ВІК ЦИРКОНУ З КОРОВИХ ГРАНІТОІДІВ ВОВЧАНСЬКОГО І ГУЛЯЙПІЛЬСЬКОГО БЛОКІВ: ІСТОРІЯ ФОРМУВАННЯ ЗЕМНОЇ КОРИ ПРИАЗОВСЬКОГО РАЙОНУ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА

Автор(и)

  • Г.В. Артеменко Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України, Київ, Ukraine
  • Л.В. Шумлянський Кертінський університет, Школа наук про Землю та планети, Перт, Австралія; Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України, Київ, Україна, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2022.4.263128

Ключові слова:

корові граніти, Західне Приазов’я, Вовчанський блок, Гуляйпільський блок, Добропільський масив, циркон, U-Pb вік, LA-ICP-MS метод

Анотація

Район досліджень охоплює зону зчленування Гуляйпільського граніт-зеленокам’яного блока з Вовчанським та Ремівським грануліт-гнейсовими блоками. Вовчанський та Ремівський блоки складені архейськими кварц-польовошпатовими гнейсами (понад 80 %) з останцями високометаморфізованих порід західноприазовської серії. Гуляйпільський блок представлений породами західноприазовської серії та мезоархейським граніт-зеленокам’яним комплексом (3,2–3,0 млрд років), що включає Косивцівську зеленокам’яну структуру та ТТГ. Значний об’єм у геологічній будові цього району займають гранітоїди. Архейські ТТГ, представлені шевченківським комплексом, утворились в результаті часткового плавлення базитового субстрату. Гранітоїди Добропільського масиву та південної частини Вовчанського блока, що проривають ТТГ, вивчені ще недостатньо. За петрологічними даними вони утворились в результаті високого ступеня (понад 50 %) плавлення більш давньої кори, що складалась з гранітоїдів та метаморфізованих ультраосновних і основних порід. У цирконі з цих гранітоїдів значно переважає реліктовий циркон і тому визначити час формування цих гранітів надзвичайно складно. Згідно з результатами наших досліджень, граніт-порфіри південної частини Вовчанського блока характеризуються високим відношенням Rb/Sr – 0,42, високим вмістом Ba – 1030 ppm, підвищеним вмістом високозарядних елементів Y – 8,18; Nb – 13,7; Yb – 0,76, Th – 42,6 ppm та негативною європієвою аномалією – Eu/Eu* = 0,57. Виконано 79 визначень ізотопного U-Pb віку цирконів з граніт-порфірів методом LA-ICP-MS. Вік цих порід було оцінено у 2840 ±10 млн років за модальним 207Pb/206Pb віком головної популяції цирконів. Для цирконів з гранодіоритів другої інтрузивної фази Добропільського масиву виконано 76 визначень U-Pb віку методом LA-ICP-MS. В цій породі можна розпізнати чотири головні популяції цирконів. Два найдавніших піки (3905 та 3435 млн років) були успадковані з давнього джерела магматичного розплаву. Головна популяція цирконів має середньозважений 207Pb/206Pb вік у (2847±20) млн років. Таким чином головною популяцією циркону в корових гранітоїдах як Вовчанського, так Гуляйпільського блоків переважає циркон віком 2,8–2,9 млрд років. Гранітоїди такого віку ще не виявлено в цьому районі і тому однозначна інтерпретація щодо їх джерела неможлива. В складі архейської кори, з яких виплавились корові гранітоїди Вовчанського та Гуляйпільського блоків, були також породи еоархею 3,9 і 3,8 млрд років, палеоархею 3,6–3,2 млрд років та мезоархею 2,95–3,15 і 2,7–2,9 млрд років. Невелика група молодших (2350–2135 млн років) цирконів може інтерпретуватися як час накладених палеопротерозойських процесів – часткову втрату радіогенного свинцю або ж магматичну кристалізацію нової популяції цирконів. Одержані геохронологічні дані вказують на те, що ранньодокембрійська кора Західноприазовського блока формувалась від 3,9 до 2,1 млрд років.

Посилання

Artemenko G.V., Samborskaya I.A., Shvaika I.A., Gogolev K.I., Stetsenko M.E. 2018. Stages of the Paleoproterozoic granitoid magmatism and metamorphism in the Middle-Dnieper and Azov domains of the Ukrainian Shield. Mineralogical journal, 40, 2: 45–62 (in Russian).

Artemenko G.V., Shumlyanskyy L.V. 2021. The Paleoarchean (3.3 Ga) and Mesoarchean (3.0 Ga) tonalite-trondhjemite-granodiorite rocks of the Western Azov Area, the Ukrainian Shield. Geologičnij žurnal, 3 (376): 35–47. https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2021.3.228873

Artemenko G.V., Shumlyanskyy L.V., Shvaika I.A. 2014. The Late Paleoarchean tonalite gneisses of the West Azov block (Azov Domain of the Ukrainian Shield). Geologičnij žurnal, 4 (349): 91–102 (in Russian). https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2014.4.139191

Artemenko G.V., Shumlyanskyy L.V., Wilde S.A., Whitehouse M.J., Bekker A.Yu. 2021. The U-Pb age and Lu-Hf isotope systematics of zircon from the Huliaipole metavolcanics, the Azov domain of the Ukrainian shield: evidence for the Paleoarchean-Hadean crust. Geologičnij žurnal, 1 (374): 3–16. https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2021.1.216989

Artemenko G.V., ShvaikaI A., Tatarinova E.A. & Kalinin V.I. 2008. Geochemistry of granitoids and volcanic rocks of the Huliaipole block (the Azov Domain of the Ukrainian Shield). Theoretical and applied aspects of geoinformatics (pp. 175–188). Kyiv (in Russian).

Bibikova E.V., Williams I.S. 1990. Ion microprobe U-Th-Pb isotopic studies of zircons from three early Precambrian areas in the USSR. Precambrian Research, 48: 203–221.

Bobrov O.B., Shpylchak V.O., Stefanyshyn O.B., Stepaniuk L.M. 2006. New data on the radiological age of granitoids of the Dobropillya massif (Western Azov region, Ukrainian Shield). Article 2. Geology, petrography, chemistry. Collection of the scientific works of UkrDGRI, 4: 7–36 (in Ukrainian).

Bogdanova S.V. 1993. The three-segment hypothesis of the East European Craton. Terra Nova, 5: 313–314.

Bogdanova S.V., Gorbatschev R., Garetsky R.G. 2016. Europe/East European Craton. In: Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. Elsevier, pp. 1-18.

Claesson S., Bibikova E., Shumlyanskyy L., Dhuime B., Hawkesworth C. 2015. The oldest crust in the Ukrainian Shield – Eoarchean U-Pb ages and Hf-Nd constraints from enderbites and metasediments In: Van Kranendonk N.M.W., Parman S., Shirey S., Clift P.D. (Eds.), Continent Formation Through Time. Geological Society, London, Special Publications, No. 389, pp. 227–259.

Claesson S., Bibikova E.V., Shumlyanskyy L., Whitehouse M.J., Billström K. 2016. Can oxygen isotopes in magmatic zircon be modified by metamorphism? A case study from the Eoarchean Dniester-Bug Series, Ukrainian Shield. Precambrian research 273, pp. 1–11.

Claesson S., Artemenko G., Bogdanova S., Shumlyanskyy L. 2018. Archean crustal evolution in the Ukrainian shield. In Van Kranendonk M.J., Smithies R.H., Bennett V. (Eds.), Earth’s Oldest Rocks. Developments in Precambrian Geology, Series 15. Elsevier, Amsterdam, 1307 pp.

Eynor O.L., Esipchuk K.E., Tsukanov V.A. 1971. Precambrian of the West Azov area. Kyiv: Publishing House of Kyiv University (in Russian).

Igneous rocks. Felsic and intermediate rocks 1987. (Eds.) O.A. Bogatikova, S.V. Bogdanova, A.M. Borsuk [and others]. Moscow: Nauka. Vol. 4 (in Russian).

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. Chem. Geol., 211: 47–69.

Kiktenko V.F. 1982. Deep geological mapping at a smaller scale than 1:200000 within sheets M-37-XXXI, / -37-I, VII (Western Azov region - sheets M-37-133; M-37-134-B; / - 37-1 ; / - 37-2; / -37-13; / - 37-14; / - 37-25-A, B; / - 37- 26-A, B). Kyiv (in Russian).

Kinshakov V.N. 1990. Deep geological mapping at a scale 1:50 000 within sheets L-37-1-B, L-37-1-G (in Russian).

Lobach-Zhuchenko S.B., Balagansky V.V., Baltybaev Sh.K., Bibikova E.V., Chekulaev V.P., Yurchenko A.V., Arestova N.A., Artemenko G.V., Egorova Yu.S., Sergeev S.A., Skublov S.G., Presnyakov S.L. 2014. The Orekhov-Pavlograd Zone, Ukrainian Shield: Milestones of its evolutionary history and constraints for tectonic models. Precambrian Research, 252, October: 71–87.

Nekryach A.I. 1980. Integrated geological and geophysical study of the Precambrian folded belt on an example of the Orekhovo-Pavlograd zone of the Ukrainian Shield. Geological mapping of dislocated complexes. (Eds.) V.D. Voznesensky, N.V. Gorlova, V.D. Dolivo-Dobrovolsky. Moscow: Nedra. Vol. 6, pp. 159–168 (in Russian).

Paton C., Hellstrom J., Paul B., Woodhead J., Hergt J. 2011. Iolite: freeware for the visualisation and processing of mass spectrometric data. J. Anal. At. Spectrom, 26: 2508–2518.

Pereverzev S.I. 2014. Geological map of pre-Mesozoic formations of the territory of activity of KP Pivdenukrgeologiya. Scale 1:500 000 (in Russian).

Ponomarenko A.N., Lesnaya I.M., Zyultsle O.V., Gatsenko V.A., Dovbush T.I., Kanunikova L.I., Shumlyansky L.V. 2010. Neoarchean of the Ros-Tikych Domain of the Ukrainian shield. Geochemistry and Mining, 28: 11–16 (in Russian).

Ponomarenko A.N., Stepanyuk L.M., Shumlyansky L.V. 2014. Geochronology and geodynamics of the Paleoproterozoic of the Ukrainian Shield. Mineralogical journal, 36, 2: 48–60 (in Russian).

Shcherbak N.P., Artemenko G.V., Bartnitsky E.N., Shpylchak V.A. 2000. The age of granitoids of the Huliaypole block. Rep. of the Nat. Akad. of Sci. of Ukraine, 5: 139–144 (in Russian).

Shcherbak N.P., Bartnitsky E.N., Bibikova E.V., Boiko V.L. 1984. Age and Evolution of the Early Precambrian Continental Crust of the Ukrainian Shield. Archaen Geochemistry. The Origin and Evolution of the Archaen Continental Crust. (Eds.) A. Kroner, G.N. Hanson and A.M. Goodwin. Springer-Verlag, pp. 235–250.

Shumlyanskyy L.V. 2012. Geochemistry of pyroxene plagioclase gneisses (enderbites) of the Bouh area and Hf isotope composition in zircon. Mineralogical journal, 34, 2: 64–79 (in Ukrainian).

Shumlyanskyy L., Wilde S.A., Artemenko G., Bekker A., Whitehouse M.J., Nemchin A.A. 2020. First zircon evidence of Hadean material in the Ukrainian Shield. Goldschmidt Abstracts, 2377.

Shumlyanskyy L., Wilde S.A., Nemchin A.A., Claesson S., Billström K., Bagiński B. 2021. Eoarchean rock association in the Dniester-Bouh Domain of the Ukrainian shield: a suite of LILE-depleted enderbites and mafic granulites. Precam. Res., 352, 106001. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2020.106001

Sláma J., Košler J., Condon D.J., Crowley J.L., Gerde A., Hanchar J.M., Horstwood M.S., Morris G.A., Nasdala L., Norberg N. 2008. Plešovice zircon – a new natural reference material for U-Pb and Hf isotopic microanalysis. Chem. Geol., 249: 1–35.

Stepanyuk L.M., Bobrov O.B., Shpilchak V.O., Stefanishyn O.B, Sergeev S.A., Lepukhina O.M. 2007. New data on the radiological age of granitoids of the Dobropillya massif (the West Azov area). Article 3. Results of the radiological dating. Collection of scientific works of UkrDGRI, pp. 83–89 (in Russian).

Stepaniuk L.M., Bobrov O.B., Yaskevich T.B., Shpylchak V.O., Sergeyev S.A. 2013. Geochronology of granitoids of the Dobropillya massif of the Azov region (Ukrainian Shield). Granitoids: conditions of formation and ore bearing. Scientific conference. Kyiv: Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation named after N.P. Semenenko, pp. 125–126 (in Ukrainian).

Stepanyuk L.M., Shumlyanskyy L.V., Hatsenko V.O., Lisna I.M., Dovbush T.I., Wilde S.A., Nemchin A.A., Baginsky B., Bilan O.V. 2020a. U-Pb geochronology (LA-ICP-MS) of geological processes in granulites of the Middle Bouh area. Article 1. Rocks association of the Kosharo-Oleksandrivka open pit. Mineralogical journal, 42, 3: 50–68 (in Ukrainian).

Stepaniuk L.M., Shumlyanskyy L.V., Wilde S.A., Nemchin A.A., Bilan O.V. 2020b. U-Pb geochronology (LA-ICP-MS) of geological processes in granulites of the Middle Bouh area. Article 2. Rocks association of the Chausove group of open pits. Mineralogical journal, 42, 4: 84–103 (in Ukrainian).

Stern R.A., Bodorkos S., Kamo S.L., Hickman A.H., Corfu F. 2009. Measurement of SIMS instrumental mass fractionation of Pb isotope22s during zircon dating. Geostand. Geoanal. Res., 33: 145–168.

Sun S.S., McDonough W.F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: Saunders A.D. & Norry M.J. Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society. Special Publication, No. 42, pp. 313–345.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-28

Номер

№ 4 (2022)

Розділ

Дослідницькі та оглядові статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Геннадій Володимирович Артеменко

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

 

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та безоплатно передають журналу невиключне право публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License (CC BY-NC 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з некомерційними цілями, з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

 

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

 

3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.  The Effect of Open Access).