ПИТАЮЩИЕ ПРОВИНЦИИ ДЛЯ НИЖНЕПАЛЕОЗОЙСКИХ ПЕСЧАНИКОВ НОРА-СУХОТИНСКОГО ТЕРРЕЙНА: РЕЗУЛЬТАТЫ U-Th-Pb И Lu-Hf ИЗОТОПНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЕТРИТОВЫХ ЦИРКОНОВ

В публикации приведены результаты комплексных геологических, геохимических исследований песчаников бассейна р. Белой приамурского фрагмента Нора-Сухотинского террейна северо-восточного фланга Южно-Монгольско-Хинганского орогенного пояса, а также изотопных (U-Th-Pb и Lu-Hf) исследований детритовых цирконов из них. Установлено, что песчаники бассейна р. Белой характеризуются значительными вариациями состава обломочного материала и основных породообразующих компонентов, соответствуя аркозам и литаренитам. Их накопление происходило за счет размыва «зрелых» в геохимическом отношении магматических пород преимущественно кислого и среднего состава. В исследованных песчаниках преобладают цирконы ордовикского, кембрийского и неопротерозойского возраста. Возраст наиболее молодой популяции цирконов из песчаника бассейна р. Белой 451±8 млн лет, в связи с чем нижняя возрастная граница накопления приходится на поздний ордовик. Источниками ордовикских цирконов с положительными величинами εHf(t) и раннепалеозойскими – неопротерозойскими значениями Hf-модельного возраста, по-видимому, являлись островодужные комплексы соответствующего возраста. Источниками кембрийских и неопротерозойских цирконов с положительными величинами εHf(t) и нео- и мезопротерозойскими значениями Hf-модельного возраста, вероятно, являлись раннепалеозойские и неопротерозойские магматические образования Буреинского или Мамынского террейна. Имеющиеся геологические материалы позволяют рассматривать песчаники бассейна р. Белой в качестве фрагмента раннепалеозойского аккреционного комплекса, сформированного в раннем палеозое вдоль юго-восточной окраины Мамынского массива. Однако более определенным выводам мешает слабая изученность раннепалеозойского и неопротерозойского магматизма рассматриваемого региона.

1. Amelin Y., Davis W.J., 2005. Geochemical Test for Branching Decay of 176Lu. Geochimica et Cosmochimica Acta 69 (2), 465–473. https://doi.org/10.1016/j.gca.2004.04.028.

2. Bouvier A., Vervoort J.D., Patchett P.J., 2008. The Lu-Hf and Sm-Nd Isotopic Composition of CHUR: Constraints from Unequilibrated Chondrites and Implications for the Bulk Composition of Terrestrial Planets. Earth and Planetary Science Letters 273 (1–2), 48–57. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008.06.010.

3. Condie K.C., 1993. Chemical Composition and Evolution of the Upper Continental Crust: Contrasting Results from Surface Samples and Shales. Chemical Geology 104 (1–4), 1–37. https://doi.org/10.1016/0009-2541(93)90140-E.

4. Cox R., Lowe D.R., Cullers R.L., 1995. The Influence of Sediment Recycling and Basement Composition on Evolution of Mudrock Chemistry in Southwestern United States. Geochimica et Cosmochimica Acta 56 (14), 2919–2940. https://doi.org/10.1016/0016-7037(95)00185-9.

5. Fedo C.M., Nesbitt H.W., Young G.M., 1995. Unraveling the Effects of Potassium Metasomatism in Sedimentary Rocks and Paleosols, with Implications for Paleoweathering Conditions and Provenance. Geology 23 (10), 921–924. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1995)023<0921:UTEOPM>2.3.CO;2.

6. Ge W.C., Wu F.Y., Zhou C.Y., Zhang J.H., 2007. Porphyry Cu-Mo Deposits in the Eastern Xing’an-Mongolian Orogenic Belt: Mineralization Ages and Their Geodynamic Implications. Chinese Science Bulletin 52, 3416–3427. https://doi.org/10.1007/s11434-007-0466-8.

7. Griffin W.L., Belousova E.A., Shee S.R., Pearson N.J., O’Reilly S.Y., 2004. Archean Crustal Evolution in the Northern Yilgarn Craton: U-Pb and Hf-Isotope Evidence from Detrital Zircons. Precambrian Research 131 (3–4), 231–282. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2003.12.011.

8. Guo F., Fan W.M., Li C.W., Miao L.C., Zhao L., 2009. Early Paleozoic Subduction of the Paleo-Asian Ocean: Geochronological and Geochemical Evidence from the Dashizhai Basalts, Inner Mongolia. Science in China Series D: Earth Sciences 52, 940–951. https://doi.org/10.1007/s11430-009-0083-2.

9. Guryanov V.A., Nigay E.V., Yurchenko Yu.Yu., Dobkin S.N., Arapov V.N., Amelin S.A., 2018. Chronology of Granitoid Magmatism in the Eastern Part of the Bureya Massif of the Central Asian Fold Belt. In: Methods and Geological Results of the Study of Isotopic Geochronometric Systems of Minerals and Rocks. Proceedings of the Materials of the 7th Russian Conference on Isotope Geochronology (June 5–7, 2018). IGEM RAS, Moscow, p. 105–108 (in Russian) [Гурьянов В.А., Нигай Е.В., Юрченко Ю.Ю., Добкин С.Н., Арапов В.Н., Амелин С.А. Хронология гранитоидного магматизма восточной части Буреинского массива Центрально-Азиатского складчатого пояса // Методы и геологические результаты изучения изотопных геохронометрических систем минералов и пород: Материалы 7-й Российской конференции по изотопной геохронологии (5–7 июня 2018 г.). М.: ИГЕМ РАН, 2018. С. 105–108].

10. Herron M.M., 1988. Geochemical Classification of Terrigenous Sands and Shales from Core or Log Data. Journal of Sedimentary Petrology 58 (5), 820–829. https://doi.org/10.1306/212F8E77-2B24-11D7-8648000102C1865D.

11. Hu X.-L., Yao S.-Z., Tan C.-Y., Zeng G.-P., Ding Z.-J., He M.-C., 2020. Early Paleozoic Geodynamic Evolution of the Eastern Central Asian Orogenic Belt: Insights from Granitoids in the Xing’an and Songnen Blocks. Geoscience Frontiers 11 (6), 1975–1992. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2020.05.018.

12. Jayawardena U.S., Izawa E., 1994. A New Chemical Index of Weathering for Metamorphic Silicate Rocks in Tropical Regions: A Study from Sri Lanka. Engineering Geology 36 (3–4), 303–310. https://doi.org/10.1016/0013-7952(94)90011-6.

13. Khanchuk A.I. (Ed.), 2006. Geodynamics, Magmatism and Metallogeny of the Eastern Regions of Russia. Book 1. Dal’nauka, Vladivostok, 572 p. (in Russian) [Геодинамика, магматизм и металлогения востока России / Ред. А.И. Ханчук. Владивосток: Дальнаука, 2006. Кн. 1. 572 с.].

14. Li Y., Xu W.L., Tang J., Sun C.Y., Zhang X.M., Xiong S., 2020. Late Paleozoic Igneous Rocks in the Xing’an Massif and Its Amalgamation with the Songnen Massif, NE China. Journal of Asian Earth Sciences 197, 104407. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2020.104407.

15. Li Z.Z., Qin K.Z., Li G.M., Jin L.Y., Song G.X., 2018. Neoproterozoic and Early Paleozoic Magmatic Records from the Chalukou Ore District, Northern Great Xing’an Range, NE China: Implications for Tectonic Evolution and Mesozoic MO Mineralization. Journal of Asian Earth Sciences 165, 96–113. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.06.020.

16. Liu B., Chen J.F., Han B.F., Liu J.L., Li J.W., 2021. Geochronological and Geochemical Evidence for a Late Ordovician to Silurian Arc–Back-Arc System in the Northern Great Xing’an Range, NE China. Geoscience Frontiers 12 (1), 131–145. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2020.07.002.

17. Liu Y., Li W., Feng Z., Wen Q., Neubauer F., Liang C., 2017. A Review of the Paleozoic Tectonics in the Eastern Part of Central Asian Orogenic Belt. Gondwana Research 43, 123–148. https://doi.org/10.1016/j.gr.2016.03.013.

18. Ludwig K.R., 2008. ISOPLOT 3.6. A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. User’s Manual. Berkeley Geochronology Center Special Publication 4, 77 p.

19. McDonough W.F., Sun S.-S., 1995. The Composition of the Earth. Chemical Geology 120 (3–4), 223−253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4.

20. Mossakovsky A.A., Ruzhentsev S.V., Samygin S.G., Kheraskova T.N., 1993. Central Asian Fold Belt: Geodynamic Evolution and Formation History. Geotectonics 6, 3–33 (in Russian) [Моссаковский А.А., Руженцев С.В., Самыгин С.Г., Хераскова Т.Н. Центрально-Азиатский складчатый пояс: геодинамическая эволюция и история формирования // Геотектоника. 1993. № 6. С. 3–33].

21. Ovchinnikov R.O., Sorokin A.A., Kovach V.P., Kotov A.B., 2019. Geochemical Features, Sources, and Geodynamic Settings of Accumulation of the Cambrian Sedimentary Rocks of the Mel’gin Trough (Bureya Continental Massif). Geochemistry International 57, 540–555. https://doi.org/10.1134/S0016702919050094.

22. Ovchinnikov R.O., Sorokin A.A., Kudryashov N.M., 2018. Age of the Early Precambrian (?) Intrusive Complexes of the Northern Bureya Continental Massif, Central Asian Fold Belt. Russian Journal of Pacific Geology 12, 289–302. https://doi.org/10.1134/S181971401804005X.

23. Ovchinnikov R.O., Sorokin A.A., Kydryashov N.M., 2021. Early Paleozoic Magmatic Events in the Bureya Continental Massif, Central Asian Orogenic Belt: Timing and Tectonic Significance. Lithos 396–397, 106237. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2021.106237.

24. Parfenov L.M., Berzin N.A., Khanchuk A.I., Badarch G., Belichenko V.G., Bulgatov A.N., Dril S.I., Kirillova G.L. et al., 2003. Model of the Formation of Orogenic Belts in Central and North-East Asia. Pacific Geology 22 (6), 7–41 (in Russian) [Парфенов Л.М., Берзин Н.А., Ханчук А.И., Бадарч Г., Беличенко В.Г., Булгатов А.Н., Дриль С.И., Кириллова Г.Л. и др. Модель формирования орогенных поясов Центральной и Северо-Восточной Азии // Тихоокеанская геология. 2003. Т. 22. № 6. С. 7–41].

25. Parfenov L.M., Popeko L.I., Tomurtogoo O., 2001. Problems of Tectonics of the Mongol-Okhotsk Orogenic Belt. Geology of the Pacific Ocean 16 (5), 797–830.

26. Pettijohn F.J., 1975. Sedimentary Rocks. Harper and Row, New York, 628 p.

27. Pettijohn F.J., Potter P.E., Siever R., 1972. Sand and Sandstones. Springer, 618 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-9974-6.

28. Scherer E., Münker C., Mezger K., 2001. Calibration of the Lutetium-Hafnium Clock. Science 293 (5530), 683–687. https://doi.org/10.1126/science.1061372.

29. Smirnov Yu.V., Sorokin A.A., 2017. Geochemical and Sm-Nd Isotope-Geochemical Patterns of Metavolcanic Rocks, Diabase, and Metagabbroids on the Northeastern Flank of the South Mongolian – Khingan Orogenic Belt. Doklady Earth Sciences 474, 574–578. https://doi.org/10.1134/S1028334X17050178.

30. Smirnov Yu.V., Sorokin A.A., Kotov A.B., Sal’nikova E.B., Yakovleva S.Z., Gorokhovsky B.M., 2016. Early Paleozoic Monzodiorite-Granodiorite Association in the Northeastern Flank of the South Mongolia – Khingan Orogenic Belt (Nora – Sukhotinsky Terrane): Age and Tectonic Setting. Russian Journal of Pacific Geology 10, 123–131. https://doi.org/10.1134/S1819714016020068.

31. Smirnov Yu.V., Sorokin A.A., Kudryashov N.M., 2012. Early Paleozoic Gabbro-Amphibolites in the Structure of the Bureya Terrane (Eastern Part of the Central Asian Fold Belt): First Geochronological Data and Tectonic Position. Doklady Earth Sciences 445, 796–801. https://doi.org/10.1134/S1028334X12070094.

32. Smirnov Yu.V., Sorokin A.A., Kudryashov N.M., 2021. The First Evidence for Late Devonian Granitoid Magmatism in the Northeastern Flank of the South Mongolia – Khingan Orogenic Belt. Russian Journal of Pacific Geology 15, 39–50. https://doi.org/10.1134/S1819714021010073.

33. Söderlund U., Patchett P.J., Vervoort J.D., Isachsen C.E., 2004. The 176Lu Decay Constant Determined by Lu-Hf and U-Pb Isotope Systematics of Precambrian Mafic Intrusions. Earth and Planetary Sciences Letters 219 (3–4), 311–324. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(04)00012-3.

34. Sorokin A.A., Kotov A.B., Kudryashov N.M., Kovach V.P., 2015. First Evidence of Ediacaran Magmatism in the Geological History of the Mamyn Terrane of the Central Asian Fold Belt. Russian Journal of Pacific Geology 9, 399–410. https://doi.org/10.1134/S181971401506007X.

35. Sorokin A.A., Kotov A.B., Sal’nikova E.B., Sorokin A.P., Yakovleva S.Z., Plotkina Yu.V., Gorokhovskii B.M., 2011a. The Early Paleozoic Age of Granitoids of the Kiviliyskii Complex of the Bureya Terrane (Eastern Flank of the Central Asian Fold Belt). Doklady Earth Sciences 440, 1253. https://doi.org/10.1134/s1028334x11090327.

36. Sorokin A.A., Kudryashov N.M., 2017. The Cambrian – Ordovician Diorite-Granodiorite-Granite Association of the Mamyn Terrane (Central Asian Fold Belt): U-Pb Geochronological and Geochemical Data. Doklady Earth Sciences 472, 113–118. https://doi.org/10.1134/S1028334X17010275.

37. Sorokin A.A., Kudryashov N.M., Kotov A.B., Kovach V.P., 2017a. Age and Tectonic Setting of the Early Paleozoic Magmatism of the Mamyn Terrane, Central Asian Orogenic Belt, Russia. Journal of Asian Earth Sciences 144, 22–39. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2017.01.017.

38. Sorokin А.А., Kudryashov N.M., Li Jin Yi, 2004. U-Pb Geochronology of Granitoids of the Oktyabrskiy Complex, Mamynskiy Terrane (Priamurye). Pacific Geology 23 (5), 54–67 (in Russian) [Сорокин А.А., Кудряшов Н.М., Ли Цзиньи. U-Pb геохронология гранитоидов октябрьского комплекса Мамынского террейна (Приамурье) // Тихоокеанcкая геология. 2004. Т. 23. № 5. С. 54–67].

39. Sorokin A.A., Ovchinnikov R.O., Kudryashov N.M., Kotov A.B., Kovach V.P., 2017b. Two Stages of Neoproterozoic Magmatism in the Evolution of the Bureya Continental Massif of the Central Asian Fold Belt. Russian Geology and Geophysics 58 (10), 1171–1187. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2016.12.009.

40. Sorokin A.A., Ovchinnikov R.O., Kudryashov N.M., Sorokin A.P., 2016. An Early Neoproterozoic Gabbro-Granite Association in the Bureya Continental Massif (Central Asian Fold Belt): First Geochemical and Geochronological Data. Doklady Earth Sciences 471, 1307–1311. https://doi.org/10.1134/S1028334X16120230.

41. Sorokin A.A., Ovchinnikov R.O., Xu W., Kovach V.P., Yang H., Kotov A.B., Ponomarchuk V.A., Travin A.V., Plotkina Y.V., 2019. Ages and Nature of the Protolith of the Tulovchikha Metamorphic Complex in the Bureya Massif, Central Asian Orogenic Belt, Russia: Evidence from U-Th-Pb, Lu-Hf, Sm-Nd, and 40Ar/39Ar Data. Lithos 332–333, 340–354. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2019.03.001.

42. Sorokin A.A., Smirnov Yu.V., Smirnova Yu.N., 2017c. Geochemical Features and Sources of Clastic Material in Paleozoic Terrigenous Deposits of the Northeastern Flank of the South Mongolia – Khingan Orogenic Belt. Stratigraphy and Geological Correlation 25, 146–166. https://doi.org/10.1134/S086959381701004X.

43. Sorokin A.A., Smirnov Yu.V., Smirnova Yu.N., Kudryashov N.M., 2011b. First Data on Age of Metarhyolites from the Turan Group of the Bureya Terrane, Eastern Part of the Central Asian Foldbelt. Doklady Earth Sciences 439, 944. https://doi.org/10.1134/S1028334X11070282.

44. State Geological Map of the Russian Federation, 2012. Far Eastern Series. Scale of 1:1000000. Sheet M-52 (Blagoveshchensk). VSEGEI Publishing House, Saint Petersburg (in Russian) [Государственная геологическая карта Российской Федерации. Серия Дальневосточная. Масштаб 1:1000000. Лист M-52 (Благовещенск). СПб.: ВСЕГЕИ, 2012].

45. State Geological Map of USSR, 1975a. Series Amur-Zeya. Scale of 1:200000. Sheet M-52-I (The Mouth of the Bereya River). Aerogeology, Moscow (in Russian) [Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200000. Серия Амуро-Зейская. Лист M-52-I (Устье р. Берея). М.: Аэрогеология, 1975].

46. State Geological Map of USSR, 1975b. Series Amur-Zeya. Scale of 1:200000. Sheet M-52-II (Nylga). Aerogeology, Moscow (in Russian) [Государственная геологическая карта СССР. Серия Амуро-Зейская. Масштаб 1:200000. Лист M-52-II (Нылга). М.: Аэрогеология, 1975].

47. State Geological Map of USSR, 1978. Series Amur-Zeya. Scale of 1:200000. Sheet M-52-VII, VIII (Sergeevka). Aerogeology, Mosсow (in Russian) [Государственная геологическая карта СССР. Серия Амуро-Зейская. Масштаб 1:200000. Лист M-52-VII, VIII (Сергеевка). М.: Аэрогеология, 1978].

48. Taylor S.R., McLennan S.M., 1985. The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Blackwell, Oxford, 312 p.

49. Vervoort J.D., Patchett P.J., 1996. Behavior of Hafnium and Neodymium Isotopes in the Crust: Constraints from Precambrian Crustally Derived Granites. Geochimica et Cosmochimica Acta 60 (19), 3717–3723. https://doi.org/10.1016/0016-7037(96)00201-3.

50. Wu F.Y., Sun D.Y., Ge W.C., Zhang Y.B., Grant M.L., Wild S.A., Jahn B.M., 2011. Geochronology of the Phanerozoic Granitoids in Northeastern China. Journal of Asian Earth Sciences 41 (1), 1–30. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2010.11.014.

51. Wu G., Chen Y.C., Sun F.Y., Liu J., Wang G., Xu B., 2015. Geochronology, Geochemistry, and Sr-Nd-Hf Isotopes of the Early Paleozoic Igneous Rocks in the Duobaoshan Area, NE China, and Their Geological Significance. Journal of Asian Earth Sciences 97, 229–250. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2014.07.031.

52. Xu B., Zhao P., Wang Y.Y., Liao W., Luo Z.W., Bao Q.Z., Zhou Y.H., 2015. The Pre-Devonian Tectonic Framework of Xing’an – Mongolian Orogenic Belt (XMOB) in North China. Journal of Asian Earth Sciences 97, 183–196. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2014.07.020.

53. Yang H., Xu W., Sorokin A.A., Ovchinnikov R.O., Ge W., 2020. Geochronology and Geochemistry of Neoproterozoic Magmatism in the Bureya Block, Russian Far East: Petrogenesis and Implications for Rodinia Reconstruction. Precambrian Research 342, 105676. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2020.105676.

54. Yudovich Ya.E., Ketris M.P., 2011. Geochemical Indicators of Lithogenesis (Lithological Geochemistry). Geoprint, Syktyvkar, 742 p. (in Russian) [Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт, 2011. 742 с.].

55. Zhou J.B., Wang B., Wilde S.A., Zhao G.C., Cao J.I., Zheng S.Q., Zeng W.S., 2015. Geochemistry and U-Pb Zircon Dating of the Toudaoqiao Blueschists in the Great Xing’an Range, Northeast China, and Tectonic Implications. Journal of Asian Earth Sciences 97, 197–210. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2014.07.011.

56. Zhou J.B., Wilde S.A., Zhang X.Z., Zhao G.C., Liu F.L., Qiao D.W., Ren S.M., Liu J.H., 2011. A >1300 km Late Pan-African Metamorphic Belt in NE China: New Evidence from the Xing’an Block and Its Tectonics Implications. Tectonophysics 509 (3–4), 280–292. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2011.06.018.