3D modeling and age of the collision metamorphism of the Khan-Khukhei Block, Northern Mongolia

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

The reconstruction of the Early Paleozoic collision metamorphism of the Khan-Khukhei Block (Northern Mongolia) based on 3D modeling of thermal state of the crust and isotope dating is presented. The age of garnet-biotite schist from a metamorphic complex of the Khan-Khukhei Block of 517.4±7.4 Ma is determined for the first time. 3D modeling was conducted to compare this age of metamorphism with the available age determinations of (post-)collision granite formation in the range of 513–505 Ma. The model considers radiogenic heating at an increased value of heat release in the rocks of the thickened crust of the Khan-Khukhei block as the cause of the migmatization and formation of granitoid melts. Three-dimensional modeling was carried out for the first time for the thermal-dome type of metamorphism. The results provide a realistic conception of magma generation in typical collision settings in the absence of mantle magmatic heat sources. The time interval between metamorphism and the stage of anatectic magma formation is 5–12 million years.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Semenov

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: semenov@igm.nsc.ru
俄罗斯联邦, Novosibirsk

O. Polyansky

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: semenov@igm.nsc.ru
俄罗斯联邦, Novosibirsk

V. Reverdatto

V.S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: semenov@igm.nsc.ru

Academician of the RAS

俄罗斯联邦, Novosibirsk

参考

  1. Козаков И. К., Сальникова Е. Б., Анисимова И. В. и др. Тектоническая позиция метаморфических поясов позднего неопротерозоя–раннего палеозоя в структуре Тувино-Монгольского террейна Центрально-Азиатского складчатого пояса // Петрология. 2019. Т. 27. № 1. С. 47–64. doi: 10.31857/S0869-59032747-64.
  2. Полянский О. П., Селятицкий А. Ю., Зиновьев С. В., Бабичев А. В. Тектонотермальная раннепалеозойская эволюция блока Хан-Хухей (Северная Монголия) // Петрология. 2023, Т. 31. № 5. С. 510–530. doi: 10.31857/S0869590323050047.
  3. Шелепаев Р. А., Егорова В. В., Изох А. Э., Зельтман Р. Коллизионный базитовый магматизм складчатого обрамления юга Сибири (Западный Сангилен, Юго-Восточная Тува) // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 5. С. 653–672.
  4. Селятицкий А. Ю., Полянский О. П., Шелепаев Р. А. Глубинный контактово-метаморфический ореол Баянкольского габбро-монцодиоритового массива – индикатор нижнекоровых базитовых камер (Западный Сангилен, Ю–В Тува) // Геология и гео физика. 2021. Т. 62. № 9. С. 1204–1226.
  5. Геологическая карта Республики Тыва (СФО). 2002. По материалам Госгеолкарта-1000 и Госгеол карта-200 (Отв. исп. Струнин Б.М). URL: https://webmapget.vsegei.ru/index.html
  6. Badarch G., Cunningham W. D., Windley B. F. A new terrane subdivision for Mongolia: implications for the Fanerozoic crustal growth of Central Asia // Journal of Asian Earth Sciences. 2002. V. 21. P. 87–110.
  7. Кузьмичев А. Б. Тектоническая история Тувино-Монгольского массива: раннебайкальский, позднебайкальский и раннекаледонский этапы. М.: ПРОБЕЛ-2000, 2004. 192 с.
  8. Ярмолюк В. В., Дегтярев К. Е. Докембрийские террейны Центрально-Азиатского орогенного пояса: сравнительная характеристика, типизация и особенности тектонической эволюции // Геотектоника. 2019. № 1. С. 3–43.
  9. Семенов А. Н., Полянский О. П. Численное моделирование механизмов минглинга и миксинга магмы на примере формирования сложных интрузивов // Геология и геофизика, 2017. Т. 58. № 11. С. 1664–1683.
  10. Полянский О. П., Изох А. Э., Семенов А. Н. и др. Термомеханическое моделирование формирования многокамерных интрузий для выявления связи плутонометаморфизма с габбро-диоритовыми массивами Западного Сангилена, Тува, Россия // Геотектоника. 2021. № 1. С. 1–21.
  11. Ranally G. Rheology of the Earth. London, Chapman & Hall, 1995. 413 p.
  12. Тёркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика: Геологические приложения физики сплошных сред. Ч. 2. М.: Мир, 1985. 360 с.
  13. Rosenberg C. L., Handy M. R. // J. Metamorphic Geol. 2005. V. 23 (1), P. 19–28. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.2005.00555.x
  14. Гибшер А. С., Гибшер А. А., Мальковец В. Г. и др. Природа и возраст высокобарического (кианитового) метаморфизма Западного Сангилена (юго-восточная Тува) // Геодинамические обстановки и термодинамические условия регионального метаморфизма в докембрии и фанерозое / Материалы V Российской конференция по проблемам геологии и геодинамики докембрия, Санкт-Петербург, ИГГД РАН. СПб.: Sprinter, 2017. С. 52–53.
  15. Травин А. В. Термохронология раннепалеозойских коллизионных, субдукционно-коллизионных структур Центральной Азии // Геология и гео физика. 2016. Т. 57. № 3. С. 553–574.
  16. Аникина Е. В., Малич К. Н., Белоусова Е. А., Баданина И. Ю., Солошенко Н. Г., Русин И. А., Алексеев А. В. U-Pb возраст и Hf-Nd-Sr изотопная систематика жильных пород Волковского массива (Средний Урал, Россия) // Геохимия. 2018. № 3. С. 209–221.
  17. Верниковский В. А., Полянский О. П., Бабичев А. В., Верниковская А. Е., Проскурнин В. Ф., Матушкин Н. Ю. Тектонотермальная модель для позднепалеозойского синколлизионного этапа формирования Карского орогена (Северный Таймыр, Центральная Арктика)// Геология и геофизика. 2022. Т. 63. № 4. С. 440–457.
  18. Кориковский С. П. Контрастные модели проградно-ретроградной эволюции метаморфизма фанерозойских складчатых поясов в зонах коллизии и субдукции // Петрология. 1995. Т. 3 (1). С. 45–63.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. (a) Structural and tectonic scheme of Northern Mongolia and the adjacent part of the Altai-Sayan region (compiled on the basis of [5–8]). The West Sangilen (WS) and Khan-Khukhei (KH) metamorphic blocks within the Sangilen massif are shown in gray. (b) Scheme of the geological structure of the metamorphic block of the Khan-Khukhei Range (Northern Mongolia) in the area between the Khangil-Tsagiin-Gol and Barun-Turun-Gol rivers according to [1]. 1 – post-metamorphic granodiorites, trondhjemites of the Early Paleozoic; 2 – synmetamorphic granodiorites; 3 – early folded biotite plagiogranodiorites; 4 – marbled limestones with interlayers of quartzites of the Balyktyghem complex; 5 – undifferentiated Morenian complex (gneisses, amphibolites, quartzites, schists, foliated granitoids); 6 – Erzinsky complex (biotite and garnet-biotite gneisses with hypersthene relics); 7 – out-of-scale monzodiorite bodies; 8 – faults: reverse faults and thrusts (a), strike-slip faults (b). Age determination points are indicated by stars: 1, 2 (513 and 505 Ma) – data [1], 3 – 517.4±7.4 Ma, this work.

下载 (62KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Geometry of the model region, boundary conditions and physical properties for the crust and mantle (a) and the initial temperature distribution (b) in the range of 500‒800°C (outside the range, shown in one color). The orientation of the y (North) and x (East) axes corresponds to the geographic orientation. The reverse fault surface separates the autochthon (Erzinsky and Morensky complexes), the eastern block, and the allochthon (Balyktyghemsky and Narynsky complexes), the western block of the model. For the designation of physical parameters, see the text.

下载 (24KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Calculation results showing a volumetric image of the solidus surface (gray surface) and the temperature distribution in a longitudinal section (color scale in °C) at a time of 5 (a, b) and 10 million years (c, d) after the collision ceased (the age corresponds to ~510 and 505 million years). The viewpoints were chosen for the purpose of a more visual representation of the three-dimensional structure of the physical fields.

下载 (54KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Sm–Nd isochron for garnet-biotite schist of the Khan-Khuhei block. Grt, Bt, WR – garnet, biotite, bulk sample, respectively.

下载 (12KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024