О ВРЕМЕНИ И УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ШОКШИНСКИХ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКОВ ЮЖНО-ОНЕЖСКОЙ ВПАДИНЫ В СВЕТЕ НОВЫХ ДАННЫХ ИЗОТОПНОЙ ГЕОХРОНОЛОГИИ

The first results of U-Pb isotope dating of detrital zircons (dZr) from red-colored quartzitic-sandstones of the Shoksha formation (Shoksha horizon) are presented. The Shoksha formation completes the Vepsian sub-horizon (Vepsian) of the Lower Proterozoic of Karelia and is distributed within the South Onega trough. A sample (KL-555) of red-colored quartzitic sandstones was taken from the lower part of the section of the Shoksha formation in the same name deposit within the southwestern Cis-Onega Lake region. The 79 dZr grains isolated from this sample were analyzed by the staff of the Chemistry-Isotopic Analytic Laboratory of the GIN RAS using the equipment of the Shared Research Facilities of the GIN RAS. The weighted average of the three youngest U-Pb isotope dates for dZr grains is 1906±13 Ma. Taking into account the known isotopic dates of gabbro-dolerites from the Ropruchei sill, that cuts through the Shoksha formation, it makes possible to constrain the time of the Shoksha formation accumulation by ~1.90–1.75 Ga. A significant part of the carried out analyzes has yielded a high degree of discordance of the dates. The features of the distribution of the figurative points of these analyzes in the diagram with concordia suggest that the rocks of the studied section of the Shoksha formation were subjected to the alteration that disturbed the U-Pb isotope system of these zircon grains in the Phanerozoic.The set of obtained dates for dZr grains has been compared with the known ages of the crystalline complexes of the basement of the East European Platform. The age sets of dZr grains from sample KL-555 and rocks of the Ladoga group, developed along the margin of the Svecofennian accretionary orogen, are very similar (p similarity coefficient in Kolmogorov – Smirnov test is 0.27) and characterize mainly tectonic–magmatic events that had immediately preceded the manifestation of the Svecofennian orogeny (1.9–1.87 Ga). Therefore, the rocks of the Ladoga group could highly probably be a secondary source for the Shoksha quartzites. Based on a comparative analysis of ages and thorium-uranium ratios (Th/U) in dZr grains from sample KL-555, it was concluded that some of the studied dZr grains with high Th/U>1.5 originate from Ludicovian mafic rocks, but those with low Th/U<0.1 originate from ultra-high-pressure formations, such as eclogites known in the Salma, Kuru-Vaara and Gridino.A paleo-geographic scheme for the Late Vepsian is proposed, showing that the highly mature Shoksha sandstones were generated under continental conditions in a local basin due to the accumulation of clastic material carried by an extensive and branched Представлены первые результаты U-Pb изотопного датирования зерен детритового циркона (dZr) из красноцветных кварцитопесчаников шокшинской свиты (шокшинского горизонта). Шокшинская свита завершает разрез вепсийского надгоризонта (вепсия) нижнего протерозоя Карелии и распространена в Южно-Онежском прогибе (мульде). Проба (KL-555) красноцветных кварцитопесчаников отобрана из нижней части разреза шокшинской свиты на одноименном месторождении, расположенном в Юго-Западном Прионежье. Выделенные из этой пробы 79 зерен dZr проанализированы сотрудниками лаборатории химико-аналитических исследований ГИН РАН с использованием оборудования ЦКП ГИН РАН. Средневзвешенное значение трех наиболее молодых датировок зерен dZr – 1906±13 млн лет. С учетом известных изотопных датировок габбро-долеритов Ропручейского силла, прорывающего шокшинскую свиту, это дает возможность ограничить время формирования шокшинской свиты ~1.90–1.75 млрд лет. Значительная часть выполненных U-Pb анализов имеет высокую степень дискордантности вычисленных по ним датировок. Особенности распределения фигуративных точек анализов на диаграмме с конкордией позволяют предположить, что в фанерозое породы изученного разреза шокшинской свиты были подвержены воздействию, нарушившему U-Pb изотопную систему цирконовых зерен.Набор полученных датировок зерен dZr сопоставлен с известными значениями возраста кристаллических комплексов фундамента Восточно-Европейской платформы. Наборы возрастов зерен dZr из пробы KL-555 и пород ладожской серии, развитой вдоль окраины Свекофеннского аккреционного орогена, очень сходны (р-коэффициент сходства теста Колмогорова – Смирнова – 0.27) и характеризуют главным образом тектономагматические события, непосредственно предшествовавшие проявлению главного этапа свекофеннского тектогенеза (1.90–1.87 млрд лет), поэтому образования ладожской серии с высокой степенью вероятности могли быть вторичным источником для шокшинских кварцитов. На основании сравнительного анализа возрастов и торий-урановых отношений (Th/U) в зернах dZr из пробы KL-555 сделан вывод о том, что часть изученных зерен dZr с высокими Th/U(>1.5) происходят из базитов людиковия, а с низкими (<0.1) – из ультравысокобарических образований (таких, как эклогиты), развитых в районах Салма, Куру-Ваара и Гридино.Разработана палеогеографическая схема для поздневепсийского времени, показывающая, что высокозрелые шокшинские песчаники формировались в континентальных условиях в локальном бассейне за счет накопления обломочного материала, переносимого обширным и разветвленным седиментационным потоком в направлении с севера и северо-запада на юг и юг-юго-восток.

TIME CONSTRAINTS ON THE FORMATION OF THE KANDALAKSHA AND KERETSK GRABENS OF THE WHITE SEA PALEO-RIFT SYSTEM FROM NEW ISOTOPIC GEOCHRONOLOGICAL DATA

Initially, the age and stratigraphic position of the Tersk formation were determined with respect to the fact that this formation overlaps the Early Proterozoic granitoids. Its top was marked by the rocks penetrated by the Late Devonian alkaline intrusions, including explosion pipes.This article presents the U-Pb isotopic dating of detrital zircon grains (dZr) from sandstones of the Tersk formation. It describes the geochemical compositions of the rocks and the Sm-Nd study results. In our study, the weighted average age of four youngest dZr grains from the sandstones of the Tersk formation is 1145±20 Ma, which suggests that the rocks above the studied rock layer (see the Tersk formation cross-section) are is not older than the end of the Middle Riphean. The U-Pb isotopic ages of dZr grains (provenance signals) from the sandstones of the Tersk formation were compared to the ages of other Upper Precambrian clastic strata in the northeastern East European platform (EEP) and adjacent areas. Our comparative analysis shows that these rocks significantly differ in age. This conclusion is in good agreement with the idea that at the end of the Middle and during the Late Riphean, several small (mainly closed) basins separated by uplifts dominated in the paleogeographic setting of the area wherein the White Sea rift system (WSRS) formed and developed. Temporal connections of these basins with the ocean were possible. Such paleogeographic setting does not favour the development of large rivers; this is why the grabens are mainly filled with local rock materials. The Keretsk and Kandalaksha grabens (WSRS) are filled with marine sediments eroded from the grabens walls. The local sediment sources include eclogite complexes (~1.9 Ga), which basic magmatism is dated at ~2.4–2.5 and ~2.7–2.9 Ga. Any potential primary sources for dZr grains are lacking in the area near the Keretsk graben. We suggest that such grains occurred due to recycling of the secondary sources of zircon, i.e. originated from ancient local sedimentary formations

О ВРЕМЕНИ ФОРМИРОВАНИЯ КАНДАЛАКШСКОГО И КЕРЕЦКОГО ГРАБЕНОВ ПАЛЕОРИФТОВОЙ СИСТЕМЫ БЕЛОГО МОРЯ В СВЕТЕ НОВЫХ ДАННЫХ ИЗОТОПНОЙ ГЕОХРОНОЛОГИИ

Initially, the age and stratigraphic position of the Tersk formation were determined with respect to the fact that this formation overlaps the Early Proterozoic granitoids. Its top was marked by the rocks penetrated by the Late Devonian alkaline intrusions, including explosion pipes.This article presents the U-Pb isotopic dating of detrital zircon grains (dZr) from sandstones of the Tersk formation. It describes the geochemical compositions of the rocks and the Sm-Nd study results. In our study, the weighted average age of four youngest dZr grains from the sandstones of the Tersk formation is 1145±20 Ma, which suggests that the rocks above the studied rock layer (see the Tersk formation cross-section) are is not older than the end of the Middle Riphean. The U-Pb isotopic ages of dZr grains (provenance signals) from the sandstones of the Tersk formation were compared to the ages of other Upper Precambrian clastic strata in the northeastern East European platform (EEP) and adjacent areas. Our comparative analysis shows that these rocks significantly differ in age. This conclusion is in good agreement with the idea that at the end of the Middle and during the Late Riphean, several small (mainly closed) basins separated by uplifts dominated in the paleogeographic setting of the area wherein the White Sea rift system (WSRS) formed and developed. Temporal connections of these basins with the ocean were possible. Such paleogeographic setting does not favour the development of large rivers; this is why the grabens are mainly filled with local rock materials. The Keretsk and Kandalaksha grabens (WSRS) are filled with marine sediments eroded from the grabens walls. The local sediment sources include eclogite complexes (~1.9 Ga), which basic magmatism is dated at ~2.4–2.5 and ~2.7–2.9 Ga. Any potential primary sources for dZr grains are lacking in the area near the Keretsk graben. We suggest that such grains occurred due to recycling of the secondary sources of zircon, i.e. originated from ancient local sedimentary formations.На начальном этапе исследований возраст и стратиграфическое положение терской свиты ограничивались снизу ее налеганием на раннепротерозойские гранитоиды, а сверху – тем, что породы терской свиты вмещают позднедевонские щелочные интрузии (в том числе и трубки взрыва).В статье представлены результаты U-Pb изотопного датирования зерен детритового циркона (dZr) из песчаников терской свиты, дополненные определениями химического состава пород и результатами их изотопного Sm-Nd изучения. Полученный средневзвешенный возраст четырех наиболее молодых зерен dZr из песчаников терской свиты составил 1145±20 млн лет, что означает, что часть разреза терской свиты, залегающая выше изученного уровня, не может быть древнее конца среднего рифея. Сравнительный анализ полученного набора U-Pb изотопных датировок зерен dZr (провенанс-сигнала) из песчаников терской свиты и аналогичных данных по другим верхнедокембрийским обломочным толщам, распространенным на северо-востоке Восточно-Европейской платформы и в сопредельных регионах, выявил существенные различия. Это находится в хорошем соответствии с представлениями о том, что палеогеографическую обстановку, господствовавшую в конце среднего и в позднем рифее в области заложения и развития рифтовой системы Белого моря (РСБМ), можно рассматривать как совокупность небольших (часто бессточных) бассейнов, разделенных поднятиями. Эти бассейны могли время от времени иметь связь с Мировым океаном. Такая палеогеографическая ситуация не благоприятствовала развитию крупных рек, поэтому грабены заполнялись преимущественно материалом местного происхождения. Кандалакшский и Керецкий грабены РСБМ заполнены осадками морского генезиса, представляющими собой преимущественно продукты размыва вещественных комплексов, участвующих в строении бортов этих грабенов. Среди местных локальных источников идентифицированы эклогитовые комплексы с возрастом метаморфизма ~1.9 млрд лет и базитовового магматизма с возрастом ~2.4–2.5 и ~2.7–2.9 млрд лет. Попадание зерен dZr, для которых нет потенциальных близких первичных источников, расположенных около Керецкого грабена, произошло за счет рециклинга из вторичных источников циркона – местных древних осадочных образований