Инд. авторы:	Шацкий В.С., Рагозин А.Л., Скузоватов С.Ю., Козьменко О.А., Ягоутц Э.
Заглавие:	Изотопно-геохимические свидетельства природы протолитов алмазоносных пород кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны (северный казахстан)
Библ. ссылка:	Шацкий В.С., Рагозин А.Л., Скузоватов С.Ю., Козьменко О.А., Ягоутц Э. Изотопно-геохимические свидетельства природы протолитов алмазоносных пород кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны (северный казахстан) // Геология и геофизика. - 2021. - Т.62. - № 5. - С.678-689. - ISSN 0016-7886.
Идентиф-ры:	DOI: 10.15372/GiG2020200; РИНЦ: 46146288;
Реферат:	eng: The isotope-geochemical features of diamondiferous metamorphic rocks of the Kokchetav subduction-collision zone (KSCZ) show that both the basement rocks and the sediments of the Kokchetav massif were their protoliths. A whole-rock Sm-Nd isochron from the diamondiferous calc-silicate and garnet-pyroxene rocks and migmatized granite-gneisses of the western block of the KSCZ yielded an age of 1116 ± 14 Ma, while an age of 1.2-1.1 Ga was obtained by U-Pb dating of zircons from the granite-gneiss basement of the Kokchetav microcontinent. Based on these data, we assume that the protoliths of the calc-silicate and garnet-pyroxene rocks and the granite-gneisses of the KSCZ were the basement rocks sharing an initially single Nd source, which was not influenced by high- to ultrahigh-pressure metamorphism (~530 Ma). Therefore, their geochemical features are probably not directly related to ultrahigh-pressure metamorphism. The corresponding rock associations lack isotope-geochemical evidence of partial melting that would occur during ultrahigh-pressure metamorphism, which suggests that they were metamorphosed under granulite facies conditions. At the same time, the high-alumina diamondiferous rocks of the Barchi area (garnet-kyanite-mica schists and granofelses), which were depleted to different degrees in light rare-earth elements (REE) and K, have yielded a Sm-Nd whole-rock isochron age of 507 ± 10 Ma indicating partial melting of these rocks during their exhumation. The close ɛNd(1100) values of the basement rocks and garnet-kyanite-mica schist with geochemical characteristics arguing against its depletion during high-pressure metamorphism indicate that the basement rocks were a crustal source for high-alumina sediments. rus: Изотопно-геохимические особенности алмазоносных метаморфических пород Кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны (КСКЗ) показывают, что в качестве их протолитов выступали как породы фундамента, так и осадочные породы Кокчетавского микроконтинента. На основании изотопного состава известково-силикатных, гранат-пироксеновых пород, а также мигматизированных гранитогнейсов западного блока КСКЗ получена Sm-Nd изохрона, соответствующая 1116 ± 14 млн лет. Этот возраст близок к возрасту формирования гранитогнейсового фундамента (1.2-1.1 млрд лет) Кокчетавского микроконтинента. Эти данные позволяют сделать вывод, что протолитами известково-силикатных и гранат-пироксеновых пород КСКЗ являлись породы фундамента. В такой трактовке их геохимические особенности могут быть не связаны с процессами высокобарического метаморфизма в зоне субдукции. Отсутствие изотопно-геохимических свидетельств плавления этих пород при метаморфизме сверхвысоких давлений может объясняться тем, что до попадания в зону субдукции они были дегитратированы при метаморфизме в условиях гранулитовой фации. В то же время изохрона, рассчитанная на основании изотопного состава валовых проб в различной степени деплетированных высокоглиноземистых алмазоносных пород (гранат-кианит-слюдяные сланцы, гранофельсы) участка Барчинский, соответствует возрасту 507 ± 10 млн лет, что дает основание предполагать частичное плавление этих пород на стадии эксгумации. Близкие значения ɛNd(1100) пород фундамента и гранат-кианит-слюдяного сланца, геохимичесике характеристики которого свидетельствуют, что он не был деплетирован в процессе высокобарического метаморфизма, показывают, что протолиты высокоглиноземистых пород формировались за счет размыва пород фундамента Кокчетавского микроконтинента.
Ключевые слова:	континентальная коллизия; Метаморфизм сверхвысоких давлений; Континентальная субдукция; Sm-Nd изотопные даные; Kokchetav subduction-collision zone; Continental collision; UHP metamorphism; Continental subduction; Sm-Nd isotope data; Кокчетавская субдукционно-коллизионная зона;
Издано:	2021
Физ. хар-ка:	с.678-689
Цитирование:	1. Буслов М.М., Вовна Г.М. Состав и геодинамическая природа протолитов алмазсодержащих пород Кумдыкольского месторождения Кокчетавского метаморфического пояса, Северный Казахстан // Геохимия, 2008, № 9, с. 955-964. 2. Буслов М.М., Добрецов Н.Л., Вовна Г.М., Киселев В.И. Структурное положение, состав и геодинамическая природа алмазоносных метаморфических пород Кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны Центрально-Азиатского складчатого пояса (Северный Казахстан) // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (1-2), с. 89-109. 3. Добрецов Н.Л., Буслов М.М., Жимулев Ф.И., Травин А.В., Заячковский А.А. Венд-раннеордовикская геодинамическая эволюция и модель эксгумации пород сверхвысоких и высоких давлений Кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны (Северный Казахстан) // Геология и геофизика, 2006, т. 47 (4), с. 428-444. 4. Екимова Т.Е., Лаврова Л.Д., Петрова М.А. Включения алмазов в породообразующих минералах метаморфических пород // Докл. АН СССР, 1992, т. 332, № 3, с. 366-368. 5. Третьяков А.А., Котов А.Б., Дегтярев К.Е., Сальникова Е.Б., Шатагин К.Н., Яковлева С.З., Анисимова И.В. Среднерифейский вулканогенный комплекс Кокчетавского массива (Северный Казахстан): структурное положение и возрастное обоснование // ДАН, 2011, т. 438, № 5, с. 644-648 6. Туркина О.М., Летников Ф.А., Левин А.В. Мезопротерозойские гранитоиды фундамента Кокчетавского микроконтинента // ДАН, 2011, т. 436, № 4, с. 499-503. 7. Шацкий В.С., Ситникова Е.С., Козьменко О.А., Палесский С.В., Николаева И.В., Заячковский А.А. Поведение несовместимых элементов в процессе ультравысокобарического метаморфизма (на примере пород Кокчетавского массива) // Геология и геофизика, 2006а, т. 47 (4), с. 485-498. 8. Шацкий В.С., Рагозин А.Л., Соболев Н.В. Некоторые аспекты метаморфической эволюции ультравысокобарических известково-силикатных пород Кокчетавского массива // Геология и геофизика, 2006б, т. 47 (1), с. 105-118. 9. Шацкий В.С., Скузоватов С.Ю., Рагозин А.Л., Соболев Н.В. Подвижность элементов в зоне континентальной субдукции // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (7), с. 1928-1321. 10. Auzanneau E., Vielzeuf D., Schmidt M.W. Experimental evidence of decompression melting during exhumation of subducted continental crust // Contrib. Mineral. Petrol., 2006, v. 152, p. 125-148. 11. Bebout G.E. Metamorphic chemical geodynamics of subduction zones // Earth Planet. Sci. Lett., 2007, v. 260, p. 373-393. 12. Bebout G.E., Agard P., Kobayashi K., Moriguti T., Nakamura E. Devolatilization history and trace element mobility in deeply subducted sedimentary rocks: Evidence from Western Alps HP/UHP suites // Chem. Geol., 2013, v. 342, p. 1-20. 13. Chen Y.-X., Zhou K., Zheng Y-F., Schertl H.-P. Zircon geochemical constraints on the protolith nature and metasomatic process of the Mg-rich whiteschist from the Western Alps // Chem. Geol., 2017, v. 467, p. 177-195. 14. Chen Y.-X., Lu W., He Y., Schertl H.-P., Zheng Y.-F., Xionf J.-W., Zhou K. Tracking Fe mobility and Fe speciation in subduction zone fluids at the slab-mantle interface in a subduction channel: A tale of whiteschist from the Western Alps // Geochim. Cosmochim. Acta, 2019, v. 267, p. 1-16. 15. Claoue-Long J., Sobolev N., Shatsky V., Sobolev A. Zircon response to diamond-pressure metamorphism in the Kokchetav massif, USSR // Geology, 1991, v. 19, p. 710-713. 16. Dobretsov N., Shatsky V. Exhumation of high-pressure rocks of the Kokchetav massif: facts and models // Lithos, 2004, v. 78, p. 307-318. 17. Dobretsov N.L., Sobolev N.V., Shatsky V.S., Coleman R.G., Ernst W.G. Geotectonic evolution of diamondirerous paragneisses, Kokchetav complex, northern Kazakhstan: the geologic enigma of ultrahigh-pressure crustal rocks within a Paleozoic foldbelt // Isl. Arc, 1995, v. 4, p. 267-279. 18. Glorie S., Zhimulev F., Buslov M., Andersen T., Plavsa D., Izmer A., Vanhaecke F., De Grave J. Formation of the Kokchetav subduction-collision zone (northern Kazakhstan): Insights from zircon U-Pb and Lu-Hf isotope systematics // Gondwana Res., 2015, v. 27, p. 424-438. 19. Hermann J., Spandler C.J. Sediment melts at sub-arc depths: an experimental study // J. Petrol., 2008, v. 49, p. 717-740. 20. Hermann J., Rubatto D., Korsakov A., Shatsky V.S. Multiple zircon growth during fast exhumation of diamondiferous, deeply subducted continental crust (Kokchetav Massif, Kazakhstan) // Contrib. Mineral. Petrol., 2001, v. 141, p. 66-82. 21. Hermann J., Spandler C., Hack A., Korsakov A.V. Aqueous fluids and hydrous melts in high-pressure and ultra-high pressure rocks: Implications for element transfer in subduction zones // Lithos, 2006, v. 92, p. 399-417. 22. Hermann J., Zheng Y.-F., Rubatto D. Deep fluids in subducted continental crust // Elements, 2013, v. 9(4), p. 281-287. 23. Hwang S.-L., Chu H.-T., Yui T.-F., Shen P., Schertl H.-P., Liou J.G., Sobolev N.V. Nanometer-size P/K-rich silica glass (former melt) inclusions in microdiamond from the gneisses of Kokchetav and Erzgebirge massifs: Diversified characteristics of the formation media of metamorphic microdiamond in UHP rocks due to host-rock buffering // Earth Planet. Sci. Lett., 2006, v. 243, p. 94-106. 24. Jacob D., Jagoutz E., Lowry D., Mattey D., Kudrjavtseva G. Diamondiferous eclogites from Siberia: Remnants of Archean oceanic crust // Geochim. Cosmochim. Acta, 1994, v. 58, p. 5191-5207. 25. Jagoutz E. Nd and Sr systematics in an eclogite xenolith from Tanzania: evidence for frozen mineral equilibria in the continental lithosphere // Geochim. Cosmochim. Acta, 1988, v. 52, p. 1285-1293. 26. Katayama I., Maruyama S., Parkinson C.D., Terada K., Sano Y. Ion micro-probe U-Pb zircon geochronology of peak and retrograde stages of ultrahigh-pressure metamorphic rocks from the Kokchetav massif, northern Kazakhstan // Earth Planet. Sci. Lett., 2001, v. 188, p. 185-198. 27. Korsakov A.V., Hermann J. Silicate and carbonate melt inclusions associated with diamonds in deeply subducted carbonate rocks // Earth Planet. Sci. Lett., 2006, v. 241, p. 104-118. 28. Korsakov A.V., Shatsky V.S., Sobolev N.V., Zayachokovsky A.A. Garnet-biotite-clinozoisite gneiss: a new type of diamondiferous metamorphic rock from the Kokchetav Massif // Eur. J. Mineral., 2002, v. 14, p. 915-928. 29. Kovach V., Degtyarev K., Tretyakov A., Kotov A., Tolmacheva E., Wang K.-L., Chung S.-L., Lee H.-Y., Jahn B.-M. Sources and provenance of the Neoproterozoic placer deposits of the Northern Kazakhstan: Implication for continental growth of the western Central Asian Orogenic Belt // Gondwana Res., 2017, v. 47, p. 28-43. 30. Liew T., Hofmann A. Precambrian crustal components, plutonic associations, plate environment of the Hercynian Fold Belt of central Europe: indications from a Nd and Sr isotopic study // Contrib. Mineral. Petrol., 1988, v. 98, p. 129-138. 31. Ludwig K.R. Isoplot 3.00: A geochronological toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication, 2003, v. 4, 70 p. 32. Manning C.E. The chemistry of subduction-zone fluids // Earth Planet. Sci. Lett., 2004, v. 223, p. 1-16. 33. McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chem. Geol., 1995, v. 120, p. 223-253. 34. Michard A., Gurriet P., Soudant M., Albarede F. Nd isotopes in French Phanerozoic shales: external vs. internal aspects of crustal evolution // Geochim. Cosmochim. Acta, 1985, v. 49, p. 601-610. 35. Pourmand A., Dauphas N., Ireland T.J. A novel extraction chromatography and MC-ICP-MS technique for rapid analysis of REE, Sc and Y: Revising CI-chondrite and Post-Archean Australian Shale (PAAS) abundances // Chem. Geol., 2012, v. 291, p. 38-54. 36. Schertl H.P., Sobolev N.V. The Kokchetav Massif, Kazakhstan: "Type locality" of diamond-bearing UHP metamorphic rocks // J. Asian Earth Sci., 2013, v. 63, p. 5-38. 37. Schmidt M.W., Vielzeuf D., Auzanneau E. Melting and dissolution of subducting crust at high pressures: the key role of white mica // Earth Planet. Sci. Lett., 2004, v. 228, p. 65-84. 38. Shatsky V.S., Sobolev N.V. The Kokchetav massif of Kazakhstan // Ultrahigh pressure metamorphism / Eds. D. Carswell, R. Compagnoni. Budapest, Eötvös University Press, 2003, v. 5, p. 75-103. 39. Shatsky V., Sobolev N., Stenina N. Structural peculiarities of pyroxenes from eclogites // Terra Cognita, 1985, v. 5, p. 436-437. 40. Shatsky V., Sobolev N., Vavilov M. Diamond-bearing metamorphic rocks of the Kokchetav massif (Northern Kazakhstan) // Ultrahigh pressure metamorphism. Cambridge, Cambridge University Press, 1995, p. 427-455. 41. Shatsky V.S., Jagoutz E., Sobolev N.V., Kozmenko O.A., Parkhomenko V.S., Troesch M. Geochemistry and age of ultrahigh pressure metamorphic rocks from the Kokchetav massif (Northern Kazakhstan) // Contrib. Mineral. Petrol., 1999, v. 137, p. 185-205. 42. Shatsky V., Pal'yanov Y.N., Sokol A., Tomilenko A., Sobolev N. Diamond formation in UHP dolomite marbles and garnet-pyroxene rocks of the Kokchetav massif, northern Kazakhstan: natural and experimental evidence // Int. Geol. Rev., 2005, v. 47, p. 999-1010. 43. Skuzovatov S.Yu., Shatsky V., Dril S., Perepelov A. Elemental and isotopic (Nd-Sr-O) geochemistry of eclogites from the Zamtyn-Nuruu area (SW Mongolia): Crustal contribution and relation to Neoproterozoic subduction-accretion events // J. Asian Earth Sci., 2018, v. 167, p. 33-51. 44. Sobolev N., Shatsky V. Diamond inclusions in garnets from metamorphic rocks: a new environment for diamond formation // Nature, 1990, v. 343, p. 742-746. 45. Spandler C., Mavrogenes J., Hermann J. Experimental constraints on element mobility from subducted sediments using high-P synthetic fluid/melt inclusions // Chem. Geol., 2007, v. 239, p. 228-249. 46. Stepanov A.S., Hermann J., Korsakov A.V., Rubatto D. Geochemistry of ultrahigh-pressure anatexis: fractionation of elements in the Kokchetav gneisses during melting at diamond-facies conditions // Contrib. Miner. Petrol., 2014, v. 167, 1002. 47. Stepanov A.S., Rubatto D., Hermann J., Korsakov A.V. Contrasting P-T paths within the Barchi-Kol UHP terrain (Kokchetav Complex): Implications for subduction and exhumation of continental crust // Am. Mineral., 2016, v. 101, p. 788-807. 48. Tian Y., Xiao Y., Chen Y-X., Sun H., Liu H., Tong F., Yang J-H., Schertl H-P. Serpentinite-derived low 7Li fluids in continental subduction zones: Constraints from the fluid metasomatic rocks (whiteschist) from the Dora-Maira Massif, Western Alps // Lithos, 2019, v. 348-349, p. 105177. 49. Thomsen T.B., Schmidt M.W. Melting of carbonated pelites at 2.5-5.0 GPa, silicate-carbonatite liquid immiscibility, and potassium-carbon metasomatism of the mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 2008, v. 267, p. 17-31. 50. Xiao Y., Lavis S., Niu Y., Pearce J.A., Li H., Wang H., Davidson J. Trace-element transport during subduction-zone ultrahigh-pressure metamorphism: Evidence from western Tianshan, China // Geol. Soc. Am. Bull., 2012, v. 124, p. 1113-1129. 51. Xiao Y., Niu Y., Li H., Wang H., Liu X., Davidson J. Trace element budgets and (re-)distribution during subduction-zone ultrahigh pressure metamorphism: Evidence from Western Tianshan, China // Chem. Geol., 2014, v. 365, p. 54-68. 52. Zhang C., Zhang L., Van Roermund H., Song S., Zhang G. Petrology and SHRIMP U-Pb dating of Xitieshan eclogite, North Qaidam UHP metamorphic belt, NW China // J. Asian Earth Sci., 2011, v. 42, p. 752-767. 53. Zhao Z.-F., Zheng Y.-F., Chen R.-X., Xia Q.-X., Wu Y.-B. Element mobility in mafic and felsic ultrahigh-pressure metamorphic rocks during continental collision// Geochim. Cosmochim. Acta, 2007, v. 71, p. 5244-5266. 54. Zheng Y.-F. Metamorphic chemical geodynamics in continental subduction zones // Chem. Geol., 2012, v. 328, p. 5-48. 55. Zheng Y.-F. Subduction zone geochemistry// Geosci. Front., 2019, v. 10, p. 1223-1254. 56. Zheng Y.-F., Xia Q.-X., Chen R.-X., Gao X.-Y. Partial melting, fluid supercriticality and element mobility in ultrahigh-pressure metamorphic rocks during continental collision // Earth Sci. Rev., 2011, v. 107, p. 342-374, doi: 10.1016/j.earscirev.2011.04.004.