litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2023-23-6-1038-1058litosphere-1986Research ArticleСтатьиArticlesПозднедевонский габбро-долерит-монцонит-гранодиоритовый комплекс в бассейне р. Северная Сосьва (Северный Урал): новые данные о составе, возрасте и геохимииLate Devonian gabbro-dolerite-monzonite-granodiorite complex in the basin of the Severnaya Sosva River (Northern Urals): New data on composition, age, and geochemistryПетровГ. А.PetrovG. A.

620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

15 Academician Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

Georg_Petrov@mail.ruХолодновВ. В.KholodnovV. V.

620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

15 Academician Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

ШагаловЕ. С.ShagalovE. S.

620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

15 Academician Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

РонкинЮ. Л.RonkinYu. L.

620110, г. Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

15 Academician Vonsovsky st., Ekaterinburg 620110

Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАНРоссияA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RASRussian Federation20232912202323610381058Copyright © Петров Г.А., Холоднов В.В., Шагалов Е.С., Ронкин Ю.Л., 20242024Петров Г.А., Холоднов В.В., Шагалов Е.С., Ронкин Ю.Л.Petrov G.A., Kholodnov V.V., Shagalov E.S., Ronkin Y.L.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/1986

Объект исследования. Гипабиссальный интрузивный габбро-долерит-монцонит-гранодиоритовый комплекс, распространенный в северной части Тагильской мегазоны. Материал и методы. Исследовались интрузивные образования, распространенные среди девонских толщ Восточно-Тагильской структурно-формационной зоны на Северном Урале. Выполнены петрографические исследования, силикатные (РФА) анализы и определение редких элементов методом ICP-MS, изучение U-Pb изотопной систематики в цирконах из монцонитов и кварцевых диоритов, проведена обработка и интерпретация полученных данных с использованием дискриминационных и спайдер-диаграмм, а также индикаторных геохимических параметров. Результаты. Выяснено, что по возрасту и структурному положению изученные горные породы могут коррелировать с известным позднедевонским ивдельским комплексом, отличаясь от типичного состава последнего значительным содержанием пород среднего и умеренно кислого состава. Геохимические параметры демонстрируют значения, характерные как для надсубдукционных (островодужных), так и для океанических вулканитов, что может указывать на формирование пород исследуемого комплекса в обстановке прекращения процесса субдукции и отрыва субдуцируемого слэба. Присутствие значительных объемов диоритов и монцодиоритов, вероятно, стимулировано контаминацией мантийными расплавами вещества земной коры. Выводы. Полученные геологические, петрографические, изотопно-геохронологические и геохимические данные не противоречат модели отрыва субдуцируемого слэба и поступления мантийного сильнодеплетированного вещества (близкого океаническим базальтам N-MORB) после прекращения процесса субдукции.

Subject research. Hypabyssal intrusive gabbro-dolerite-monzonite-granodiorite complex from the northern part of the Tagil megazone. Material and methods. Intrusive rocks situated among the Devonian strata of the East Tagil structural-formation zone at the North Urals were studied. Petrographic studies, silicate (XRF) analyses and determination of rare elements by ICP-MS method, study of U-Pb isotopic systematics in zircons from monzonites and quartz diorites, processing and interpretation of the data obtained using discrimination and spider diagrams, as well as indicator geochemical parameters were carried out. Results. It was found that the age and structural position of the studied rocks can correlate with the well-known Late Devonian Ivdel complex, differing from the typical composition of the latter by a significant content of rocks of medium and moderately acidic composition. The geochemical parameters demonstrate values characteristic of both suprasubduction (island-arc) and oceanic volcanites, which may indicate the formation of rocks of the studied complex in an environment of termination of the subduction process and separation of the subducted slab. The presence of significant volumes of diorites and monsodiorites is probably stimulated by contamination of crustal matter by the mantle melts. Conclusions. The obtained geological, petrographic, isotope-geochronological, and geochemical data do not contradict the model of separation of the subducted slab and the arrival of mantle highly depleted matter (close to oceanic basalts N-MORB) after the termination of the subduction process.

Северный УралТагильская мегазонаверхний девонгеохимиягаббро-долерит-монцонит-диоритовый комплексNorthern UralsTagil megazoneUpper Devoniangeochemistrygabbro-dolerite-monzonite-diorite complexИсследования проведены в соответствии с темами государственного задания ИГГ УрО РАН (№ госрегистрации 123011800013­6 и 123011800009­9) с использованием оборудования ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН. Дооснащение и комплексное развитие ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН осуществляются при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, cоглашение № 075­15­2021­680The studies were carried out in accordance with the themes of the state assignment of the IGG UB RAS (state registration No. 123011800013­6 and 123011800009­9), using the equipment of the “Geoanalitik” shared research facilities of the IGG UB RAS. The re­equipment and comprehensive development of the “Geoanalitik” shared research facilities of the IGG UB RAS is financially supported by the grant of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (agreement No. 075­15­2021­680)ReferencesБороздина Г.Н., Иванов К.С., Богоявленская В.М. (2010) Стратиграфия вулканогенных и вулканогенно-осадочных отложений Салатимской и Тагильской зон Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 152 с.Barberi F., Ferrara G., Santacroce R., Treuil M., Varet J. (1975) A transitional basalt-pantellerite sequence of fractional crystallisation, the Boina centre (Afar rift, Ethiopia). J. Petrol., (16), 22-56.Бочкарев В.В. (1990) Магматические формации северной части Приполярного Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 67 с.Borozdina G.N., Ivanov K.S., Bogoyavlenskaya V.M. (2010) Stratigraphy of volcanogenic and volcanogenic-sedimentary formations of the Salatim and Tagil zones of the Urals. Ekaterinburg, UB RAS, 152 p. (In Russ.)Бочкарев В.В., Карстен Л.А. (1989) Современная палеотектоническая позиция раннегеосинклинальных комплексов севера Урала. Геотектоника, (2), 12-21.Bochkarev V.V. (1990) Magmatic formations of the northern part of the Circumpolar Urals. Sverdlovsk, UB USSR AS, 67 p. (In Russ.)Валуй Г.А., Моисеенко В.Г., Стрижикова А.А., Москаленко Е.Ю. (2005) Генетические аспекты формирования магнетитовых и ильменитовых гранитоидов (на примере Сихотэ-Алиня). Докл. РАН, 405(4), 507-510.Bochkarev V.V., Karsten L.A. (1989) Modern paleotectonic position of early geosynclinal complexes of the North of the Urals. Geoteсtonics, (2), 12-21 (translated from Geo­ tektonika, (2), 12-21).Волков С.Н. (1960) Средний палеозой средней окраины Нижнетагильского синклинория. Тр. геол. музея АН СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР, вып. IV, 93.Eroshevskaya R.N. (1977) Devonian formations of the eastern slope of the Northern and Circumpolar Urals and their bauxite content. Abstr. diss. … cand. geol.-min. sci. Leningrad, 26 p. (In Russ.)Гребенников А.В., Ханчук А.И. (2021) Геодинамика и магматизм трансформных окраин Тихоокеанского типа: основные теоретические аспекты и дискриминантные диаграммы. Тихоокеан. геология, 40(1), 3-24.Fedorov Yu.N. (2004) Geological structure and prospects of oil and gas potential of the area of the junction of the Polar Urals and the West Siberian megabasin. Abstr. Cand. geol. and min. sci. diss. Ekaterinburg, 32 p. (In Russ.)Ерошевская Р.Н. (1977) Девонские образования восточного склона Северного и Приполярного Урала и их бокситоносность. Автореф. … дисс. канд. геол.-мин. наук. Л., 26 с.Fershtater G.B. (1987) Petrology of the main intrusive associations. Moscow, Nauka Publ., 232 p. (In Russ.)Жданов А.В. (2009) Легенда Уральской серии листов Госгеолкарты-1000/3 (актуализированная версия). СПб.: ВСЕГЕИ, 380 с.Frolova T.I., Burikova I.A. (1997) Magmatic formations of modern geodynamic environments. Moscow, Publishing House of Moscow State University, 320 p. (In Russ.)Иванов К.С., Федоров Ю.Н., Коротеев В.А., Печеркин М.Ф., Кормильцев В.В., Погромская О.Э., Ронкин Ю.Л., Ерохин Ю.В. (2003) Строение и природа области сочленения Урала и Западной Сибири. Докл. РАН, 393(5), 647-651.Grebennikov A.V., Khanchuk A.I. (2021) Geodynamics and magmatism of transform margins of the Pacific type: basic theoretical aspects and discriminant diagrams. Tikhookean. Geol., 40(1), 3-24. (In Russ.)Каретин Ю.С. (2000) Геология и вулканические формации района Уральской сверхглубокой скважины СГ-4. Екатеринбург: УрО РАН, 277 с.Ishihara S. (1977) The magnetite-series and ilmenite-series granitic rocks. Mining Geol., (27), 293-305.Кудрин К.Ю., Иванов К.С., Шокальский С.П., Наставко Е.В. (2015) Результаты U-Pb SHRIMP-II и Ar-Ar датирования магматических образований междуречья Сертынья-Щекурья (Приполярный Урал). Изв. Томск. политехн. ун­та, 326(8), 6-16.Ivanov K.S., Fedorov Yu.N., Koroteev V.A., Pecherkin M.F., Kormil’tsev V.V., Pogromskaya O.E., Ronkin Yu.L., Erokhin Yu.V. (2003) Structure and nature of the junction region of the Urals and Western Siberia. Dokl. RAN, 393(5), 647-651. (In Russ.)Лебедев В.А., Парфенов А.В., Якушев А.И. (2018) Неоген-четвертичный магматизм Чалдыранской равнины и ее обрамления (восточная Турция): пример постколлизионной эволюции от надсубдукционного к внутриплитному типу. Петрология, 26(5), 486-510.Karetin Yu.S. (2000) Geology and volcanic formations of the area of the Ural super-deep well SG-4. Ekaterinburg, UB RAS, 277 p. (In Russ.)Мишин Л.Ф., Коновалова Е.А., Талтыкин Ю.В., Крутикова В.О., Добкин С.Н., Юрченко Ю.Ю., Штарева А.В. (2020) Окислительные условия и связанная с ними геохимическая и металлогеническая зональность магматических образований Сихотэ-Алиньского орогенного пояса. Тихоокеан. геология, 39(3), 51-67.Kholodnov V.V., Shardakova G.Yu., Dushin V.A., Korovko A.V., Shagalov E.S. (2022) Riphean–vendian–cambrian magmatism of the Mankhambo Block (Subpolar Urals): geochemical typification, correction of geodynamic concepts, and the role of plume–lithosphere interaction. Petrology, 30, 392-417 (translated from Petrologiya, 30(4), 404-431) https://doi.org/10.1134/s0869591122040038Наркисова В.В. (2005) Петрохимия позднеордовикских–раннедевонских базальтоидов южной части Тагильской зоны Среднего Урала (по данным Уральской сверхглубокой скважины и околоскважинного пространства). Дисс. ...канд. геол.-мин. наук. М.: МГУ, 167 с.Kholodnov V.V., Shardakova G.Yu., Puchkov V.N., Petrov G.A., Shagalov E.S., Salikhov D.N., Korovko A.V., Pribavkin S.V., Rakhimov I.R., Borodina N.S. (2021) Paleozoic granitoid magmatism of the Urals: the reflection of the stages of the geodynamic and geochemical evolution of a collisional orogen. Geodynamics & Tecto­ nophysics, 12(2), 225-245. (In Russ.)Нефедов В.А. (1979) Геологическое строение и вулканогенные формации Северососьвинского района: Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. Свердловск: УФАН СССР, 27 с.Kudrin K.Yu., Ivanov K.S., Shokal’skii S.P., Nastavko E.V. (2015) Results of U-Pb SHRIMP-II and Ar-Ar dating of magmatic formations of the Sertynya-Shchekurya interfluve (Circumpolar Urals). Izvestiya Tomskogo Poli­ tekhn. Un­ta, 326(8), 6-16. (In Russ.)Петров Г.А., Ронкин Ю.Л., Маслов А.В. (2021а) Проявление позднедевонского постаккреционного магматизма на восточном склоне Северного Урала: новые данные о возрасте и геохимии. Докл. РАН, 500(1), 38-46.Le Bas M.J., Le Matrie R.W., Streckeisen A., Zanettin B. (1986) A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram. J. Petrol., 27(3), 745-750.Петров Г.А., Тристан Н.И., Бороздина Г.Н., Маслов А.В. (2021б) Стратиграфия и обстановки формирования девонских толщ Тагильской мегазоны на Северном Урале. Стратигр. Геол. корреляция, 29(3), 3-28.Lebedev V.A., Parfenov A.V., Yakushev A.I. (2018) Neogene-Quaternary magmatism of the Chaldyran plain and its framing (eastern Turkey): an example of post-collision evolution from suprasubduction to intraplate type. Petrologiya, 26(5), 486-510. (In Russ.)Пирс Дж.А., Липпард С.Дж., Робертс С. (1987) Особенности состава и тектоническое значение офиолитов над зоной субдукции. Геология окраинных бассейнов. М.: Мир, 134-165.Ludwig K.R. (2008) Isoplot/EX ver.3.6. Berkeley Geochronology Center. Spec. Publ., (4). 77 p.Пучков В.Н. (2010) Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 280.Mishin L.F., Konovalova E.A., Taltykin Yu.V., Krutikova V.O., Dobkin S.N., Yurchenko Yu.Yu., Shtareva A.V. (2020) Oxidative conditions and associated geochemical and metallogenic zonality of magmatic formations of the Sikhote-Alin oregenic belt. Tikhookean. Geol., 39(3), 51-67. (In Russ.)Салихов Д.Н., Холоднов В.В., Пучков В.Н., Рахимов И.Р. (2019) Магнитогорская зона Южного Урала в позднем палеозое: магматизм, флюидный режим, металлогения, геодинамика. М.: Наука, 392.Miyashiro A. (1974) Volcanic rock series in island arcs and active continental margins. Amer. J. Sci., 274, 321-343.Соболев И.Д., Соболева А.А., Удоратина О.В., Варламов Д.А. Хоуриган Дж.К., Хубанов В.Б., Буянтуев М.Д., Соболева Д.А. (2018) Девонский островодужный магматизм Войкарской зоны Полярного Урала. Геотектоника, (5), 39-74.Narkisova V.V. (2005) Petrochemistry of Late Ordovician– Early Devonian basaltoids of the southern part of the Tagil zone of the Middle Urals (according to the data of the Ural ultra-deep well and near-well space). Diss. ... cand. geol.-min. sci. Moscow, MGU, 167 p. (In Russ.)Тевелев А.В., Дегтярев К.Е., Тихомиров П.Л., Кошелева И.А., Косарев А.М. Мосейчук В.М., Правикова Н.В., Сурин Т.Н. (2005) Геодинамические обстановки формирования каменноугольных вулканических комплексов Южного Урала и Зауралья. Очерки по региональной тектонике. Т. 1: Южный Урал. М.: Наука, 213-247. (Тр. Геол. ин-та. Вып. 561).Nefedov V.A. (1979) Geological structure and volcanoge nic formations of the Severososvinsky district. Abstr. diss. … cand. geol.-min. sci. Sverdlovsk, 27 p. (In Russ.)Федоров Ю.Н. (2004) Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности области сочленения Приполярного Урала и Западно-Сибирского мегабассейна. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург: УрО РАН, 32 с.Pearce J.A. (1983) Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at acrive continental margins. Continen­ tal Basalts and Mantle Xenoliths. Shiva Publishing Ltd., Cambridge, Mass., 230-249.Ферштатер Г.Б. (1987) Петрология главных интрузивных ассоциаций. М.: Наука, 232 с.Pearce J.A., Harris N.B.W., Tindle A.G. (1984) Trace element discriminate diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. J. Petrol., 25(4), 956-983.Фролова Т.И., Бурикова И.А. (1997) Магматические формации современных геодинамических обстановок. М.: Изд-во МГУ, 320 с.Pearce J.A., Lippard S.J., Roberts S. (1987) Composition features and tectonic significance of ophiolites above the subduction zone. Geology of marginal basins. Moscow, Mir Publ., 134-165. (In Russ.)Холоднов В.В., Шардакова Г.Ю., Душин В.А., Коров ко А.В., Шагалов Е.С. (2022) Рифей-вендкембрийский магматизм Маньхамбовского блока (Приполярный Урал): геохимическая типизация, корректировка геодинамических представлений, роль плюм-литосферного взаимодействия. Петроло­ гия, 30(4), 404-431.Petrov G.A., Ronkin Yu.L., Maslov A.V. (2021a) Manifestation of Late Devonian postaccretionary magmatism on the eastern slope of the Northern Urals: new data on age and geochemistry. Dokl. RAN, 500(1), 38-46. (In Russ.)Холоднов В.В., Шардакова Г.Ю., Пучков В.Н., Петров Г.А., Шагалов Е.С., Салихов Д.Н., Коровко А.В., Прибавкин С.В., Рахимов И.Р., Бородина Н.С. (2021) Палеозойский гранитоидный магматизм Северного, Среднего и Южного Урала как отражение этапов гео ди намической и геохимической эволюции коллизионного орогена. Геодинамика и тектонофизика, 12(2), 225-245.Petrov G.A., Tristan N.I., Borozdina G.N., Maslov A.V. (2021b) Stratigraphy and conditions of formation of Devonian strata of the Tagil megazone in the Northern Urals. Stratigr. Geol. Korrell., 29(3), 3-28. (In Russ.)Шатров В.П. (1982) Геология среднепалеозойских образований севера восточного склона Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 47 с.Puchkov V.N. (2010) Geology of the Urals and the Urals (topical issues of stratigraphy, tectonics, geodyna mics and metallogeny). Ufa, DizainPoligrafServis Publ., 280 p. (In Russ.)Barberi F., Ferrara G., Santacroce R., Treuil M., Varet J. (1975) A transitional basalt-pantellerite sequence of fractional crystallisation, the Boina centre (Afar rift, Ethiopia). J. Petrol., (16), 22-56.Salikhov D.N., Kholodnov V.V., Puchkov V.N., Rakhimov I.R. (2019) Magnitogorsk zone of the Southern Urals in the Late Paleozoic: magmatism, fluid regime, metallogeny, geodynamics. Moscow, Nauka Publ., 392 p. (In Russ.)Ishihara S. (1977) The magnetite-series and ilmenite-series granitic rocks. Mining Geol., (27), 293-305.Shervais J.W. (1982) Ti-V plots and the petrogenesis of modern and ophiolitic lavas. Earth Planet. Sci. Lett., 59, 101-118.Le Bas M.J., Le Matrie R.W., Streckeisen A., Zanettin B. (1986) A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram. J. Petrol., 27(3), 745-750.Sobolev I.D., Soboleva A.A., Udoratina O.V., Varlamov D.A. Khourigan J.K., Khubanov V.B., Buyantuev M.D., Soboleva D.A. (2018) Devonian island-arc magmatism of the Voykar zone of the Polar Urals. Geo­ tectonics, (5), 39-74 (translated from Geotektonika, (5), 39-74).Ludwig K.R. (2008) Isoplot/EX ver.3.6. Berkeley Geochronology Center. Spec. Publ., (4). 77 p.Shatrov V.P. (1982) Geology of the Middle Paleozoic formations of the north of the eastern slope of the Urals. Sverdlovsk, UNC of the USSR Academy of Sciences, 47 p. (In Russ.)Miyashiro A. (1974) Volcanic rock series in island arcs and active continental margins. Amer. J. Sci., 274, 321-343.Sun S.-S., McDonought W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for the mantle composition and processes. Magmatism in the ocea­ nic basins. (Eds A.D. Saunders, M.J. Norry). Geol. Soc. Lond. Spec. Publ., 313-345.Pearce J.A. (1983) Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at acrive continental margins. Continen­ tal Basalts and Mantle Xenoliths. Shiva Publishing Ltd., Cambridge, Mass., 230-249.Taylor S.R., McLennan S.M. (1985) The continental crust; its composition and evolution. Blackwell, Cambrige, Mass., 312 p.Pearce J.A., Harris N.B.W., Tindle A.G. (1984) Trace element discriminate diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. J. Petrol., 25(4), 956-983.Tevelev A.V., Degtyarev K.E., Tikhomirov P.L., Kosheleva I.A., Kosarev A.M., Moseichuk V.M., Pravikova N.V., Surin T.N. (2005) Geodynamic conditions of formation of carboniferous volcanic complexes of the Southern Urals and Trans-Urals. Essays on regional tec­ tonics. V. 1: Southern Urals. Moscow, Nauka Publ., 213-247. (Tr. Geol. In-ta. Vyp. 561). (In Russ.)Shervais J.W. (1982) Ti-V plots and the petrogenesis of modern and ophiolitic lavas. Earth Planet. Sci. Lett., 59, 101-118.Valui G.A., Moiseenko V.G., Strizhikova A.A., Moskalenko E.Yu. (2005) Genetic aspects of the formation of magnetite and ilmenite granitoids (on the example of Sikhote-Alin). Dokl. RAN, 405(4), 507-510. (In Russ.)Sun S.-S., McDonought W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for the mantle composition and processes. Magmatism in the oceanic basins. (Eds A.D. Saunders, M.J. Norry). Geol. Soc. Lon­ don. Spec. Publ., 313-345.Volkov S.N. (1960) Middle Paleozoic of the middle margin of the Nizhny Tagil synclinorium. Tr. Geol. Muzeya AN SSSR. Moscow; Leningrad, Publishing House of the USSR AS, Iss. IV, 93. (In Russ.)Taylor S.R., McLennan S.M. (1985) The continental crust; its composition and evolution. Blackwell, Cambrige, Mass., 312 p.Wendt I., Carl C. (1991) The statistical distribution of the mean squared weighted deviation. Chem. Geol.: Isotope Geosci. Sect., 86(4), 275-285. http://doi.org/10.1016/0168-9622(91)90010-tWendt I., Carl C. (1991) The statistical distribution of the mean squared weighted deviation. Chem. Geol.: Isotope Geosci. Sect., 86(4), 275-285. https://doi.org/10.1016/0168-9622(91)90010-tWetherill G.W. (1956) An Interpretation of the Rhodesia and Witwatersrand Age Patterns. Geochim. Cosmochim. Ac­ ta, 9, 290-292.Wetherill G.W. (1956) An Interpretation of the Rhodesia and Witwatersrand Age Patterns. Geochim. Cosmochim. Ac­ ta, 9, 290-292.Zhdanov A.V. (2009) Legend of the Ural series of of the State Geological Map-1000/3 (updated version). St.Petersburg, VSEGEI Publ., 380 p. (In Russ.)

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