Original paper
Insights into the magmatic and geotectonic history of the Voikar Massif, Polar Urals
Estrada, Solveig; Henjes-Kunst, Friedhelm; Burgath, Klaus-Peter; Roland, Norbert W.; Schäfer, Frauke; Khain, Evgeny V.; Remizov, Dmitry N.
Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Band 163 Heft 1 (2012), p. 9 - 41
published: Mar 1, 2012
DOI: 10.1127/1860-1804/2012/0163-0009
ArtNo. ESP171016301003, Price: 29.00 €
Abstract
Petrographical, whole-rock geochemical, Rb-Sr and Sm-Nd isotope as well as geochronological data (conventional and SHRIMP U-Pb methods, Ar-Ar dating) give insights into the magmatic and geotectonic development of the Voikar Massif, Polar Urals, Russia. A mafic complex that is bordered by an ultramafic complex to the northwest and by an evolved island arc complex to the southeast comprises tholeiitic gabbro, dolerite and basalt as well as minor plagiogranite, basaltic pyroclastites, boninite, and andesite formed in a primitive island arc setting. The formation ages of these rocks are only weakly constrained by geochronological data, which together with data from the literature, point to episodes of primitive island arc activity at c. 490-500 and 450 Ma. The intrusion of calc-alkaline gabbro, diorite and trondhjemite into the western flank of the Silurian-Devonian evolved Voikar island arc between 399 and 393 Ma represents the best recorded event. Greenschist-facies metamorphism at c. 380 Ma is interpreted as the initial stage of collision between the amalgamated island arcs and the passive margin of eastern Baltica.Although the island arc complexes were formed in an intra-oceanic environment and a significant input of continental crustal material is not likely in view of the primitive Sm-Nd isotope compositions of the rocks, zircon xenocrysts of Archean and Proterozoic age (2.8 to 0.9 Ga) are present in mafic, chemically evolved and ultramafic rocks. Possibilities for their origin are discussed.
Kurzfassung
Petrografische, geochemische, Rb-Sr und Sm-Nd-Isotopen-Daten sowie geochronologische Daten (konventionelle und SHRIMP U-Pb-Methoden, Ar-Ar-Datierungen) geben Einblicke in die magmatische und geotektonische Entwicklung des Voikar-Massivs im Polaren Ural, Russland. Ein mafischer Komplex, der nach Nordwesten von einem ultramafischen Komplex und nach Südosten von einem entwickelten Inselbogen-Komplex begrenzt wird, umfasst tholeiitische Gabbros, Dolerite und Basalte sowie in geringerem Umfang Plagiogranite, basaltische Pyroklastite, Boninite und Andesite, die in einem primitiven Inselbogen gebildet wurden. Aus diesem Komplex konnten nur relativ wenige geochronologische Daten gewonnen werden, die gemeinsam mit Literaturdaten für episodische primitive Inselbogen-Aktivität um ca. 490-500 Ma und 450 Ma sprechen. Die Westflanke des silurisch-devonischen entwickelten Voikar-Inselbogens wurde vor 399 bis 393 Ma durch kalkalkalische Gabbros, Diorite und Trondhjemite intrudiert, dem bestdatierten Ereignis. Eine grünschieferfazielle Metamorphose um 380 Ma wird als initiales Stadium der beginnenden Kollision der verschweißten Inselbögen mit dem passiven Ostrand von Baltica interpretiert.Obgleich die Inselbogen-Komplexe in einer intra-ozeanischen Umgebung gebildet wurden und ein beträchtlicher Sedimenteintrag aufgrund der primitiven Sm-Nd-Isotopen-Zusammensetzung der Gesteine wenig wahrscheinlich ist, wurden Zirkone mit archaischen und proterozoischen Altern (2.8-0.9 Ga) in mafischen, chemisch entwickelten und ultramafischen Gesteinen gefunden. Möglichkeiten für ihre Herkunft werden diskutiert.
Keywords
island arc • subduction zone • ophiolite • u-pb zircon dating • ar-ar dating • sm-nd and rb-sr isotope data • voikar massif • polar urals • uralides