Geochemical and Sr-Nd-Pb-O isotopic types of Cretaceous magmatic sources in the Uda sector (West Transbaikal rift region)

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The West Transbaikal rift region was formed within continental setting in the Late Jurassic and was developed until the Early Cenozoic. The Udinsky sector is one of its central fragments and includes the Udinsky, Eravninsky and Zazinsky depressions. New studies of the Sr, Nd, Pb, O isotopic composition and geochemical signatures of Cretaceous basaltoids of each depression are given in this article and its allowed us to estimate the mantle and crustal sources compositions and propose the its mixing model. During the formation of volcanics of the Udinsky sector within the age range of ~ 143–71 MA, there was a consistent change in the isotopic parameters of the sources from enriched (EMI and EMII) to moderately depleted PREMA type. Early Cretaceous primary magmas were formed from mantle sources that included subduction-enriched mantle, which resulted in the depletion of basaltoids in Ta, Nb, Ti and in high (La/Ta)N (2.2–4.9), (La/Nb)N (2.1–4.2) and at the same time high contents of incompatible trace elements. Mantle magmas of the Uda depression were contaminated with lower crustal matter, which is characterized by moderate or reduced contents of Zr and La, low values of La/Yb, Rb/Sr compared to the composition of the basaltic melt. The compositions of the Eravninskaya and Zazinskaya depressions basaltoids reflect the mantle magmas interaction with upper crustal granitoids of the Angara-Vitim batholith. Mantle-crust interactions were least reflected in the composition of Late Cretaceous volcanics, the geochemical characteristics of which are consistent with the nature of changes in the isotopic compositions of mantle sources over time.

About the authors

A. A. Vorontsov

Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS

Email: voront@igc.irk.ru
Favorskiy Str., 1A, Irkutsk, 664033 Russia

V. V. Yarmolyuk

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry (IGEM) RAS

Email: yarm@igem.ru
Staromonetny per., 35, Moscow, 109017 Russia

S. I. Dril

Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS

Email: sdril@igc.irk.ru
Favorskiy Str., 1A, Irkutsk, 664033 Russia

V. M. Savatenkov

Institute of Precambrian Geology and Geochronology RAS

Email: v. m.savatenkov@ipgg.ru
Makarova emb., 2, St. Petersburg, 199034 Russia

D. A. Lykhin

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry (IGEM) RAS

Staromonetny per., 35, Moscow, 109017 Russia

E. N. Federyagina

Irkutsk State University

Karl Marx Str., 1, Irkutsk, 664003 Russia

S. A. Sasim

Irkutsk State University

Karl Marx Str., 1, Irkutsk, 664003 Russia

References

  1. Андрющенко С. В., Воронцов А. А., Ярмолюк В. В., Сандимиров И. В. (2010) Эволюция юрско-мелового магматизма Хамбинской вулканотектонической структуры (Западное Забайкалье). Геология и геофизика. 51(7), 944–962.
  2. Берзина А. П., Берзина А. Н., Гимон В. О., Крымский Р. Ш., Ларионов А. Н., Николаева И. В., Серов П. А. (2013) Шахтаминская Mo-порфировая рудно-магматическая система (Восточное Забайкалье): возраст, источники, генетические особенности. Геология и геофизика. 54(6), 764–786.
  3. Воронцов А. А., Иванов В. Г., Ярмолюк В. В., Кузьмин М. И., Сандимирова Г. П., Смирнов В. Н. (1999) Позднемезозойская бимодальная щелочная вулканическая ассоциация Западного Забайкалья и возраст ее формирования: геологические и геохронологические (Rb-Sr и K-Ar) данные. ДАН. 369(2), 220–224.
  4. Воронцов А. А., Ярмолюк В. В., Иванов В.Г, Никифоров А. В. (2002) Позднемезозойский магматизм Джидинского сектора Западно-Забайкальской рифтовой области: этапы формирования, ассоциации, источники. Петрология. 10(5), 510–531.
  5. Воронцов А. А., Ярмолюк В. В. (2007а) Эволюция магматизма Тугнуйско-Хилокского сектора Западно-Забайкальской рифтовой области в позднем мезозое и кайнозое. Вулканология и сейсмология. (4), 3–28.
  6. Воронцов А. А., Ярмолюк В. В., Лыхин Д. А., Дриль С. И., Татарников С. А., Сандимирова Г. П. (2007б) Магматизм и геодинамика раннемезозойской Северо-Монгольской–Западно-Забайкальской рифтовой зоны: по результатам геохронологических, геохимических и изотопных (Sr, Nd, Pb) исследований. Петрология. 15(1), 37–60.
  7. Воронцов А. А., Ярмолюк В. В., Комарицына Т. Ю. (2016) Позднемезозойский-раннекайнозойский рифтогенный магматизм Удинского сектора (Западное Забайкалье). Геология и геофизика. 57(5), 920–946.
  8. Гордиенко И. В., Климук В. С., Иванов В. Г., Посохов В. Ф. (1997) Новые данные о составе и возрасте бимодальной вулканической серии Тугнуйской рифтогенной впадины (Забайкалье). ДАН. 352(6), 799–803.
  9. Гордиенко И. В., Баянов В. Д., Климук В. С., Пономарчук В. А., Травин А. В. (1999) Состав и возраст (39Ar/40Ar) вулканогенных пород Чикой-Хилокской рифтогенной впадины в Забайкалье. Геология и геофизика. 40 (4), 583–591.
  10. Гордиенко И. В., Булгатов А. Н., Руженцев С. В., Минина О. В., Климук В. С., Ветлужских Л. И., Некрасов Г. Е., Ласточкин Н. И., Ситникова В. С., Метелкин Д. В., Гонегер Т. А., Лепехина Е. Н. (2010) История развития Удино-Витимской островодужной системы Забайкальского сектора Палеоазиатского океана в позднем рифее-палеозое. Геология и геофизика. 51(5), 589–614.
  11. Иванов В. Г., Ярмолюк В. В., Смирнов В. Н. (1995) Новые данные о возрасте проявления вулканизма в Западно-Забайкальской позднемезозойской-кайнозойской вулканической области. ДАН. 345(5), 648–652.
  12. Коваленко В. И., Ярмолюк В. В., Ковач В. П., Котов А. Б., Козаков И. К., Сальникова Е. Б. (1996) Источники фанерозойских гранитоидов Центральной Азии: Sr-Nd изотопные данные. Геохимия. (8), 699–712.
  13. Коваленко Д. В., Ярмолюк В. В., Козловский А. М. (2024) Палеомагнетизм фанерозойских толщ центральной части Центрально-Азиатского складчатого пояса. Геотектоника. (1), 3–27.
  14. Кузнецов М. В., Саватенков В. М., Шпакович Л. В., Ярмолюк В. В., Козловский А. М. (2022) Эволюция источников магматизма Восточно-Монгольской вулканической области: по данным геохимических и Sr-Nd-Pb изотопных исследований. Петрология. 30(5), 457–479.
  15. Парфенов Л. М., Берзин Н. А., Ханчук А. И., Бадарч Г., Беличенко В. Г., Булгатов А. Н., Дриль С. И., Кириллова Г. Л., Кузьмин М. И., Ноклеберг У., Тимофеев В. Ф., Томуртогоо О., Янь Х. (2003) Модель формирования орогенных поясов Центральной и Северо-Восточной Азии. Тихоокеанская геология. 22(6), 7–42.
  16. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ. 2009, 200 с.
  17. Покровский Б. Г. (2000) Коровая контаминация мантийных магм по данным изотопной геохимии. Тр. ГИН РАН. Вып. 535. М.: Наука, 228 с.
  18. Руженцев С. В., Некрасов Г. Е. (2009) Тектоника Агинской зоны (Монголо-Охотский пояс). Геотектоника. (1), 39–58.
  19. Тейлор С. Р., Мак-Леннан С. М. (1988) Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 384 с.
  20. Фишев Н. А., Шелгачев К. М., Игнатович В. И., Гусев Ю. П. и др. (2011) Государственная геологическая карта Российской федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Серия Алдано-Забайкальская. Лист N-49 – Чита. Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 604 с.
  21. Фор Г. (1989) Основы изотопной геологии. М.: Мир, 589 с.
  22. Цыганков А. А. (2014) Позднепалеозойские гранитоиды Западного Забайкалья: последовательность формирования, источники магм, геодинамика. Геология и геофизика. 55(2), 197–227.
  23. Чугаев А. В., Чернышев И. В., Бортников Н. С., Коваленкер В. А., Киселева Г. Д., Прокофьев В. Ю. (2013) Изотопно-свинцовые рудные провинции Восточного Забайкалья и их связь со структурами региона (по данным высокоточного MC–ICP-MS изучения изотопного состава Pb). Геология рудных месторождений. 55(4), 282–294.
  24. Чугаев А. В., Дубинина Е. О., Чернышев И. В., Травин А. В., Коссова С. А., Ларионова Ю. О., Носова А. А., Плотинская О. Ю., Олейникова Т. И., Садасюк А. С. (2020) Источники и возраст золоторудной минерализации месторождения Ирокинда (Северное Забайкалье): результаты изучения изотопного состава Pb, S, Sr, Nd и данные39Ar-40Ar геохронометрии. Геохимия. 65(11), 1059–1079.
  25. Chugaev A. V., Dubinina E. O., Chernyshev I. V., Kossova S. A., Larionova Y. O., Nosova A. A., Plotinskaya O. Y., Oleinikova T. I., Sadasyuk A. S., Travin A. V. (2020) Sources and age of the gold mineralization of the Irokinda deposit, Northern Transbaikalia: evidence from Pb, S, Sr, and Nd isotope-geochemical and 39Ar-40Ar geochronological data/ Geochem. Int. 58(11), 1208–1227.
  26. Ярмолюк В. В., Коваленко В. И., Иванов В. Г. (1995) Внутриплитная позднемезозойская-кайнозойская вулканическая провинция Центральной – Восточной Азии – проекция горячего поля мантии. Геотектоника. (5), 41–67.
  27. Ярмолюк В. В., Иванов В. Г., Коваленко В. И. (1998) Источники внутриплитного магматизма Западного Забайкалья в позднем мезозое-кайнозое (на основе геохимических и изотопно-геохимических данных). Петрология. 6(2), 115–138.
  28. Ярмолюк В. В., Коваленко В. И., Ковач В. П., Будников С. В., Козаков И. К., Котов А. Б., Сальникова Е. Б. (1999) Nd-изотопная систематика коровых магматических протолитов Западного Забайкалья и проблема рифейского корообразования в Центральной Азии. Геотектоника. (4), 3–20.
  29. Ярмолюк В. В., Коваленко В. И. (2000). Геохимические и изотопные параметры аномальной мантии северной Азии в позднем палеозое – раннем мезозое (данные изучения внутриплитного базитового магматизма. ДАН. 375(4), 525–530.
  30. Ярмолюк В. В., Иванов В. Г. (2000) Магматизм и геодинамика Западного Забайкалья в позднем мезозое и кайнозое. Геотектоника. (2), 43–64.
  31. Ярмолюк В. В., Коваленко В. И. (2003) Геодинамичеcкие обcтановки обpазования батолитов в Центpально-Азиатcком cкладчатом пояcе. Геология и геофизика. 44(12), 1260–1274.
  32. Ярмолюк В. В., Саватенков В. М., Козловский А. М., Ступак Ф. М., Кузнецов М. В., Шпакович Л. В. (2023) Условия формирования пород и источники магм позднекайнозойского Удоканского вулканического плато. Петрология. 31(1), 3–28.
  33. Arzhannikova A. V., Demonterova E. I., Jolivet M., Mikheeva E. A., Ivanov A. I., Arzhannikov S. S., Khubanov V. B., Kamenetsky V. S. (2022) Segmental closure of the Mongol-Okhotsk Ocean: insight from detrital geochronology in the East Transbaikalia Basin. Geosci. Front. 13(1), 101254. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2021.101254
  34. Badarch G., Cunningham W. D., Windley B. F. (2002) A new terrane subdivision for Mongolia: implications for the Phanerozoic crustal growth of Central Asia. J. Asian Earth Sci. 21(1), 87–110.
  35. Dolgopolova A., Seltmann R., Kober B., Weiss D., Stanley C. and Dulski P. (2004) Geochemical characteristics and lead isotope systematics of highly fractionated Li–F-enriched amazonite granites and related host rocks of the Orlovka–Spokoinoe mining district, Eastern Transbaikalia (Russia). Trans. Inst. Min. Metall. Sect. B. 113. https://doi.org /10.1179/037174504225004420
  36. Kramers J. D., Tolstikhin I. N. (1997) Two terrestrial lead isotope paradoxes, forward transport modelling, core formation and the history of the continental crust. Chem. Geol. 139, 75–110. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(97)00027-2
  37. Kelemen P. B., Hanghoj K., Greene A. R. (2003) One view of the geochemistry of subduction-related magmatic arcs, with an emphasis on primitive andesite and lower crust. Treatise Geochem., (Eds. Holland H. D., Turekian K. K.). Elsevier Ltd. (3.18), 594–649.
  38. Kuznetsov M. V., Savatenkov V. M. (2023) Melting modeling of mixed peridotitic and mafic lithologies at shallow depths of the continental metasomatized lithospheric mantle: Implementation for the Early Cretaceous volcanic rocks of Eastern Mongolia. Vestnik of Saint Petersburg University. 68(3). https://doi.org/10.21638/spbu07.2023
  39. Litvinovsky B. F., Tsygankov F. F., Jahn B. V., Katzir Y., Be’eri-Shlevin Y. (2011) Origine and evolution of overlapping calc-alkaline and alkaline magmas: the Late Paleozoic post-collisional igneous province of Transbaikalia (Russia). Lithos. 125, 845–874. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2011.04.007
  40. McDonough W. F. and Sun S.-S. (1995). Composition of the Earth. Chem. Geol. 120, 223–253. doi: 10.1016/0009-2541(94)00140-4.
  41. Nikiforov A. V., Yarmolyuk V. V. (2019) Late Mesozoic carbonatite provinces in Central Asia: Their compositions, sources and genetic settings. Gondwana Res. 69, 56–72. https://doi.org/10.1016/j.gr.2018
  42. Rudnick R. L., Gao S. (2003) Composition of the continental crust. Treatise Geochem. (Eds. D. Holland, K. K. Turekian). 3, 1–64. http://dx.doi.org/10.1016/b0-08-043751-6/03016-4
  43. Sharp Z. D. (1990) A laser-based microanalytical method for the in situ determination of oxygen isotope ratios of silicates and oxides. Geochim. Cosmochim. Acta. 54, 1353–1357.
  44. Sun S.-S., McDonough W. F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Magmatism in the Ocean Basins. (Eds. Saunders A. D., Narry M. J.). 42, 313–345.
  45. Taylor S. R. (1977) Island arc models and the composition of the continental crust. Island arcs, deep sea trenches and back-arc basins. (Eds. Talwani M., Pitman W. C.). Maurice Ewing Series 1 AGU, Washington DS, 325–335. https://doi.org/10.1029/ME001p0325
  46. Taylor H. P. Jr. Sheppard S. M. F. (1986) Igneous rocks: I. Chapter 8: Process of isotopic fractionation and isotope systematics. Rev. Mineral.: Stable Isotopes in High Temperature Geological Processes. Book Crafters, Inc., Chelsea, Michigan. 16, 227–271. https://doi.org/10.1515/9781501508936–013
  47. Taylor H. P. Jr. (1986) Igneous Rocks I. Chapter 9: Isotopic Case Studies of Circumpacific Magmatism. Rev. Mineral.: Stable Isotopes in High Temperature Geologic Processes. Book Crafters, Inc., Chelsea, Michigan. 16, 273–317. https://doi.org/10.1515/9781501508936–014
  48. Zindler A., Hart S. (1986) Chemical geodynamics. Annu. Rev. Earth Planet. Sci.. 14, 493–571.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 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».