Stages of granitoid magmatism in the eastern part of the Kazakhstan composite continent in the early-middle paleozoic

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

For the northeastern part of the Chingiz-Tarbagatai segment of the Boshchekul-Chingiz folded area, U-Pb age estimates of Middle Paleozoic granitoid complexes were obtained for the first time, and their geochemical features were described. New data indicate a wide distribution of Late Silurian granitoids, represented by I-type rocks, in this territory. Early Devonian rocks form a number of separate volcano-plutonic structures, the granitoids of which can be classified as A-type. The compositional features of granitoids formed during the Cambrian-Devonian allow us to trace the evolution of the crust of this part of the Chingiz-Tarbagatai segment from an ensimatic island arc to a volcanic belt with relatively mature continental-type crust.

Full Text

Restricted Access

About the authors

P. D. Kotler

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Kazan Federal University

Author for correspondence.
Email: pkotler@igm.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk; Kazan

S. V. Khromykh

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: pkotler@igm.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

K. E. Degtyarev

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: pkotler@igm.nsc.ru

Academician of the RAS

Russian Federation, Moscow

A. V. Kulikova

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Kazan Federal University

Email: pkotler@igm.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk; Kazan

M. D. Tsareva

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: pkotler@igm.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

V. A. Penkina

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: pkotler@igm.nsc.ru
Russian Federation, Novosibirsk

References

  1. Геологическая карта Казахской ССР. Масштаб 1:500000. Восточно-Казахстанская серия. Объяснительная записка. Алма-Ата: Мингео СССР, 1979. 184 с.
  2. Геологическая карта Казахстана. Масштаб 1:1000000. Составители: Р. А. Сегедин (западная часть), Ю. М. Ким (северная), Р. М. Антонюк, М. С. Гранкин (центральная), И.А. Ротараш (восточная), И. К. Краснобородкин (южная). 10 листов. 1998.
  3. Дегтярев К. Е. Тектоническая эволюция раннепалеозойских островодужных систем и формирование континентальной коры каледонид Казахстана. М.: ГЕОС, 2012. 289 с.
  4. Дегтярев К. Е., Шатагин К. Н., Ковач В. П., Третьяков А. А. Процессы формирования континентальной коры каледонид хребта Чингиз (Восточный Казахстан) // Геотектоника. 2015. № 6. С. 20–51.
  5. Отчет о результатах геологического доизучения масштаба 1:200 000 на площади листов М-44-XXVI, М-44-XXXII и M-44-XXXIII по работам 2010–2012 гг. ТОО “ГРК “Топаз”, 2012. Книга I. 263 с.
  6. Хромых С. В. Базитовый и сопряженный гранитоидный магматизм как отражение стадий развития Алтайской аккреционно-коллизионной системы (Восточный Казахстан) // Геология и геофизика. 2022. Т. 63. № 3. С. 330–355.
  7. Boynton W. V. et al. Cosmochemistry of the rare earth elements:meteorite studies. Rare Earth Element Geochemistry. Amsterdam: Elsevier, 1984. P. 63–114.
  8. Chappell B. W., White A. J. R. Two contrasting granite types // Pac. Geol. 1974. V. 8. P. 173–174.
  9. Chen J. F., Han B. F., Ji J. Q., Zhang L., Xu Z., He G. Q., Wang T. Zircon U-Pb ages and tectonic implications of Paleozoic plutons in northern West Junggar, north Xinjiang, China // Lithos. 2010. 115. P. 137–152.
  10. Chen J. F., Han B. F., Zhang L., Xu Z., Liu J. L., Qu W. J., Li C., Yang J. H., Yang Y. H. Middle Paleozoic initial amalgamation and crustal growth in the West Junggar (NW China): constraints from geochronology, geochemistry and Sr-Nd-Hf-Os isotopes of calc-alkaline and alkaline intrusions in the Xiemisitai-Saier Mountains // J. Asian Earth Sci. 2015. 113. Р. 90–109.
  11. Collins W. J., Beams S. D., White A. J. R., Chappell B. W. Nature and origin of A-type granites with particular reference to southeastern Australia // Contrib. Mineral. Petrol. 1982. 80. Р. 189–200.
  12. Degtyarev K. E., Luchitskaya M. V., Tret’yakov A. A. et al. The Oldest Island-Arc Granitoids of the Chingiz–Tarbagatai Region, Eastern Kazakhstan: Substantiation of the Age and Peculiarities of Composition // Dokl. Earth Sc. 2024. https://doi.org/10.1134/S1028334X24600919
  13. Eby G. N. Chemical subdivision of the A-type granitoids: petrogenetic and tectonic implications // Geology. 1992. V. 20. P. 641–644.
  14. Frost B. R., Barnes C. G., Collins W. J., Arculus R. J., Ellis D. J., Frost C. D. A geochemical classification for granitic rocks // J. Petrol. 2001. V. 42. P. 2033–2048.
  15. Khromykh S. V., Kotler P. D., Kulikova A. V., Semenova D. V., Minnebaev K. R., Gareev B. I., Batalin G. A., Antsiferova T. N., Il’icheva E. A., Volosov A. S. Early Triassic Monzonite–Granite Series in Eastern Kazakhstan as a Reflection of Siberian Large Igneous Province Activity // Minerals. 2022. 12(9). (1101). https://doi.org/10.3390/min12091101
  16. Kotler P. D., Khromykh S. V., Kruk N. N., Sun M., Li P., Khubanov V. B., Vladimirov A. G., Semenova D. V. Granitoids of the Kalba batholith, Eastern Kazakhstan: U-Pb zircon age, petrogenesis and tectonic implications // Lithos. 2021. V. 388–389. Art. № 106056.
  17. Pearce J. A., Harris N. B. W., Tindle A. G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks // J. Petrol. 1984. V. 25. № 4. P. 956–983.
  18. Sun S.-S., McDonough W. F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Geological Society, London, Special Publications. 1989. V. 42. P. 313–345.
  19. Whalen J. B., Hildebrand R. S. Trace element discrimination of arc, slab failure, and A-type granitic rocks // Lithos. 2019. V. 348–349. № 105179.
  20. Zhang C., Santosh M., Liu L. F., Luo Q., Zhang X., Liu D. D. Early Silurian to Early Carboniferous ridge subduction in NW Junggar: evidence from geochronological, geochemical, and Sr-Nd-Hf isotopic data on alkali granites and adakites // Lithos. 2017. 300–301. P. 314–329.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Geological scheme of the north-eastern part of the Chingiz-Tarbagatai segment. The scheme is based on [2] with the author's changes. The massifs studied in the work are signed in the circles: Km - Kelmembet, Shm - Sheremetevsky, St - Sarytau, At - Agashtyenrekeysky, Aya - Ayagozsky. The inset shows the position of the research area on the tectonic zoning scheme of the Paleozoides of Kazakhstan and the Northern Tien Shan according to [3]: 1 - Boshchekul-Chingiz folded region (BChSO); 2 - Kokchetav-Northern Tien Shan folded region; 3 - late Paleozoic folded regions, Irtysh-Zaisan (IZSO), Dzhungar-Balkhash (DBSO); 4 - Devonian volcano-plutonic belt (DVPP); 5 – Balkhash-Ili volcano-plutonic belt (B-I VPP); 6 – boundaries and faults.

Download (936KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Concordia diagrams for rocks of the northeastern part of the Chingiz-Tarbagatai segment and micrographs of representative zircon grains, taken in cathodoluminescence mode.

Download (906KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Compositional features of granitoids of the northeastern part of the Chingiz-Tarbagatai segment on diagrams: (a): SiO2—FeOtot/(FeOtot+MgO) [14]; (b): SiO2—MALI [14]; (c): Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)—ASI, molecular weight [14]; (d): on chondrite-normalized REE distribution [8]; (e): on multi-element diagram, normalized to primitive mantle [18].

Download (466KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Composition of granitoids of the northeastern part of the Chingiz-Tarbagatai segment on geodynamic diagrams: a): Rb — (Y+Nb) [17]; b) Rb — (Ta+Yb) [17]; VAG fields — volcanic arc granites, syn-COLG — collisional orogen granites, WPG — intraplate granites, ORG — ocean ridge granites; c): Nb/Y – (Nb+Y) [19].

Download (218KB)
Indexing metadata
6. Supplementary
Download (62KB)
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».