РИФЕЙСКИЙ МАГМАТИЗМ, ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ РАСКРЫТИЮ УРАЛЬСКОГО ПАЛЕООКЕАНА: ГЕОХИМИЯ, ИЗОТОПИЯ, ВОЗРАСТ, ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ

The rocks from different stages of the geodynamic evolution have been preserved in the Urals. In its geologic history, the least studied is the transition period between continental rifting and the beginning of oceanic spreading. This article presents the geochemical data on the Sr-, Nd-isotopes, zircon U-Pb (SHRIMP) ages for the MesoNeoproterozoic igneous rocks and associated ores from the Bashkir meganticlinorium (BMA) on the Urals western slope. A Large Igneous Province (LIP) formed there as a result of mantle plume activity during the Middle Riphean (1380–1350 Ma). Later on (1200–1100 Ma), short-term rifting took place, as evidenced by the Nazyam graben, which was followed by the complete break-up of the continental crust. For magmatic rocks in the age range of 1750–1200 Ma, the evolition of chemical composition OIB-type → E-MORB →N-MORB is observed. The εNd(t) values for the igneous rocks and the associated BMA ores vary from negative (–6) to positive ones (+5), and thus give evidence of the lithosphere mantle depletion with time. These facts and the Sr-isotope ratios for the magmatic rocks from the subsequent evolution stages confirm that the oceanic basin to the east of the East European platform started to open at the end of the Middle Riphean. For the Vendian-Cambrian, some traces of orogenes (Timanian stage) are observed. The development of the Uralian Paleozoic ocean started in the Ordovican and continued up to the Late CarboniferousPermian.Урал – одна из немногих структур, в которой сохранились породы всех стадий геодинамической эволюции. Наименее изученным в его геологической истории является период, переходный от континентального рифтинга к океаническому спредингу. В статье представлены новые данные по геохимии, изотопии Sr и Nd, U-Pb (SHRIMP) возрасту цирконов магматических пород и связанных с ними руд Башкирского мегантиклинория (западный склон Южного Урала), имеющих мезонеопротерозойский возраст. В среднем рифее (1380–1350 млн лет) здесь была сформирована крупная изверженная провинция (LIP) как возможный результат активности мантийного плюма. Затем (около 1100 млн лет) имел место полный разрыв континентальной коры, и краткое время существовала рифтовая структура (Назямский грабен). Для магматических пород с возрастом 1750–1100 млн лет фиксируется геохимическая эволюция составов: OIB →E-MORB→ N-MORB. При этом εNd изменяется от отрицательных (–6) до положительных значений (+5), указывая на обеднение литосферной мантии со временем. Эти факты, наряду с поведением изотопов Sr для пород всех последующих стадий эволюции Урала, указывают на то, что океаническое пространство к востоку от Восточно-Европейской платформы открылось в конце среднего рифея. В венде – кембрии присутствуют признаки орогенных событий (Тиманский этап). С ордовика началось развитие Уральского палеозойского океана, существовавшего до верхнего карбона – ранней перми

Венд‐раннекембрийские граниты Крутореченского комплекса (Присалатимская зона, Северный Урал): возраст протолита, геодинамические условия образования и преобразования

The Main Uralian fault (MUF) zone is a suture at the junction of the Urals and the East European platform (EEP). Its complex tectonic melange is still poorly studied. We obtained new data on compositions and ages of the Krutorechensky granites (KG) composing an intensely tectonized and boudinaged elongated body discovered in meta‐ terrigenous and meta‐volcanogenic rocks in the western part of the MUF zone. In chemical composition, these gra‐ nites are similar to the Vendian‐Cambrian collisional granitoids of the Isherim and Lyapin blocks. The LA‐ICP‐MS method was used to determine U‐Pb zircon ages for the KG samples. The zircons contain ancient xenogenic cores (1221–1034 Ma) and young rims (400±6 Ma). The Middle Riphean ages of zircons from the protolith suggest that the KG block (belonging to the Prisalatim zone and located west of the MUF zone) is a fragment of the EEP, because the complexes of the Ordovician‐Devonian Tagil paleo‐island arc (located further eastward) are mostly dated to the Ven‐ dian. The KG crystallization age (537±2 Ma) is practically the first (Vendian) early Cambrian dating for the granites sampled in the MUF zone. Considering this age and the petrogeochemical features, there are grounds to suggest that the Krutorechensky granites originated due to tectonic‐magmatic events (with possible pluming) that took place at the final stage of the Timan collision, similar to granites of the western slope of the Northern Urals (Moiva, Posmak and Velsov massifs). Subsequently, these granites were involved in the Paleozoic accretion‐collision processes that created the modern MUF zone (i.e. tectonic melange). Our study results are important for clarifying the structure of the Urals‐EEP junction zone and useful for geological mapping and metallogenic assessment of the region.Строение зоны Главного Уральского разлома (ГУР) – шовной (сутурной) области на стыке Урала и Восточно‐Европейской платформы – до сих пор изучено довольно слабо, поскольку она является сложно построенным тектоническим меланжем. Нами получены новые данные о составе и возрасте гранитов крутореченского комплекса (КГК), слагающих интенсивно тектонизированное и будинированное удлиненное тело среди метатерригенных и метавулканогенных пород в западной части зоны ГУР. По химическому составу граниты сходны с венд‐кембрийскими коллизионными гранитоидами Ишеримского и Ляпинского блоков. Методом LA‐ICP‐MS получен U‐Pb возраст цирконов из гранитов КГК. В цирконах присутствуют древние ксеногенные ядра (1221–1034 млн лет) и молодые каймы (400±6 млн лет). Среднерифейские датировки в цирконах, заимствованных из протолита, позволяют предполагать, что блок, сложенный гранитами КГК, относящийся к Присалатимской зоне и расположенный западнее ГУР, может быть фрагментом ВЕП, поскольку в комплексах ордовикско‐девонской Тагильской палеоостровной дуги, находящейся восточнее, наиболее часто встречающийся возраст субстрата преимущественно вендский. Возраст кристаллизации гранитов КГК (537±2 млн лет) – это практически первая (венд) раннекембрийская датировка для гранитов в контурах зоны ГУР. Данный возраст и петрогеохимические особенности указывают на генерацию гранитов КГК в ходе тектоно‐магматических событий завершающего этапа Тиманской коллизии подобно гранитам западного склона Северного Урала (Мойвинский, Посьмакский, Велсовский массивы), возможно, при участии плюма. Впоследствии граниты КГК были вовлечены в палеозойские аккреционно‐коллизионные процессы, создавшие современный облик зоны ГУР (тектонический меланж). Результаты важны для уточнения строения зоны сочленения Урала с ВЕП, применяются для целей геологического картирования и металлогенических оценок

ЦИРКОНЫ ИЗ ПОРОД МУРЗИНСКО-АДУЙСКОГО МЕТАМОРФИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (СРЕДНИЙ УРАЛ): ГЕОХИМИЯ, ТЕРМОМЕТРИЯ, ПОЛИХРОННОСТЬ, ГЕНЕТИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ

Transformation of the oceanic crust into the continental one in orogenic belts is an important problem in petrological studies. In the paleocontinental sector of the Urals, a key object for tracing the stages of metamorphism and investigating the origin of anatectic granites is the Murzinka-Adui metamorphic complex. We have analyzed trace elements in zircons and established their genesis, sources, crystallization conditions, and stages of metamorphic events and granite generation in this complex. Zircons compositions were determined by the LA-ICP-MS method. Temperatures were calculated from Ti contents in the zircons. We distinguish three geochemical types of zircons, which differ in the ratios of light and heavy REE, U, Th, Ti, Y and show different values of Ce- and Eu-anomalies and Zr/Hf ratios, which are indicative of different crystallization conditions, as follows. Type I: minimal total LREE content; clear negative Eu- and Ce- anomalies; features of magmatic genesis; crystallization temperatures from 629 to 782 °C. Type II: higher contents of Ti, La, and LREE; low Ce-anomaly; assumed crystallization from highly fluidized melts or solutions. Type III: low positive Eu-anomaly; high REE content; low Th/U-ratio; zircons are assumed to originate from a specific fluidized melt with a high Eu-concentration. Ancient relict zircons (2300–330 Ma) in gneisses and granites show features of magma genesis and belong to types I and II. Such grains were possibly inherited from granitoid sources with different SiO2 contents and different degrees of metamorphism. Based on the geological and petrogeochemical features and zircon geochemistry of the Murzinka-Adui complex, there are grounds to conclude that the material composing this complex was generated from the sialic crust. The main stages of metamorphism and/or granite generation, which are traceable from the changes in types and compositions of the zircons, are dated at 1639, 380–370, 330, and 276–246 Ma. Thus, transformation of the oceanic crust into the continental one was a long-term and complicated process, and, as a result, the thickness of the sialic crust is increased in the study area.Изучение процесса преобразования океанической коры в континентальную, идущего в орогенных поясах, – важный вопрос петрологии. Мурзинско-адуйский метаморфический комплекс, расположенный в палеоконтинентальном секторе Урала, является одним из ключевых объектов, где можно проследить этапы метаморфизма и сопряженного с ним анатектического гранитообразования. Цель работы – на основе анализа микроэлементного состава цирконов из гнейсов и жильных гранитов данного комплекса установить их генезис, источники, условия кристаллизации, уточнить этапность гранитообразования. Состав цирконов изучался методом LA-ICP-MS, температуры рассчитаны по содержанию титана в цирконе. Выделены три геохимических типа цирконов, различающихся соотношением легких и тяжелых РЗЭ, U, Th, Ti, Y, величинами Zr/Hf-отношения и аномалий Се и Eu, что предполагает разницу в условиях кристаллизации. Цирконы I типа содержат минимальное количество LREE, имеют ясные негативные аномалии Cе и Eu, обладают признаками магматического генезиса. Температура их кристаллизации составляет 629–782 °С. Цирконы II типа имеют более высокие содержания Ti, La, LREE, слабую аномалию Ce. Предполагается их кристаллизация из высокофлюидизированных расплавов или растворов. Цирконы III типа обладают слабой позитивной аномалией Eu, высокой суммой РЗЭ, низким Th/U-отношением и могли образоваться из особого флюидонасыщенного расплава с высокой концентрацией Eu. Древние реликтовые цирконы с широким разбросом возрастов (от 2300 до 330 млн лет) фиксируются в гнейсах и гранитах, имеют признаки магматического генезиса, соответствуя I и II типу. Они могли быть заимствованы из источников гранитоидного состава, имеющих разную основность или в разной степени преобразованных. Особенности строения мурзинско-адуйского комплекса, петрогеохимические параметры пород, геохимия цирконов указывают на сиалическую природу вещества, слагающего данный сегмент земной коры. Главные этапы метаморфизма и/или гранитообразования, которые нашли выражение в смене морфотипов и составов цирконов, отвечают 1639, 380–370, 330 и 276–246 млн лет, т.е. процесс континентализации был длительным, сложным и привел к повышенной мощности сиалической коры

ПАЛЕОЗОЙСКИЙ ГРАНИТОИДНЫЙ МАГМАТИЗМ УРАЛА КАК ОТРАЖЕНИЕ ЭТАПОВ ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ И ГЕОХИМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ КОЛЛИЗИОННОГО ОРОГЕНА

The Ural mobile belt is an intracontinental epioceanic orogen that has already gone through all stages of the geodynamic development. Igneous rocks formed during each stage are important indicators for understanding the evolution of this belt and determining potential ore contents of its segments. We consolidated large datasets on petrogeochemistry and isotope geochronology of the Paleozoic (490–250 Ma) granitoids associated with the opening and evolution of the Ural paleoocean and the subsequent formation of the collisional orogen. Using these data, we have revised the ages of several tectono-magmatic events, clarified the paleogeodynamic settings for the generation of granitoids of different compositions, and described the roles of mantle-crust interactions and the plume factor in the formation of the mature continental crust in the study area. The results can be useful for geological mapping and improving the assessment of the potential ore contents in granitoid complexes that differ in origin and composition.Уральский подвижный пояс является внутриконтинентальным эпиокеаническим орогеном, прошедшим все этапы геодинамического развития. Магматические породы, сформированные в ходе каждого из них, – важное звено для понимания эволюции структуры и определения потенциальной рудоносности ее составных частей. Проведено обобщение большого набора петрогеохимических и изотопно-геохронологических данных по палеозойским (490–250 млн лет) гранитоидам, сопровождающим открытие и эволюцию Уральского палеоокеана и последующее формирование коллизионного орогена. В результате скорректированы представления о времени ряда тектономагматических событий, уточнены палеогеодинамические обстановки формирования гранитоидов разного состава и генезиса, показана роль процессов мантийно-корового взаимодействия и плюмового фактора при формировании зрелой континентальной коры. Результаты могут быть использованы для целей геокартирования и уточнения перспектив потенциальной рудоносности гранитоидных комплексов разного состава и природы

New data about Rb-Sr age of granites Nickolsky massif (Ufaley block)

This is represents the results of dating of the Nikolsky granite massif (by Ar-Ar and Rb-Sr methods) situated within the Ufaley block which is the complicate heterogeneous structure in the accretion zone between the Uralian orogen and the East European platform in the Sout-Middle Urals region. The age of granites ranges from 570 to 30 Ma and corresponds to a final stages of the Timanian tectonic-thermal activity fixing by the granite generation and metamorphic events in the Cis-Polar, Polar and Southern Urals. The setting of the age of the Nickolsky granite extends our imaginations about the scale of the Vend-Cambrian events on the western slope of the Urals, and intrusion of such granites, probably, was connected with movements on preexisting faults which were formed during an ancient continental rifting stage

Granitoids of the Ufaley Block: Geodynamic environments, age, sources, problems

There are complex of data about composition, age, isotopic parameters for granites from the Ufaley block, which is situated in the accretion zone on the boundary between the Urals and the East European platform. Granitoides mark the main stage of the geological structure evolution: from the intraplate rifting (episodes 1100-880, 570-533, 476-457 Ma) with full and partial rupture of the crust to the beginninf of orogenes (about 317 Ma) and collision (260-250 Ma). On the base of isotopic data we show that there is the substantial evolution of the source in time reflecting the increasing of part of sialic component in the source for granite formation. Maximal quantity of the granite impulses was fixed within the Ufaley block and it’s neighboring marginal structure - Bashkirian anticlinorium. This fact notes to involvement here the margin of East European platform to all episodes of tectonic-magmatic activity from the Riphean rifting to Paleozoic orogenesis which was maximal during the formation the own Uralian collision orogen

Riphean magmatism and ore formation, preceding the disclosure of the Uralian Paleoocean (western slope of the Southern Urals)

The analysis of the evolution of composition and mineral occurences of the Low and Middle Riphean magma-tic rocks from the riftogenic structures of the Bashkirian anticlinorium involving of some neighboring structures from the western slope of the Southern Urals was produced. In time the evolution is following: from rocks having the geochemical features as OIB (trachybasalts of the Sibirka deposit) and rocks as E-MORB (volcanic rocks of the Mashak formation, basic and acid rocks of the Kusa-Kopan’ complex, dyke swarms etc.) to rocks with N-MORB pecularities (Nazyam metabasites). This evolution agrees with the change of isotopic and geochemical parameters. Initial ratios of Nd isotopes of magmatic rocks and their ore-metasomatic haloes vary from the negative values noting to the formations from mature continental crust (gabbro and Ti-Mt-Ilm ores of Kusa-Kopan’ complex deposits) to positive values (εNd +4…+5 and more of Nazyam amphibolites), it reflects the increase of the depletion degree of the Riphean-Vendian lithospheric mantle and the evolution of magmatic and fluid sources in time. Described regularity for the age interval 1750-1200 Ma as well as data on Nd and Sr isotopes for magmatic rocks of continental crust formation of Uralian epioceanic orogen indicate the possible disclosure of the oceanic basin to the east of the East European platform during the Middle Riphean

THE RIPHEAN MAGMATISM PRECEDING THE OPENING OF URALIAN PALEOOCEAN: GEOCHEMISTRY, ISOTOPES, AGE, AND GEODYNAMIC IMPLICATIONS

The rocks from different stages of the geodynamic evolution have been preserved in the Urals. In its geologic history, the least studied is the transition period between continental rifting and the beginning of oceanic spreading. This article presents the geochemical data on the Sr-, Nd-isotopes, zircon U-Pb (SHRIMP) ages for the MesoNeoproterozoic igneous rocks and associated ores from the Bashkir meganticlinorium (BMA) on the Urals western slope. A Large Igneous Province (LIP) formed there as a result of mantle plume activity during the Middle Riphean (1380–1350 Ma). Later on (1200–1100 Ma), short-term rifting took place, as evidenced by the Nazyam graben, which was followed by the complete break-up of the continental crust. For magmatic rocks in the age range of 1750–1200 Ma, the evolition of chemical composition OIB-type → E-MORB →N-MORB is observed. The εNd(t) values for the igneous rocks and the associated BMA ores vary from negative (–6) to positive ones (+5), and thus give evidence of the lithosphere mantle depletion with time. These facts and the Sr-isotope ratios for the magmatic rocks from the subsequent evolution stages confirm that the oceanic basin to the east of the East European platform started to open at the end of the Middle Riphean. For the Vendian-Cambrian, some traces of orogenes (Timanian stage) are observed. The development of the Uralian Paleozoic ocean started in the Ordovican and continued up to the Late CarboniferousPermian

Vendian – Early Cambrian granites of the Krutorechensky complex (Northern Urals, Russia): protolith age, geodynamic conditions of generation and transformation

The Main Uralian fault (MUF) zone is a suture at the junction of the Urals and the East European platform (EEP). Its complex tectonic melange is still poorly studied. We obtained new data on compositions and ages of the Krutorechensky granites (KG) composing an intensely tectonized and boudinaged elongated body discovered in meta‐ terrigenous and meta‐volcanogenic rocks in the western part of the MUF zone. In chemical composition, these gra‐ nites are similar to the Vendian‐Cambrian collisional granitoids of the Isherim and Lyapin blocks. The LA‐ICP‐MS method was used to determine U‐Pb zircon ages for the KG samples. The zircons contain ancient xenogenic cores (1221–1034 Ma) and young rims (400±6 Ma). The Middle Riphean ages of zircons from the protolith suggest that the KG block (belonging to the Prisalatim zone and located west of the MUF zone) is a fragment of the EEP, because the complexes of the Ordovician‐Devonian Tagil paleo‐island arc (located further eastward) are mostly dated to the Ven‐ dian. The KG crystallization age (537±2 Ma) is practically the first (Vendian) early Cambrian dating for the granites sampled in the MUF zone. Considering this age and the petrogeochemical features, there are grounds to suggest that the Krutorechensky granites originated due to tectonic‐magmatic events (with possible pluming) that took place at the final stage of the Timan collision, similar to granites of the western slope of the Northern Urals (Moiva, Posmak and Velsov massifs). Subsequently, these granites were involved in the Paleozoic accretion‐collision processes that created the modern MUF zone (i.e. tectonic melange). Our study results are important for clarifying the structure of the Urals‐EEP junction zone and useful for geological mapping and metallogenic assessment of the region