GEOCHEMISTRY, ZIRCON U-PB GEOCHRONOLOGY, ND-HF ISOTOPIC CHARACTERISTICS AND TECTONIC IMPLICATIONS OF THE SOUTH MUYA BLOCK METASEDIMENTS (NORTHEASTERN CENTRAL ASIAN OROGENIC BELT)

The Neoproterozoic to Cenozoic collage of the Central Asian Orogenic Belt is well-known to include Precambrian continental blocks and microcontinents traditionally attributed to rifting of Siberia or Gondwana prior to CAOB assembly that significantly contributed into the geochemical and isotopic composition of younger subduction- and accretion-related crustal lithologies via processes of crust-mantle interaction and crustal recycling.The Neoproterozoic to Cenozoic collage of the Central Asian Orogenic Belt is well-known to include Precambrian continental blocks and microcontinents traditionally attributed to rifting of Siberia or Gondwana prior to CAOB assembly that significantly contributed into the geochemical and isotopic composition of younger subduction- and accretion-related crustal lithologies via processes of crust-mantle interaction and crustal recycling

GEOCHRONOLOGY AND SR-ND ISOTOPE GEOCHEMISTRY OF LATE PALEOZOIC COLLISIONAL GRANITOIDS OF UNDINSKY COMPLEX (EASTERN TRANSBAIKAL REGION)

There are several geodynamic models of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB) development [Şengör et al., 1993, Zorin, 1999; Parfenov et al., 1999, 2003; Willem et al., 2012; and others]. The Mongol-Okhotsk Orogenic Belt (MOB) represents important part of CAOB. All geodymanic models of Late Riphean to Paleozoic structures of CAOB emphasize significance of subduction processes along Northern Asian craton margin at that time. Collage of CAOB terrains formed as a result of accretion of island arc, accretionary wedge, turbidite, and continental margin terrains to the Siberian paleocontinent.There are several geodynamic models of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB) development [Şengör et al., 1993, Zorin, 1999; Parfenov et al., 1999, 2003; Willem et al., 2012; and others]. The Mongol-Okhotsk Orogenic Belt (MOB) represents important part of CAOB. All geodymanic models of Late Riphean to Paleozoic structures of CAOB emphasize significance of subduction processes along Northern Asian craton margin at that time. Collage of CAOB terrains formed as a result of accretion of island arc, accretionary wedge, turbidite, and continental margin terrains to the Siberian paleocontinent

SOURCES AND MECHANISMS OF FORMATION OF ALKALINE RARE-METAL GRANITES AT THE ZASHIKHINSKY MASSIF BASED ON GEOCHEMICAL AND Nd ISOTOPE DATA

The intraplate alkaline-granite magmatism essentially contributes to formation of rare-metal strategic raw materials. In the Major Sayan Fault of the East Sayan Mountains, the rocks of the Zashikhinsky (Pz3) massif were studied through the isotope-geochemical analysis to identify probable sources of alkaline-granite magma and mechanisms of their evolution resulting in ore accumulations, up to the formation of Nb-Ta deposits. The Nd isotopic characteristics of its alkaline granites were obtained for the first time. Together with the results of mineralogical and geochemical studies, they were applied for modeling its formation, in which crystallization differentiation of alkaline granite melts proceeds simultaneously with their assimilation of the enclosing granite-metamorphic formations

GEOCHEMISTRY AND ORIGIN OF THE EASTERN SAYAN OPHIOLITES, TUVA-MONGOLIAN MICROCONTINENT (SOUTHERN SIBERIA)

The Eastern Sayan ophiolites (1020 Ma) of the Tuva-Mongolian microcontinent are believed to be the most ancient ophiolite of the Central Asian Orogenic Belt [Khain et al., 2002].The Eastern Sayan ophiolites (1020 Ma) of the Tuva-Mongolian microcontinent are believed to be the most ancient ophiolite of the Central Asian Orogenic Belt [Khain et al., 2002]

ИСТОЧНИКИ ПАЛЕОЗОЙСКИХ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД НОРА-СУХОТИНСКОГО ТЕРРЕЙНА: РЕЗУЛЬТАТЫ Sm-Nd ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

The paper presents the first results on Sm-Nd isotopic-geochemical studies of the Paleozoic sedimentary rocks in the Nora-Sukhotino terrane at the northeastern flank of the South Mongolia-Khingan orogenic belt.According to the studies, the sedimentary rocks of the Zeya-Selemdzha and Amur fragments of the Nora-Sukhotino terrane are characterized by the two-stage Mesoproterozoic Nd-model age (TNd(DM2)=1.62–1.08 Ga) at negative εNd(0)=–9.5…–3.0 and εNd(T)=–5.8...–0.2. Based on previous geochemical and isotopic (U-Pb, Lu-Hf) studies of sedimentary rocks of the Nora-Sukhotino terrane, as well as on the available models for the formation of the South Mongolia-Khingan orogenic belt, it can be assumed that most of the Paleozoic sediments of the Nora-Sukhotino terrane were carried from the Mamyn terrane of the Argun superterrane with the participation of the island arc formations.В статье приведены первые результаты Sm-Nd изотопно-геохимических исследований палеозойских осадочных пород Нора-Сухотинского террейна северо-восточного фланга Южно-Монголо-Хинганского орогенного пояса.По результатам проведенных исследований установлено, что для осадочных пород Зея-Селемджинского и Приамурского фрагментов Нора-Сухотинского террейна характерны мезопротерозойские значения двустадийного Nd-модельного возраста (TNd(DM2)=1.62–1.08 млрд лет) при отрицательных величинах εNd(0)=–9.5…–3.0 и εNd(Т)=–5.8…–0.2. С учетом результатов ранее выполненных геохимических и изотопных (U-Pb, Lu-Hf) исследований осадочных пород Нора-Сухотинского террейна, а также существующих моделей формирования Южно-Монголо-Хинганского орогенного пояса можно предположить, что поступление материала в период накопления палеозойских отложений Нора-Сухотинского террейна происходило преимущественно со стороны Мамынского террейна Аргунского супертеррейна при участии островодужных образований

ИСТОЧНИКИ И МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЩЕЛОЧНЫХ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ ГРАНИТОВ ЗАШИХИНСКОГО МАССИВА НА ОСНОВЕ ГЕОХИМИЧЕСКИХ И Nd ИЗОТОПНЫХ ДАННЫХ

The intraplate alkaline-granite magmatism essentially contributes to formation of rare-metal strategic raw materials. In the Major Sayan Fault of the East Sayan Mountains, the rocks of the Zashikhinsky (Pz3) massif were studied through the isotope-geochemical analysis to identify probable sources of alkaline-granite magma and mechanisms of their evolution resulting in ore accumulations, up to the formation of Nb-Ta deposits. The Nd isotopic characteristics of its alkaline granites were obtained for the first time. Together with the results of mineralogical and geochemical studies, they were applied for modeling its formation, in which crystallization differentiation of alkaline granite melts proceeds simultaneously with their assimilation of the enclosing granite-metamorphic formations.При формировании месторождений редкометалльного стратегического сырья значимая роль принадлежит проявлениям внутриплитового щелочно-гранитного магматизма. С целью изучения вероятных источников щелочно-гранитных магм и механизмов их эволюции, приводящих к рудным накоплениям, вплоть до образования Nb-Ta месторождений, было проведено изотопно-геохимическое изучение пород Зашихинского массива (Восточно-Саянская зона, Главный Cаянский разлом). Впервые получены Nd изотопные характеристики щелочных гранитов массива, которые в совокупности с результатами проведенных ранее минералогических и геохимических исследований позволили предложить модель его формирования, в которой кристаллизационная дифференциация щелочно-гранитных расплавов происходит одновременно с ассимиляцией ими вмещающих гранитных и гранитно-метаморфических комплексов

ВОЗРАСТНЫЕ РУБЕЖИ ПРОЯВЛЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА РАННЕПАЛЕОЗОЙСКОГО МАГМАТИЗМА И СВЯЗАННЫХ С НИМ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ ПЕГМАТИТОВ В ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ САНГИЛЕНСКОГО БЛОКА ТУВИНО-МОНГОЛЬСКОГО МАССИВА

The article presents new data on ages (U-Pb zircon dating, SIMS SHRIMP-II) and chemical compositions of rocks from gabbro-granitic and granite-leucogranitic magmatic associations. These rocks preceded the formation of Li-enriched spodumene pegmatites of the Tserigiyngol-Burchin ore cluster (Russian: ЦБРУ), one of the main clusters in the South Sangilen pegmatite belt (SSB) located in the Tuva-Mongolian massif being a part of the Central Asian Fold Belt. We investigated the rocks from the Upper Tserigiyngol, Uchuglyk and Temenchulu plutons, and pegmatites from two neighbouring fields. We distinguish three impulses of granitic magmatism (517±7, 508±7, and 488±6 Ma), which are attributed to different stages of the Early Paleozoic collision orogeny (520-480 Ma). The period when the Li-enriched pegmatites were formed (494±7 Ma) is close to the magmatism impulse at 488±6 Ma. Differences are discovered in compositional and isotopic (Sm-Nd) features of granites dominating at the following stages of collisional orogeny: (1) early collision (517±7 Ma) – I-type granites, eNd(T)=0–1.5, TNd (DM-2st)=1.2–1.1 b.y., and (2) late collision (488±6 Ma) – A-2-type granites, eNd(T)=–3.0…–1.6, TNd (DM-2st)=1.5–1.4 b.y., which are due to different sources. Our study shows that facies transitions are absent between the late-collision granites (488±6 Ma) and the spodumene pegmatites from the Tserigiyngol-Burchin ore cluster (494±7 Ma), although these rocks are close in age. In terms of geochemical features, the spodumene pegmatites from the cluster are strongly different from both the late-collision granites and spodumene pegmatites from other SSB fields, including the large Tastyg lithium deposit. We have analysed the role of interactions between the crustal and mantle materials in the formation of granitoid sources in the Tserigiyngol-Burchin ore cluster, and described their evolution in time and the influence on the pegmatite rare-element specialization.Представлены новые данные о возрасте (U-Pb по циркону, SIMS SHRIMP-II) и вещественном составе пород из габбро-гранитоидной и гранит-лейкогранитовой магматических ассоциаций, предшествовавших образованию богатых литием сподуменовых пегматитов Церигийнгольско-Бурчинского рудно-магматического узла (ЦБРУ) – одного из ключевых в Южно-Сангиленском поясе (ЮСП) проявлений редкометалльных пегматитов Тувино-Монгольского микроконтинента, входящего в состав Центрально-Азиатского складчатого пояса. В ЦБРУ проведены исследования пород из трех массивов – Верхнецеригийнгольского, Учуглыкского и Теменчулу, а также пегматитов двух полей, расположенных рядом с ними. Результаты исследований позволили выделить в этом регионе три импульса гранитообразования (517±7, 508±7 и 488±6 млн лет), с последним из которых субсинхронно время формирования редкометалльных пегматитов (494±7 млн лет), и обосновать соответствие их возраста различным стадиям раннепалеозойского коллизионного орогенеза (520–480 млн лет). Установлено, что отличия состава и изотопных характеристик гранитоидов, доминировавших на разных стадиях орогенеза: (1) раннеколлизионной (517±7 млн лет) – гранитоиды I-типа, eNd(T)=0–1.5, TNd (DM-2st)=1.2–1.1 млрд лет и (2) позднеколлизионной (488±6 млн лет ) – граниты А-2-типа, eNd(T)=–3.0…–1.6, TNd (DM-2st)=1.5–1.4 млрд лет, обусловлены различием их источников. Несмотря на близкий возраст сподуменовых пегматитов ЦБРУ и гранитов позднеколлизионного импульса, между ними не выявлено фациальных переходов, а геохимические особенности пегматитов резко контрастируют не только с этими гранитами, но и со сподуменовыми пегматитами других полей ЮСП, включающих крупное месторождение лития Тастыг. На основании полученных результатов рассмотрена роль процессов корово-мантийного взаимодействия в формировании источников гранитоидов ЦБРУ, их эволюция во времени и степень влияния на особенности редкометалльной специализации пегматитов

ДВА ЭТАПА КАЙНОЗОЙСКОГО ЩЕЛОЧНО-БАЗАЛЬТОВОГО ВУЛКАНИЗМА ДАРХАТСКОЙ ВПАДИНЫ (СЕВЕРНАЯ МОНГОЛИЯ) – ГЕОХРОНОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ

The isotopic data showed that there are two stages distinguished in the Cenozoic history of the Darkhad depression volcanic activity, the Late Oligocene initial stage (~28.0–26.6 Ma) and the final Late Miocene – Early Pliocene stage (~5.8–4.2 Ma). It has been stated that the rocks of the initial stage are only represented by trachybasalts; however, among the final-stage basaltoids there are series of shield-volcano hawaite-basanite-phonotephrite rocks and compex trachybasaltic "valley" lava flows, the formation of which is the last stage in the territorial volcanic evolution. It has been shown that the initial-stage trachybasaltic andesites are characterized by their enrichment of TiO2, P2O5, Sr, Zn, Ga and low concentrations of Al2O3, MnO, CaO, Sc and HREE (La/Yb=27.2–30.2). Basaltoids of the final stage have a similar rare-element distribution and show an increase in the contents of TiO2, Al2O3, P2O5, LILE, HFSE, Th, U and in the degree of fractionation of REE (La/Yb from 12.2 to 20.9) towards the rocks alkalinity enhancement. Modeling of eclogite, pyroxenite and peridotite melting processes in the La/Yb – Sm/Yb system shows that trachybasaltic andesite melts could be formed at ~7–8 % melting of eclogitic matter or at ~10–11 % melting of Grt-containing pyroxenites, with trachybasalt formed at ~3 % melting of Grt-containing peridotites. The composition distribution of rocks in coordinates (Mg# – Fe/Mn) indicates that the parental magmas are the initial-stage trachybasaltic andesite magmas as well as the Early Pliocene trachybasaltic "valley" lava flows. Sr, Nd, Pb isotope characteristics of the Darkhad depression basaltoids show significant shift of isotopic ratios in time towards the relatively enriched mantle as compared with the depleted MORB mantle. The initial formation of trachybasaltic andesite melts occurred in the Late Oligicene at the pre-rift stage of the territory development involving metasomatized mantle matter, with the pyroxenite or eclogite component contained in the magma formation source. The origin of trachybasalt magmas of the final stage is associated with the processes of decompression melting of peridotites in a weakly metasomatized lithospheric mantle at the rift stage of the Darkhad structure development.На основе данных изотопного датирования в кайнозойской истории вулканической активности Дархатской впадины Северной Монголии выделены два этапа – инициальный позднеолигоценовый этап (~28.0–26.6 млн лет) и заключительный позднемиоцен-раннеплиоценовый этап (~5.8–4.2 млн лет). Установлено, что породы раннего инициального этапа представлены исключительно трахиандезибазальтами, а среди базальтоидов заключительного этапа выделяется гавайит-базанит-фонотефритовая серия пород щитовых вулканических построек и комплекс трахибазальтов «долинных» лавовых толщ, формирование которых завершает вулканическое развитие территории. Показано, что для трахиандезибазальтов инициального этапа характерными являются их относительное обогащение TiO2, P2O5, Sr, Zn, Ga и низкие концентрации Al2O3, MnO, CaO, Sc и HREE (La/Yb=27.2–30.2). Базальтоиды заключительного этапа демонстрируют рост содержаний TiO2, Al2O3, P2O5, LILE, HFSE, Th, U и увеличение степени фракционирования REE (La/Yb от 12.2 до 20.9) в направлении увеличения щелочности пород. Моделирование процессов плавления эклогитов, пироксенитов и перидотитов в системе La/Yb – Sm/Yb показывает, что трахиандезибазальтовые расплавы могли быть сформированы при ~7–8%-ном плавлении эклогитового вещества или ~10–11%-ном – Grt-содержащих пироксенитов, а трахибазальтовые расплавы образуются при ~2–3%-ном плавлении Grt-содержащих перидотитов. Распределение составов пород в координатах Mg# – Fe/Mn указывает на то, что к исходным магмам относятся трахиандезибазальты инициального этапа и раннеплиоценовые трахибазальты «долинных» лавовых толщ. Изотопные характеристики Sr, Nd и Pb базальтоидов Дархатской впадины демонстрируют значимое смещение значений изотопных отношений во времени в направлении от относительно обогащенной мантии к деплетированной мантии MORB типа. Формирование трахиандезибазальтовых расплавов на инициальном этапе происходило в позднем олигоцене на предрифтовой стадии развития территории с вовлечением в область магмообразования вещества метасоматизированной мантии с участием пироксенитового или эклогитового компонента. Происхождение позднемиоцен-раннеплиоценовых щелочно-базальтовых магм заключительного этапа связано с процессами декомпрессионного плавления перидотитов слабометасоматизированной литосферной мантии на рифтогенной стадии развития Дархатской структуры

AGE AND COMPOSITION OF THE EARLY PALEOZOIC MAGMATIC ASSOCIATIONS AND RELATED RARE-ELEMENT PEGMATITES IN THE SOUTH-EASTERN PART OF THE SANGILEN BLOCK, TUVA-MONGOLIAN MASSIF

The article presents new data on ages (U-Pb zircon dating, SIMS SHRIMP-II) and chemical compositions of rocks from gabbro-granitic and granite-leucogranitic magmatic associations. These rocks preceded the formation of Li-enriched spodumene pegmatites of the Tserigiyngol-Burchin ore cluster (Russian: ЦБРУ), one of the main clusters in the South Sangilen pegmatite belt (SSB) located in the Tuva-Mongolian massif being a part of the Central Asian Fold Belt. We investigated the rocks from the Upper Tserigiyngol, Uchuglyk and Temenchulu plutons, and pegmatites from two neighbouring fields. We distinguish three impulses of granitic magmatism (517±7, 508±7, and 488±6 Ma), which are attributed to different stages of the Early Paleozoic collision orogeny (520-480 Ma). The period when the Li-enriched pegmatites were formed (494±7 Ma) is close to the magmatism impulse at 488±6 Ma. Differences are discovered in compositional and isotopic (Sm-Nd) features of granites dominating at the following stages of collisional orogeny: (1) early collision (517±7 Ma) – I-type granites, eNd(T)=0–1.5, TNd (DM-2st)=1.2–1.1 b.y., and (2) late collision (488±6 Ma) – A-2-type granites, eNd(T)=–3.0…–1.6, TNd (DM-2st)=1.5–1.4 b.y., which are due to different sources. Our study shows that facies transitions are absent between the late-collision granites (488±6 Ma) and the spodumene pegmatites from the Tserigiyngol-Burchin ore cluster (494±7 Ma), although these rocks are close in age. In terms of geochemical features, the spodumene pegmatites from the cluster are strongly different from both the late-collision granites and spodumene pegmatites from other SSB fields, including the large Tastyg lithium deposit. We have analysed the role of interactions between the crustal and mantle materials in the formation of granitoid sources in the Tserigiyngol-Burchin ore cluster, and described their evolution in time and the influence on the pegmatite rare-element specialization