Geochemistry and geochronology of quartz monzogabbro – monzodiorite – granodiorites of the Potudan pluton (Volga-Don orogen)
DOI:
https://doi.org/10.21638/spbu07.2022.105Abstract
This article presents new and summaries of previously published geochemical and geochronological data on rocks of the Potudan pluton and host granitoids of the Kholhol-Repyevka batholith in the central part of the Don Terrane (DT) of Volga-Don orogen. The host granitoids of the Khokhol-Repyevka batholith are assigned to the Pavlovsk granitoid complex, which is widespread in the southern part of the DT. The studied Potudan pluton rocks are differentiated from quartz monzogabbro to granodiorites. They are ferroan, meta-aluminous, and the K2O content displays their relationship to the shoshonite series. For the intrusive complexes of the Don terrane, it is assumed that an enriched heterogeneous source with high contents of alkalis, LILE (large-scale lithophile elements) and LREE (light rare earth elements) is involved, the mantle component is confirmed by increased of MgO, Cr, Ni, Ti, as well as high Sr/Y ratios, (La/Yb)n, (Dy/Yb)n, indicating the deep origin of magmas. The source heterogeneity could have been provided by subduction events about 2.1 Ga. The U-Pb zircon age of crystallization of the Potudan pluton rocks (using the SHRIMP II instrument) is 2061 ± 5.4 Ma and corresponds to the postcollision event in the junction zone of the Sarmatian and Volga-Ural segments of the East European Craton. Association of Potudan rocks with Pavlovsk granitoids in time and space and also morphological features of zircon from various types of rock suites prove the effect of hybridization process during crystallization of the composite batholith. The new data make it possible to expand our understanding of the evolution of crust of the Don Terrane and geodynamic regims of its formation.
Keywords:
Volga-Don orogen, paleoproterozoic, shoshonitic magmatism, enriched source, post-collision tectonic setting
Downloads
References
Базиков, Н. С., Савко К. А. (2013). Фазовые равновесия редкоземльны минералов в метаосадочных породах Воронцовской серии Воронежского кристаллического массива и возраст метаморфизма. Труды НИИ Геологии ВГУ. Воронеж, 69.
Бибикова, Е. В., Богданова, С. В., Постников, А. В., Попова, Л. П., Кирнозова, Т. И., Фугзан, М. М., Глущенко, В. В. (2009). Зона сочленения Сарматии и Волго-Уралии: изотопно-геохронологическая характеристика супракрустальных пород и гранитоидов. Стратиграфия. Геол. корреляция, 17(6), 3–16.
Государственная геологическая карта Российской Федерации (2011). Масштаб 1: 1000000 (третье поколение). Серия Центрально-Европейская. Лист М-37. Воронеж, М-37. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ.
Епифанов, Б. П. (1959). Вопросы стратиграфии докембрия Курско-Воронежской антеклизы. Материалы по геологии и полезным ископаемым центральных районов Европейской части СССР. Вып. 2: Курская магнитная аномалия. Калуга: Калужское книжное изд-во, 28–52.
Минц, М. В., Глазнев, В. Н., Муравина, О. М. (2017). Глубинное строение коры юго-востока Воронежского кристаллического массива по геофизическим данным: геодинамическая эволюция в палеопротерозое и современное состояние коры. Вестник ВГУ. Серия. Геология, 4, 5–23.
Одокий, А. А. (1962). Некоторые данные по докембрию юго-восточной части Воронежской области. Тезисы межобластного геологического совещания по геологии и минеральным ресурсам ЦЧО. Воронеж.
Петракова, М. Е., Терентьев, Р. А. (2018). Петрографические и минералогические признаки взаимодействия гранитоидных и габброидных магм плутона Потудань, Воронежский кристаллический массив. Вестник ВГУ. Серия. Геология, 1, 32–45. https://doi.org/10.17308/geology.2018.1/1422
Савко К. А., Скрябин В. Ю. (1999). Петрология форстерит-клиногумитовых мраморов Воронежского кристаллического массива. Геология и геофизика, 40 (4), 592–605.
Савко, К. А., Самсонов, А. В., Ларионов, А. Н., Ларионова, Ю. О., Базиков, Н. С. (2014). Палеопротерозойские граниты А- и S-типа востока Воронежского кристаллического массива: геохронология, петрогенезис и тектоническая обстановка формированния. Петрология, 22 (3), 235–264.
Савко К. А., Самсонов А. В., Холин В. М., Базиков Н. С. (2017) Мегаблок Сарматия как осколок суперкратона Ваалбара: корреляция геологических событий на границе архея и палеопротерозоя. Стратиграфия. Геол. корреляция, 25 (2), 3–26.
Терентьев, Р. А. (2005). Раннепротерозойский палеобассейн Лосевской шовной зоны (Воронежский кристаллический массив). Вестник ВГУ. Серия. Геология, 1, 81–94.
Терентьев, Р. А. (2014). Габбродиорит-тоналит-трондьемитовая и монцодиорит-кварцдиоритовая ассоциации макарьевских интрузивов (Воронежский кристаллический массив). Вестник ВГУ. Серия. Геология, 1, 62–72.
Терентьев, Р. А. (2018). Геология Донской серии докембрия Воронежского кристаллического массива. Вестник ВГУ. Серия. Геология, 2, 5–19. https://doi.org/10.17308/geology.2018.2/1494
Терентьев, Р. А., Савко, К. А. (2016). Высокомагнезиальные низкотитанистые габбро-гранитные серии в палеопротерозое восточной Сарматии: геохимия и условия формирования. Геология и геофизика, 57(6), 1155–1183.
Терентьев, Р. А., Савко, К. А. (2017). Минеральная термобарометрия и геохимия палеопротерозойских магнезиально-калиевых гранитоидов Павловского плутона, Восточно-Европейский кратон. Вестник ВГУ. Серия. Геология, 3, 34–45.
Чернышов, Н. М., Лосицкий, В. В., Молотков, С. П. (1998). Структурно-тектоническое районирование ВКМ (по геологическим и геофизическим данным). Современные проблемы геологии: мат-лы юбилейной научной сессии геолог. ф-та ВГУ. Воронеж, 5−7.
Щипанский, А. А., Самсонов, А. В., Петрова, А. Ю., Ларионова, Ю. О. (2007). Геодинамика восточной окраины Сарматии в палеопротерозое. Геотектоника, 1, 43–70.
Bogdanova, S. V., In Gee, D. G. and Beckholmen, M. (1993). Segments of the East European Craton. EUROPROBE in Jablonna 1991: Polish Academy of Science Publications of the Institute of Geophysics A-20, 33–38.
Ewart, A. (1982). The mineralogy and petrology of Tertiary-Recent orogenic volcanic rocks: with special reference to the andesitic-basaltic compositional range, in Thorp, R. S. (ed.), Andesites: Orogenic Andesites and Related Rocks. John Wiley and Sons, New York, 25–95.
Foland, K. A., Landoll, J. D. and Henderson, C. M. B. (1993). Formation of cogenetic quartz and nepheline syenites. Geochim. Cosmohim. Acta, 57, 697–704.
Fowler, M. B. (1988). Elemental evidence for crustal contamination of mantle-derived Caledonian syenite by metasediment anatexis and magma mixing. Chem. Geol., 69, 1–16.
Gorbatschev R. and Bogdanova S. (1993). Frontiers in the Baltic Shield. Precambrian Research, 64, 3–21.
Irvine, T. N. and Baragar, W. R. A. (1971). A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canadian Journal of Earth Sciences, 8, 523–548.
Kuno, H. (1966). Lateral variation of basaltic magma types across continental margins and island arcs. Bulletin of Volcanology, 29, 195–222.
Larionov, A. N., Andreichev, V. A. and Gee, D. G. (2004). The Vendian alkaline igneous suite Northern Timan: zircon ages of gabbros and syenites, in Gee, D. G., Pease, V. (eds.), The Neoproterozoic Timanide Orogen of Eastern Baltica. Geological Society, London, Memoirs, 30, 69–74.
Liégeois, J.P., Navez, J., Hertogen, J. and Black R. (1998) Contrasting origin of post-collisional high-K calc-alkaline and shoshonitic versus alkaline and peralkaline granitoids. The use of sliding normalization. Lithos, 45, 1–28.
Ludwig, K. R. (2008). Isoplot/Ex ver. 3.6. Berkeley Geochronology Center. Special Publications 4. Berkeley.
Middlemost, E. A. K. (1994). Naming materials in the magma/igneous rock system. Earth Science Reviews, 37, 215224.
Pearce, J. A. Harris, N. B. W. and Tindle, A. G. (1984). Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. J. Petrol., 25, 956–983.
Pearce, J. A. (1983). Role of the Sub-Continental Lithosphere in Magma Genesis at Active Continental Margins. Shiva Publications, Nantwich, Cheshire, 230–249.
Pfänder, J. A., Munker, C., Stracke, A. and Mezger, K. (2007). Nb/Ta and Zr/Hf in ocean islandbasalts—implications for crust-mantle differentiation and the fate of Niobium.Earth. Planet. Sci. Lett., 254, 158–172.
Rickwood, P. C. (1989). Boundary lines within petrologic diagrams, which use oxides of major and minor elements. Lithos, 22, 247–263.
Rudnick, R. L. and Gao, S. (2003). Composition of the continental crust, in Rudnick, R. L. (ed.), The Crust. Elsevier-Pergamon, Oxford, 1–64.
Sun, S. S. and McDonough, W. F. (1989). Chemical and Isotopic Systematic of Oceanic Basalts: Implications for Mantle Composition and Processes. Geological Society London Special Publications, 42, 313–345.
Terentiev R.A., Savko, К.А. and Santosh, М. (2017). Paleoproterozoic Evolution of the Arc-back-arc System in the East Sarmatian Orogen (East European Craton): Zircon SHRIMP Geochronology and Geochemistry of the Losevo Volcanic Suite. American Journal of Science, 317, 707–753.
Terentiev, R. A., Savko, K. A., Petrakova, M. E., Santosh. M. and Korish, E. H. (2020). Paleoproterozoic granitoids of the Don terrane, East-Sarmatian Orogen: age, magma source and tectonic implications. Precambrian Research, 346, 1–24. http://doi.org/10.1016/j.precamres.2020.105790.
Terentiev, R. A., Savko, K. A. and Santosh, M. (2018). Post-collisional two-stage magmatism in the East Sarmatian Orogen, East European Craton: evidence from the Olkhovsky ring complex. Journal of the Geological Society, 175, 86–99.
Terentiev, R. A., Savko, K. A., Santosh, M., Korish, E. H. and Sarkisyan, L. (2016a). Paleoproterozoic granitoids of the Losevo terrane, East European Craton: Age, magma source and tectonic implications. Precambrian Research, 287, 48–72.
Terentiev, R. A., Skryabin, V. Yu. and Santosh, M. (2016b). U–Pb zircon geochronology and geochemistry of Paleoproterozoic magmatic suite from East Sarmatian Orogen: tectonic implications on Columbia supercontinent. Precambrian Research, 273, 165–184.
Wang, X., Li, Z., Li, J. and Pisarevsky, S. A. (2014). Genesis of the 1.21 Ga Marnda Moorn Large igneouse province by plume-lithosphere interaction. Precamrian Research, 241, 85–103.
Downloads
Additional Files
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Articles of "Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences" are open access distributed under the terms of the License Agreement with Saint Petersburg State University, which permits to the authors unrestricted distribution and self-archiving free of charge.
