litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2023-23-6-1006-1026litosphere-1984Research ArticleСтатьиArticlesЖаман-Койтасский гранит-лейкогранитный массив (Северный Казахстан): U-Pb возраст, минералого-геохимические особенности, геодинамический анализZhaman-Koitass granite-leukogranite massif (Northern Kazakhstan): U-Pb age, mineralogical and geochemical features, geodynamic analysisВладимировА. Г.VladimirovA. G.

630090, г. Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3

3 Academician Koptyug av., Novosibirsk 630090

КарповА. В.KarpovA. V.

630090, г. Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3

3 Academician Koptyug av., Novosibirsk 630090

akarpov@igm.nsc.ruАнниковаИ. Ю.AnnikovaI. Yu.

630090, г. Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3

3 Academician Koptyug av., Novosibirsk 630090

ira99@igm.nsc.ruМихеевЕ. И.MikheevE. I.

630090, г. Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3; 630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2

3 Academician Koptyug av., Novosibirsk 630090; 2 Pirogov st., Novosibirsk 630090

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАНРоссияV.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, SB RASRussian FederationИнститут геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; Новосибирский государственный университетРоссияV.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, SB RAS; Novosibirsk State UniversityRussian Federation20232912202323610061026Copyright © Владимиров А.Г., Карпов А.В., Анникова И.Ю., Михеев Е.И., 20242024Владимиров А.Г., Карпов А.В., Анникова И.Ю., Михеев Е.И.Vladimirov A.G., Karpov A.V., Annikova I.Y., Mikheev E.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/1984

Объект исследования. Жаман-Койтасский гранит-лейкогранитный массив боровского комплекса в Северном Казахстане, интерес к которому обусловлен тем, что в платформенном чехле Западно-Сибирской плиты, перекрывающем гранит-лейкограниты, локализовано крупное урановое месторождение Семизбай песчаникового типа. Методы. Для геохимических, минералогических и геохронологических исследований гранит-лейкогранитов использованы методы рентгенофлуоресцентного анализа, ICP-MS, электронно-зондового микроанализа, сканирующей электронной микроскопии, LA-ICP-MS (ЦКП МИИ СО РАН, г. Новосибирск). Результаты. ЖаманКойтасский массив сложен субщелочными лейкогранитами А-типа (SiO2 = 72.8–75.4 мас. %, Na2O + K2O = 7.5– –8.8 мас. %, K2O/Na2O = 1.11–1.25, ∑РЗЭ = 120–231 г/т, (La/Yb)n = 10–22, Eu/Eu* = 0.2–0.4), для которых характерна титанит-ильменит-магнетитовая акцессорная специализация. U-Pb изотопное датирование подтверждает силурийский возраст гранит-лейкогранитов Жаман-Койтасского массива (426–420 млн лет). Полученные геохронологические данные, наряду со сходством химического состава пород, доказывают принадлежность гранитлейкогранитов Жаман-Койтасского массива к боровскому комплексу. Значимый временной интервал между ордовикскими гранитоидами крыккудукского комплекса (448 ± 2 млн лет) и рассмотренными в статье силурийскими гранит-лейкогранитами карабулакского и боровского комплексов (431–426 млн лет) дает основание предполагать смену геодинамической обстановки от надсубдукционной к трансформной окраинно-континентальной.

Research subject. The Zhaman-Koitass granite-leucogranite massif of the Borovsk complex in Northern Kazakhstan. In the platform cover of the West Siberian plate, overlying granite-leucogranites, a large uranium deposit Semizbai of sandstone type is localized. Materials and methods. Geochemical, mineralogical, and geochronological studies of granite-leucogranites were conducted by X-ray fluorescence analysis, ICP-MS, electron probe microanalysis, scanning electron microscopy, and LA-ICP-MS (Analytical Center for multi-elemental and isotope research SB RAS). Results and conclusions. The Zhaman-Koitass massif is composed by A-type subalkaline leucogranites (SiO2 = 72.8–75.4 wt %, Na2O + K2O = 7.5–8.8 wt %, K2O/Na2O = 1.11–1.25, ∑REE = 120–231 ppm, (La/Yb)n = 10–22, Eu/Eu* = 0.2–0.4), which are characterized by titanite-ilmenite-magnetite accessory specialization. U-Pb isotope dating confirms the silurian age of the Zhaman-Koitass granite-leucogranites (426–420 Ma). The obtained geochronological data, along with the similarity of the chemical composition of the rocks, confirm that the granite-leucogranites of the Zhaman-Koitass massif belong to the Borovsk complex. The significant age interval between the ordovician granitoids of the krykkuduk complex (448 ± 2 Ma) and the silurian granite-leucogranites of the karabulak and borovsk complexes considered in the article (431–426 Ma) suggests a change in the geodynamic situation from suprasubduction to transform marginal-continental.

гранит-лейкогранитыпородообразующие и акцессорные минералыгеохимия цирконовU-Pb изотопный возрастЖаман-Койтасский массивСеверный Казахстанgranite-leucogranitesrock-forming and accessory mineralszircon geochemistryU-Pb isotopic ageZhaman-Koitass massifNorthern KazakhstanИсследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации по государственному заданию ИГМ СО РАН (№ 122041400044-2)The work was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation and was carried out as part of the state assignment of IGM SB RAS (No. 122041400044-2)ReferencesБушляков И.Н., Холоднов В.В. (1986) Галогены в петрогенезисе и рудоносности гранитоидов. М.: Наука, 191 с.Andersen T. (2002) Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report 204 Pb. Chem. Geol., 192, 59-79.Геологическая карта СССР. (1962а) М-б 1 : 1 000 000. Л. N-43 (Омск). Объяснит. записка. (Ред. В.П. Казаринов, И.И. Краснов, П.А. Кукин, Т.И. Осынко, Н.Н. Ростовцев). М.: Госгеолтехиздат, 265 с.Bell E.A., Boehnke P., Harrison M.T. (2016) Recovering the primary geochemistry of Jack Hills zircons trough quantitative estimates of chemical alteration. Geochim. Cosmochim. Acta, 191, 187-202.Геологическая карта СССР. (1962б) М-б 1 : 200 000. Сер. Карагандинская. Л. N-43-XXV. Объяснит. записка. (Ред. Р.А. Борукаев). М.: Госгеолтехиздат, 95 с.Belousova E.A., Griffin W.I., O’Reilly S.Y., Fisher N.I. (2002) Igneous zircon: trace element composition as an indicator of source type. Contrib. Mineral. Petrol., 143, 602-622.Гребенников А.В. (2014) Гранитоиды А-типа: проблемы диагностики, формирования и систематики. Гео логия и геофизика, 55(9), 1356-1373. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2014.08.003Black L.P., Kamo S.L., Allen C.M., Davis D.W., Aleinikoff J.N., Valley J.V., Mindfil R., Campbell I.H., Korsch R.J., Williams I.S., Foudoulis C. (2004) Improved 206 Pb/ 238 U microprobe geochronology by the monitoring of a trace-element-related matrix effect; SHRIMP, IDTIMS, ELA-ICP-MS and oxygen isotope documentation for a series of zircon standards. Chem. Geol., 205, 115-140.Дегтярев К.Е. (1999) Тектоническая эволюция раннепалеозойской активной окраины в Казахстане. М.: Наука, 123 с.Bushlyakov I.N., Kholodnov V.V. (1986) Halogens in petrogenesis and ore content of granitoids. Moscow, Nauka Publ., 191 p. (In Russ.)Дегтярев К.Е. (2010) Каледониды Казахстана и Северного Тянь-Шаня: строение, тектоническая эволюция и процессы формирования континентальной коры. Автореф. дисс. … докт. геол.-мин. наук. М.: ГИН РАН, 50 с.Degtyarev K.E. (2010) Caledonides of Kazakhstan and Northern Tien Shan: structure, tectonic evolution and processes of formation of the continental crust. Abstract dis. doc. geol.-min. Sciences. Moscow, Geol. Inst. RAS, 50 p. (In Russ.)Дегтярев К.Е. (2012) Тектоническая эволюция раннепалеозойских островодужных систем и формирование континентальной коры каледонид Казахстана. М.: ГЕОС, 289 с.Degtyarev K.E. (1999) Tectonic evolution of the Early Paleozoic active margin in Kazakhstan. Moscow, Nauka Publ., 123 p. (In Russ.)Летников Ф.А. (1975) Гранитоиды глыбовых областей. Новосибирск: Наука, 216 с.Degtyarev K.E. (2012) Tectonic evolution of the Early Paleozoic island-arc systems and the formation of the continental crust of the Caledonides of Kazakhstan. Moscow, GEOS Publ., 289 p. (In Russ.)Летников Ф.А., Котов А.Б., Дегтярев К.Е., Сальникова Е.Б., Левченков О.А., Шершакова М.М., Шершаков А.В., Ризванова Н.Г., Макеев А.Ф., Толкачев М.Д. (2009а) Позднеордовикские гранитоиды Северного Казахстана: U-Pb возраст и тектоническое положение. Докл. АН, 424(2), 222-226.Exertier F., La Fontaine A., Corcoran C., Piazolo S., Belousova E., Peng Z., Gault B., Saxey D.W., Fougerouse D., Reddy S.M., Pedrazzini S., Bagot P.A.J., Moody M.P., Langelier B., Moser D.E., Botton G.A., Vogel F., Thompson G.B., Blanchard P.T., Chiaramonti A.N., Reinhard D.A., Rice K.P., Schreiber D.K., Kruska K., Wang J., Cairney J.M. (2018) Atom probe tomography analysis of the reference zircon GJ-1: An interlaboratory study. Chem. Geol., 495, 27-35.Летников Ф.А., Котов А.Б., Дегтярев К.Е., Сальникова Е.Б., Левченков О.А., Шершакова М.М., Шершаков А.В., Ризванова Н.Г., Макеев А.Ф., Толкачев М.Д. (2009б) Силурийские граниты Северного Казахстана: U-Pb возраст и тектоническая позиция. Стратиграфия. Геол. корреляция, 17(3), 46-54.Geological map of the USSR. (1962a) Scale 1 : 1 000 000. Sheet N-43 (Omsk). Explanatory note. (Ed. V.P. Kazarinov, I.I. Krasnov, P.A. Kukin, T.I. Osynko, N.N. Rostovtsev). Moscow, Gosgeoltekhizdat Publ., 265 p. (In Russ.)Магматизм Северного Казахстана. (1988) (Под ред. А.А. Абдулина). Алма-Ата: Наука, 168 с.Geological map of the USSR. (1962b) Scale 1 : 200 000. Karaganda series. Sheet N-43-XXV. Explanatory note. (Ed. R.A. Borukaev). Moscow, Gosgeoltekhizdat Publ., 95 p. (In Russ.)Магматические горные породы. (1983) (Под ред. О.А. Богатикова). Т. 1. Классификация, номенклатура, петрография. Ч. 1. М.: Наука, 368 с.Grebennikov A.V. (2014) A-Type granites and related rocks: petrogenesis and classification. Geol. Geofiz., 55(9), 1074-1086. (In Russ.)Магматические комплексы Казахстана: Кокчетав-Северо-Тянь-Шаньская складчатая система. (1982) (Под ред. М.А. Абдулкабирова). Алма-Ата: Наука, 236 с.Griffin W.L., Powell W.J. Pearson N.J., O’Reilly S.Y. (2008) GLITTER: Data reduction software for laser ablation ICP-MS. (Ed. P. Sylvester). Laser Ablation ICP-MS in the Earth Sciences: Currentpractices and outstanding issues: Mineralogical Association of Canada, Short Course Series, 40, 307-311.Недосекова И.Л., Беляцкий Б.В., Белоусова Е.А. (2016) Редкие элементы и изотопный состав гафния как индикаторы генезиса циркона при эволюции щелочно-карбонатитовой магматической системы (ильмено-вишневогорский комплекс, Урал, Россия). Геология и геофизика, 57(6), 1135-1154.Hoskin P.W.O., Kinny P.D., Wyborn D., Chappell B.W. (2000) Identifying accessory mineral saturation during differentiation in granitoid magmas: and integrated approach. J. Petrol., 41, 1365-1396.Николаева И.В., Палесский С.В., Чирко О.С., Черноножкин С.М. (2012) Определение основных и примесных элементов в силикатных породах методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой после сплавления с LiBO 2 . Аналитика и контроль, 16(2), 134-142.Hoskin P.O.W., Schaltegger U. (2003) The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis. Rev. Mineral. Geochem., 53, 27-62.Ханчук А.И., Голозубов В.В., Мартынов Ю.А., Симаненко В.П. (1997) Раннемеловая и палеогеновая трансформные континентальные окраины (калифорнийский тип) Дальнего Востока России. Тектоника Азии. М.: ГЕОС, 240-243.Igneous rocks. (1983) (Ed. O.A. Bogatikov). V. 1. Classification, nomenclature, petrography. Pt 1. Moscow, Nauka Publ., 368 p. (In Russ.)Шатагин К.Н., Дегтярев К.Е., Голубев В.Н., Астраханцев О.В., Кузнецов Н.Б. (2001) Вертикальная и латеральная неоднородность коры Северного Казахстана: данные геохронологического и изотопно-геохимического изучения палеозойских гранитоидов. Геотектоника, (5), 26-44.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.Andersen T. (2002) Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report 204 Pb. Chem. Geol., 192, 59-79.Khanchuk A.I., Golozubov V.V., Martynov Yu.A., Simonenko V.P. (1997) Early Cretaceous and Paleogene transform continental margins (California type) The Russian Far East. Tectonics of Asia. Moscow, GEOS Publ., 240-243. (In Russ.)Bell E.A., Boehnke P., Harrison M.T. (2016) Recovering the primary geochemistry of Jack Hills zircons trough quantitative estimates of chemical alteration. Geochim. Cosmochim. Acta, 191, 187-202.Letnikov F.A. (1975) Granitoids of blocky regions. Novosibirsk, Nauka Publ., 216 p. (In Russ.)Belousova E.A., Griffin W.I., O’Reilly S.Y., Fisher N.I. (2002) Igneous zircon: trace element composition as an indicator of source type. Contrib. Mineral. Petrol., 143, 602-622.Letnikov F.A., Kotov A.B., Degtyarev K.E., Sal’niko va E.B., Levchenkov O.A., Shershakova M.M., Shershakov A.V., Rizvanova N.G., Makeev A.F., Tolka chev M.D. (2009a) Late Ordovician granitoids of Northern Kazakhstan: U-Pb age and tectonic position. Dokl. Akad. Nauk, 424(2), 222-226. (In Russ.)Black L.P., Kamo S.L., Allen C.M., Davis D.W., Aleinikoff J.N., Valley J.V., Mindfil R., Campbell I.H., Korsch R.J., Williams I.S., Foudoulis C. (2004) Improved 206 Pb/ 238 U microprobe geochronology by the monitoring of a trace-element-related matrix effect; SHRIMP, IDTIMS, ELA-ICP-MS and oxygen isotope documentation for a series of zircon standards. Chem. Geol., 205, 115-140.Letnikov F.A., Kotov A.B., Degtyarev K.E., Salʼniko va E.B., Levchenkov O.A., Shershakova M.M., Shershakov A.V., Rizvanova N.G., Makeev A.F., Tolkachev M.D. (2009b) Silurian granites of Northern Kazakhstan: U-Pb age and tectonic position. Stratigr. Geol. Correl., 17(3), 275-282 (translated from Stratigr. Geol. Korrel., 17(3), 46-54).Exertier F., La Fontaine A., Corcoran C., Piazolo S., Belousova E., Peng Z., Gault B., Saxey D.W., Fougerouse D., Reddy S.M., Pedrazzini S., Bagot P.A.J., Moody M.P., Langelier B., Moser D.E., Botton G.A., Vogel F., Thompson G.B., Blanchard P.T., Chiaramonti A.N., Reinhard D.A., Rice K.P., Schreiber D.K., Kruska K., Wang J., Cairney J.M. (2018) Atom probe tomography analysis of the reference zircon GJ-1: An interlaboratory study. Chem. Geol., 495, 27-35.Magmatic complexes of Kazakhstan: Kokchetav-North Tien Shan folded system. (Ed. M.A. Abdulkabirov). (1982) Alma-Ata, Nauka Publ., 236 p. (In Russ.)Griffin W.L., Powell W.J. Pearson N.J., O’Reilly S.Y. (2008) GLITTER: Data reduction software for laser ablation ICP-MS. (Ed. P. Sylvester). Laser Ablation ICP-MS in the Earth Sciences: Currentpractices and outstanding issues: Mineralogical Association of Canada, Short Course Series, 40, 307-311.Magmatism of Northern Kazakhstan. (1988) (Ed. A.A. Abdullin). Alma-Ata, Nauka Publ., 168 p. (In Russ.)Hoskin P.W.O., Kinny P.D., Wyborn D., Chappell B.W. (2000) Identifying accessory mineral saturation during differentiation in granitoid magmas: and integrated approach. J. Petrol., 41, 1365-1396.McDonough W.F., Sun S.-S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120, 223-253.Hoskin P.O.W., Schaltegger U. (2003) The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis. Rev. Mineral. Geochem., 53, 27-62.Nedosekova I.L., Belyatskii B.V., Belousova E.A. (2016) Rare elements and isotopic composition of hafnium as indicators of zircon genesis during the evolution of the alkaline-carbonatite magmatic system (Ilmeno-Vishnevogorsky complex, Ural, Russia). Geol. Geofiz., 57(6), 1135-1154. (In Russ.)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.Nikolaeva I.V., Palesskii S.V., Chirko O.S., Chernonozhkin S.M. (2012) Determination of basic and impurity elements in silicate rocks by inductively coupled plasma mass spectrometry after fusion with LiBO 2 . Analitika i Kontrol’, 16(2), 134-142. (In Russ.)McDonough W.F., Sun S.-S. (1995) The composition of the Earth. Chem. Geol., 120, 223-253.Piazolo S., Belousova E., La Fontaine A., Corcoran C., Cairney J.M. (2017) Trace element homogeneity from micron- to atom scale: Implication for the suitability of the zircon GJ-1 as a trace element reference material. Chem. Geol., 456, 10-18.Piazolo S., Belousova E., La Fontaine A., Corcoran C., Cairney J.M. (2017) Trace element homogeneity from micron- to atom scale: Implication for the suitability of the zircon GJ-1 as a trace element reference material. Chem. Geol., 456, 10-18.Shatagin K.N., Degtyarev K.E., Golubev V.N., Astrakhantsev O.V., Kuznetsov N.B. (2001) Vertical and lateral heterogeneity of the crust of Northern Kazakhstan: data of geochronological and isotope-geochemical study of Paleozoic granitoids. Geotektonika, 5, 26-44. (In Russ.)Slama J., Kosler J., Condon D.J., Crowley J.L., Gerdes A., Hanchar J.M., Horstwood M.S.A., Morris G.A., Nasdala L., Norberg N., Schaltegger U., Schoene B., Tubrett M.N., Whitehouse M.J. (2008) Plesovice zircon – a new natural reference material for U-Pb and Hf isotopic microanalysis. Chem. Geol., 249, 1-35.Slama J., Kosler J., Condon D.J., Crowley J.L., Gerdes A., Hanchar J.M., Horstwood M.S.A., Morris G.A., Nasdala L., Norberg N., Schaltegger U., Schoene B., Tubrett M.N., Whitehouse M.J. (2008) Plesovice zircon – a new natural reference material for U-Pb and Hf isotopic microanalysis. Chem. Geol., 249, 1-35.Sokolova E.V., Hawthorne F.C., Della Ventura G., Kartashov P.M. (2004) Chevkinite-(Ce): Crystal structure and the effect of moderate radiation-induced, damage on siteoccupancy refinement, Locality: Mongolia, Crystal (1). Canad. Miner., 42, 1013-1025.Sokolova E.V., Hawthorne F.C., Della Ventura G., Kartashov P.M. (2004) Chevkinite-(Ce): Crystal structure and the effect of moderate radiation-induced, damage on siteoccupancy refinement, Locality: Mongolia, Crystal (1). Canad. Miner., 42, 1013-1025.Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W. (1987) A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis. Contrib. Mineral. Petrol., 95, 407-419.Whalen J.B., Currie K.L., Chappell B.W. (1987) A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis. Contrib. Mineral. Petrol., 95, 407-419.Yuan H.L., Gao S., Dia M.N., Zong C.L., Günter D., Fontaine G.H., Liu X.M., Diwu C.R. (2008) Simultaneous determination of U-Pb age, Hf isotopes and trace element compositions of zircon by excimer laser-ablation quadrupole and multiple-collector ICP-MS. Chem. Geol., 247, 100-118.Yuan H.L., Gao S., Dia M.N., Zong C.L., Günter D., Fontaine G.H., Liu X.M., Diwu C.R. (2008) Simultaneous determination of U-Pb age, Hf isotopes and trace element compositions of zircon by excimer laser-ablation quadrupole and multiple-collector ICP-MS. Chem. Geol., 247, 100-118.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.