Relict of Meso-Archean paleosol developed on the komatiites from Koikary Area, Central Karelia
DOI:
https://doi.org/10.21638/11701/spbu07.2017.201Abstract
A mineralogical and geochemical study was carried out to investigate the relict of Meso-Archean paleosol developed on the komatiites from Koikary Area, Central Karelia. The obtained data showed that the paleosol had the age of 3000–2930 million years and was not derived. Hugh values of CIA (91) and Al2O3/SiO2(0.73) parameters indicate the high extent of chemical weathering. The evolution of the komatiite composition during weathering and the manner of REE distribution correspond to the paleosol formation during the oxic weathering in subaerial conditions of humid and warm climate with oxic.
Keywords:
Meso-Archean, paleosol, komatiites, Baltic Shield
Downloads
Download data is not yet available.
References
Литература
Алфимова, Н. А., Фелицын, С. Б., Матреничев, В. А., 2011. Подвижность Ce в экзогенных обстановках Балтийского щита 2.8–2.1 млрд лет назад: данные по корам выветривания и осадочным карбонатам. Литология и полезные ископаемые 5, 1–13.
Алфимова, Н. А., Матреничев, В. А., 2006. Континентальное выветривание в раннем докембрии: особенности минеральных преобразований и состав гипергенных растворов. Литология и полезные ископаемые 41, 518–529.
Арестова, Н. А., Чекулаев, В. П., Матвеева, Л. В., Кучеровский, Г. А., Лепёхина, Е. Н., Сергеев, С. А., 2012. Новые данные о возрасте архейских пород Водлозерского домена (Балтийский щит) и их значение для геодинамических реконструкций. Доклады академии наук 442, 67–73.
Бибикова, Е. В., Крылов, И. Н., 1983. Изотопный возраст кислых вулканитов Карелии. Доклады академии наук 268, 189–191.
Бурмин, Ю. А., 1984. Геология металлоносных кор выветривания. Недра, Москва, 237.
Володичев, О. И., Кулешевич, Л. В., Кузенко, Т. И., 2002. Эндогенные режимы метаморфизма в различных геодинамических обстановках докембрия Карелии. Рукописный научный отчет. КарНЦ РАН, Петрозаводск, 187 с.
Дир, У. А., Зусман, Дж., Хауи, Р. А., 1965. Породообразующие минералы. Том 3. Листовые силикаты. Мир, Москва, 318 с.
Кожевников, В. Н., 2000. Архейские зеленокаменные пояса Карельского кратона как аккреционные орогены. Петрозаводск, КарНЦ РАН, 223 c.
Маслов, А. В., 2005. Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Учебное пособие. Изд-во УГГУ, Екатеринбург, 289 с.
Матреничев, В. А., Алфимова, Н. А., Левченков, О. А., Саватенков, В. М., Беляцкий, Б. В., Астафьева, М. М., Макеев, А. Ф., Яковлева, С. З., 2011. Стратиграфия и изотопный возраст лопийского комплекса Лехтинской структуры, Северная Карелия. Стратиграфия. Геологическая корреляция 19, 3–25.
Негруца, Т. Ф., 1979. Палеогеография и литогенез раннего протерозоя области сочленения карелид и беломорид. Изд-во ЛГУ, Ленинград, 255 с.
Общая стратиграфическая шкала нижнего докембрия России. Объяснительная записка. 2002. (ред. Митрофанов, Ф.П., Негруца, В.З.) Изд-во КарНЦ РАН, Апатиты, 13.
Общие вопросы расчленения докембрия. Материалы III Всероссийского совещания, 2000. Апатиты, 315.
Овчинникова, Г. В., Матреничев, В. А., Левченков, О. А., Сергеев, С. А., Яковлева, С. З., Гороховский, О. А., 1994. U-Pb и Pb-Pb изотопные исследования кислых вулканитов Хаутаваарской зеленокаменной структуры, Центральная Карелия. Петрология 2, 266–281.
Пономарев, А. И., 1961. Методы химического анализа силикатных и карбонатных горных пород. Издательство АН СССР, Москва, 414 с.
Розанов, А. Ю., Астафьева, М. М., Вревский, А. Б., 2008. Микрофоссилии раннедокембрийских кор выветривания Фенноскандинавского щита. Отечеств. Геология 3, 83–90.
Розен, О. М., Аббясов, А. А., Аксаментова, Н. В., Бреданова, Н. В., Злобин, В. Л., Мигдисов, А. А., Сафронов, В. Т., Толкачикова, А. А., Трусов, А. И., Чехович, П. А., Ярошевский, А. А., 2006. Седиментация в раннем докембрии: типы осадков, метаморфизованные осадочные бассейны, эволюция терригенных отложений. Научный мир, Москва, 400 c.
Самсонов, А. В., Бибикова, Е. В., Пухтель, И. С., 1996. Изотопные и геохимические различия кислых вулканических пород зеленокаменных поясов Карелии и их геотектоническое значение. Корреляция геологических комплексов Фенноскандии. Изд. Минерал, Санкт-Петербург, 74–75.
Светов, С. А., 2005. Магматические системы зоны перехода океан – континент в архее восточной части Фенноскандинавского щита. КарНЦ РАН, Петрозаводск, 230 с.
Светов, С. А., 2015. Мезоархейские коматиит-базальтовые комплексы: литогеохимические типы и их роль в архитектуре ранней континентальной коры. в: Материалы XII Всероссийское петрографическое совещания, Петрозаводск, 26–29.
Светов, С. А., Светова, А. И., Назарова, Т. Н., 2003. Корреляционные реперные уровни в верхнеархейском Хаутавааро-Койкарском стратотипе. Геология и полезные ископаемые Карелии 6, 3–12.
Светов, С. А., Светова, А. И., Назарова, Т. Н., 2010. Ведлозерско-Сегозерский зеленокаменный пояс Центральной Карелии – новые геохронологические данные и интерпретация результатов. Геология и полезные ископаемые Карелии 13, 5–12.
Светов, С. А., Степанова, А. В., Чаженгина, С. Ю., Светова, Е. Н., Рыбникова, З. П., Михайлова, А. И., Парамонов, А. С., Утицына, В. Л., Эхова, М. В., Колодей, В. С., 2015. Прецизионный (ICP-MS, LA-ICP-MS) анализ состава горных пород и минералов: методика и оценка точности результатов на примере раннедокембрийских мафитовых комплексов. Труды КарНЦ РАН 7, 54–73. http://doi.org/10.17076/geo140
Светова, А. И., 1988. Архейский вулканизм Ведлозерско-Сегозерского зеленокаменного пояса Карелии. КарНЦ РАН, Петрозаводск, 148 с.
Светова, А. И., Рыбаков, С. И., 1987. Архейская кора выветривания в осадочно-вулканогенных комплексах Койкарской структуры (Центральная Карелия). в: Геология и петрология. Оперативно информационные материалы, КарНЦ РАН, Петрозаводск, 10–15.
Сергеев, С. А., 1989. Геология и изотопная геохронология гранит-зеленокаменных комплексов архея Центральной и Юго-Восточной Карелии. Автореф. дис. канд. г.-м. н. 24 с.
Стратиграфия докембрия Карелии. Опорные разрезы верхнеархейских отложений. 1992. (под ред. Рыбаков С.И.). КНЦ РАН, Петрозаводск, 190 с.
Braun, J.-J., Pagel, M., Muller, J.-J., Bilong, P., Michard, A., Guillet, B., 1990. Cerium anomaly in lateritic profiles. Geochim. Cosmochim. Acta 54, 781–795. https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90373-S
Braun, J.-J., Pagel, M., Herbillon, A., Rosin, C., 1993. Mobilization and redistribution of REEs and thorium in a syenitic lateritic profile: A mass balance study. Geochim. Cosmochim. Acta 57, 4419–4434. https://doi.org/10.1016/0016-7037(93)90492-F
Feng, R., Kerrich, R., 1990. Geochemistry of fine-grained clastic sediments in the Archean Abitibi Greenstone Belt, Canada: implications for provenance and tectonic setting. Geochimica et Cosmochimica Acta 54, 1061-1108. https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90439-R
Holland, H. D., Feakes, C. R., Zbinden, E. A., 1989. The Flin Flon Paleosol and the composition of the atmosphere 1.8 BYBP. American Journal of Science 289, 362–389. https://doi.org/10.2475/ajs.289.4.362
Kasanzu, C., Maboko, M. A. H., Manya, S., 2008. Geochemistry of fine grained clastic sedimentary rocks of the Neoproterozoic Ikorongo Group, NE Tanzania: implications for provenance and source rock weathering. Precambrian Research. 164, 201-213. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2008.04.007
Maynard, J. B., 1992. Chemistry of modern soils as a guide to interpreting Precambrian paleosols. J. Geol. 100, 279–289. http://www.jstor.org/stable/30078380
McDonough, W.F., Sun, S.-S., 1995. The composition of the Earth. Chemical geology 120, 223–253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
Mitchell, R. L., Sheldon, N. D., 2009. Weathering and paleosol formation in the 1.1 Ga Keweenawan Rift. Precambrian Res. 168, 271–283. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2008.09.013
Murakami, T., Utsunomiya, S., Imazu, Y., Prasad, N., 2001. Direct evidence of late Archean to early Proterozoic anoxic atmosphere from a product of 2.5 Ga old weathering. Earth and Planetary Science Letters 184, 523–528. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(00)00344-7
Nesbitt, H. W., 1992. Diagenesis and metasomatism of weathering profile, with emphasis on Precambrian paleosols, in: I. P. Martini and W. Chesworth (eds.) Weathering, Soils and Paleosols, Elsevier, New York, 127–152. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-89198-3.50011-8
Nesbitt, H. W., Young, G. M., 1982. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of litites. Nature 299, 715–717. http://dx.doi.org/10.1038/299715a0
Roddaz, M., Viers, J., Brusset, S., Baby, P., Boucayrand, C., Hérail, G., 2006. Controls on weathering and provenance in the Amazonian foreland basin: insights from major and trace element geochemistry of Neogene Amazonian sediments. Chemical Geology 226, 31-65. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2005.08.010
Shao, J., Yang, S., Li, C., 2012. Chemical indices (CIA and WIP) as proxies for integrated chemical weathering in China: inferences from analysis of fluvial sediments. Sedimentary Geology 265-266, 110-120. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2012.03.020
Sheldon, N. D., 2006. Precambrian paleosols and atmospheric CO2 levels. Precambrian Res. 147, 148–155. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2006.02.004
Svetov S. A., Svetova A. I., Huhma H., 2001. Geochemistry of the komatiite-tholeiite rock association in the Vedlozero-Segozero archean greenstone belt, Central Karelia. Geochemistry International 39, 24-38.
Taylor, S. R., McLennan, S. M., 1985. The Continental Crust: its Composition and Evolution. Blackwell, Oxford, UK. Blackwell Sci. Pub, 312.
Thurston, P. C., Kozevnikov, V. N., 2000. An archean quartz arenite-andesite associations for assemblage types and shield history. Precamb. Res. 101, 313-340. https://doi.org/10.1016/S0301-9268(99)00093-5
Utsunomiya, S., Murakami, T., Nakada, M., Kasama, T., 2003. Iron oxidation state of a 2.45-Byr-old paleosol of mafic volcanics. Geochimica et Cosmochimica Acta 67, 213–221. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(02)01083-9
Watanabe, Y., Martini, J. E. J., Ohmoto, H., 2000. Geochemical evidence for terrestrial ecosystems 2.6 billion years ago. Nature 408, 574–578. https://doi.org/10.1038/35046052
Zbinden, E. A., Holland, H. D., Feakes, C. R., 1988. The Sturgeon Falls paleosol and the Composition of the Atmosphere 1.1 Ga BP. Precambrian Res. 42, 141–163. https://doi.org/10.1016/0301-9268(88)90014-9
References
Alfimova, N. A., Felitsin, S. B., Matrenichev, V. A., 2011. Ce mobility in exogenic conditions of Baltic Shield 2.8–2.1 Ga: paleosols and sediment carbonates. Litology and mineral resources 5, 1–13.
Alfimova, N. A., Matrenichev, V. A., 2006. Continental weathering in the Early Precambrian: the features of mineral transformations and the composition of hypergenic solutions. Litology and mineral resources 41, 518–529.
Arestova, N. A., Chekulaev, V. P., Matveeva, L. V., Kucherovskiy, G. A., Lepehina, E. N., Sergeev, S. A., 2012. New data on the age of the Archean rocks of the Vodlozero domain (the Baltic Shield) and their significance for geodynamic reconstructions. Doklady Earth Sciences 442(1), 67–73. https://doi.org/10.1134/S1028334X12010023
Bibikova, E. V., Krulov, I. N., 1983. Isotope age of acid volcanics of Karelia. Doklady RAS 268, 189–191.
Braun, J.-J., Pagel, M., Muller, J.-J., Bilong, P., Michard, A., Guillet, B., 1990. Cerium anomaly in lateritic profiles. Geochim. Cosmochim. Acta 54, 781–795. https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90373-S
Braun, J.-J., Pagel, M., Herbillon, A., Rosin, C., 1993. Mobilization and redistribution of REEs and thorium in a syenitic lateritic profile: A mass balance study. Geochim. Cosmochim. Acta 57, 4419–4434. https://doi.org/10.1016/0016-7037(93)90492-F
Burmin, Y.A., 1984. Geology of metallogenic weathering crusts. Nedra, Moscow, 237.
Deer, W. A., Hawic, R. A. and Zussman, J., 1962. Rock forming minerals, Vol. 3, Mir, Moscow, 318 p.
Feng, R., Kerrich, R., 1990. Geochemistry of fine-grained clastic sediments in the Archean Abitibi Greenstone Belt, Canada: implications for provenance and tectonic setting. Geochimica et Cosmochimica Acta 54, 1061-1108. https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90439-R
General issues of the dismemberment of the Precambrian. Materials of III Russian conference, 2000, Apatity, 315 p.
General stratigraphic section of the Lower Precambrian of Russia. 2002. (eds: Mitrofanov, F.P., Negrutza, T.F., ) IG KRC RAS, Apatity, 13.
Holland, H. D., Feakes, C. R., Zbinden, E. A., 1989. The Flin Flon Paleosol and the composition of the atmosphere 1.8 BYBP. American Journal of Science 289, 362–389. https://doi.org/10.2475/ajs.289.4.362
Kasanzu, C., Maboko, M. A. H., Manya, S., 2008. Geochemistry of fine grained clastic sedimentary rocks of the Neoproterozoic Ikorongo Group, NE Tanzania: implications for provenance and source rock weathering. Precambrian Research. 164, 201-213. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2008.04.007
Kozhevnikov, V. N., В. Н., 2000. Archean greenstone belts of the Karelian craton as accretionary orogens. IG KRC RAS, Petrozavodsk, 223 p.
Maslov, A. V., 2005. Sedimentary rocks: methods for study and interpretation.UGGU ed., Ekaterinburg, 289 p.
Matrenichev, V. A., Alfimova., N. A., Levchenko, O. A., Savatenkov, V. M., Belayatsky, B. V., Astafieva, M. M., Makeev, A. F., Yakovaleva, S. Z., 2011. Stratigraphy and isotope age of the Lopii complex of the Lehtin structure, North Karelia. Stratigraphy and geological correlation 19, 3–25.
Maynard, J. B., 1992. Chemistry of modern soils as a guide to interpreting Precambrian paleosols. J. Geol. 100, 279–289. http://www.jstor.org/stable/30078380
McDonough, W.F., Sun, S.-S., 1995. The composition of the Earth. Chemical geology 120, 223–253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
Mitchell, R. L., Sheldon, N. D., 2009. Weathering and paleosol formation in the 1.1 Ga Keweenawan Rift. Precambrian Res. 168, 271–283.https://doi.org/10.1016/j.precamres.2008.09.013
Murakami, T., Utsunomiya, S., Imazu, Y., Prasad, N., 2001. Direct evidence of late Archean to early Proterozoic anoxic atmosphere from a product of 2.5 Ga old weathering. Earth and Planetary Science Letters 184, 523–528. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(00)00344-7
Negrutza, T. F., 1979. Paleogeography and lithogenesis of the Early Proterozoic region of the articulation of the Karelids and the White Sea. LGU, Leningrad, 255.
Nesbitt, H. W., 1992. Diagenesis and metasomatism of weathering profile, with emphasis on Precambrian paleosols, in: I. P. Martini and W. Chesworth (eds.) Weathering, Soils and Paleosols, Elsevier, New York, 127–152. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-89198-3.50011-8
Nesbitt, H. W., Young, G. M., 1982. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of litites. Nature 299, 715–717. http://dx.doi.org/10.1038/299715a0
Ovchinnikova, G. V., Matrenichev, V. A., Levchenko, O. A., Sergeev, S.A., Yakovaleva, S.Z., Gorohovsky, B. M., 1994. U-Pb and Pb-Pb Isotope studies of acidic volcanics of the Hautavaara greenstone structure, Central Karelia. Petrology 2, 266–281.
Ponomarev A. I., 1961. Methods of chemical analysis of silicate and carbonate rocks. AN USSR, Moscow, 414 p.
Roddaz, M., Viers, J., Brusset, S., Baby, P., Boucayrand, C., Hérail, G., 2006. Controls on weathering and provenance in the Amazonian foreland basin: insights from major and trace element geochemistry of Neogene Amazonian sediments. Chemical Geology 226, 31-65. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2005.08.010
Rozanov, A. Y., Astafiev, M. M., Vrevsky, A. B., 2008. Microfossils of the Early Precambrian weathering crusts of the Fennoscandian shield. Geology 3, 83–90.
Rozen, O. M., Abbyasov, A. A., Aksamentova, N. B., Bredanova, N. B., Zlobin, V. L., Migdisov, A. A., Safronrv, V. T., Tolkachikova, A. A., Trusov, A. I., Chehovich, P. A., Yaroshevsky, A. A., 2006. Sedimentation in the Early Precambrian: types of precipitation, metamorphosed sedimentary basins, evolution of terrigenous deposits. Nauchuy mir, Moscow, 400 p.
Samsonov A. V., Bibikova, E. V., Puchtel, I. S., 1996. Isotopic and geochemical differences of acid volcanic rocks of greenstone belts of Karelia and their geotectonic significance. Correlation of geological complexes of Fennoscandia. Mineral, Saint-Petersburg, 74–75.
Sergeev S. A., 1989. Geology and isotope geochronology of granite-greenstone complexes of the Archaean of Central and South-Eastern Karelia. Thesis, 24 с.
Shao, J., Yang, S., Li, C., 2012. Chemical indices (CIA and WIP) as proxies for integrated chemical weathering in China: inferences from analysis of fluvial sediments. Sedimentary Geology 265-266, 110-120. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2012.03.020
Sheldon, N. D., 2006. Precambrian paleosols and atmospheric CO2 levels. Precambrian Res. 147, 148–155. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2006.02.004
Svetov S. A., Svetova A. I., Huhma H., 2001. Geochemistry of the komatiite-tholeiite rock association in the Vedlozero-Segozero archean greenstone belt, Central Karelia. Geochemistry International 39, 24-38.
Stratigraphy of the Precambrian of Karelia. Reference sections of Upper Archaean deposits. 1992. (eds.: Rybakov, S.I.). KRC RAS, Petrozavodsk, 190 p.
Svetov, S. A., 2005. Magmatic Systems of Ocean-Continent Transition Zones in the Archean Part of the Fennoscandian Shield, IG KRC RAS, Petrozavodsk, 230 p.
Svetov, S. A., 2015. Mesoarchean komatiite-basalt complexes: lithogeochemical types and their role in the architecture of the early continental crust. in: Mat. XII, Petrozavodsk, 26–29.
Svetov, S. A., Stepanova A. V., Chazhengina S. Y., Svetova E. N., Rybnikova, Z. P., Mihailova, A. I., Paramonov A. S., Utitsina, V. L., Ehova M. V., Kolodey., V. S., 2015. Precise (ICP-MS, LA-ICP-MS) analysis of rock composition and minerals: a technique and an estimation of accuracy of results on an example of early Precambrian mafic complexes. Materials of IG KRC RAS 7, 54–73. https://doi.org/10.17076/geo140
Svetov, S. A., Svetova, A. I., Nazarova, T.N., 2003. Correlation reference levels in the Upper Archean Hautavaaro-Koikar stratotype. Geology and mineral deposits of Karelia 6, 3–12.
Svetov, S. A., Svetova, A. I., Nazarova, T.N., 2010. Vedlozersko-Segozero greenstone belt of Central Karelia - new geochronological data and interpretation of the results. Geology and mineral deposits of Karelia 13, 5–12.
Svetova, A. I., 1988. Archean volcanism of the Vedlozersko-Segozero greenstone belt of Karelia. IG KRC RAS, Petrozavodsk, 148 p.
Svetova, A. I., Rybakov, S. I., 1987. Archean paleosol volcanogenic sedimentary structures of Koykari area (Central Karelia). in: geology and petrology. Informational report materials, KRC RAS, Petrozavodsk, 10–15.
Taylor, S. R., McLennan, S. M., 1985. The Continental Crust: its Composition and Evolution. Blackwell, Oxford, UK. Blackwell Sci. Pub, 312.
Thurston, P. C., Kozevnikov, V. N., 2000. An archean quartz arenite-andesite associations for assemblage types and shield history. Precamb. Res. 101, 313-340. https://doi.org/10.1016/S0301-9268(99)00093-5
Utsunomiya, S., Murakami, T., Nakada, M., Kasama, T., 2003. Iron oxidation state of a 2.45-Byr-old paleosol of mafic volcanics. Geochimica et Cosmochimica Acta 67, 213–221. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(02)01083-9
Volodichev, O. I., Kuleshevih, L. V., Kuzenko, T. I., 2002. Endogenous metamorphism regimes in various geodynamic settings of the Precambrian of Karelia. IG KRC RAS, Petrozavodsk, 187 p.
Watanabe, Y., Martini, J. E. J., Ohmoto, H., 2000. Geochemical evidence for terrestrial ecosystems 2.6 billion years ago. Nature 408, 574–578. https://doi.org/10.1038/35046052
Zbinden, E. A., Holland, H. D., Feakes, C. R., 1988. The Sturgeon Falls paleosol and the Composition of the Atmosphere 1.1 Ga BP. Precambrian Res. 42, 141–163. https://doi.org/10.1016/0301-9268(88)90014-9
Downloads
Published
2017-06-01
How to Cite
Бакаева, А. В., Чаженгина, С. Ю. and Светов, С. А. (2017) “Relict of Meso-Archean paleosol developed on the komatiites from Koikary Area, Central Karelia”, Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences, 62(2), pp. 119–140. doi: 10.21638/11701/spbu07.2017.201.
Issue
Section
Articles
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.
