Meta-sandstones of the Vilenga Suite in the Vetreny Belt: composition, isotopic-geochronological characteristics and sources of erosion

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Isotopic-geochronological studies of meta-sandstones from the Vilenga Suite in the Vetreny Belt have allowed the identification of two primary and two secondary age group of detrital zircons. For the zircon group with a 207Pb/206Pb age of 2751±7 Ma, potential sources could be late granitoids (granodiorite-granite-leucogranites) extensively spread within northern part of Vodlozersky Domain. The source with a 207Pb/206Pb age of 2823±5 Ma has not been identified within the adjacent Karelian granite-greenstone terrain as of today. The source of zircon with an age of 2874 Ma are the rocks of the BADR series and adakites of the Sumozero-Kenozero greenstone belt. Previous studies of detrital zircons from the basal horizons of the Vetreny Belt section (Tokshinskaya Suite) and the underlying meta-sandstones (Kozhozerskaya Suite) revealed exactly the same primary age peaks, suggesting a stable tectonic setting in the early Paleoproterozoic and a limited unified erosion area. A minor contribution to the formation of meta-sandstones could be made by rocks of intermediate-acidic composition with an age of 2940 million years.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. V. Mezhelovskaya

Geological Institute of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: Mezhelsofya@gmail.com
Russian Federation, Moscow

E. V. Asafov

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: Mezhelsofya@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. N. Koshlyakova

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: Mezhelsofya@gmail.com
Russian Federation, Moscow

D. P. Tobelko

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: Mezhelsofya@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. D. Mezhelovsky

Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting

Email: Mezhelsofya@gmail.com
Russian Federation, Moscow

A. V. Sobolev

University Grenoble Alpes

Email: Mezhelsofya@gmail.com

Academician of the RAS, l’Institut des Sciences de la Terre

France, CS40700, Grenoble, 38058 CEDEX 9

References

  1. Межеловская С. В., Межеловский А. Д. Палеопротерозойская структура Ветреный пояс: нерешенные вопросы // Труды КарНЦ РАН. 2022. № 5. С. 99–102.
  2. Куликов В. С., Светов С. А., Слабунов А. И. и др. Геологическая карта Юго-Восточной Фенноскандии масштаба 1:750 000: новые подходы к составлению // Труды КарНЦ РАН. 2017. № 2. С. 3–41.
  3. Puchtel I. S., Touboul M., Blichert-Toft J. et al. Lithophile and siderophile element systematics of Earth’s mantle at the Archean-Proterozoic boundary: Evidence from 2.4 Ga komatiites // Geochim. Cosmochim. Acta. 2016. V. 180. P. 227–255.
  4. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. Серия Карельская. Листы Р-37-I (Маленьга), Р-37-VII (Сергиево). Объяснительная записка. СПб.: СПб. ВСЕГЕИ, 2001. 94 с.
  5. Геология шунгитоносных вулканогенно-осадочных образований протерозоя Карелии / Галдобина Л. П., Соколов В. А. (ред.). Петрозаводск: Карелия, 1982. 207 с.
  6. Okina O., Lyapunov S., Avdosyeva M., Ermolaev B., Golubchikov V., Gorbunov A., Sheshukov V. An Investigation of the Reliability of HF Acid Mixtures in the Bomb Digestion of Silicate Rocks for the Determination of Trace Elements by ICP-MS // Geostand. Geoanal. Res. 2016. V. 40. № 4. P. 583–597.
  7. Юдович Я. Э., Кетрис М. П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 497 с.
  8. Roser B. D., Korsch R. J. Provenance signatures of sandstone-mudstone suites determinated using discriminant function analysis of major-element data // Chem. Geol. 1988. V. 67. P. 119–139.
  9. Nesbitt H. W., Young G. M. Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on thermodynamic and kinetic considerations // J. Geol. 1982. V. 48. P. 1523–1534.
  10. Floyd P. A., Leveridge B. E. Tectonic environment of the Devonian Gramscatho basin, south Cornwall: framework mode and geochemical evidence from turbiditic sandstones // J. Geol. Soc. 1987. V. 144. № 4. P. 531–542.
  11. Condie K. C. Chemical composition and evolution of the upper continental crust: Contrasting results from surface samples and shales // Chem. Geol. 1993. V. 104. P. 1–37.
  12. Grimes C. B., John B. E., Kelemen P. B. et al. Trace element chemistry of zircons from oceanic crust: A method for distinguishing detrital zircon provenance // Geology. 2007. V. 35. P. 643–646.
  13. Межеловская С. В., Корсаков А. К., Межеловский А. Д., Бибикова Е. В. Временной диапазон формирования осадочно-вулканогенного комплекса Ветреного Пояса // Стратигр. Геол. Коррел. 2016. Т. 24. № 2. С. 1–14.
  14. Кожевников В. Н., Бережная Н. Г., Пресняков С. Л. и др. Геохронология циркона (SHRIMP-II) из архейских стратотектонических ассоциаций в зеленокаменных поясах Карельского кратона: роль в стратиграфических и геодинамических реконструкциях // Стратигр. Геол. Коррел. 2006. Т. 14. № 3. С. 19–41.
  15. Сергеев С. А. Геология и изотопная геохронология гранит-зеленокаменных комплексов архея Центральной и Юго-Восточной Карелии / Автореф.дис. ... канд. геол.-мин. наук. Л., 1989. 24 с.
  16. Межеловская С. В., Юшин К. И., Межеловский А. Д. Геохимия циркона из метаосадочных пород кожозерской свиты Ветреного пояса // Фундаментальные проблемы изучения вулканогенно-осадочных, терригенных и карбонатных комплексов. Материалы Всероссийского литологического совещания, посвященного памяти А. Г. Коссовской и И. В. Хворовой. 2023. С. 120–124.
  17. Чекулаев В. П., Арестова Н. А., Егорова Ю. С. Архейская тоналит-трондьемит-гранодиоритовая ассоциация Карельской провинции: геология, геохимия, этапы и условия образования // Стратигр. Геол. Коррел. 2022. Т. 30. № 4. C. 2–21.
  18. Puchtel I. S., Hofmann A. W., Amelin Y. V., Garbe-Schönberg C.-D., Samsonov A. V., Shchipansky A. A. Combined mantle plume-island arc model for the formation of the 2.9 Ga Sumozero-Kenozero greenstone belt, SE Baltic Shield: Isotope and trace element constraints // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1999. V. 63. P. 3579–3595.
  19. Бибикова Е. В. Уран-свинцовая геохронология ранних этапов развития древних щитов. М.: Наука, 1989. 256 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Summary section of the Vetreny Belt according to [2] with additions. The location of the studied metasandstones is shown with an asterisk.

Download (643KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Composition points of the Vilenga suite metasandstones on the diagrams: a – TM-FM; b – GM-NKM; c – Df1–Df2 [8]; d – (CaO+Na2O)–Al2O3–K2O [9]; e – Sc–Th/Sc [10].

Download (181KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. U‒Pb age and isotope data for 118 grains of detrital zircon from metasandstones of the Vilenga Formation of the Vetreny Belt (sample Gol-18-3): (a) – probability density distribution curves for zircons of the Vilenga Formation in comparison with data for the Toksha and Kozhozerskaya formations of the Vetreny Belt [13, 16], (b) – distribution histogram and relative probability curve; c, d – diagrams with concordia for zircon grains from metasandstones of the Vilenga Formation (c) – concordant age of the late population, (d) – concordant age of the early population.

Download (319KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Compositions of detrital zircon from metasandstones of the Vilenga suite on discriminant diagrams of tectono-magmatic sources for magmatic zircons: a – U/Yb – Hf (ppm); b – U/Yb–Nb/Yb. Fields are plotted according to [12].

Download (130KB)
Indexing metadata
6. Supplement 1
Download (23MB)
Indexing metadata
7. Supplement 2
Download (161KB)
Indexing metadata
8. Supplement 3
Download (63KB)
Indexing metadata
9. Supplement 4
Download (14KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences