Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
The Kanin-Timan region is located in the north-east of the European part of Russia and represents the western edge of the Timan-Pechora Plate. In the Devonian time, the Kanin-Timan region experienced rifting processes caused by the influence of a mantle plume. As a result of these processes, the Kanin-Timan dolerite complex was formed, which includes dolerite dikes and basalt sheets. The rocks of the complex have been studied throughout the study region. In the Middle Timan, the basalt plagioclase of the Upper Vorykva cover was dated by the 40Ar/39Ar method, the dating result indicates an age of 389 ± 6 Ma. Dolerites of the Kanin-Timan complex were also dated by the K-Ar method in the last century. As a result of dating, conflicting data on the absolute age from 378 to 288 Ma were obtained. To clarify the age of dolerites, 40Ar/39Ar dating was carried out. According to the isotope age data, the dolerites of the Kanin Peninsula are 419 ± 8 Ma, the age of the basalts of the Upper Vorykva cover is 389 ± 6 Ma. Thus, the magmatic activity that led to the formation of the Kanin-Timan complex in the Kanin-Timan region began earlier on the Kanin Peninsula, and then on the Timan. According to the research results, we believe that the Kanin-Timan complex began its formation in the Early Devonian with the peak during the Middle and Late Devonian time.
dolerites, Kanin Peninsula, 40Ar/39Ar age, mantle plume, Timan
В девонское время на территории Канино-Тиманского региона проходили процессы рифтогенеза, обусловленного влиянием мантийного плюма [8]. В результате данных процессов сформировался канино-тиманский долеритовый комплекс, который включает в себя дайки долеритов и покровы базальтов. Породы комплекса установлены на всей территории исследуемого региона. На п-ове Канин больше распространены дайки долеритов и в меньшей степени покровы базальтов. В пределах Тиманского кряжа отмечаются большие площади базальтов, дайки долеритов встречаются реже. Возраст пород комплекса по положению базальтов в вулканогенно-осадочных породах нижнефранского отдела считается позднедевонским [1, 2, 4]. По данным некоторых исследователей, возраст отложений, вмещающих базальты, рассматривается как среднедевонский [7]. На Среднем Тимане был продатирован плагиоклаз базальтов Верхневорыквинского покрова Ar40/Ar39-методом [10], результат датирования указывает на возраст 389 ± 6 млн лет. Долериты канино-тиманского комплекса также датировались K-Ar-методом в прошлом веке. В результате исследований были получены противоречивые данные абсолютного возраста от 378 до 288 млн лет. Установление возраста долеритов может прояснить ситуацию со спорным возрастом канино-тиманского комплекса, подтвердить одновозрастность пород в пределах региона и соответственно их принадлежность к единому комплексу, а также позволит понять ход эволюции магматизма Канино-Тиманского региона в девонское время.
Методика исследований
Пробы были отобраны на п-ове Канин в ходе геолого-съемочных работ в составе Канинской партии ВСЕГЕИ. Минералогические и петрографические исследования выполнялись в прозрачно-полированных шлифах и шашках в ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Для определения состава минералов использовался микрозондовый анализ, который проводился на спектральном электронном микроскопе Tecsan Vega 3 LMH с эдс X-MAX 50 mm Oxford Instruments (аналитики Е. М. Тропников, А. С. Шуйский). Содержания основных петрогенных элементов определялись рентгенофлуоресцентным анализом и классическим химическим методом; для определения концентрации элементов-примесей в породах использовался метод масс-спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой Agilent 7700 (ISP-MS) (аналитик Г. В. Игнатьев). Исследования проведены в ЦКП «Геонаука» ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (г. Сыктывкар). Датирование пород осуществлялось 40Ar/39Ar-методом ступенчатого прогрева по плагиоклазу в Институте геологии и минералогии им. В. С. Соболева (Новосибирск, аналитик А. В. Травин).
Геология и петрография
На п-ове Канин исследуемый комплекс представлен дайками долеритов и покровами базальтов. Дайки долеритов секут рифейские сланцы и имеют преимущественно субмеридиональное простирание. Мощность от 2—10 до 50 м, протяженность от нескольких до первых десятков километров. Породы распространены в юго-восточной и центральной частях полуострова. Дайки установлены на реках Горелая, Тальбей, Падлей, Менсейяха, Мурсеяха (центральная часть полуострова) и в бассейне рек Б. Ойва и Немазямаяха (юго-восток полуострова). Покровы базальтов отмечаются на побережье Чешской губы. Породы комплекса имеют темно-серый, голубовато- или зеленовато-серый цвет.
Долериты имеют массивную, реже миндалекаменную, текстуру и офитовую, реже порфировую, пойкилоофитовую микроструктуру. Миндалины небольшого размера, до 1 мм, имеют зональность. Они выполнены сидеритом, кальцитом и кварцем. Порфировые вкрапленники встречаются очень редко (размер до 1.8 мм) и представлены лейстами плагиоклаза (битовнит). Основная масса представлена зональными ксеноморфными, реже гипидиоморфными, кристаллами клинопироксена (размер 0.25—1.5 мм) и лейстами зонального плагиоклаза (размер 0.5—1.5 мм). По химическому составу плагиоклазы долеритов соответствуют лабрадору An50-69, в единичных случаях битовниту An70-72, по краям — низкокальциевому лабрадору An50-60 либо андезину An33-49. Клинопироксены в центре зерна соответствуют преимущественно авгиту и магнезиальному пижониту, в единичных случаях — промежуточному пижониту и субкальциевому авгиту, по краям зерен — авгиту, ферроавгиту, реже субкальциевому ферроавгиту и железистому пижониту.
Рудные минералы представлены преимущественно гомогенными или скелетными кристаллами титаномагнетита со структурой распада или без нее (размер 0.5 мм, реже 1 мм). Реже встречается халькопирит, пирит, ильменит и галенит. Акцессорные минералы представлены апатитом и КПШ. Апатит встречается в виде скелетных изометричных или игольчатых кристаллов (размер 0.01—0.03 мм). КПШ формирует единичные зерна (размер до 0.1 мм). Межзерновое пространство выполнено стеклом, которое чаще всего замещено палагонитом [9].
Геохимия
Диапазон содержаний SiO2 в породах п-ова Канин варьирует от 47.2 до 52.4 мас. %. Изученные долериты относятся преимущественно к породам нормальной щелочности (K2O + Na2O = 1.96—4.11 мас. %).
Породы комплекса в большинстве случаев соответствуют магматическим образованиям натриевой серии (рис. 2, а), к калиево-натриевому типу относятся некоторые магматиты п-ова Канин (Na2O/K2O = 1.68—3.81) [5]. По содержанию K2O породы являются преимущественно умеренно калиевыми (рис. 2, б).
Долериты юго-восточной части п-ова Канин являются преимущественно низкоглиноземистыми al' = 0.67—0.75, кроме одного образца al' = 0.79. В центральной части п-ова Канин отмечаются умеренно глиноземистые al' = 0.89—0.98 и высокоглиноземистые al' = 1.01—1.06 породы (рис. 3) [6]. В долеритах из юго-восточной части п-ова Канин концентрации TiO2 составляют 2.0—2.2 мас. %, из центральной части полуострова — TiO2 = 1.20—1.80 мас. % (рис. 4).
На диаграмме AFM составы девонских долеритов п-ова Канин попадают на толеитовый тренд (рис. 5).
Содержания редкоземельных элементов (РЗЭ) в породах канино-тиманского комплекса на полуострове Канин варьируют от 62.8 до 81.3 г/т (рис. 6). Наименьшие концентрации установлены в долеритах центральной части п-ова Канин (36.5—56.8 г/т). Наибольшее содержание выявлено в долеритах центральной части п-ова Канин (81.3 г/т).
Результаты 40Ar/39Ar-датирования
и выводы
По данным петрографии и геохимии, породы канино-тиманского комплекса как на п-ове Канин, так и на Тиманском кряже сходны [11]. Различие наблюдается в степени дифференциации.
На данный момент определен возраст только базальтов Среднего Тимана (Верхневорыквинский покров). Результаты 40Ar/39Ar-датирования по плагиоклазу свидетельствуют о возрасте 389 ± 6 млн лет [10]. Для уточнения возраста долеритов п-ова Канин было проведено 40Ar/39Ar-датирование (ИГМ СО РАН, Новосибирск). Датирование проводилось методом ступенчатого нагрева монофракции плагиоклаза из долеритов пробы 1678/1 (р. Тальбей, п-ов Канин).
В спектре плагиоклаза (рис. 7) (табл. 1) выделяется кондиционное плато, характеризующееся значением возраста 419 ± 8 млн лет, СКВО = 0.3, включающее 95.9 % выделенного 39Ar. Учитывая малоглубинные условия формирования пород и, соответственно, их быстрое охлаждение, можно считать полученную датировку оценкой времени их формирования.
Таким образом, в результате исследований установлено, что долериты полуострова Канин характеризуются возрастом 419 ± 8 млн лет, тогда как для базальтов Верхневорыквинского покрова был определен возраст 389 ± 6 млн лет [10]. На основании полученных изотопных данных можно предположить, что магматическая деятельность, приведшая к формированию канино-тиманского комплекса в Канино-Тиманском регионе, началась раньше на п-ове Канин, а затем уже на Тимане. В результате исследований были получены новые данные о возрасте канино-тиманского долеритового комплекса. Таким образом, мы можем предположить, что канино-тиманский комплекс начал свое формирование в раннем девоне, а наиболее интенсивное его проявление приходится на средне- и позднедевонское время.
1. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii. Masshtab 1 : 1 000 000 (tret'ye pokoleniye). Seriya Severo-KarskoBarentsevomorskaya. List R-37, 38. m. Svyatoy Nos, m. Kanin Nos. Obyasnitelnaya zapiska (State geological map of the Russian Federation. Scale 1 : 1,000,000 (third generation). Series North Kara-Barents Sea. Sheet R-37, 38. m. Holy Nose, m. Kanin Nos. Explanatory note). St. Petersburg: VSEGEI Cartographic Factory, 2008, 251 p.
2. V. A. Zhuravlev, V. F. Kuprin, L. I. Luk’yanova, M. S. Paramonova, et al. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii. Masshtab 1 : 1 000 000 (tret'ye pokoleniye). Seriya Mezenskaya. List Q-38 - Mezen'. Obyasnitelnaya zapiska (State Geological Map of the Russian Federation. Scale 1 : 1,000,000 (third generation). Mezenskaya series. Sheet Q-38 - Mezen. Explanatory note). St. Petersburg: VSEGEI Cartographic Factory, 2012, 311 p.
3. Olovyanishnikov V. G. Geologicheskoye razvitiye Severnogo Timana i p-ova Kanin (Geological development of the Northern Timan and the Kanin Peninsula). Syktyvkar: Geoprint, 2004, 80 p.
4. Parmuzin N. M., Mazurkevich K. N., Semenova L. R., Kossovaya O. L. etc. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii. Masshtab 1 : 1 000 000 (tret'ye pokoleniye). Seriya Mezenskaya. List Q-39 - Nar'yan-Mar. Obyasnitelnaya zapiska (State geological map of the Russian Federation. Scale 1 : 1,000,000 (third generation). Mezenskaya series. Sheet Q-39 - Naryan-Mar. Explanatory note). St. Petersburg: VSEGEI Cartographic Factory, 2015, 393 p.
5. Petrograficheskiy kodeks Rossii: Magmaticheskiye, metamorficheskiye, metasomaticheskiye, impaktnyye obrazovaniya (Petrographic Code of Russia: Igneous, Metamorphic, Metasomatic, Impact Formations). Eds. O. A. Bogatikova, O. V. Petrova, A. F. Morozov; resp. ed. L. V. Sharpenok, 3rd ed., Rev. and additional. St. Petersburg: VSEGEI, 2009, 200 p.
6. Prakticheskaya petrologiya: metodicheskiye rekomendatsii po izucheniyu magmaticheskikh obrazovaniy primenitel'no k zadacham gosgeolkart (Practical petrology: guidelines for the study of igneous formations in relation to the tasks of state geolmaps). St. Petersburg: VSEGEI Publishing House, 2017, 168 p.
7. Problemy geologii i mineralogii (Problems of geology and mineralogy). Ed. A. M. Pystin, Syktyvkar: Geoprint, 2006, 448 p.
8. Stepanenko V. I. Kanino-Timano-Pechorskaya provintsiya pozdnedevonskogo vnutriplitnogo magmatizma (polozheniye i razmery) (Kanino-Timan-Pechora province of Late Devonian within-plate magmatism (position and size)). Doklady Earth Sciences, 2016, V. 467, No. 5, pp. 572-575.
9. Shmakova A. M., Kulikova K. V. Petrografiya i mineralogiya pozdnedevonskikh doleritov tsentral'noy i yugo-vostochnoy chasti poluostrova Kanin (Petrography and mineralogy of Late Devonian dolerites in the central and southeastern part of the Kanin Peninsula). Proceedings of Komi SC UB RAS, 2020, No. 6 (46), pp. 40-48. DOI 10.19110/ 1994-5655-2020-6-40-48
10. Udoratina O. V., Andreichev V. L., Travin A. V., Savatenkov V. M. Bazal'ty Srednego Timana: Rb-Sr, Sm-Nd, i Ar-Ar dannyye. Geologiya i mineral'nyye resursy Yevropeyskogo Severo-Vostoka Rossii (Basalts of the Middle Timan: Rb-Sr, Sm-Nd, and Ar-Ar data. Geology and Mineral Resources of the European North-East of Russia). Proceedings of the 16th Geological Congress of the Komi Republic. V. 2, Syktyvkar: IG Komi SC UB RAS, 2014, 384 p.
11. Shmakova A. M., Kulikova K. V. Geokhimicheskaya kharakteristika pozdnedevonskikh bazal'toidov poluostrova Kanin i Srednego Timana (Geochemical characteristics of the Late Devonian basaltoids of the Kanin Peninsula and the Middle Timan). Proceedings of Komi SC UB RAS. Earth Sciences series, No. 3 (49), Syktyvkar, 2021, pp. 22-31.
12. Boynton W. V. Geochemistry of Rare Earth Elements Meteorite Studies. Rare Earth Element Geochemistry. Amsterdam, 1984, pp. 63-114.
13. Irvine T. N., Baragar W. R. A. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canad. J. Earth Sci., 1971, V. 8, pp. 523-548.
14. Pearce J. A. Trace element characteristics of lavas from destructive plate boundaries. Ed. R. S .Thorpe. Andesites. Wiley, Chichester, 1982, pp. 525-548.
