litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2026-26-2-372-396LYLCOAlitosphere-2490Research ArticleСтатьиArticlesГеохимические признаки участия морской воды в метаморфизме базитов сергеевского комплекса (Сихотэ-Алинь)Geochemical evidence of seawater involvement in the metamorphism of Sergeevsky basites (Sikhote-Alin)КазаченкоВ. Т.KazachenkoV. T.

690022, г. Владивосток, пр-т 100-летия Владивостоку, 159

59 Vladivostok 100th Anniversary av., Vladivostok 690022

ПеревозниковаЕ. В.PerevoznikovaE. V.

690022, г. Владивосток, пр-т 100-летия Владивостоку, 159

59 Vladivostok 100th Anniversary av., Vladivostok 690022

vkazachenko@mail.ruДальневосточный геологический институт ДВО РАНРоссияFar Eastern Geological Institute, FEB RASRussian Federation202602052026262372–396Copyright © Казаченко В.Т., Перевозникова Е.В., 20262026Казаченко В.Т., Перевозникова Е.В.Kazachenko V.T., Perevoznikova E.V.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/2490

Объектом исследований магматических пород являлись выходы в окрестностях сел Сергеевка, Владимиро-Александровское (Окраинско-Сергеевский террейн) и Каменка (Каменский аллохтон), объектом исследования яшм, марганцево-силикатных пород и силикатно-магнетитовых руд служили выходы в Ольгинском, Дальнегорском (Таухинский террейн) и Малиновском (Самаркинский террейн) рудных районах. Цель. Выявление событий в истории Сихотэ-Алиня, повлиявших на изменение геохимических параметров кембрийских (?) базитов сергеевского комплекса. Задачи исследования заключались в изучении петрографии, петрохимии и геохимии метабазитов сергеевского комплекса и метаморфизованных триасовых металлоносных осадков. Методы. Использованы методы гравиметрии и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, а также массспектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (для определения редких элементов). Применялись методы определения изотопного состава Nd, Pb и Sr. Диагностика минералов проводилась под микроскопом и подтверждалась определением состава на рентгеноспектральном микроанализаторе JXA-8100. Результаты. Получены аналитические данные для метабазитов и метаультрабазитов сергеевского комплекса (породообразующие и редкие элементы, изотопные отношения Nd, Sr и Pb), изучены их минералогия и внутреннее строение. Получены аналитические данные для яшм (породообразующие и редкие элементы), марганцево-силикатных и силикатно-магнетитовых пород и руд (редкие элементы, изотопные отношения Nd) триасовой кремневой формации Сихотэ-Алиня.  Выводы. Полученные материалы указывают на влияние диафтореза на изменение геохимических характеристик метабазитов. Использование методов геохимии магматических и осадочных пород и хемостратиграфии позволило объяснить закономерное изменение парных значений 143Nd/144Nd–Sm/Nd, 143Nd/144Nd–Y/Nb и 143Nd/144Nd–Zr/Y в метабазитах сергеевского комплекса до значений в металлоносных осадках триасовой кремневой формации СихотэАлиня участием морской воды в метаморфических процессах. Судя по участию морской воды, отношению изотопов Sr в измененных породах и геологическим данным, диафторез сергеевских базитов проявился во время средне-позднеюрской аккреции.

Research subject. The igneous rocks examined in this study were collected from outcrops located in the vicinity of Sergeevka and Vladimiro-Alexandrovskoye (Okrainsko-Sergeevsky terrane), as well as Kamenka (Kamensky allochthon), villages. The studied jaspers, manganese silicate rocks, and silicate-magnetite ores were sampled from outcrops within the Olginsky and Dalnegorsky ore regions (Taukha terrane) and the Malinovsky ore region (Samarka terrane). Aim. To clarify the geological events in the evolution of the Sikhote-Alin region that determined changes in the geochemical parameters of the Cambrian (?) basites of the Sergeevsky complex. To that end, the petrography, petrochemistry, and geochemistry of the metabasites of the Sergeevsky complex and metamorphosed Triassic metalliferous sediments were studied.  Methods. Gravimetry, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES), and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) were employed, the latter for the determination of trace and rare elements. The isotopic compositions of Nd, Pb, and Sr were also analyzed. Mineral identification was performed using optical microscopy and subsequently confirmed by compositional analysis with an X-ray spectral microanalyzer (JXA-8100). Results. Analytical data were obtained for metabasites and metaultrabasites of the Sergeevsky complex, including major and trace element compositions and Nd, Sr, and Pb isotopic ratios; their mineralogy and internal structures were also investigated. In addition, analytical data were acquired for jaspers (major and trace elements), as well as for manganese– silicate and silicate–magnetite rocks and ores (trace elements and Nd isotopic ratios) of the Triassic chert formation of the Sikhote-Alin. Conclusion. The obtained data indicate that metamorphic processes significantly influenced the geochemical characteristics of the metabasites. The integrated application of igneous and sedimentary geochemistry, in combination with chemostratigraphic analysis, made it possible to elucidate the systematic variation in paired parameters (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd– Sm/Nd, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd–Y/Nb, and ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd–Zr/Y) in the metabasites of the Sergeevsky complex, trending toward values characteristic of metalliferous sediments of the Triassic chert formation of Sikhote-Alin. This trend is interpreted as evidence for seawater involvement in metamorphic processes. The involvement of seawater, supported by Sr isotopic ratios in the altered rocks and regional geological data, suggests that diaphthoresis of the Sergeevsky basites occurred during Middle–Late Jurassic accretion.

метабазитысергеевский комплексгеохимияаккрециядиафторезСихотэ-АлиньmetabasitesSergeevsky complexgeochemistryaccretiondiaftorezeSikhote-AlinReferencesБерсенев И.И. (1974) Основные черты тектоники Приморского края. Общие и региональные проблемы тектоники Тихоокеанского пояса. Магадан, 114-125.Bersenev I.I. (1974) The main features of the tectonics of Primorsky Krai. General and regional problems of Pacific Belt Tectonics. Magadan, 114-125. (In Russ.)Богданов Ю.А., Бортников Н.С., Викентьев И.В., Леин А.Ю., Гурвич Е.Г., Сагалевич А.М., Симонов В.А., Икорский С.В., Ставрова О.О., Аполлонов В.Н. и др. (2002) Минералого-геохимические особенности гидротермальных сульфидных руд и флюида поля Рейнбоу, ассоциированного с серпентинитами, Срединно-Атлантический хребет (36°14' с.ш.). Геол. руд. месторождений, 44(6), 510-542.Bogdanov Yu.A., Bortnikov N.S., Vikent’ev I.V., Lein A.Yu., Gurvich E.G., Sagalevich A.M., Simonov V.A., Ikorskii S.V., Stavrova O.O., Apollonov V.N. et al. (2002) Mineralogical and geochemical features of hydrothermal sulfide ores and fluid of the Rainbow field associated with with serpentinites, Mid-Atlantic ridge (36°14' n.l.). Geol. Rud. Mestorozhd., 44(6), 510-542. (In Russ.)Волохин Ю.Г., Михайлик Е.В., Бурий Г.И. (2003) Триасовая кремневая формация Сихотэ-Алиня. Владивосток: Дальнаука, 252 с.Chashchukhin I.S., Cherednichenko N.V., Adamovich N.N. (2012) About the behavior of rare elements during early serpentinization of ultramafic rocks. Tr. IGG UrO RAN, vyp. 159, 125-128. (In Russ.)Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. (2006) (Под ред. А.И. Ханчука). Кн. 1. Владивосток: Дальнаука, 572 с.Dietrich Ju., Hermann Jö., Pettke T. (2024) Magmatic genesis, hydration, and subduction of the tholeiitic eclogitefacies Allalin gabbro (Western Alps, Switzerland). Swiss J. Geosci., 117, 12. https://doi.org/10.1186/s00015-024-00461-8.Государственная геологическая карта Российской Федерации. (2011) Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Лист L-(52), 53; (K-52, 53) – оз. Ханка. Объясн. записка. СПб.: Картограф. фабрика ВСЕГЕИ, 684 с.Evensen N.M., Hamilton P.J., O’Nions R.K. (1978) Rare earth abundances in chondritic meteorites. Geochim. Cosmochim. Acta, 42, 1199-1212.Змиевский М.В. (2017) Гидрохимические модели зоны разгрузки рудообразующих растворов на гидротермальном поле “Логачев”, Срединно-Атлантический хребет. Дисс. … канд. геол.-мин. наук. СПб., 147 с.For G. (1989) Fundamentals of isotope Geology. Moscow, Mir Publ., 590 p. (In Russ.) Frank M. (2002) Radiogenic isotopes: tracers of past ocean circulation and erosional input. Rev. Geophys., 40(1), 1-38.Казаченко В.Т., Перевозникова Е.В. (2023) Изотопная (Sm-Nd) и геохимическая (Nb/Y-Zr/Y) систематика базит-гипербазитовых комплексов Сихотэ-Алиня. Геохимия, 68(4), 341-366.Früh-Green G.L., Scambelluri M., Vallis F. (2001) O-H isotope ratios of high-pressure ultramafic rocks: Implications for fluid sources and mobility in the subducted hydrous mantle. Contrib. Mineral. Petrol., 141, 145-159.Казаченко В.Т., Перевозникова Е.В., Лаврик С.Н. (2016) Геохимические и изотопные “метки” древних габброидов в триасовых метаморфизованных металлоносных осадках, скарнах и рудах скарновых месторождений Сихотэ-Алиня. Вестн. Кольского НЦ РАН, 4(27), 16-36.Geodynamics, magmatism, and metallogeny of Eastern Russia. (2006) (Ed. A.I. Khanchuk). B. 1. Vladivostok, Dal’nauka Publ., 572 p. (In Russ.)Кемкин И.В. (2019) Фациальные обстановки образования кремниевых пород Таухинского террейна Сихотэ-Алиня (по геохимическим данным). Вестн. ВГУ. Сер.: Геология, (2), 48-60.Kazachenko V.T., Perevoznikova E.V. (2023) Isotopic (Sm– Nd) and Geochemical (Nb/Y–Zr/Y) Systematics of the Sikhote-Alin Basic-Hyperbasic Complexes. Geochem. Int., 61(4), 324-347.Коваленко С.В., Давыдов И.А. (1991) Сергеевский выступ – древняя структура Южного Сихотэ-Алиня. ДАН СССР, 319(5), 1173-1177.Kazachenko V.T., Perevoznikova E.V., Lavrik S.N. (2016) Geochemical and isotopic “marks” of ancient gabbroids in Triassic metamorphosed metalliferous sediments, skarns, and ores of the Sikhote-Alin skarn deposits. Vestn. Kol’skogo NTs RAN, 4(27), 16-36. (In Russ.)Краснова Е.А. (2014) Магматическая и метаморфическая эволюция мантийного субстрата литосферы северо-западной части Тихого океана. Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. М., 26 с.Kemkin I.V. (2019) Facies environments of formation of silicon rocks of the Taukha terrane of Sikhote-Alin (by geochemical data). Vestnik VGU. Ser. Geol., (2), 48-60.Крук Н.Н., Голозубов В.В., Ханчук А.И., Александров И.А., Чащин А.А., Скляров Е.В. (2018) Интрузивные комплексы Сергеевского террейна – древнейшего блока Южного Приморья. Владивосток: Даль-наука, 56 с.Khanchuk A.I. (2000) Paleogeodynamic analysis of the formation of ore deposits in the Russian Far East. Ore deposits of the continental outskirts. Vladivostok, Dal’nauka Publ., 5-34. (In Russ.)Крупенин М.Т., Кузнецов А.Б., Константинова Г.В. (2015) Сравнительная Sr–Nd-систематика карбонатных пород в типовых магнезитовых месторождениях нижнего рифея южно-уральской провинции. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 162, 100-106.Kovalenko S.V., Davydov I.A. (1991) The Sergeevsky protrusion is an ancient structure of the Southern of Sikhote- Alin. Dokl. AN SSSR, 319(5), 1173-1177. (In Russ.)Лю И., Перчук А.Л., Зиновьева Н.Г. (2019) Свидетельство кумулусной кристаллизации и локальные проявления эклогитового метаморфизма в оливиновом габбро комплекса Марун-Кеу, Полярный Урал. Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4 – Геол., (2), 96-105.Krasnova E.A. (2014) Magmatic and metamorphic evolution of the mantle substrate of the lithosphere of the Northwestern Pacific Ocean. Abstr. Diss. … Cand. Geol. and Min. Sci. Moscow, 26 p. (In Russ.)Мазарович A.O. (1985) Тектоническое развитие Южного Приморья в палеозое и раннем мезозое. М.: Наука, 104 с.Kruk N.N., Golozubov V.V., Khanchuk A.I., Alexandrov I.A., Chashchin A.A., Sklyarov E.V. (2018) Intrusive complexes of the Sergeevsky terrane, the oldest block of Southern Primorye. Vladivostok, Dal’nauka Publ., 56 p. (In Russ.)Никогосян В.А. (1973) Основные черты магматизма Центрального Сихотэ-Алиня. Вопросы магматизма, метаморфизма и оруденения Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 67-70.Krupenin M.T., Kuznetsov A.B., Konstantinova G.V. (2015) Comparative Sr–Nd systematics of carbonate rocks in typical magnesite deposits of the Lower Riphean of the South Ural province. Tr. IGG UrO RAN, vyp. 162, 100- 106. (In Russ.)Пейве А.А., Соколов С.Ю., Иваненко А.Н., Разумовский А.А., Патина И.С., Боголюбский В.А., Веклич И.А., Денисова А.П., Добролюбов В.Н., Докашенко С.А., Иванова Е.С., Лапина С.А., Наумов И.А., Никитин Н.С., Уразмуратова З.Ф. (2023) Аккреция океанической коры в Срединно-Атлантическом хребте (48°–51.5° с.ш.) в ходе “сухого” спрединга. Докл. РАН. Науки о Земле, 508(2), 155-163.Le Maitre R., Streckeisen A., Zanettin B., Le Bas M., Bonin B., Bateman P. (Eds) (2002) Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms. Recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks (2nd ed.). N. Y., Cambridge University Press., 236 p.Ростовский Ф.И. (2005) Об изотопных отношениях свинца в галенитах рудных месторождений Востока Азии. Тихоокеан. геол., 24(2), 33-45.Lyu Y., Perchuk A.L., Zinov’eva N.G. (2019) Evidence of cumulus crystallization and local manifestations of eclogite metamorphism in the olivine gabbro of the Marun- Keu complex, Polar Urals. Vestn. Mosk. un-ta. Ser. 4 – Geol., (2), 96-105.Сергеев С.А., Пушкарев Ю.Д., Лохов К.И., Сергеев Д.С. (2015) Обзор современных методов изотопной геохронологии (составная часть Геохронологического атласа). СПб., 31 с.Mazarovich A.O. (1985) The tectonic development of Southern Primorye in the Paleozoic and Early Mesozoic. Moscow, Nauka Publ., 104 p. (In Russ.)Силантьев С.А. (2003) Вариации геохимических и изотопных характеристик реститовых перидотитов вдоль простирания Срединно-Атлантического хребта как отражение природы мантийных источников магматизма. Петрология, (11), 339-362.Nikoghosyan V.A. (1973) The main features of magmatism in Central Sikhote-Alin. Magmatism, metamorphism and mineralization of the Far East. Vladivostok, DVNTs AN SSSR Publ., 67-70. (In Russ.)Синица С.М. (2004) О происхождении гнейсовой фации сергеевских габброидов (Южное Приморье). Тихоокеан. геол., 23(3), 32-36.Othman D.B., White W.M., Patchett J. (1989) The geochemistry of marine sediments, island-arc magma genesis, and crust-mantle recycling. Earth Planet. Sci. Lett., 94, 1-21.Фор Г. (1989) Основы изотопной геологии. М.: Мир, 590 с.Peive A.A., Sokolov S.Yu., Ivanenko A.N., Razumovskii A.A., Patina I.S., Bogolyubskii V.A., Veklich I.A., Denisova A.P., Dobrolyubov V.N., Dokashenko S.A., Ivanova E.S., Lapina S.A., Naumov I.A., Nikitin N.S., Urazmuratova Z.F. (2023) Accretion of oceanic crust in the Mid-Atlantic ridge (48–51.5° N) during “dry” spreading. Dokl. RAN. Nauki o Zemle, 508(2), 155-163. (In Russ.)Ханчук А.И. (2000) Палеогеодинамический анализ формирования рудных месторождений Дальнего Востока России. Рудные месторождения континентальных окраин. Владивосток: Дальнаука, 5-34.Rais P. (2007) Evidence for major paleoceanographic reorganization during the Late Jurassic; insights from sedimentology and geochemistry. Ph. D. diss. Federal Institute of Technology ETH Zürich, 149 p.Чащухин И.С., Чередниченко Н.В., Адамович Н.Н. (2012) О поведении редких элементов при ранней серпентинизации ультрамафитов. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 159, 125-128.Rostovskii F.I. (2005) About of isotopic ratios of lead in galena ore deposits in East Asia. Tikhookean. Geol., 24(2), 33-45. (In Russ.)Штейнберг Д.С., Чащухин И.С., Ковальчук А.И. (1991) Океанические воды – агент серпентинизации в альпинотипных ультрамафитах континентов. Докл. АН СССР, 320(3), 713-715.Scambelluri М., Fiebig J., Malaspina N., Müntener O., Pettke T. (2004) Serpentinite Subduction: Implications for Fluid Processesand Trace-Element Recycling. Int. Geol. Rev., 46, 595-613.Шулятин О.Г., Андреев С.И., Беляцкий Б.В., Трухалев А.И. (2012) Возраст и этапность формирования магматических пород Срединно-Атлантического хребта по геологическим и радиологическим данным. Регион. геология и металлогения, (50), 28-36.Sergeev S.A., Pushkarev Yu.D., Lokhov K.I., Sergeev D.S. (2015) Review of modern methods of isotope geochronology (an integral part of the Geochronological Atlas). St.Petersburg, 31 p. (In Russ.)Dietrich Ju., Hermann Jö., Pettke T. (2024) Magmatic genesis, hydration, and subduction of the tholeiitic eclogitefacies Allalin gabbro (Western Alps, Switzerland). Swiss J. Geosci., 117, 12. https://doi.org/10.1186/s00015-024-00461-8.Silant’ev S.A. (2003) Variations in geochemical and isotopic characteristics of restite peridotites along the Mid- Atlantic Ridge strike as a reflection of the nature of mantle magmatism sources. Petrologiya, (11), 339-362. (In Russ.)Evensen N.M., Hamilton P.J., O’Nions R.K. (1978) Rare earth abundances in chondritic meteorites. Geochim. Cosmochim. Acta, 42, 1199-1212.Sinitsa S.M. (2004) About of the origin of the gneiss facies of the Sergeevsky gabbroids (Southern Primorye). Tikhookean. Geol., 23(3), 32-36. (In Russ.)Frank M. (2002) Radiogenic isotopes: tracers of past ocean circulation and erosional input. Rev. Geophys., 40(1), 1-38.Shulyatin O.G., Andreev S.I., Belyatskii B.V., Trukhalev A.I. (2012) Age and stage of formation of igneous rocks of the Mid-Atlantic ridge according of geological and radiological data. Region. Geologiya i Metallogeniya, (50), 28-36. (In Russ.)Früh-Green G.L., Scambelluri M., Vallis F. (2001) O-H isotope ratios of high-pressure ultramafic rocks: Implications for fluid sources and mobility in the subducted hydrous mantle. Contrib. Mineral. Petrol., 141, 145-159.Steinberg D.S., Chashchukhin I.S., Koval’chuk A.I. (1991) Oceanic waters are an agent of serpentinization in alpinotypic ultramafic of continents. Dokl. AN SSSR, 320(3), 713-715. (In Russ.)Le Maitre R., Streckeisen A., Zanettin B., Le Bas M., Bonin B., Bateman P. (Eds) (2002) Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms. Recommendations of the International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks (2nd ed.). N. Y., Cambridge University Press., 236 p.The State Geological Map of the Russian Federation. (2011) Scale 1:1 000 000 (3-rd gener.). Sheet (L-(52), 53; (K-52, 53) – Khanka. An explanatory note. St.Petersburg, VSEGEI Cartographic Factory, 684 p. (In Russ.)Othman D.B., White W.M., Patchett J. (1989) The geochemistry of marine sediments, island-arc magma genesis, and crust-mantle recycling. Earth Planet. Sci. Lett., 94, 1-21.Veizer J., Ala D., Azmy K., Bruckschen P., Buhl D., Bruhn F., Carden G.A.F., Diener A., Ebneth S., Godderis Y., Jasper T., Korte Ch., Pawellek F., Podlaha O.G., Strauss H. (1999) 87Sr/86Sr, δ 13C and δ 18O evolution of Phanerozoic seawater. Chem. Geol., 161, 59-88.Rais P. (2007) Evidence for major paleoceanographic reorganization during the Late Jurassic; insights from sedimentology and geochemistry. Ph. D. dis. Federal Institute of Technology ETH Zürich, 149 p.Volokhin Yu.G., Mikhailik E.V., Burii G.I. (2003) Triassic flint formation of Sikhote-Alin. Vladivostok, Dal’nauka Publ., 252 p. (In Russ.)Scambelluri М., Fiebig J., Malaspina N., Müntener O., Pettke T. (2004) Serpentinite Subduction: Implications for Fluid Processesand Trace-Element Recycling. Int. Geol. Rev., 46, 595-613.Weissert H., Joachimski M., Sarnthein M. (2008) Chemostratigraphy. Newsl. Stratigr., 42(3), 145-179.Veizer J., Ala D., Azmy K., Bruckschen P., Buhl D., Bruhn F., Carden G.A.F., Diener A., Ebneth S., Godderis Y., Jasper T., Korte Ch., Pawellek F., Podlaha O.G., Strauss H. (1999) 87Sr/86Sr, δ 13C and δ 18O evolution of Phanerozoic seawater. Chem. Geol., 161, 59-88.Zmievskii M.V. (2017) Hydrochemical models of the oreforming solutions discharge zone in the Logachev hydrothermal field, Mid-Atlantic Ridge. Cand. geol. and min. sci. diss. St.Petersburg, 147 p. (In Russ.)Weissert H., Joachimski M., Sarnthein M. (2008) Chemostratigraphy. Newsl. Stratigr., 42(3), 145-179.Weissert H., Joachimski M., Sarnthein M. (2008) Chemostratigraphy. Newsl. Stratigr., 42(3), 145-179.

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