Соотношение мантийного и разновозрастного корового вещества в составе гранитоидов Забайкалья А-типа: петрологические и геодинамические следствия

Позднепалеозойские и раннемезозойские щелочные гранитоиды А-типа (сухие, щелочные, умеренно-глиноземистые, железистые) широко распространены в структурах Центрально-Азиатского складчатого пояса. В Северной Монголии и Забайкалье известны сотни массивов, формировавшихся с конца пермского периода до средней юры включительно. Эти массивы сложены щелочными гранитами, щелочными и щелочно-полевошпатовыми сиенитами и расположены в пределах блоков коры (террейнов) разного возраста и происхождения. Новые геохимические данные, полученные по Кручининскому, Шербахтинскому, Шабартайскому и Хамнейскому массивам, в совокупности с опубликованными ранее (Брянский, Харитоновский плутоны), показывают, что при общем петрогеохимическом сходстве основных разновидностей пород, слагающих эти плутоны, их изотопный состав (Nd) существенно различается. Проведенные исследования дают основание полагать, что изотопный состав гранитоидов Забайкалья А-типа обусловлен, с одной стороны, проницаемостью коры для мантийных магм, а с другой – вещественной гетерогенностью собственно коровых источников магм, варьирующихся от раннедокембрийских кристаллических блоков до «молодых» террейнов островодужного типа.

1. Barbarin B., 1999. A review of the relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments. Lithos 46 (3), 605–626. https://doi.org/10.1016/S0024-4937(98)00085-1.

2. Bulgatov A.N., Gordienko I.V., 1999. Terrains of the Baikal mountain range and the location of gold deposits. Geology of Ore Deposits 41 (3), 204–213.

3. Chen G.N., Grapes R., 2007. Granite Genesis: In Situ Melting and Crustal Evolution. Springer, Dordrecht, 278 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-5891-2.

4. Collins W.J., Beams S.D., White A.J.R., Chappell B.W., 1982. Nature and origin of A-type granites with particular reference to southeastern Australia. Contributions to Mineralogy and Petrology 80 (2), 189–200. https://doi.org/10.1007/BF00374895.

5. Creaser R.A., Price R.C., Wormald R.J., 1991. A-type granites revisited: assessment of a residual-source model. Geology 19 (2), 163–166. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1991)019<0163:ATGRAO>2.3.CO;2.

6. Eby G.N., 1990. The A-type granitoids: a review of their occurrence and chemical characteristics and speculations on their petrogenesis. Lithos 26 (1–2), 115–134. https://doi.org/10.1016/0024-4937(90)90043-Z.

7. Eby G.N., 1992. Chemical subdivision of the A-type granitoids: petrogenetic and tectonic implications. Geology 20 (7), 641–644. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1992)020<0641:CSOTAT>2.3.CO;2.

8. Frost B.R., Barnes C.G., Collins W.J., Arculus R.J., Ellis D.J., Frost C.D., 2001. A geochemical classification for granitic rocks. Journal of Petrology 42 (11), 2033–2048. https://doi.org/10.1093/petrology/42.11.2033.

9. Frost C.D., Frost B.R., 2011. On ferroan (A-type) granitoids: their compositional variability and modes of origin. Journal of Petrology 52 (1), 39–53. https://doi.org/10.1093/petrology/egq070.

10. Gordienko I.V., Kuzmin M.I., 1999. Geodynamics and metallogeny of the Mongolo-Transbaikalian region. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 40 (11), 1545–1562.

11. Grebennikov A.V., 2014. A-type granites and related rocks: Petrogenesis and classification. Russian Geology and Geophysics 55 (9), 1074–1086. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2014.08.003.

12. Jahn B.M., Litvinovsky B.A., Zanvilevich A.N., Reichow M., 2009. Peralkaline granitoid magmatism in the Mongolian–Transbaikalian Belt: evolution, petrogenesis and tectonic significance. Lithos 113 (3–4), 521–539. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2009.06.015.

13. Хромова Е.А. Вещественный состав и изотопный возраст верхнепалеозойских гранитоидов Джидинской зоны палеозоид (на примере Шабартайского массива) // Гранитоиды и эволюция Земли: геодинамическая позиция, петрогенезис и рудоносность гранитоидных батолитов: Материалы I международной геологической конференции. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2008. С. 399–400.

14. 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/10.1016/j.rgg.2016.01.013.

15. Khubanov V.B., Vrublevskaya T.T., Tsyrenov B.T., Tsygankov A.A., 2015. Formation of the trachybasalt–trachyte bimodal series of the Malo-Khamardaban volcanotectonic complex, southwestern Transbaikalia: Role of fractional crystallization and magma mixing. Petrology 23 (5), 451–479. https://doi.org/10.1134/S0869591115040037.

16. Kruk N.N., Rudnev S.N., Vladimirov A.G., Shokalsky S.P., Kovach V.P., Serov P.A., Volkova N.I., 2011. Early–Middle Paleozoic granitoids in Gorny Altai, Russia: Implications for continental crust history and magma sources. Journal of Asian Earth Sciences 42 (5), 928–948. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2010.12.008.

17. Leake B.E., Woolley A.R., Arps C.E.S., Birch W.D., Gilbert M.C., Grice J.D., Hawthorne F.C., Kato A., Kisch H.J., Krivovichev V.G., Linthout K., Laird J., Mandarino J.A., Maresch W.V., Nickel E.H., Rock N.M.S., Schumacher J.C., Smith D.C., Stephenson N.C.N., Ungaretti L., Whittaker E.J.W., Youzhi G., 1997. Nomenclature of amphiboles; report of the subcommittee on amphiboles of the International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names. The Canadian Mineralogist 35 (1), 219–246.

18. Liégeois J.P., Black R., 1987. Alkaline magmatism subsequent to collision in the Pan-African belt of the Adrar des Iforas (Mali). In: J.G. Fitton, B.G.J. Upton (Eds.), Alkaline igneous rocks. Geological Society, London, Special Publications, vol. 30, p. 381–401. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1987.030.01.18.

19. Litvinovsky B.A., Jahn B.M., Zanvilevich A.N., Saunders A., Poulain S., Kuzmin D.V., Reichow M.K., Titov A.V., 2002. Petrogenesis of syenite–granite suites from the Bryansky Complex (Transbaikalia, Russia): implications for the origin of A-type granitoid magmas. Chemical Geology 189 (1–2), 105–133. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(02)00142-0.

20. Litvinovsky B.A., Tsygankov A.A., Jahn B.M., Katzir Y., Be'eri-Shlevin Y., 2011. Origin and evolution of overlapping calc-alkaline and alkaline magmas: The Late Palaeozoic post-collisional igneous province of Transbaikalia (Russia). Lithos 125 (3–4), 845–874. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2011.04.007.

21. Loiselle M.C., Wones D.R., 1979. Characteristics and origin of anorogenic granites. In: Abstracts of papers to be presented at the annual meetings of the Geological Society of America and Associated Societies, Vol. 11, No. 7. San Diego, California, p. 468.

22. Metelkin D.V., Gordienko I.V., Zhao X.X., 2004. Paleomagnetism of Early Cretaceous volcanic rocks from Transbaikalia: argument for Mesozoic strike-slip motions in Central Asian structure. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 45 (12), 1349–1363.

23. Metelkin D.V., Vernikovsky V.A., Kazansky A.Y., 2012. Tectonic evolution of the Siberian paleocontinent from the Neoproterozoic to the Late Mesozoic: paleomagnetic record and reconstructions. Russian Geology and Geophysics 53 (7), 675–688. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2012.05.006.

24. Patiño Douce A.E., 1997. Generation of metaluminous A-type granites by low-pressure melting of calc-alkaline granitoids. Geology 25 (8), 743–746. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1997)025<0743:GOMATG>2.3.CO;2.

25. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2009. 200 с.

26. Reichow M.K., Litvinovsky B.A., Parrish R.R., Saunders A.D., 2010. Multi-stage emplacement of alkaline and peralkaline syenite–granite suites in the Mongolian–Transbaikalian belt, Russia: Evidence from U-Pb geochronology and whole rock geochemistry. Chemical Geology 273 (1–2), 120–135. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2010.02.017.

27. Резницкий Л.З., Бараш И.Г., Ковач В.П., Беличенко В.Г., Сальникова Е.Б., Котов А.Б. Палеозойский интрузивный магматизм Джидинского террейна – новые геохронологические и Nd изотопные данные // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Вып. 3. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2005. Т. 2. С. 77–80.

28. Rudnick R.L., Gao S., 2003. Composition of the continental crust. In: H.D. Holland, K.K. Turekian (Eds.), Treatise on geochemistry, Vol. 3. Elsevier, Oxford, p. 1–64. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/03016-4.

29. Ruzhentsev S.V., Minina O.R., Nekrasov G.E., Aristov V.A., Golionko B.G., Doronina N.A., Lykhin D.A., 2012. The Baikal-Vitim fold system: structure and geodynamic evolution. Geotectonics 46 (2), 87–110. https://doi.org/10.1134/S0016852112020033.

30. 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.

31. Sylvester P.J., 1989. Post-collisional alkaline granites. The Journal of Geology 97 (3), 261–280. https://doi.org/10.1086/629302.

32. Tsygankov A.A., 2014. Late Paleozoic granitoids in Western Transbaikalia: sequence of formation, sources of magmas, and geodynamics. Russian Geology and Geophysics 55 (2), 153–176. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2014.01.004.

33. Tsygankov A.A., Burmakina G.N., Khubanov V.B., Buyantuev M.D., 2017. Geodynamics of Late Paleozoic batholith-forming processes in Western Transbaikalia. Petrology 25 (4), 396–418. https://doi.org/10.1134/S0869591117030043.

34. Цыганков А.А., Дугданова Е.Е., Бурмакина Г.Н., Удоратина О.В., Хубанов В.Б. Щелочно-гранитоидный магматизм Западного Забайкалья: геохронология, состав пород, геодинамика // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Вып. 13. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2015. С. 249–251.

35. Tsygankov A.A., Khubanov V.B., Travin A.V., Lepekhina E.N., Burmakina G.N., Antsiferova T.N., Udoratina O.V., 2016. Late Paleozoic gabbroids of Western Transbaikalia: U-Pb and Ar-Ar isotopic ages, composition, and petrogenesis. Russian Geology and Geophysics 57 (5), 790–808. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2015.09.019.

36. Tsygankov A.A., Litvinovsky B.A., Jhan B.M., Reichow M.K., Liu D.Y., Larionov A.N., Presnykov S.L., Lepekhina Ye.N., Sergeev S.A., 2010. Sequence of magmatic events in the Late Paleozoic of Transbaikalia, Russia (U-Pb isotope data). Russian Geology and Geophysics 51 (9), 972–994. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2010.08.007.

37. Tsygankov A.A., Matukov D.I., Berezhnaya N.G., Larionov A.N., Posokhov V.F., Tsyrenov B.Ts., Khromov A.A., Sergeev S.A., 2007. Late Paleozoic granitoids of Western Transbaikalia: magma sources and stages of formation. Russian Geology and Geophysics 48 (1), 120–140. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2006.12.011.

38. Turner S.P., Foden J.D., Morrison R.S., 1992. Derivation of some A-type magmas by fractionation of basaltic magma: an exemple from the Pathway ridge, South Australia. Lithos 28 (2), 151–179 https://doi.org/10.1016/0024-4937(92)90029-X.

39. Vorontsov A.A., Yarmolyuk V.V., 2007. The evolution of volcanism in the Tugnui-Khilok sector of the Western Transbaikalia rift area in the Late Mesozoic and Cenozoic. Journal of Volcanology and Seismology 1 (4), 213–236. https://doi.org/10.1134/S074204630704001X.

40. Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W., 1987. A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis. Contributions to Mineralogy and Petrology 95 (4), 407–419. https://doi.org/10.1007/BF00402202.

41. White A.J.R., 1979. Sources of granite magmas. In: Abstracts of papers to be presented at the annual meetings of the Geological Society of America and Associated Societies, Vol. 11, No. 7. San Diego, California, p. 539.

42. Wu F.Y., Sun D.Y., Li H.M., Jahn B.M., Wilde S.A., 2002. A-type granites in Northeaster China: age and geochemical constraints on their petrogenesis. Chemical Geology 187 (1–2), 143–173 https://doi.org/10.1016/S0009-2541(02)00018-9.

43. Yarmolyuk V.V., Budnikov S.V., Kovalenko V.I., Antipin V.S., Goreglyad A.V., Sal’nikova E.B., Kotov A.B., Kozakov I.A., Kovach V.P., Yakovleva Z.S., Berezhnaya N.G., 1997. Geochronology and geodynamic setting of the Angara-Vitim batholith. Petrology 5 (5), 401–414.

44. Yarmolyuk V.V., Ivanov V.G., Kovalenko V.I., 1998. Sources of intraplate magmatism of Western Transbaikalia in the Late Mesozoic – Cenozoic: trace-element and isotope data. Petrology 6 (2), 101–123.

45. Yarmolyuk V.V., Kuzmin M.I., Ernst R.E., 2014. Intraplate geodynamics and magmatism in the evolution of Central Asian orogenic belt. Journal of Asian Earth Sciences 93, 158–179. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2014.07.004.

46. Yarmolyuk V.V., Kuzmin M.I., Kozlovsky A.M., 2013. Late Paleozoic – Early Mesozoic within-plate magmatism in North Asia: traps, rifts, giant batholiths, and the geodynamics of their origin. Petrology 21 (2), 101–126. https://doi.org/10.1134/S0869591113010062.

47. Zanvilevich A.N., Litvinovsky B.A., Wickham S.M., Bea F., 1995. Genesis of alkaline and peralkaline syenite-granite series: the Kharitonovo pluton (Transbaikalia, Russia). The Journal of Geology 103 (2), 127–145. https://doi.org/10.1086/629732.

48. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. М.: Недра, 1990. Т. 1. 326 с.