Polymetamorphism in the Geological Development of the South Altai Metamorphic Belt, Central Asian Folded Belt

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The crystal complexes of the Hercynian South Altai Metamorphic Belt (SAMP), which is a part of the Central Asian Folded Belt, with a length of more than 1500 km, compose tectonic plates of different scales, in which the level of metamorphism in the early stages reached the conditions of high-temperature subfacies of amphibolite and, in places, granulite facies. In tectonic terms, the band of their exits is confined to the outskirts of the North Asian Caledonian continent, stretching from southeast to northwest along the southern slope of the Gobi, Mongolian and Chinese Altai to Eastern Kazakhstan, where they are represented in the Irtysh shear zone. Poly- and monometamorphic complexes have been established as a part of the SAMP. The age of granitoids of the late episode of metamorphism was determined for the Tsel tectonic plate of the Gobi Altai in the southeastern part of the SAMP: from 374 ± 2 to 360 ± 5 million years. These and previously obtained results show that the early episode of low-pressure metamorphism and the late episode of high-pressure metamorphism occurred in the intervals of ~390–385 and 375–360 MA, respectively, almost throughout this belt. In the interval between them, a short-term stabilization stage is fixed. These processes occurred during the closure of the basin with the oceanic crust of the Tethys series of the South Mongolian Ocean (Paleothesis I). The spatial position of the SAMP is due to the asymmetry of the structure of the basin, in which the active continental margin is represented along its northern part, and the passive one along the southern (in modern coordinates).

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. K. Kozakov

Institute of Precambrian Geology and Geochronology of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ivan-kozakov@yandex.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

M. O. Anosova

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: ivan-kozakov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

T. I. Kirnozova

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: ivan-kozakov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

Yu. V. Plotkina

Institute of Precambrian Geology and Geochronology of the Russian Academy of Sciences

Email: ivan-kozakov@yandex.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

E. V. Tolmacheva

Institute of Precambrian Geology and Geochronology of the Russian Academy of Sciences

Email: ivan-kozakov@yandex.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

Ch. Erdenezhargal

Institute of Geology, Academy of Sciences of Mongolia; Mongolian National University

Email: ivan-kozakov@yandex.ru
Mongolia, Ulaanbaatar; Ulaanbaatar

References

  1. Азимов П.Я., Козаков И.К., Глебовицкий В.А. Раннепалеозойский сверхвысокотемпературный низкобарный (UHT/LP) метаморфизм в Сангиленском блоке Тувино-Монгольского массива // Докл. АН. 2018. Т. 479. № 2. С. 158–162. https://doi.org/10.7868/S0869565218080108
  2. Бибикова Е.В., Кирнозова Т.И., Козаков И.К., Котов А.Б., Неймарк Л.А., Гороховский Б.М., Шулешко И.М. Полиметаморфические комплексы южного склона Монгольского и Гобийского Алтая: результаты уран-свинцового датирования // Геотектоника. 1992. № 2. С. 104–112.
  3. Глебовицкий В.А. Тектоника и региональный метаморфизм раннего докембрия восточной части Балтийского щита // Региональная геология и металлогения. 1993. № 1. С. 7–24.
  4. Диденко А.Н., Моссаковский А.А., Печерский Д.М., Руженцев С.В., Самыгин С.Г., Хераскова Т.Н. Геодинамика палеозойских океанов Центральной Азии // Геология и геофизика. 1994. Т. 35. № 7/8. С. 59–75.
  5. Ермолов П.В., Паталаха Е.И., Ефимов И.А., Полянский Н.В., Пономарева А.П., Найденов Б.М., Хохлов П.И. Метаморфические комплексы и некоторые черты тектоники Зайсанской складчатой системы и рудного Алтая // Геотектоника. 1984. № 4. С. 61–74.
  6. Козаков И.К.Структурные особенности и метаморфизм докембрийских гранитоидов Сангиленского нагорья Тувы // Геология и геофизика. 1976. № 12. С. 159–160.
  7. Козаков И.К. Докембрийские инфраструктурные комплексы Монголии. Л.: Наука, 1986. 144 с.
  8. Козаков И.К., Азимов П.Я. Геодинамическая обстановка формирования гранулитов Сангиленского блока ТМТ (Центрально-Азиатский складчатый пояс) // Петрология. 2017. Т. 25. № 6. 635–645.
  9. Козаков И.К., Котов А.Б., Миллер Ю.В., Глебовицкий В.А. Два типа проявления тектоно-метаморфических циклов во времени // Региональная геология и металлогения. 1997. № 6. С. 23–36.
  10. Козаков И.К., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Ковач В.П., Натман А., Бибикова Е.В., Кирнозова Т.И., Тодт В., Кренер А., Яковлева С.З., Лебедев В.И., Сугоракова А.М. Возрастные рубежи структурного развития метаморфических комплексов Тувино-Монгольского массива // Геотектоника. 2001. № 3. С. 22–43.
  11. Козаков И.К., Глебовицкий В.А., Бибикова Е.В., Азимов П.Я., Кирнозова Т.И. Геодинамическая позиция и условия формирования гранулитов герцинид Монгольского и Гобийского Алтая // Докл. АН. 2002. Т. 386. № 1. С. 82–87.
  12. Козаков И.К., Сальникова Е.Б., Диденко А.Н., Ковач В.П., Федосеенко А.М., Яковлева С.З. Возраст и геодинамическая обстановка формирования высокотемпературных метаморфических комплексов Южно-Монгольского пояса // Геология и геофизика. 2004. Т. 45. № 4. С. 519–524.
  13. Козаков И.К., Ковач В.П., Бибикова Е.В., Кирнозова Т.И., Загорная Н.Ю., Плоткина Ю.В., Подковыров В.Н. Возраст и источники гранитоидов зоны сочленения каледонид и герцинид Юго-Западной Монголии: геодинамические следствия // Петрология. 2007. Т. 15. № 1. С. 133–159.
  14. Козаков И.К., Кирнозова Т.И., Плоткина Ю.В. Возраст источника метатерригенных пород Южно-Алтайского метаморфического пояса // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2009. Т. 17. № 1. С. 41–48.
  15. Козаков И.К., Диденко А.Н., Азимов П.Я., Кирнозова Т.И., Ковач В.П., Сальникова Е.Б., Эрдэнэжаргал Ч. Геодинамические обстановки и условия формирования кристаллических комплексов Южно-Алтайского и Южно-Гобийского метаморфических поясов // Геотектоника. 2011. № 3. С. 7–30.
  16. Козаков И.К., Козловский А.М., Ярмолюк В.В., Кирнозова Т.И., Фугзан М.М., Оюунчимэг Ц., Эрдэнэжаргал Ч. Геодинамическая обстановка формирования поли- и монометаморфических комплексов Южно-Алтайского метаморфического пояса, Центрально-Азиатский складчатый пояс // Петрология. 2019. Т. 27. № 3. С. 233–257.
  17. Козаков И.К., Ковач В.П., Сальникова Е.Б., Адамская Е.В., Азимов П.Я., Гороховский Б.М., Иванова А.А., Ойдуп Ч.К., Плоткина Ю.В. Возрастные рубежи и геодинамические обстановки формирования метаморфических комплексов юго-западной части Тувино-Монгольского террейна, Центрально-Азиатский складчатый пояс // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2021. Т. 29. № 4. С. 3–26.
  18. Козаков И.К., Сальникова Е.Б., Иванова А.А., Плоткина Ю.В. Этапы формирования Южно-Алтайского метаморфического пояса (Центральная Азия) // Геология и геофизика. 2022. Т. 63. № 3. С. 356–370.
  19. Ларин А.М., Котов А.Б., Великославинский С.Д., Сальникова Е.Б., Ковач В.П. Раннедокембрийские гранитоиды А-типа Алданского щита и его складчатого обрамления: источники и геодинамические обстановки формирования // Петрология. 2012. Т. 20. № 3. С. 242–265.
  20. Лиханов И.И. Метаморфические индикаторы геодинамических обстановок коллизии, растяжения и сдвиговых зон земной коры // Петрология. 2020. Т. 28. № 1. С. 4–22.
  21. Метелкин Д.В. Эволюция структур Центральной Азии и роль сдвиговой тектоники по палеомагнитным данным. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2012. 460 с.
  22. Моссаковский А.А., Руженцев С.В., Самыгин С.Г., Хераскова Т.Н. Центрально-Азиатский складчатый пояс: геодинамическая эволюция и история формирования // Геотектоника. 1993. № 6. C. 3–32.
  23. Полянский О.П., Сухоруков В.П., Травин А.В., Алехин И.Г., Юдин Д.С. Тектоническая интерпретация термохронологических данных и P–T параметров метаморфизма пород зонального комплекса Бодончин (Монгольский Алтай) // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. С. 1256–1275.
  24. Руженцев С.В., Бадарч Г., Вознесенская Т.А., Маркова Н.Г. Эволюция геологических процессов и металлогения Монголии. М.: Наука, 1990. С. 111–117.
  25. Руженцев С.В., Поспелов И.И. Южно-Монгольская варисская складчатая система // Геотектоника. 1992. № 5. С. 45–62.
  26. Саватенков В.М., Козловский А.М., Ярмолюк В.В., Руднев С.Н., Оюунчимэг Ц. Pb и Nd изотопная систематика гранитоидов Озёрной зоны, Монгольского и Гобийского Алтая как отражение процессов корообразования в Центрально-Азиатском орогенном поясе // Петрология. 2020. Т. 28. № 5. С. 451–467.
  27. Салоп Л.И. Основные черты стратиграфии и тектоники докембрия Балтийского щита // Проблемы геологии докембрия Балтийского щита и покрова Русской платформы. Труды ВСЕГЕИ. 1971. Т. 175.
  28. Сальникова Е.Б., Ларин А.М., Котов А.Б., Глебовицкий В.А., Суханов М.К., Яковлева С.З., Ковач В.П., Толкачев М.Д. Каларский анортозит-чарнокитовый комплекс (Алдано- Становой щит): возраст и тектоническое положение // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2004. Т. 12. № 3. С. 3–11.
  29. Судовиков Н.Г., Глебовицкий В.А., Сергеев А.С., Петров В.П., Харитонов А.Л. Геологическое развитие подвижных поясов (Северное Приладожье). Ленинград: Наука, 1969. С. 1–27.
  30. Сухоруков В.П. Состав и условия формирования андалузит-кианит-силлиманитовых сегрегаций в метаморфических породах Целского блока (Монгольский Алтай) // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 6. С. 478–482.
  31. Сухоруков В.П., Полянский О.П., Крылов А.А., Зиновьев С.В. Реконструкция Р–Т тренда метаморфизма глиноземистых сланцев Цогтского блока (Монгольский Алтай) на основании зональности граната // Петрология. 2016. Т. 24. С. 441–466.
  32. Эскола П. Докембрий Финландии // Докембрий Скандинавии. Ред. Ранкама К. М.: Мир, 1967.
  33. Ярмолюк В.В., Ковач В.П., Коваленко В.И., Терентьева Л.Б., Сальникова Е.Б., Козаков И.К., Котов А.Б., Энжин Г. Изотопный состав коры герцинид Южной Монголии: к обоснованию герцинского этапа ювенильного корообразования // Докл. АН. 2007. Т. 416. № 6. С. 804–809.
  34. Burenjargal U., Okamoto A., Kuwata T., Sakata S., Hirata T., Tsuchiya N. Thermal evolution of the Tseel Terrane, SW Mongolia and its relation to granitoid intrusions in the Central Asian Orogenic Belt // J. Metamorph. Geol. 2014. V. 32. P. 765–790.
  35. Hanћl P., Schulmann K., Vojtмch Janouek V., Ondrej Lexa O., Hrdliиkov K., Jiang Yi., Burianek D., Battushig Altanbaatar B., Ganchuluun T., Erban V. Making continental crust: origin of Devonian orthogneisses from SE Mongolian Altai // J. Geosci. 2016. V. 61. P. 25–50.
  36. Jackson S.E., Pearson N.J., Griffin W.L., Belousova E.A. The application of laser ablation–inductively coupled plasma-mass spectrometry to in situ U–Pb zircon geochronology // Chem. Geol. 2004. V. 211. P. 47–69.
  37. Jiang Y., Sun M., Zhao G., Yuan C., Xiao W., Xia X., Long X., Wu F. Precambrian detrital zircons in the Early Paleozoic Chinese Altai: their provenance and implications for the crustal growth of Central Asia // Precambrian Res. 2011. V. 189. P. 140–154.
  38. Jiang Y., Sun M., Kröner A., Tumurkhuu D., Long X., Zhao G.C., Yuan C., Xiao W.J. The high-grade Tseel terrane in SW Mongolia: an early Paleozoic arc system or a Precambrian sliver? // Lithos. 2012. V. 142–143. P. 95–115.
  39. Kröner A., Lehmann J., Schulmann K., Demoux A., Lexa O., Tomurhuu D., Štípská P., Liu D., Wingate M.T.D. Devonian orthogneisses from SE Mongolian Altai: lithostratigraphic and geochronological constraints on the evolution of the Central Asian Orogenic Belt in SW Mongolia: Early Paleozoic rifting followed by Late Paleozoic accretion // Am. J. Sci. 2010. V. 310. P. 523–574.
  40. Ludwig K.R. Isoplot V. 4.15. Geochronological Toolkit for Microsoft Excel // Berkeley Geochronol. Center Spec. Publ. 2008. № 4. 76 p.
  41. Sederholm J.J. On migmatites and associated rocks of Southwestern Finland, pt. 3. The Aland Islands // Bull. Comm. Geol. Finlande. 1934. № 107.
  42. van Achterbergh E., Ryanm C.G., Griffin W.L. GLITTER: On-line interactive data reduction for the laser ablation ICP-MS microprobe // Proc. 9th Goldschmidt Conf. Cambridge, Massachusetts, 1999. 305 p.
  43. Wang T., Hong D., Jahn B., Tong Yi., Wang Ya., Han B., Wang Xi. Timing, petrogenesis, and setting of Paleozoic synorogenic intrusions from Altay Mountains, Northwest China: implications for the tectonic evolution of accretionary orogen // J. Geol. 2006. V. 114. P. 735–751.
  44. Wiedenbeck M., Allé P., Corfu F., Griffin W.L., Meier M., Oberli F., von Quadt A., Roddick J.C., Spiegel W. Three natural zircon standards for U–Th–Pb, Lu–Hf, trace element and REE analyses // Geostand. Newslett. 1995. V. 19. P. 1–23.
  45. Windley B.F., Kröner A., Guo Ji., Qu G., Li Y., Zhang Ch. Neoproterozoic to Paleozoic geology of the Altai Orogen, NW China: new zircon age data and tectonic evolution // J. Geol. 2002. V. 110. P. 719–737.
  46. Zheng Ch.Q., Kato T., Enami M., Xu U. CHIME monazite ages of metasediments from Altai orogen in northwestern China: Devonian and Permian ages of metamorphism and their significance // Island Arc. 2007. V. 16. P. 598–604.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Scheme of the position of the crystalline complexes of the South Altai metamorphic belt in the structures of the central segment of the Central Asian fold belt. Compiled using (Mossakovsky et al., 1993; Didenko et al., 1994; Kozakov et al., 2004, 2011, 2019). 1 - ancient platforms; 2 - early Caledonian superterrane structures of Central Asia; 3 - late Caledonide structures; 4, 5 - linear accretion-collision belts: 4 - late Paleozoic (Hercynian), 5 - early Mesozoic (Indosynian); 6 - fields of undissected late Paleozoic and Meso-Cenozoic igneous rocks; 7, 8 - Precambrian terranes: 7 - Early Precambrian, 8 - Neoproterozoic; 9 - South Gobi microcontinent; 10 - areas of outcrops of tectonic plates of the South Altai metamorphic belt (390-360 Ma): 1 - shear zone of East Kazakhstan, 2 - Chinese Altai, 3 - Mongolian Altai, 4 - Gobi Altai; 11 - position of the South Gobi metamorphic belt zone (230-220 Ma); 12 - main tectonic boundaries. Roman numerals show Precambrian terranes: I - Tuvan-Mongolian, II - Dzabkhan and Songin; III - Baidarik, IV - Tarbagatai

Download (785KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Scheme of the tectonic position of the crystalline complexes of the Mongolian and Gobian Altai. 1 - Hercynides of the South Mongolian belt; 2 - Caledonides of the marginal part of the North Asian paleocontinent; 3 - early Caledonides of the Lake Zone; 4 - tectonic plates of crystalline rocks of the Hercynian SAMP; 5 - post-kinematic granitoids (Late Paleozoic-Early Mesozoic); 6 - deep faults separating tectonic structures (I - Bulgan, II - Zaaltai); 7 - faults; 8 - position of dating objects (age in Ma). Figures in circles - tectonic plates: 1 - Bulgan, 2 - Bodonchin, 3 - Barlagin, 4 - Tsel, 5 - Tsogt

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Gentle structures of late-epoch metamorphism (M2) in the Tsogt tectonic plate overlain by dikes of the Gashunnur complex that break through synmetamorphic (M1) diorites with an age of 385 ± 2 Ma

Download (577KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dikes of the Gashunnur complex separating M1 and M2. a - fragment of a swarm of dikes of the Tsel-somon area; b - dikes boudinized at the superposition of M2 dike metamorphism; c - dike dislocated at the superposition of shear subvertical deformations of the M2 stage; d - superposition of overlying folds of the early M2 metamorphism stage on migmatites of the M1 stage and dikes breaking through them

Download (1MB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Folded structures of the Tsogt tectonic plate formed during regional metamorphism of early and late episodes of M1 and M2 metamorphism. a, b - submeridional folds of the early episode of M1 metamorphism; c, d - overlying folds of the early M2 metamorphism superimposed on migmatites of the early M1 metamorphism; e - main mapped northwestern subvertical folds of the SAMP of the late M2 metamorphism; f - migmatites of the early M1 metamorphism reworked together with dikes during M2 metamorphism

Download (4MB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Cathodoluminescence images of zircon crystals from sample 5189-3

Download (571KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. (a) Concordia diagram for zircon from sample 5189-3, (b) concordia diagram for points with D < 2% (except one, different age), and (c) histogram and distribution of relative probabilities of ages by 206Pb/238U isotopic ratio for points with D < 2% (46 grains)

Download (414KB)
Indexing metadata

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».