010; Puchkov, 2010, 2018; Soboleva et al., 2012; Petrov et al., 2014; Shardakova, 2016; Sobolev et al., 2017; и др.]. Наиболее сложная картина наблюдается в зоне Главного
Уральского разлома (ГУР), которая является областью аккреции и состоит из блоков разного состава, возраста и генезиса. История формирования, перемещения и трансформации многих фрагментов этой зоны еще до конца не ясна. В настоящей работе приводятся результаты изучения минералого-геохими-ческих и изотопно-геохронологических особенностей гранитов крутореченского комплекса, слагающих блок в составе зоны ГУР. Эти новые данные позволяют корректировать представления о временных рамках региональных событий, палеогео-динамических обстановках и строении сложных ок-раинно-континентальных аккреционных зон.
2. Геологическая позиция гранитоидов
Основной шовной структурой, отделяющей палеозойские образования Тагильской и Магнитогорской палеоокеанических зон Урала от протеро-
Рис. 1. Тектоническая схема Урала (по [Kuznetsov et al, 2006; Puchkov, 2010] с дополнениями).
Зоны разломов (цифры в кружках): 1 - Припечоро-Илыч-Чикшинская зона, 2 -Главный Уральский разлом. Мегазоны: ТМЗ - Тагило-Магнитогорская мегазона, ВУЗ - Восточно-Уральская мегазона. Блоки с древним фундаментом: ПУГ - По-лярноуральская группа, включающая поднятия: Хараматалоу, Собское (с Енга-непэ, Манитанырд-Пайпудынским и Харбейским выступами), Оченырдское; ЛА -Ляпинский антиклинорий; ИА - Ишеримский антиклинорий; ККА - Кваркушско-Каменногорский антиклинорий; УА - Уфалейский антиклинорий (блок); БМА -Башкирский мегантиклинорий; УТ - Уралтау; Эб - Эбетинская антиформа. Боль-шеземельская зона: Ia - Большеземельский и 1б - Печорский мегаблоки. Тиман-ская зона: IIa - Ижемский и 11б - Тиманский мегаблоки. Платформы: III - Западно-Сибирская и IV - Восточно-Европейская. Синим квадратом показано положение района работ (рис. 2).
Fig. 1. Schematic map of the Urals tectonics (modified after [Kuznetsov et al., 2005; Puchkov, 2010]).
Fault zones (numbered): 1 - Pri-Pechora-Ilych-Chiksha zone, 2 - Main Uralian fault. ТМЗ - Tagil-Magnitogorsk megazone; ВУЗ - Eastern Ural megazone. Blocks with the ancient basement: ПУГ - Polar Ural group, including the Kharamatalou, Soba (including the Enganepe, Manitanyrd-Paipudyn and Kharbey ledges) and Ochenyrd uplifts; ЛА - Lyapin anticlinorium; ИА - Isherim anticlinorium; ККА - Kvarkush-Kamenno-gorsk anticlinorium; УА - Ufaley anticlinorium (block); БМА - Bashkir meganticlinori-um; УТ - Uraltau; Эб - Ebetin antiform. Bolshaya Zemlya zone: Ia - Bolshaya Zemlya megablok, I6 - Pechora megablock. Timan zone: IIa - Izhem megablock, Нб - Timan megablock. Platforms: III - West Siberian, IV - East European. Blue box - study area (see Fig. 2).
зойских и палеозойских толщ ВЕП, является зона ГУР (рис. 1), имеющая сложное гетерогенное строение [Puchkov, 2010]. Часть данной зоны, являющаяся районом наших работ, состоит из ряда тектонических блоков и пакетов (рис. 2).
На восточном склоне Северного Урала в верховьях р. Вагран осевая часть зоны ГУР (Салатимская су-тура) выполнена тектонитами, условно отнесенными авторами карты [Zhdanov, 2009] к войкаро-кем-пирсайскому комплексу (D3-Pvk), и с востока ограничивает Ишеримский мегаблок, считающийся вы-
ступом допалеозойского основания Урала либо частью Тиманского орогена [Petrov et al., 2015] (см. рис. 1, рис. 2). Восточная часть Ишеримского мегаблока входит в Присалатимскую подзону и сложена следующими, падающими на восток, образованиями: метатерригенными породами верхнерифейской велсовской и верхнекембрийско-нижнеордовикской саранхапнерской свит, метавулканогенно-осадоч-ными породами ордовикской хомасьинской свиты [Zhdanov, 2009] (рис. 2). В строении Салатимской и Присалатимской подзон участвуют тектонизиро-
x~|a I ^ 9 \io[^ii\\ \ |-yg| ® \13
Рис. 2. Схема геологического строения района работ (верховья р. Вагран), масштаб 1:200000. По [State Geological Map, 2006], дополнен с учетом новых свит по [Zhdanov, 2009] и представлений авторов.
Разломы (буквы в квадратах): П - Поповский, С - Сосьвинский, К - Крутореченский, СЛ - Салатимский, Ю - Юртинский, ЗК - За-паднокумбинский. Главные структуры, тектонические блоки (римские цифры в кружках), пакеты и слагающие их свиты: I -Ишеримский мегаблок, Сосьвинский блок: 1 - ишеримская метатерригенная свита RF3/S; II - Салатимская сутурная зона: Iii - Хо-затумпский блок: 2 - велсовская метатерригенная свита RF3VS, II2 и II3 - Присалатимский блок: II2 - Крутореченский пакет: 3 -саранхапнерская метатерригенная свита бз-Oisr, II3 - Латинско-Киршильский пакет: 4 - хомасьинская метавулканогенно-осадочная свита Oi-ihm, II4 - Тальтийско-Оленевский блок, Салатимская зона смятия, 5 - D3-Pvft, войкаро-кемпирсайский текто-ногенный комплекс, IIs - Крив-Вагранский блок: 6 - выйская метавулканогенная свита O2-3VS; III - Тагильский мегаблок: 7 - не-расчлененные образования O2-S1. Массивы и комплексы (арабские цифры в кружках): 1 - Крив-Вагранский сиенитовый массив и 2 - крутореченский гранитный комплекс (имеют тектонические границы, обозначенные пунктирной линией); 3 - Кумбинский полиформационный массив; 4 - Вагранский гранит-плагиогранитный массив. Тела, сложенные породами: 8 - сиенитами, 9 - габбро, перидотитами, 10 - плагиогранитами, 11 - лейкогранитами; 12 - разрывные нарушения разных порядков; 13 - местоположение скв. ПС-28.
Fig. 2. Schematic map showing the geological structure of the study area (the upper reaches of the Vagran River), scale 1:200000 (after [State Geological Map, 2006]). Newly described suites are shown according to [Zhdanov, 2009] and the authors' data.
Faults (marked by letters in squares): n - Popov, C - Sosva, K - Krutorechensky, C^ - Salatim, K - Yurta, 3K - West Kumba. Main structures, tectonic blocks, strata, suites (Roman numbers in circles): I - Isherim megablock, Sosva block: 1 - Isherim meta-terrigenous suite RF3/S; II - Salatim suture zone: II1 - Khozatump block: 2 - Velsov meta-terrigenous suite RF3vs, II2 and II3 - Pri-Salatim block: II2 - Krutorechensky strata: 3 - Sarankhapner meta-terrigenous suite £3-01sr, II3 - Latin-Kirshil strata: 4 - Khomasin meta-volcanogenic-sedimentary suite 01-2hm, II4 - Taltsiy-Olenev block, Salatim deformation zone, 5 - D3-Pvk, Voikar-Kempirsai tectonogenic complex, II5 -Kriv-Vagran block: 6 - Vyaya meta-volcanogenic suite 02-3vs; III - Tagil megablock: 7- undivided formations O2-S1. Massifs and complexes (Arabic numbers in circles): 1 - Kriv-Vagran syenite massif, 2 - Krutorechensky granite complex (tectonic boundaries shown by dashed lines); 3 - Kumba poly-formational massif; 4 - Vagran granite-plagiogranite massif. Other rock bodies: 8 - syenite, 9 - gabbro, peridotite, 10 - plagiogranite, 11 - leukogranite; 12 - faults of various ranks; 13 - location of well nC-28.
ванные метаультрабазиты. Все породы обеих подзон подвергнуты зональному метаморфизму ди-стен-силлиманитовой, затем - глаукофан-сланце-вой и зеленосланцевой фаций.
На правом борту долины р. Вагран, западнее ее правого притока - р. Крутой, горными и буровыми
выработками среди тектонически перемежающихся образований саранхапнерской и хомасьинской свит на протяжении 2 км прослежен ряд субсогласных линзовидных тел (мощностью от 1 до 20-30 м) катаклазированных гранит-порфиров. По мере удаления от центров этих тел они постепенно перехо-
дят в бластомилониты гранитного состава. Ассоциация гранитов и метагранитов выделена в кру-тореченский гранит-лейкогранитовый комплекс (КГК) [Korovko et al., 2017]. Наименее измененные породы последнего вскрыты рядом скважин, близких в пространстве; скв. 27 отмечена на рис. 2 и имеет координаты 60°03'14" с.ш., 59°17'09" в.д. Породы КГК представлены гнейсовидными гломе-ропорфировыми кварц-биотит-полевошпатовыми разностями. «Очковые» (до 5-7 мм) выделения пертитового калишпата, реже - шахматного альбита и более мелкие округлые вкрапленники кварца погружены в полосчатый мелко- и тонкозернистый базис, состоящий из кварц-полевошпатового агрегата, мусковита, биотита, часто замещаемого хлоритом, лейкоксеном, стильпномеланом. Акцессо-рии - апатит, алланит, титанит, циркон. Полевые шпаты слабо пелитизированы.
3. Аналитические методы
Анализы на главные компоненты и элементы-примеси выполнены в ЦКП «Геоаналитик» ИГГ УрО РАН (г. Екатеринбург). Содержания петрогенных элементов измерялись на спектрометрах СРМ-18 и EDX-900 HS. Fe2O3, K2O определены рентгеноспек-тральным флюоресцентным методом, FeO, Na2O, п.п.п. - методом «мокрой» химии. Анализы на элементы-примеси выполнены методом масс-спектро-метрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) на квадрупольном спектрометре ELAN-9000 (PerkinElmer) с использованием аргона. Точность анализа составляет 0.1-1.0 отн. % (для разных уровней содержаний элементов).
Выделение цирконов из пород производилось в ИГГ УрО РАН по удельному весу в тяжелых жидкостях, с последующей ручной разборкой под бино-куляром.
Изотопно-геохронологические исследования выполнены в ЦКП «Аналитический центр минералого-геохимических и изотопных исследований» ГИН СО РАН (г. Улан-Удэ). Определение U-Pb изотопного возраста проводилось методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с применением лазерной абляции (LA-ICP-MS) на базе магнитно-секторного масс-спектрометра Element XR с приставкой лазерного пробоотбора UP-213 [Khubanov et al., 2016; Buyantuev et al., 2017]. В качестве внешнего стандарта измерялись эталонные цирконы 91500 (1065 млн лет) [Wiedenbeck et al., 1995], в качестве контрольного образца - эталоны Plesovice (337 млн лет) [Slama et al., 2008] и GJ-1 [Jackson et al., 2004]. Относительные погрешности измерения изотопных 208Pb/232Th, 207Pb/206Pb, 206Pb/238U и 207Pb/235U отношений в контрольных образцах варьировались в
пределах 1-3 %. Значения относительной погрешности средневзвешенных конкордантных возрастов цирконов Plesovice и GJ-1, определенных LA-ICP-MS методом, составляли менее 2 % от аттестованного значения их возраста. В качестве внешнего стандарта измерялись эталонные цирконы 91500 (1065 млн лет) [Wiedenbeck et al., 1995], в качестве контрольного образца - эталоны Plesovice (337 млн лет) [Slama et al., 2008] и GJ-1 [Jackson et al., 2004]. Относительные погрешности измерения изотопного отношения 206Pb/238U варьировались в пределах 2-3 % и 207Pb/235U - 2.5-6.0 %, за исключением одного определения. Значения относительной погрешности средневзвешенных конкордантных возрастов цирконов Plesovice и GJ-1, определенных LA-ICP-MS методом, составляли менее 2 % от аттестованного значения их возраста.
4. Результаты
4.1. Содержания петрогенных и примесных элементов в гранитах КГК
Содержание петрогенных и редких элементов в породах КГК приведено в табл. 1. По химическому составу породы КГК соответствуют гранитам и лейкогранитам, относятся к умеренно-щелочному ряду (Na2O+K2O - 7.79-9.65 мас. %), имеют калиево-натриевый тип щелочности (Na2O/K2O - 0.64-0.70), по содержанию KO являются высококалиевыми (4.70-5.69 мас. %), а по соотношению алюминия и щелочных металлов отвечают пералюминиевым гранитоидам [Shand, 1943]. Важными особенностями состава гранитов КГК являются обедненность их СаО (0.62-0.95 мас. %) и обогащенность Rb (202231 г/т).
В породах КГК суммарные содержания РЗЭ составляют 104-270 г/т, отмечается (рис. 3) слабое обогащение легкими РЗЭ относительно тяжелых РЗЭ (LaN/YbN 4-10) и дефицит Eu (Eun/Eun* 0.2-0.4). Фиксируются довольно устойчивые содержания LILE (г/т): Rb (200-230), Cs (1.5-1.9), Ва (324-370 до 353), Sr (30-40) и HFSE: Sc (4-5), Y (12-30), Th (1219), U (4.4-8.5), Zr (91-133), Hf (3-4), Nb (12-16), Ta (1.7-2.1). На спайдерграммах, нормированных к базальтам срединно-океанических хребтов (БСОХ), наблюдаются минимумы по Ba, U, Nb, Ti и максимумы по К, Rb, иногда по Zr, Th, Gd.
4.2. Морфология и строение цирконов
Для датирования КГК из наименее метаморфи-зованных гранит-порфиров КГК, вскрытых скв. ПС-28 на глубине 78 м, были отобраны пробы, из которых извлечены цирконы (рис. 4). Большинство
Таблица 1. Содержания петрогенных (мас. %) и редких (г/т) элементов в гранитах крутореченского комплекса
Table 1. Concentrations of petrogenic (wt %) and rare (g/t) elements in granites of the Krutorechensky complex
№ 27/40 27/41 28/69 28/78
SiO2 71.41 75.25 75.47 72.01
TiO2 0.22 0.16 0.16 0.17
АЬОз 14.65 12.55 12.75 14.34
Fe2O3 1.48 1.06 0.85 0.87
FeO 0.50 0.50 0.50 0.90
MnO 0.04 0.04 0.03 0.04
MgO 0.52 0.44 0.33 0.61
CaO 0.62 0.95 0.71 0.88
Na2O 3.96 3.09 3.16 3.22
K2O 5.69 4.70 4.89 5.07
P2O5 0.04 0.04 0.04 0.03
Li 9.53 7.53 3.70 4.49
Rb 231 202 225 228
Cs 1.92 1.52 1.55 1.50
Be 2.81 2.57 2.44 2.61
Sr 32.53 35.61 30.41 40.24
Ba 368 324 338 535
Sc 5.32 4.68 4.23 4.47
V 13.91 10.93 12.94 14.32
Cr 9.32 8.42 9.93 13.75
Co 1.77 1.53 1.92 1.69
Cu 3.7 3.24 4.12 3.63
Zn 17.13 17.42 13.71 14.76
Ga 16.69 14.22 14.51 17.32
Y 31.02 30.98 26.82 12.22
Nb 16.4 12.66 14.27 14.74
Ta 2.08 1.72 1.64 2.06
Zr 133 91.6 107.00 110
Hf 4.37 3.01 3.60 3.95
Mo 0.12 5.01 0.43 0.11
Pb 7.95 5.24 19.61 7.37
U 4.37 6.41 5.54 8.56
Th 18.39 12.41 17.38 15.44
La 24.22 23.5 29.26 19.54
Ce 52.42 50.76 62.84 44.67
Pr 6.13 5.93 7.51 5.33
Nd 22.09 21.32 27.16 19.81
Sm 4.79 4.42 6.00 4.45
Eu 0.55 0.49 0.58 0.41
Gd 4.74 4.24 5.08 3.35
Tb 0.81 0.71 0.77 0.42
Dy 5.17 4.78 4.24 2.23
Ho 1.12 1.03 0.82 0.45
Er 3.29 3.26 2.58 1.41
Tm 0.55 0.55 0.45 0.28
Yb 3.63 3.52 3.03 1.67
Lu 0.55 0.52 0.46 0.30
зерен имеют длину 100-500 мкм и по кристаллографическим очертаниям, облику, окраске и внутреннему строению могут быть разделены на две группы: 1) прозрачные, бледно-розовые уплощенные зерна с коэффициентом удлинения (Ку) около 3 и тонкой концентрической зональностью роста, которая видна на ^-изображениях (рис. 4); 2) мут-
ные, розово-коричневые, бипирамидально-призма-тические, более короткие (Ку=1-2) зерна с зональностью роста и хорошо выраженными ядрами, имеющими элементы собственного внутреннего строения и границы, несогласные с ориентировкой зональности промежуточных и краевых частей кристаллов. В промежуточных зонах цирконов нерав-
юоо F
а.
ч:
п
CL
О
100 -
La Се Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
1000
0.01
CsRbBaTh U К NbLaCeSrNdHf ZrSrr£u Ti GdDy Y ErYbLu □ 7 02 I3 04A5T6 + 7X8
Рис. 3. Распределения РЗЭ (а) и элементов-примесей (б) в гранитоидах севера Урала. Условные обозначения см. на рис. 2. Для сравнения приведены поля средне-рифейских гранитов Башкирского мегантиклинория (зеленое поле) и каменноугольных раннеорогенных гранитов Урала (розовое поле) [Shardakova, 2016]. Содержания элементов нормированы к хондриту CI (а) [Sun, 1982] и к БСОХ (б) [Sun, McDonough, 1989].
Fig. 3. Distributions of REE (a) and impurity elements (б) for the Northern Ural granitoids. See Fig. 2 for the legend. For comparison, the following fields are shown: green -Middle Riphean granites of the Bashkir mega-anticlino-rium, pink - Carboniferous early orogenic granites of the Urals [Shardakova, 2016]. Concentrations are normalized to chondrite CI (a) [Sun, 1982] and MORB (mid-oceanic ridge basalts) (б) [Sun, McDonough, 1989].
ш>
L . Л 559
№ о
531 гятод
399 ^ О у 527 ) «А
404 / " S О ( Э531
ЩШ1 20 мкм О541
данные с D (коэффициент дискордантности) более 10 % (табл. 2) и отличающиеся на размер погрешности от среднего значения возраста по 206РЬ/238и отношению с 207РЬ-коррекцией.
В цирконах из гранитов КГК фиксируются три возрастных кластера (рис. 4, 5):
1) четко ограниченные ядра (Т^и=0.01-0.65), имеющие древний возраст (см. пр. 6, 23, 25 в табл. 2) - 1034, 1192 и 1221 млн лет. Среди трех замеров в одном D>10 %. Ввиду этого конкордантный возраст и СВЗ по данной группе считать не вполне корректно. Для наглядности общего разброса датировок рядом с общей конкордией (рис. 5) приведены цифры возраста (с учетом погрешностей, 1а) по двум замерам для цирконов данного кластера;
2) «футляровидные» зоны вокруг древних ядер, а также собственные зерна магматогенного облика, и те, и другие - с тонкой осцилляционной зональностью роста и Т^и=0.29-1.37. Внутренние части этих образований имеют возраст 528-595 млн лет, внешние - 525-586 млн лет; СВЗ=537±2 млн лет (рассчитан по всей группе);
3) внешние каймы зональных зерен или близкие к краям зерен участки сложного зонального строения (Т^и=0.07-1.44) с возрастом 369-429 млн лет; СВЗ=400±6 млн лет.
Рис. 4. Катодолюминесцентные изображения (слева) и изображения в режиме упругоотраженных электронов (справа) цирконов из гранитов КГК. Кружками показано расположение кратеров абляции, рядом приведены цифры возраста.
Fig. 4. Cathodoluminescent (left) and elastically reflected electron (right) images of zircons from the Krutorechensky granites. Circles and numbers - locations of ablation craters and ages.
номерно расположены неоднородные измененные участки. В ряде случаев вокруг «древних» ядер наблюдаются «футляры» с тонкой осцилляционной зональностью роста (вероятно, они образованы в ходе роста из магматического расплава). Большая часть зерен этого типа разбита сетью трещин. Имеются единичные обломки неправильной формы.
4.3. Результаты датирования
Были датированы зерна циркона из гранитои-дов и гнейсов КГК, произведено 44 измерения. Расчет средневзвешенного возраста (СВЗ) проводился по 20брь/238и отношению с коррекцией на нерадиогенный свинец 207РЬ-методом, при этом исключены
5. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ
5.1. Петрогеохимические особенности гранитов КГК
По поведению петрогенных элементов граниты КГК почти аналогичны венд-кембрийским грани-тоидам Ишеримского (Мойвинский, Посьмакский, Велсовский массивы) и Ляпинского блоков [Кш-пеЬБоу еЬ а1., 2006, 2007а, 2007Ь; РеЬгоу еЬ а1., 2014], природа и геодинамические условия внедрения которых обсуждаются ниже (раздел 5.3). Отметим также, что гранитоиды КГК по составу близки к среднему составу континентальной коры (по [К^-тек, вао, 2003]). Существенная роль корового компонента в субстрате подтверждается нашими предварительными, неопубликованными изотопными данными (^Ш около -6, Ьг порядка 0.79). Первичные отношения изотопов Sr в гранитах Ля-пинского блока, как и в случае КГК, указывают на их «коровую» природу [ОоУ2Ыкоуа еЬ а1., 2000].
На диаграммах, применяемых для генетической классификации гранитоидов [ШИа1еп еЬ а1., 1987], большая часть точек составов пород КГК (как и части гранитов Ишеримского и Ляпинского блоков) лежит в полях гранитов М-, S-, 1-типа (рис. 6, б). Точки составов гранитов КГК на диаграммах Дж. Пирса (рис. 6, а) [Реагее, Ыоггу, 1979; Реагее еЬ а1, 1984] располагаются в полях составов гранитоидов,
Таблица 2. Результаты определения изотопного состава и U-Pb возраста цирконов из гранитов крутореченского комплекса Table 2. The results of determining the isotopic composition and U- Pb age of zircons from granites of the Krutorechensky complex
№ пр. Th/U ±1ст Изотопные отношения Rho Возраст, млн лет D, % 207РЬ-корр.
207Pb/235U ±1а 206Pb/238U ±1а 207Pb/235U ±1а 206Pb/238U ±1а 206Pb/238U ±1а
1 0.49 0.02 0.4870 0.0189 0.0640 0.0016 0.6 403 13 400 10 0.7 400 10
2 0.83 0.03 0.7028 0.0190 0.0855 0.0020 0.9 541 11 529 12 2.2 528 12
0.47 0.02 0.9975 0.0261 0.1019 0.0024 0.9 703 13 625 14 12.3 618 14
4 0.36 0.01 0.7230 0.0227 0.0860 0.0021 0.8 552 13 532 12 3.8 530 13
5 0.32 0.01 0.6959 0.0230 0.0859 0.0021 0.7 536 14 531 12 0.9 531 13
6** 0.65 0.02 2.1920 0.0581 0.1774 0.0042 0.9 1179 18 1053 23 11.9 1034 24
7 0.38 0.01 0.7030 0.0253 0.0875 0.0021 0.7 541 15 541 13 0.0 541 13
8 0.22 0.01 1.4773 0.0440 0.1421 0.0034 0.8 921 18 857 19 7.5 849 20
9 0.38 0.01 0.4889 0.0213 0.0634 0.0016 0.6 404 15 396 10 2.0 396 10
10 0.30 0.01 0.6843 0.0196 0.0856 0.0020 0.8 529 12 529 12 0.0 529 12
11 0.83 0.03 0.4746 0.0141 0.0628 0.0015 0.8 394 10 392 9 0.5 392 9
12 0.40 0.02 0.4988 0.0305 0.0642 0.0018 0.4 411 21 401 11 2.5 400 11
13 0.28 0.01 0.8272 0.0256 0.0983 0.0024 0.8 612 14 605 14 1.2 604 14
14 0.45 0.02 0.6987 0.0238 0.0859 0.0021 0.7 538 14 531 12 1.3 530 13
15 0.29 0.01 0.7027 0.0269 0.0861 0.0021 0.6 540 16 533 13 1.5 532 13
16 1.37 0.05 0.7038 0.0201 0.0864 0.0021 0.8 541 12 534 12 1.3 533 12
17 0.39 0.02 0.7011 0.0229 0.0876 0.0021 0.7 539 14 541 13 0.4 542 13
18 0.41 0.02 0.7438 0.0272 0.0873 0.0021 0.7 565 16 540 13 4.6 537 13
19 0.87 0.03 0.6745 0.0209 0.0848 0.0020 0.8 524 13 525 12 0.2 525 12
20 0.38 0.01 0.7163 0.0253 0.0858 0.0021 0.7 549 15 531 12 3.4 529 13
21* 0.07 0.00 0.4806 0.0145 0.0647 0.0015 0.8 399 10 404 9 -1.4 405 9
22** 0.46 0.02 0.5500 0.0200 0.0645 0.0016 0.7 445 13 403 10 10.5 399 10
Таблица 2 (окончание) Table 2 (end)
№ пр. Th/U ±1ст Изотопные отношения Rho Возраст, млн лет D, % 207РЬ-корр.
207pb/235U ±lo 206pb/238U ±lo 207pb/235LJ ±lo 206pb/238U ±lo 206pb/238U ±lo
23* 0.01 0.00 2.1937 0.0634 0.2075 0.0049 0.8 1179 20 1215 26 -3.0 1221 28
24 0.43 0.02 0.7007 0.0275 0.0855 0.0021 0.6 539 16 529 13 1.9 528 13
25 0.29 0.01 2.1702 0.0649 0.2026 0.0048 0.8 1172 21 1189 26 -1.5 1192 28
26 0.14 0.01 0.4734 0.0142 0.0645 0.0015 0.8 394 10 403 9 2.4 404 10
27 0.21 0.01 0.4507 0.0144 0.0590 0.0014 0.7 378 10 369 9 2.3 369 9
28 0.52 0.02 0.4394 0.0135 0.0591 0.0014 0.8 370 10 370 9 0.0 370 9
2Q** 0.98 0.04 0.7466 0.0163 0.0661 0.0013 0.9 566 9 413 8 37.2 399 8
30 0.55 0.02 0.7329 0.0179 0.0935 0.0019 0.8 558 10 576 11 -3.1 578 11
31 0.48 0.02 0.5897 0.0165 0.0694 0.0014 0.7 471 11 433 9 8.8 429 9
32 0.43 0.02 0.8014 0.0240 0.0905 0.0019 0.7 598 14 559 11 7.0 555 11
33** 0.38 0.02 0.4857 0.0700 0.0635 0.0023 0.3 402 48 397 14 1.2 397 15
34 0.44 0.02 0.5013 0.0174 0.0644 0.0014 0.6 413 12 402 9 2.5 402 9
35 0.53 0.02 0.5028 0.0152 0.0643 0.0014 0.7 414 10 402 8 2.9 401 9
36 0.50 0.02 0.7189 0.0185 0.0917 0.0019 0.8 550 11 565 11 -2.7 567 12
37 1.44 0.06 0.4685 0.0165 0.0635 0.0015 0.7 390 11 397 9 -1.7 398 9
38 0.19 0.01 0.5243 0.0162 0.0650 0.0015 0.7 428 11 406 9 5.4 404 9
39 0.32 0.01 0.7437 0.0224 0.0907 0.0020 0.7 565 13 559 12 0.9 559 12
40** 0.46 0.02 0.6371 0.0375 0.0646 0.0018 0.5 501 23 403 11 24.1 395 11
41** 0.60 0.02 0.9477 0.0286 0.0966 0.0021 0.7 677 15 594 13 13.9 586 13
42 0.92 0.04 0.5264 0.0174 0.0665 0.0015 0.7 429 12 415 9 3.4 414 9
43 0.96 0.04 0.8131 0.0257 0.0941 0.0021 0.7 604 14 580 13 4.2 577 13
44 0.48 0.02 0.7471 0.0256 0.0901 0.0021 0.7 567 15 556 12 1.9 555 13
Примечание. Rho - коэффициент корреляции между ошибками определения изотопных отношений 20брь/гзви и 207рь/гз5и. D - дискордантность: D=100x[возраст (207рь/235и)/возраст (гобрь/гзви) - 1]. 2<>7рь-корр - 206Pb/238U возраст, корректированный на обыкновенный свинец 207РЬ-методом; * - определения с аномально низким значением Th/U отношения; ** - определения с D>10 % и с большой относительной погрешностью изотопных отношений. Полужирным шрифтом выделены определения, по которым оценены средневзвешенные значения возрастов на рис. 5.
Note. Rho - correlation coefficient between errors in the estimated 206Pb/238U and 207Pb/235U isotopic ratios. D - discordance: D=100x[(207Pb/235U) age/(206Pb/238U) age - 1]. 207РЬ-корр - 2°ФЬ/238и age (common Pb-corrected on the basis of 207Pb); * - estimations with anomalously low Th/U ratios; ** - estimations with D>10 % and large relative errors of isotope ratios. Bold font - estimations with calculated mean weighted ages (see Fig. 5).
Рис. 5. и-РЬ возраст цирконов из гранитов КГК на диаграмме Аренса-Везерилла с конкордией. Диаграммы средневзвешенных 206РЬ/238и-возрастов, корректированных на обыкновенный свинец 207РЬ-методом, приведены в прямоугольниках внутри графика. Расчеты проведены по пробам с D<10 %, а также не учтены определения, обозначенные пунктиром. Эллипсы погрешностей на уровне 1а и планки погрешностей на уровне 2а.
Fig. 5. The U-Pb ages of zircons from the Krutorechensky granites in the Arens-Weserill diagram with concordia. The diagrams of mean weighted 206Pb/238U ages (common Pb-corrected based on 207Pb) are shown in boxes inside the graph. Calculations for samples with D<10 %. Values marked by the dotted line are excluded. Error ellipses at the 1a level, and error bars at the 2 a level.
образовавшихся как в островодужной, так и в коллизионной обстановке, либо попадают на границу этих полей. По ряду других признаков (негативные относительно БСОХ аномалии Т^ Sr) граниты КГК близки к надсубдукционным образованиям, по другим особенностям (положительные аномалии К, Rb, 2г, РЬ, Li, ТЦ - сходны с внутриплитными. Таким образом, поведение элементов-примесей не позволяет в данном случае четко выявить конкретную геодинамическую обстановку, в которой происходило образование пород КГК.
Такая двойственность геохимических черт характерна, например, для венд-кембрийских грани-тоидов Южного Урала (юрминский комплекс в Башкирском мегантиклинории, битимский - в Уфа-лейском блоке) [БНагйакоуа, 2016; KhoIodnov вЬ а! 2018], природа и связь их с Тиманским орогенезом пока не до конца ясны. С другой стороны, и большинство гранитов из северных массивов, упомянутых выше, для которых (по совокупности разных признаков) установлена надсубдукционная и/или коллизионная природа, также имеют неоднознач-
ные геохимические характеристики. Отметим, что более всего граниты КГК близки по содержаниям петрогенных и редких элементов к породам Вел-совского массива (Ишеримский блок) (см. рис. 1), образование которого связывают [Pвtrov вЬ аI., 2014] с коллизионными процессами и формированием орогена тиманид. В.Н. Пучковым [Puchkov, 2018] отмечается, что подобное двойственное поведение микроэлементов в гранитах, вероятно, связано с влиянием плюма, вызывающего подплав-ление коры, в состав которой входят породы, сформировавшиеся в связи с процессами субдукции и/или коллизии.
От уральских гранитоидов других возрастных групп граниты КГК сильно отличаются по поведению РЗЭ. Например, по сравнению с распространенными собственно в уральском орогене надсубдук-ционными (карбон) и коллизионными (карбон -пермь) гранитами, породы КГК обладают более высоким уровнем концентраций РЗЭ и существенной отрицательной аномалией Ей. От среднерифейских рифтогенных гранитов Башкирского мегантикли-
111 1 1 _ FeO*/MgO (б)"
- А-граниты -
фракционированные граниты
а
- а нефракц. у Гц и граниты М, 1, S -т^пов Д Zr+Nb+Ce+Y ......1 . . .
49 100 1000 5000
□ i H2 1304Л5Т6+7Х8
Рис. 6. Состав гранитоидов северной части Урала на диаграммах Rb-(Y+Nb) (а) и FeO*/MgO-(Zr+Nb+Ce+Y) (б). Основы диаграмм: (а) - по [Pearce et al., 1984], (б) -по [Whalen et al., 1987].
Ишеримский блок: 1 - Мойвинский, 2 - Посьмакский, 3 -Велсовский массив; 4 - крутореченский комплекс (Присала-тимская зона). Ляпинский блок: 5 - Ыдждидлягский, 6 -Торрепореизский, 7 - Ильяизский, 8 - Маньхамбовский массив [Kuznetsov et al., 2006, 2007a; Udoratina et al., 2006; Petrov et al., 2014,2015].
Fig. 6. Compositions of granitoids of the Northern Urals in diagrams Rb-(Y+Nb) (a) and FeO*/MgO-(Zr+Nb+Ce+Y) (b). Diagram (a) after [Pearce et al., 1984], diagram (б) after [Whalen et al., 1987].
Isherim block: 1 - Moiva, 2 - Posmak, 3 - Velsov massifs; 4 -Krutorechensky complex (Pri-Salatim zone). Lyapin block: 5 -Ydzhdidlyag, 6 - Torreporeiz, 7 - Ilyaiz, 8 - Manhambov massifs [Kuznetsov et al., 2006, 2007; Udoratina et al., 2006; Petrov et al., 2014, 2015].
нория [Shardakova, 2016] граниты КГК заметно отличаются более низкими суммами РЗЭ и повышенными La/Yb-отношениями (см. рис. 3).
5.2. Возраст цирконов
Исследуемые цирконы из гранитов КГК поли-хронны и имеют сложную морфологию.
Отмечающиеся в некоторых зернах цирконов более древние ядра среднерифейского возраста, имеющие элементы собственного внутреннего строения и границы, не согласные с ориентировкой внешних зон, являются, вероятно, ксеноген-ными, унаследованными от пород субстрата. «Фу-тляровидные» зоны вокруг древних ядер и самостоятельные зерна с осцилляционной зональностью с датировками 525-595 млн лет, скорее всего, имеют магматический генезис. Их СВЗ 537±2 млн лет, соответствующий раннему кембрию (с учетом погрешности, очень близко к границе венда и кембрия), можно принимать за возраст кристаллизации гранитов КГК. Наличие молодых кайм с возрастом 369-429 млн лет и СВЗ 400±6 млн лет указывает на время проявления последних значимых
тектонотермальных событий, в которые был вовлечен блок гранитов КГК. Единичные значения возраста цирконов в интервале 849-604 млн лет могут быть интерпретированы следующим образом. Датировки 849 и 618 млн лет имеют значительную дискордантность (7.5 и 12.3 %, соответственно), что может быть вызвано значительной потерей радиогенного свинца в этом цирконе. D для расчетного возраста 604 млн лет составляет 1.2 %, что соответствует этой величине для большинства выполненных анализов и не указывает на высокую степень потери радиогенного свинца. Как вариант, этот циркон может быть также ксеноген-ным, заимствованным из субстрата.
Неоднородное внутреннее строение, наличие нескольких возрастных популяций цирконов отражают сложную историю кристаллизации и преобразования пород КГК.
5.3. Геодинамические обстановки формирования
и преобразования гранитоидов
Непосредственно в строении зоны ГУР гранито-иды данного (537 млн лет) возрастного уровня
установлены впервые. Полученная датировка позволяет сопоставлять граниты КГК с рядом почти одновозрастных образований, локализованных к западу от зоны ГУР. Гранитоиды венд-кембрийского возраста распространены в этой протяженной области неравномерно. Их массивы выведены на поверхность на Полярном, Приполярном и Северном Урале в Центрально-Уральской мегазоне, а также вскрыты скважинами в фундаменте прилегающей к Уралу с запада Печорской синеклизы. Формирование гранитов такого возраста, по мнению [КшивЬввУ вЬ а!., 2006; Udoratina вЬ а!., 2006; БоЬо!вуа вЬ а!, 2012; РвЬгоу вЬ а!., 2014, 2015; и др.], происходило в надсубдукционной, коллизионной и постколлизионной обстановках.
В частности установлено, что в пределах Ише-римского блока, ограничивающего Присалатим-скую зону с запада, гранитоиды внедрялись двух-этапно: в венде - в надсубдукционной (Мойвин-ский и Посьмакский массивы, 560 млн лет) и в раннем кембрии - в коллизионной (Велсовский массив, 530 млн лет) обстановке [Маз!оу вЬ а!., 2018; Рв-Ьгоу вЬ а!., 2015]. По представлениям авторов карты (см. рис. 2), восточная часть этого блока входит в Присалатимскую зону. Однако, ввиду сложного блокового строения территории, разнообразия свит и отсутствия ряда датировок по ним, вопрос о западной границе этой части зоны ГУР, по нашему мнению, остается открытым.
В Ляпинском блоке Г.А. Петровым [РвЬгоу вЬ а!., 2014] также выделяются два магматических импульса: вендский (известково-щелочные гранитоиды 1-типа, Торрепореизский и Ыджидлягский массивы) и поздневендско-раннекембрийский (граниты А-типа, Маньхамбовский и Ильяизский массивы). «Первый из них отвечает формированию коллизионного орогена, второй фиксирует его коллапс» [РвЬгоу вЬ а!., 2014].
Как было указано выше, венд-кембрийские гранитоиды присутствуют и в более южных частях зоны сочленения Уральского подвижного пояса с ВЕК, например в Уфалейском блоке (битимский комплекс) и Башкирском мегантиклинории (юр-минский комплекс) [БИаМакоуа, 2016; и др.]. Вероятно, они были сформированы в результате повторных тектонических движений (по времени синхронных с Тиманским орогенезом) по ранее существующим рифтовым разломам. Не исключается также участие в их генезисе вещества и энергии мантийного плюма. На юге, в пределах Эбетинской антиформы, описаны граниты с «надсубдукционной» геохимией, которые связываются [РысИкоу, 2010; Башудт вЬ а!., 2010] с существованием вендской конвергентной окраины.
Полученный нами возраст гранитов КГК (537±2 млн лет) наряду с выявленными особенностями
химического состава подтверждает их сходство с венд-кембрийскими гранитоидами Ишеримского и Ляпинского блоков, сформированных в обстановке сжатия на завершающем этапе Тиманской коллизии [РысИкоу, 2010; РвЬгоу вЬ а!., 2014, 2015].
Морфология, особенности внутреннего строения цирконов КГК и полученные по ним разновозрастные датировки отражают сложную историю преобразования гранитов в зоне смятия. Протоли-том гранитоидов КГК, вероятно, могли являться лежащие в основании Присалатимской зоны высокоглиноземистые низкокальциевые метаосадоч-ные породы фундамента ВЕП. Это обусловило пе-ралюминиевый состав гранитов КГК, «коровые» отношения изотопов Sr и Nd и наличие древних ядер в цирконах (1034-1221 млн лет). Эти средне-рифейские датировки реликтовых цирконов, заимствованных из протолита, можно рассматривать как свидетельство того, что в Присалатимской зоне присутствуют комплексы, принадлежавшие ВЕП и вовлеченные в тектонические деформации при формировании зоны ГУР.
Как вариант, граниты КГК могли быть отторгнуты от Ишеримского блока, где имеются, как мы показали выше, породы близкого состава и возраста, т.е., как и Ишеримский блок [РвЬгоу вЬ а!., 2014, 2015], фрагмент, к которому приурочен КГК, может являться частью Тиманского орогена, геодинамический сценарий образования и распада которого подробно описан в работах [КшпвЬвоу вЬ а!., 2006, 2007а, 2007Ь, 2014]. По мнению этих авторов, в северо-восточной части ВЕП ее кратонический остов приращен тиманидами (печорская часть Тимано-Печерско-Южнобаренцевоморской эпитиманской платформы - молодой платформы с тиманским фундаментом и позднекембрийско-кайнозойским чехлом), поэтому на значительной части Северного Урала и на Полярном Урале ГУР - это зона, ограничивающая с востока не ВЕП, а область «тиманид». Данное положение спорно: по мнению авторов, ВЕП включает в себя не только эпипалеозойско-архейский кратон, но и, в частности, Тимано-Печор-скую эпитиманскую плиту.
Из силурийских андезитов, входящих в магматические комплексы ордовикско-девонской Тагильской палеоостровной дуги, находящейся восточнее, были выделены рифейские цирконы двух генераций, датированных РЬ-РЬ методом: 9901100 и 1450-1660 млн лет [РысИкоу вЬ а!., 2006]. Исходя из геохимических характеристик вулканитов (в частности, говорящих о ничтожной контаминации древним сиалическим веществом), авторы высказали предположение, что древние компоненты в вулканитах и осадках изученного разреза являются результатом контаминации расплава базито-вым веществом мантии на пути этого расплава от
зоны его образования к земной поверхности. Не так давно на Полярном Урале к востоку от ГУР в вулканогенно-осадочных толщах Малоуральской зоны зафиксировано большое количество рифей-ских и раннедокембрийских цирконов (2700-3000, 1000-2200 и 547-763 млн лет) [Sobolev et al., 2017], что, по мнению этих авторов, «...свидетельствует о наличии докембрийского фундамента в основании палеозойской островодужной системы Полярного Урала». Как было указано выше, такое объяснение появления древних цирконов в палеозойских ост-роводужных комплексах - не безальтернативное. Могут быть еще и другие варианты; например, древние цирконы могли попасть в осадки океанической впадины в результате сноса с континента, а затем и в осадки островной дуги при перемыве аккреционной призмы. Этот вопрос требует дальнейшего изучения.
Датировки около 400 млн лет для ряда цирконов из гранитов КГК, вероятно, отражают время преобразования U-Pb изотопной системы в результате последующей тектонической активности, природа которой не вполне ясна. Как показано [Puchkov, 2010], Тагильская дуга столкнулась с пассивной окраиной континента только в конце девона - начале карбона. Это событие не могло привести к омоложению цирконов, некоторые из которых имеют внешние молодые каймы (см. рис. 4). В девонское же время восточная периферия ВЕП и ограничивающих ее с северо-востока области тима-нид была вовлечена в плюмовые события [Puchkov et al., 2016], и девонские датировки могут быть отражением плюмового термально-флюидного события в это время.
На основании материала, изложенного выше, мы считаем, что по составу и возрасту граниты КГК наиболее близко сопоставимы с венд-кембрийскими гранитами Северного и Приполярного Урала и так же, как последние, образовались в результате конвергентных геодинамических процессов (коллизии?) при формировании орогена тиманид [Udoratina et al., 2006; Zhdanov, 2009; Petrov et al., 2014, 2015; и др.]. В более позднее время граниты КГК были вовлечены в деформации, сопровождавшие образование ГУР при аккреционно-коллизионных событиях, которые привели к формированию Уральского орогена. По мнению В.Н. Пуч-кова, в венде - кембрии в этой области действовал мантийный плюм (так называемый «маньхамбов-ский», термин автора [Puchkov, 2018]), обеспечивающий энергией и флюидной фазой активное течение тектонотермальных событий. Под влиянием этого фактора граниты могли приобрести геохимические особенности, характерные как для над-субдукционных, так и для внутриплитных образований.
Следует отметить, что в Присалатимской зоне в метатерригенных породах фаунистически охарактеризованной саранхапнерской свиты (£з-О1 бг, см. рис. 1) присутствуют детритовые цирконы с протерозойскими и ранне- и среднекембрийскими, в том числе и «крутореченскими», датировками [Маз1оу вЬ а1., 2018]. Этот факт указывает на то, что во время формирования саранхапнерской свиты граниты КГК могли быть уже выведены на уровень эрозионного среза. Нахождение блоков гранитов КГК (^-£1) в зоне тектонического скучивания образований саранхапнерской (£-01) и хомасьинской (О1-2) свит свидетельствует о сложной меланжевой природе Присалатимской зоны.
Проявление на границе венда и кембрия грани-тоидов разных геохимических типов (см. выше), указывающих на смену геодинамических обстано-вок, свидетельствует о сложности строения рассматриваемой зоны и относительной краткосрочности и нестабильности проявлений тектономаг-матических событий вдоль восточной окраины ВЕП в данном возрастном интервале.
6. Заключение
Впервые установлено, что в составе фрагментов, слагающих зону ГУР, присутствуют граниты (венд)раннекембрийского возраста (круторечен-ский комплекс). Наличие таких относительно древних пород среди более молодых метатерригенно-вулканогенных образований (саранхапнерской и хомасьинской свит) подтверждает их тектоническое совмещение и меланжевую природу Присалатимской части зоны ГУР. Наблюдаемое сходство гранитов КГК с гранитоидами западного склона Северного и Приполярного Урала (Ляпинский и Ишеримский блоки) по возрасту и петрогеохими-ческим особенностям указывает на связь с коллизионными процессами завершающего этапа формирования Тиманского орогена. Вероятно участие в их генезисе мантийного плюма. Его влияние, а также краткосрочность и быстрая смена тектоно-магматических событий вдоль восточной окраины ВЕП в данном возрастном интервале могли стать причиной того, что гранитам КГК присущи геохимические черты как надсубдукционных, так и внутриплитных образований. Среднерифейский возраст реликтовых цирконов, существенная доля ко-рового компонента в протолите гранитов КГК указывают на то, что блок рассматриваемых пород, расположенный западнее ГУР, мог изначально принадлежать к восточной окраине ВЕП.
Полученные данные используются при составлении геологических карт и металлогенических оценок для северных сегментов Урала.
7. Благодарности
Авторы глубоко благодарны безвременно ушедшей из жизни С.И. Нестеровой (ИГГ УрО РАН) за неоценимую помощь при обработке проб и выделе-
нии монофракций минералов. Работа выполнена в рамках фундаментальных исследований ИГГ УрО РАН (№ гос. рег. АААА-А18-118052590029-6) и ГИН СО РАН (базовый проект IX.129.L2., № гос. рег. АААА-А16-116122110027-2).
8. Литература / References
Buyantuev M.D., Khubanov V.B., Vrublevskaya Т.Т., 2017. U-Pb LA-ICP-MS dating of zircons from subvolcanics of the bimodal dyke series of the Western Transbaikalia: Technique, and evidence of the Late Paleozoic extension of the crust. Geodynamics & Tectonophysics 8 (2), 369-384 (in Russian) [Буянтуев М.Д., Хубанов В.Б., Врублевская Т.Т. U-Pb LA-ICP-MS датирование цирконов из субвулканитов бимодальной дайковой серии Западного Забайкалья: методика, свидетельства позднепалеозойского растяжения земной коры // Геодинамика и текто-нофизика. 2017. Т. 8. № 2. С. 369-384]. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-2-0246.
Dovzhikova E.G., Remizov D.N., Piis V.L., 2000. Geodynamic position of igneous rocks of the Pechora plate basement according to new data. In: Materials of the II All-Russia Petrographic Meeting. V. IV. Syktyvkar, p. 49-52 (in Russian) [Довжикова Е.Г., Ремизов Д.Н., Пиис В.Л. Геодинамическая позиция магматических пород фундамента Печорской плиты в свете новых данных // Материалы II Всероссийского петрографического совещания. Т. IV. Сыктывкар, 2000. С. 49-52].
Jackson S.E., Pearson N.J., Griffin W.L., Belousova E.A., 2004. The application of laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry to in situ U-Pb zircon geochronology. Chemical Geology 211 (1-2), 47-69. https://doi.org/ 10.1016/j.chemgeo.2004.06.017.
Kholodnov V.V., Shardakova G.Yu., Fershtater G.B., Shagalov E.S., 2018. The Riphean magmatism preceding the opening of Uralian paleoocean: geochemistry, isotopes, age, and geodynamic implications. Geodynamics & Tectonophysics 9 (2), 365-389. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-2-0351.
Khubanov V.B., Buyantuev M.D., Tsygankov A.A., 2016. U-Pb dating of zircons from PZ3-MZ igneous complexes of Transbaikalia by sector-field mass spectrometry with laser sampling: technique and comparison with SHRIMP. Russian Geology and Geophysics 57 (1), 190-205. https://doi.org/10.1016Zj.rgg.2016.01.013.
Korovko A.V., Borodina N.S., Vishnyakova M.D., Desyatnichenko L.I., Shardakova G.Yu., 2017. Geological, petrographic and geochemical features of granites of the Krutorechensky complex (Prisalatim zone, Northern Urals). In: Year-book-2016. Proceedings of the Institute of Geology and Geochemistry UB RAS. Vol. 164. IGG UB RAS, Yekaterinburg, p. 120-124 (in Russian) [Коровко А.В., Бородина Н.С., Вишнякова М.Д., Десятниченко Л.И., Шардакова Г.Ю. Геолого-петрографические и геохимические особенности гранитов крутореченского комплекса (Присалатимская зона, Северный Урал) // Ежегодник-2016. Труды Института геологии и геохимии УрО РАН. Вып 164. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2017. С. 120-124].
Kuznetsov N.B., Belousova E.A., Alekseev A.S., Romanyuk T.V., 2014. New data on detrital zircons from the sandstones of the lower Cambrian Brusov Formation (White Sea region, East-European craton): Unravelling the timing of the onset of the Arctida-Baltica collision. International Geology Review 56 (16), 1945-1963. https://doi.org/10.1080/ 00206814.2014.977968.
Kuznetsov N.B., Soboleva A.A., Udoratina O.V., Gertseva M.V., Andreichev V.L., Dorokhov N.S., 2006. Pre-Uralian tectonic evolution of the north-east and east frame of the East European craton. Рart 1. Pre-Uralides, Timanides and Pre-Ordovician granitoid volcano-plutonic associations of the North Urals and Timan-Pechora region. Litosfera (Lithosphere) (4), 3-22 (in Russian) [Кузнецов Н.Б., Соболева А.А., Удоратина О.В., Герцева М.В., Андреичев В.Л., Дорохов Н.С. Доуральская тектоническая эволюция северо-восточного и восточного обрамления ВосточноЕвропейской платформы. Часть 1. Протоуралиды, тиманиды и доордовикские гранитоидные вулкано-плутонические ассоциации севера Урала и Тимано-Печорского региона // Литосфера. 2006. № 4. С. 3-22].
Kuznetsov N.B., Soboleva A.A., Udoratina O.V., Gertseva M.V., Andreichev V.L., Dorokhov N.S., 2007a. Pre-Uralian tectonic evolution of the north-east and east frame of the East European craton. Рart 1. Neo-Proterozoic-Cambrian Baltica-Arctida Collision. Litosfera (Lithosphere) (1), 32-45 (in Russian) [Кузнецов Н.Б., Соболева А.А., Удоратина О.В., Герцева М.В., Андреичев В.Л., Дорохов Н.С. Доуральская тектоническая эволюция северо-восточного и восточного обрамления Восточно-Европейской платформы. Часть 2. Позднедокембрийско-кембрийская коллизия Балтики и Арктиды // Литосфера. 2007. № 1. С. 32-45].
Kuznetsov N.B., Soboleva A.A., Udoratina O.V., Hertseva M.V., Andreichev V.L., 2007b. Pre-Ordovician tectonic evolution and volcano-plutonic associations of the Timanides and northern Pre-Uralides, northeast part of the East European craton. Gondwana Research 12 (3), 305-323. https://doi.org/10.1016/j.gr.2006.10.021.
Maslov A.V., Petrov G.A., Ronkin Y.L., 2018. Early stages of the evolution of uralides as evidenced from the U-Pb Syste-matics of detrital zircons from rift complexes. Stratigraphy and Geological Correlation 26 (2), 121-138. https:// doi.org/10.1134/S0869593818020065.
Pearce J.A., Harris N.B., Tindle A.G., 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology 25 (4), 956-983. https://doi.org/10.1093/petrology/25A956.
Pearce J.A., Norry M.J., 1979. Petrogenetic implications of Ti, Zr, Y, and Nb variations in volcanic rocks. Contributions to Mineralogy and Petrology 69 (1), 33-47. https://doi.org/10.1007/BF00375192.
Petrov G.A., Ronkin Y.L., Gerdes A., Maslov A.V., 2015. First results of U-Pb dating of detrital zircons from metasand-stones of the Isherim anticlinorium (North Urals). Doklady Earth Sciences 464 (2), 1010-1014. https://doi.org/ 10.1134/S1028334X15100165.
Petrov G.A., Ronkin Y.L., Tristan N.I., Gerdes A., Maslov A.V., 2014. New data on composition and age of granites from the Isherim anticlinorium and boundary of the Timanides in the North Urals. Doklady Earth Sciences 459 (2), 1514-1518. https://doi.org/10.1134/S1028334X14120290.
Puchkov V.N, 2010. Geology of the Urals and Cisurals (Topical Issues of Stratigraphy, Tectonics, Geodynamics and Metallogeny). Dauria Publishing House, Ufa, 280 p. (in Russian) [Пучков В.Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: Даурия, 2010. 280 с.].
Puchkov V.N., 2018. The plume-dependent granite-rhyolite magmatism. Litosfera (Lithosphere) 18 (5), 692-705 (in Russian) [Пучков В.Н. Плюм-зависимый гранит-риолитовый магматизм // Литосфера. 2018. Т. 18. № 5. С. 692-705]. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-5-692-705.
Puchkov V., Ernst R.E., Hamilton M.A., Soderlund U, Sergeeva N., 2016. A Devonian >2000-km-long dolerite dyke swarm-belt and associated basalts along the Urals-Novozemelian fold-belt: part of an East-European (Baltica) LIP tracing the Tuzo Superswell. GFF 138 (1), 6-16. https://doi.org/10.1080/11035897.2015.1118406.
Puchkov V.N., Rosen O.M., Zhuravlev D.Z., Bibikova E.V., 2006. Contamination of Silurian volcanic rocks in the Tagil synform by Precambrian zircon. Doklady Earth Sciences 411 (2), 1381-1384. https://doi.org/10.1134/S1028334 X06090108.
Rudnick R.L., Gao S., 2003. Composition of the continental crust. In: R.L. Rudnick (Ed.), Treatise on geochemistry. Vol. 3. Elsevier, Amsterdam, р. 1-64. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/03016-4.
Samygin S.G., Belova A.A., RyazantsevA.V., Fedotova A.A., 2010. Fragments of the Vendian convergent borderland in the South Urals. Doklady Earth Sciences 432 (2), 726-731. https://doi.org/10.1134/S1028334X10060036.
Shand S.J., 1943. The Eruptive Rocks. John Wiley, New York, 444 p.
Shardakova G.Y., 2016. Geochemistry and isotopic ages of granitoids of the Bashkirian Mega-Anticlinorium: Evidence for several pulses of tectono-magmatic activity at the junction zone between the Uralian orogen and East European platform. Geochemistry International 54 (7), 594-608. https://doi.org/10.1134/S0016702916070089.
Slama J., Kosler J., Condon D.J., Crowley J.L., Gerdes A., Hanchar J.M., Horstwood M.S.A., Morris G.A., Nasdala L., Norberg N., Schaltegger U., Schoene B., Tubrett M.N., Whitehouse M.J, 2008. Plesovice zircon - A new natural reference material for U-Pb and Hf isotopic microanalysis. Chemical Geology 249 (1-2), 1-35. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo. 2007.11.005.
SobolevI.D., Soboleva A.A., Udoratina O.V., Kaneva T.A., Kulikova K.V., VikentievI.V., Khubanov V.B., BuyantuevM.D., Hou-rigan J.K., 2017. First results of U-Pb (LA-ICP-MS) dating of detrital zircons from Paleozoic island arc clastic rocks of Polar Urals. Bulletin of Moscow Society of Naturalists, Geological section 92 (4), 3-26 (in Russian) [Соболев И.Д., Соболева А.А., Удоратина О.В., Канева Т.А., Куликова К.В., Викентьев И.В., Хубанов В.Б., Буянтуев М.Д., Хоури-ган Дж.К. Первые результаты U-Pb (LA-ICP-MS) датирования детритовых цирконов из палеозойских ост-роводужных обломочных пород Полярного Урала // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел геологический. 2017. Т. 92. Вып. 4. C. 3-26].
Soboleva A.A., KarchevskiiA.F., Efanova L.I., Kuznetsov N.B., Grove M., Sobolev I.D., Maurin M.V., 2012. Evidence for Late Riphean granite formation in the Polar Urals. Doklady Earth Sciences 442 (2), 181-187. https://doi.org/10.1134/ S1028334X12020080.
State Geological Map, 2006. Scale 1:200000. Sheet P-40-XXXVI. VSEGEI, Saint Petersburg (in Russian) [Государственная геологическая карта. Масштаб 1:200000. Лист Р-40-XXXVI. СПб.: ВСЕГЕИ, 2006].
Sun S.S., 1982. Chemical composition and origin of the Earth's primitive mantle. Geochimica et Cosmochimica Acta 46 (2), 179-192. https://doi.org/10.1016/0016-7037(82)90245-9.
Sun S.-S., McDonough W.F., 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: A.D. Saunders, M.J. Norry (Eds.), Magmatism in the ocean basins. Geological Society, London, Special Publications, vol. 42, p. 313-345. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19.
Udoratina O.V., SobolevaA.A., KuzenkovN.A., RodionovN.V., PresnyakovS.L., 2006. Age of granitoids in the Man'khambo and Il'yaiz plutons, the northern Urals: U-Pb data. Doklady Earth Sciences 407 (1), 284-289. https://doi.org/ 10.1134/S1028334X06020309.
Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W., 1987. A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petro-genesis. Contributions to Mineralogy and Petrology 95 (4), 407-419. https://doi.org/10.1007/BF00402202.
Wiedenbeck M., Alle P., Corfu F., Griffin W.L., Meier M., Oberli F., van Quadt A., Roddick J.C., Spiegel W, 1995. Three natural zircon standards for U-Th-Pb, Lu-Hf, trace element and REE analyses. Geostandards Newsletter 19 (1), 1-23. https://doi.org/10.1111/j.1751-908X.1995.tb00147.x.
ZhdanovA.V., 2009. Legend of the Ural Series of Sheets of State Geological Map-1000/3 (Updated Version). VSEGEI, Saint Petersburg, 380 p. (in Russian) [Жданов А.В. Легенда Уральской серии листов Госгеолкарты-1000/3 (актуализированная версия). СПб.: ВСЕГЕИ, 2009. 380 с.].
A.V. Korovko et al.: Vendian - Early Cambrian granites of the Krutorechensky complex (Northern Urals, Russia). СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ | INFORMATION ABOUT AUTHORS
Анатолий Васильевич Коровко
канд. геол.-мин. наук, с.н.с.
Институт геологии и геохимии
им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН
620016, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15, Россия
e-mail: Korovko@igg.uran.ru © https://orcid.org/0000-0002-8020-0904
Anatoly V. Korovko
Candidate of Geology and Mineralogy, Senior Researcher
A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS 15 Akademik Vonsovsky street, Yekaterinburg 620016, Russia
Галина Юрьевна Шардакова
канд. геол.-мин. наук, в.н.с.
Институт геологии и геохимии
им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН
620016, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15, Россия
И e-mail: shardakova@igg.uran.ru; shardakovagalina@mail.ru © https://orcid.org/0000-0002-0587-8416
Galina Yu. Shardakova
Candidate of Geology and Mineralogy, Lead Researcher
A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS 15 Akademik Vonsovsky street, Yekaterinburg 620016, Russia
Виктор Николаевич Пучков
докт. геол.-мин. наук, член-корреспондент РАН, г.н.с.
Институт геологии и геохимии
им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН
620016, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15, Россия
e-mail: puchkv@ufaras.ru © https://orcid.org/0000-0002-8644-0132
Victor N. Puchkov
Doctor of Geology and Mineralogy, Corresponding Member of RAS, Chief Researcher
A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of RAS 15 Akademik Vonsovsky street, Yekaterinburg 620016, Russia
Валентин Борисович Хубанов
канд. геол.-мин. наук, с.н.с.
Геологический институт СО РАН 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а, Россия
Бурятский государственный университет им. Д. Банзарова 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, Россия
e-mail: khubanov@mail.ru © https://orcid.org/0000-0001-5237-6614
Valentin B. Khubanov
Candidate of Geology and Mineralogy, Senior Researcher
Geological Institute, Siberian Branch of RAS 6a Sakhyanova street, Ulan-Ude 670047, Russia
D. Banzarov Buryat State University 24a Smolin street, Ulan-Ude 670000, Russia
