Basalts of the riphean sequence of the Bashkir meganticlinorium (southern Ural): new 147Sm-143Nd and Rb-Sr ID-TIMS isotopic constrains

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The first results of 147Sm-143Nd and Rb-Sr ID-TIMS isotope-geochronological comparative study of twelve samples of volcanic rocks of the Bashkir meganticlinorium are presented, for which U-Pb SHRIMP-II dating was previously carried out using zircons extracted from these samples, which revealed the dominance of Paleozoic ages among three event-stratigraphic levels in the Riphean of the Southern Urals. New 147Sm-143Nd and Rb-Sr ID-TIMS isotope data showed that the evolution of volcanics occurred as a result of crust-mantle interaction. In the Taratash anticlinorium, Nd model ages (TDM) of 2302–2540 Ma) of volcanics are regarded as the ages of the protolith, characterized by εNd(t) values: from –17.4 to –20.5. In the Yamantau anticlinorium, the TDM value (2033 Ma) of Paleozoic volcanics indicates a younger (Paleoproterozoic) substrate. Minimum Nd model ages (TDM = 1160–1233 Ma) were determined for Paleozoic volcanics spatially associated with metabasalts of the Igonino magmatic event (707–732 Ma) in the Tirlyanskaya syncline. The lowest values of εNd(t) (–3.2, –0.9, –0.7), indicating a decrease in the proportion of the crustal component relative to the mantle material, were obtained in Paleozoic metabasalts in the Tirlyanskaya syncline on the eastern wing of the Bashkir meganticlinorium, which may be due to activation of plume processes in the East of the folded mountain structure. Thus, Rb–Sr and 147Sm-143Nd ID-TIMS isotope systematics of the studied volcanics make it possible to expand the understanding of mantle-crustal phenomena within three event-stratigraphic levels of the Riphean of the Southern Urals.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. N. Puchkov

Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: y-ronkin@mail.ru

Corresponding member of the RAS

Russian Federation, Ekaterinburg

Yu. L. Ronkin

Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: y-ronkin@mail.ru
Russian Federation, Ekaterinburg

N. D. Sergeeva

Institute of Geology, Ufa Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: y-ronkin@mail.ru
Russian Federation, Ufa

References

  1. Пучков В. Н., Козлов В. И., Краснобаев А. А. Палеозойские U-Pb SHRIMP-датировки магматических пород Башкирского мегантиклинория // Геологический вестник. 2011. № 9. Юбилейный выпуск. Институт геологии УНЦ РАН. Уфа: ДизайнПолиграфСервис. С. 36–43.
  2. Краснобаев А. А., Пучков В. Н., Сергеева Н. Д., Бушарина С. В. Полихронные цирконы вулканитов Навышского комплекса айской свиты нижнего рифея (Южный Урал) // Георесурсы. 2020. Т. 22. № 4. С. 101–112 https://doi.org/10.18599/grs.2020.4.101-112
  3. Краснобаев А. А., Пучков В. Н., Сергеева Н. Д., Бушарина С. В. Природа цирконовой кластики в песчаниках рифея и венда Южного Урала // Георесурсы. 2019. Т. 21. № 1. С. 15–25. https://doi.org/10.18599/grs.2019.1.15-25
  4. Ludwig K. R. User's manual for Isoplot 3.6: a geochronological toolkit for Microsoft. Excel. 2008. № 4. 77 p.
  5. Puchkov V. N., Krasnobaev A. A., Sergeeva N. D. The New Data on Stratigraphy of the Riphean Stratotype in the Southern Urals, Russia // Journal of Geoscience and Environment Protection. 2014. № 2. P. 108–116
  6. Стратиграфический кодекс России. СПб.: Издательство ВСЕГЕИ, 2019. 96 с. (МСК России, ВСЕГЕИ)
  7. Ronkin Y. L., Karaseva T. V., Maslov A. V. The First 147Sm–143Nd Data on Rocks from the 6925.2- to 8250-m Interval of the SG-7 Superdeep Borehole (West Siberian Oil-and-Gas Province) // Dokl. Earth Sc. 2021. 496. 130–134. https://doi.org/10.1134/S1028334X2102015X
  8. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. Изд. 2. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2008. 200 с.
  9. DePaolo D. J. Neodymium Isotope Geochemistry. An Introduction. Minerals and Rocks Series. 1988. № 20. xi + 187 pp.
  10. Ронкин Ю. Л., Хойман К. Определение погрешностей Sm-Nd модельных датировок // Труды Института геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого. 2009. Выпуск 156 (Ежегодник 2008). Екатеринбург. С. 334–336.
  11. Papanastassiou D. A., Wasserburg G. J. Initial strontium isotopic abundances and the resolution of small time differences in the formation of planetary objects // Earth Planet. Sci. Let. 1969. 5: 361–376.
  12. Краснобаев А. А., Бибикова Е. В., Ронкин Ю. Л., Козлов В. И. Геохронология вулканитов айской свиты и изотопный возраст нижней границы рифея // Известия АН СССР, серия геологическая. 1992. № 6. С. 25–40.
  13. Магматические горные породы (кислые и средние породы). Отв. ред. В.В. Ярмолюк, В.И. Коваленко. М.: Наука, 373 с.
  14. Краснобаев А. А., Бибикова Е. В., Степанов А. И., Кирнозова Т. И., Ронкин Ю. Л., Макаров В. А., Лепихина О. П., Кравцов А. В. Возраст эффузивов машакской свиты и проблема изотопно-геохронологической границы нижний-средний рифей / В книге: Изотопное датирование процессов вулканизма и осадкообразования. М.: “Наука”, 1985. С. 162–175.
  15. Arndt N. T., Goldstein S. L. Use and abuse of crust-formation ages // Geology. 1987. 15. P. 893–895.
  16. Puchkov V. N., Ernst R. E., Ivanov K. S. The importance and difficulties of identifying mantle plumes in orogenic belts: An example based on the fragmented large igneous province (LIP) record in the Ural fold belt // Precambrian Research. 2021. 361. 106–186. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2021.106186
  17. Ronkin Yu. L., Sindern S., Maslov A. V., Matukov D. I., Kramm U., Lepikhina O. P. Oldest (3.5 Ga) zircons of the Urals: U-Pb (SHRIMP-II) and T DM constraints // Doklady Earth Sciences. 2007. 415(6). 860‒865 https://doi.org/10.1134/S1028334X07060074
  18. Ронкин Ю. Л., Синдерн С., Лепихина О. П. Изотопная геология древнейших образований Южного Урала // Литосфера. 2012. № 5. С. 50–76.
  19. Dickin A. P. Model Ages (Sm-Nd). Encyclopedia of Scientific Dating Methods. 2014. 1–7. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6326-5_2-2
  20. McNutt R. H., Dickin A. P. A comparison of Nd model ages and U-Pb zircon ages of Grenville granitoids: constraints on the evolution of the Laurentian margin from 1.5 to 1.0 Ga // Terra Nova. 2012. 24. 7–15.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Table 1. List of studied samples, coordinates of sampling sites and histograms of U–Pb SHRIMP-II concordant ages of zircon from volcanic formations of the Bashkir meganticlinorium

Download (750KB)
3. Fig. 1. Geological map (A) and summary section of the Upper Precambrian (B) of the Bashkir meganticlinorium [5]. 1-8 undifferentiated deposits: 1 - Paleozoic, 2 - Vendian; 3-8 - Riphean: 3 - terminal, 4 - upper, 5 - middle; 6 - Mashak and Kuvash suites of the Middle Riphean; 7 - lower; 8 - Ai and Bolsheinzer suites of the Lower Riphean; 9 - Taratash complex (AR-PR1); 10 - volcanic rocks of basic composition; 11 - Uraltau metamorphic complex; 12 - gabbro-dolerites (a) and granites (b); 13 - boundaries: stratigraphic; 14 - tectonic disturbances: thrusts, faults; 15 - highways; 16 - railways; 17 — location of outcrops from which samples studied in this work were collected; 18 — sample numbers. Age limits (last column on the inset) [5] and 1030* [6].

Download (956KB)
4. Fig. 2. Total Alkali Silica diagram for volcanics of the Bashkir meganticlinorium (Southern Urals) [8]. Basalts: 1 — Taratash anticlinorium (RF1ai); 2 — Yamantau anticlinorium (RF2ms); 3 — Tirlyan syncline (RF4ig). Stratigraphic indices, RF–Riphean: RF1–lower (Burzyan), RF2–middle (Yurmatin), RF4–terminal (Arshini), Formations: ai – Ai, ms – Mashak, ig – Igonin.

Download (934KB)
5. Fig. 3. Rb‒Sr ID-TIMS evolutionary diagram for RF1ai samples of the Bashkir Meganticlinorium (Southern Urals): 1 – this work 1114±240 Ma, (87Sr/86Sr)0 = 0.7002±0.0071, MSWD>>1 indicates the absence of complete homogenization of the Rb‒Sr systematics and the presence of geochemical dispersion; 2, 3 – “differentiation” trends 1607±92 Ma, (87Sr/86Sr)0 = 0.70172±0.00083 and “bostonitization” trends 846±68 Ma, (87Sr/86Sr)0 = 0.7045±0.0040 of the Navysh complex of the Ai suite [12]. The dashed lines indicate the ±2σ error envelope for the corresponding regression lines. The weighted average of (87Sr/86Sr)0 for the three regression lines is 0.70181±0.00079 [0.11%] 95% conf. MSWD = 1.03.

Download (140KB)
6. Fig. 4. Evolution diagram in εNd(t) vs. T [Ga] coordinates for volcanics of the Bashkir Meganticlinorium (Southern Urals). Parameters of the Nd isotopic composition evolution lines were calculated according to [9]. Designations of stratigraphic indices, U–Pb SHRIMP-II ages, and 147Sm‒143Nd isotopic signatures CHUR and DM for the corresponding εNd(t) recalculations are given in the footnote to Table 3. Ar-Pt1 tr – Archean-Proterozoic Taratash complex [17, 18].

Download (154KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».