Charakterystyka geochronologiczna obszarów źródłowych dla dolnopaleozoicznych utworów z NW kratonu wschodnioeuropejskiego oraz strefy Koszalin-Chojnice; datowania detrytycznych łyszczyków (K/Ar) i cyrkonów (U/Pb SHRIMP)

• Autorzy: Poprawa P. , Paszkowski M. , Fanning C. M. , Pécskay Z. , Nawrocki J. , Sikorska M.

Warianty tytułu

EN

Geochronological characteristics of source areas for the Lower Palaeozoic sediments from the NW East European Craton and Koszalin-Chojnice zone; dating of detrital mica (K/Ar) and zircon (U/Pb SHRIMP)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dla próbki z utworów niższego dolnego kambru, dostarczanych do basenu bałtyckiego z zachodu (otw. Słupsk IG 1, głęb. 4491 m), wyniki punktowych datowań U/Pb SHRIMP ziaren detrytycznych cyrkonów grupują się w zakresie około (1250-) 1350 do około 1800 mln lat, typowym dla podłoża zachodniej Fennoskandii. Pozwala to sugerować, że na początku kambru kraton wschodnioeuropejski (Baltika) sięgał dalej na zachód niż obecna linia Teisseyre’a-Tornquista. Wiek K/Ar otrzymany dla muskowitów z tej samej próbki wynosi 674,2 ±25,4 mln lat, co można wiązać z metamorfizmem zachodzącym na zachodnim skłonie Baltiki, związanym z wczesną fazą ryftowania w czasie rozpadu prekambryjskiego superkontynentu Rodinii/Pannotii. Spektrum wyników punktowych datowań U/Pb ziaren detrytycznych cyrkonów dla próbek z karadockich piaskowców strefy Koszalin-Chojnice (otw. Nowa Karczma 1, głęb. 2761,7 m) oraz ludlowskich piaskowców basenu bałtyckiego (otw. Słupsk IG 1, głęb. 3543,5 m), deponowanych z zachodu, spoza obecnej linii Teisseyre’a-Tornquista, jest zbliżone. Dominują w nich ziarna o wieku wskazującym na pochodzenie z erozji obszaru nawiązującego budową do zachodniej części kratonu wschodnioeuropejskiego. Występują wśród nich grupy ziaren wiekowo odpowiadających orogenezie swekofeńskiej (1756-2050 mln lat), poorogenicznym granitom typu rapakiwi (1485-1510 mln lat) oraz orogenezie swekonorweskiej/grenwilskiej zachodniej Fennoskandii (974-1227 mln lat). Ponadto próbki te zawierają ziarna cyrkonów datowane na 739-805 mln lat oraz 854-856 mln lat. Ziarna o wieku w zakresie 559-623 mln lat mogą pochodzić z erozji podłoża perygondwańskich terranów, prawdopodobnie Awalonii. Stwierdzono także ziarna cyrkonów o wieku U/Pb odpowiadającym zdarzeniom kaledońskim (442-495 mln lat). Wyniki datowań K/Ar detrytycznych muskowitów dla pięciu próbek z osadów sylurskich basenu bałtyckiego oraz jednej z rowu Oslo, dostarczanych z obszaru źródłowego położonego na zachód od obecnej linii Teisseyre’a-Tornquista i Sorgenfreia-Tornquista, mieszczą się we względnie wąskim zakresie wiekowym, odpowiadającym ordowikowi i wczesnemu sylurowi (od 441,7 ±16,9 do 477,7 ±18,2 mln lat). Dla jednej próbki uzyskano natomiast wiek K/Ar łyszczyków wynoszący 546,8 ±20,9 mln lat, odpowiadający późnemu ediakarowi-wczesnemu kambrowi. Basen, w którym były deponowane utwory strefy Koszalin-Chojnice, oraz basen bałtycki były zasilane od zachodu detrytusem pochodzącym z erozji kaledońskiej strefy kolizji, w której zachodził orogeniczny metamorfizm niskiego stopnia, a w skład której wchodziły bloki tektoniczne o odmiennej proweniencji. Oprócz zmetamorfizowanych osadów kaledońskiej pryzmy akrecyjnej w strefę kolizji były zaangażowane: kaledoński, subdukcyjny łuk wyspowy, zachodni brzeg kratonu wschodnioeuropejskiego oraz perygondwańskie terrany i enklawy skorupy o kadomskiej konsolidacji. Strefa Koszalin-Chojnice w ordowickiej paleogeografii była odległa od strefy Rugii.

EN

Sediments supplied during the earlymost Cambrian to the Baltic Basin from the west are characterized by the presence of detrital zircons characterized by U/Pb SHRIMP ages in a range of (1250-) 1350 to 1800 Ma, as well as K/Ar age of detrital muscovite 674.2 ± 25.4 Ma. Detrital zircons supplied to the Koszalin-Chojnice zone and Baltic Basin during the Late Ordovician and Late Silurian, respectively, have U/Pb SHRIMP characteristics similar to each other (clusters of ages: 1756-2050 Ma, 1485-1510 Ma, 974-1227 Ma, 739-805 Ma, 854-856 Ma, 559-623 Ma, 442-495 Ma). A relatively narrow range of K/Ar ages was obtained for five samples from detrital muscovites supplied to the Baltic Basin from the west during the Late Silurian (441.7 ± 16.9 to 477.7 ± 18.2 Ma). One sample revealed K/Ar age of 546.8 ± 20.9 Ma. The Baltic Basin and the Koszalin-Chojnice zone were supplied with detritus from the west by a Caledonian collision zone affected by syncollisional low grade metamorphism and composed of tectonic units of different provenance: a volcanic island arc related to Caledonian subduction, a western margin of the East European Craton and the peri-Gondwanian terranes and enclaves of the Cadomian consolidation crust.

Słowa kluczowe

PL

izotopowe datowania K/Ar; izotopowe datowania U/Pb SHRIMP; obszar źródłowy dla detrytusu; dolny paleozoik; strefa Koszalin-Chojnice; basen bałtycki

EN

K/Ar isotopic dating; U/Pb isotopic dating; sediment source area; Lower Palaeozoic; Koszalin-Chojnice zone; Baltic Basin

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Prace Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 186
• Strony: 149--164
• Opis fizyczny: Bibliogr. 55 poz.

Twórcy

autor

Poprawa P.

• Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Paszkowski M.

• Polska Akademia Nauk, Instytut Nauk Geologicznych, ul. Senacka 1, 31-002 Kraków

autor

Fanning C. M.

• Research School of Earth Sciences, The Australian National University, Canberra, ACT, 2601, Australia

autor

Pécskay Z.

• Institute of Nuclear Research, Hungarian Academy of Sciences, 4026 Debrecen, Bem tér 18/c, Hungary

autor

Nawrocki J.

• Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Sikorska M.

• Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

Bibliografia

• 1. Andréasson, P. G. (1994). The Baltoscandian margin in Neoproterozoic-early Palaeozoic times. some constraints on terrane derivation and accretion in the arctic Scandinavian caledonides. Tectonophysics, 231(1-3), 1-32. doi:10.1016/0040-1951(94)90118-X
• 2. Beier, H., & Katzung, G. (2001). The deformation history of the Rügen caledonides (NE Germany) - implications from the structural inventory of the Rügen 5 borehole. Neues Jahrbuch Für Geologie Und Palaontologie - Abhandlungen, 222(1-2), 269-300.
• 3. Beier, H., Maletz, J., & Böhnke, A. (2000). Development of an early Palaeozoic foreland basin at the SW margin of Baltica. Neues Jahrbuch Für Geologie Und Palaontologie - Abhandlungen, 218(1-2), 129-152. doi:10.1127/njgpa/218/2000/129
• 4. Belka, Z., Ahrendt, H., Franke, W., & Wemmer, K. (2000). The Baltica-Gondwana suture in Central Europe: Evidence from K-ar ages of detrital muscovites and biogeographical data doi:10.1144/GSL.SP.2000.179.01.07
• 5. Belka, Z., Valverde-Vaquero, P., Dörr, W., Ahrendt, H., Wemmer, K., Franke, W., & Schäfer, J. (2002). Accretion of first Gondwana-derived terranes at the margin of Baltica doi:10.1144/GSL.SP.2002.201.01.02
• 6. Bogdanova, S. V. (2005). The east european craton: Some aspects of the proterozoic evolution in its south-west. PTMin.Sp.Papers, 26, 18-24.
• 7. Bogdanova, S. V., Page, L. M., Skridlaite, G., & Taran, L. N. (2001). Proterozoic tectonothermal history in the western part of the east european craton: 40Ar/39Ar geochronological constraints. Tectonophysics, 339(1-2), 39-66. doi:10.1016/S0040-1951(01)00033-6
• 8. Bogdanova, S. V., Pashkevich, I. K., Gorbatschev, R., & Orlyuk, M. I. (1996). Riphean rifting and major palaeoproterozoic crustal boundaries in the basement of the east european craton: Geology and geophysics. Tectonophysics, 268(1-4), 1-21. doi:10.1016/S0040-1951(96)00232-6
• 9. Dadlez, R. (1995). Debates about the pre-variscan tectonics of Poland. Studia Geophysica Et Geodætica, 39(3), 227-234. doi:10.1007/BF02295813
• 10. Dadlez, R. (1978). Podpermskie kompleksy skalne w strefie Koszalin-Chojnice. Kwart.Geol., 22(2), 269-301.
• 11. Dadlez, R., Grad, M., & Guterch, A. (2005). Crustal structure below the Polish basin: Is it composed of proximal terranes derived from Baltica? Tectonophysics, 411(1-4), 111-128. doi:10.1016/j.tecto.2005.09.004
• 12. Dadlez, R., Kowalczewski, Z., & Znosko, J. (1994). Some key problems of the pre-Permian tectonics of Poland. Kwartalnik Geologiczny, 38(2), 169-189.
• 13. Dallmeyer, R. D., Giese, U., Glasmacher, U., & Pickel, W. (1999). First 40Ar/39Ar age constraints for the Caledonian evolution of the trans-European suture zone in NE Germany. Journal of the Geological Society, 156(2), 279-290. doi:10.1144/gsjgs.156.2.0279
• 14. Dörr, W., Belka, Z., Marheine, D., Schastok, J., Valverde-Vaquero, P., & Wiszniewska, J. (2002). U-pb and Ar-Ar geochronology of anorogenic granite magmatism of the Mazury complex, NE Poland. Precambrian Research, 119(1-4), 101-120. doi:10.1016/S0301-9268(02)00119-5
• 15. Frost, R. T. C., Fitch, F. J., & Miller, J. A. (1981). The age and nature of the crystalline basement of the North Sea Basin. Petroleum Geology of the Continental Shelf of North-West Europe, , 43-57.
• 16. Giese, U., Handler, R., Neubauer, F., & Weber, J. (2001). 40Ar/39Ar-laser-analyses of detrital white mica from the pre-Carboniferous of the loissin 1 borehole - implications for the deeper subsurface of NE-germany. Neues Jahrbuch Für Geologie Und Palaontologie - Abhandlungen, 222(1-2), 253-268.
• 17. Giese, U., Walter, R., & Katzung, G. (1994). Detrital composition of Ordovician sandstones from the Rügen boreholes: Implications for the evolution of the Tornquist Ocean. Geologische Rundschau, 83(2), 293-308. doi:10.1007/BF00210546
• 18. Gorbatschev, R., & Bogdanova, S. (1993). Frontiers in the Baltic shield. Precambrian Research, 64(1-4), 3-21. doi:10.1016/0301-9268(93)90066-B
• 19. Greiling, R. O., Jensen, S., & Smith, A. G. (1999). Vendian-Cambrian subsidence of the passive margin of western Baltica - application of new stratigraphic data from the Scandinavian Caledonian margin. Norsk Geologisk Tidsskrift, 79(3), 133-144. doi:10.1080/002919699433771
• 20. Guterch, A., Grad, M., Janik, T., Materzok, R., Luosto, U., Yliniemi, J., Forste, K. (1994). Crustal structure of the transition zone between Precambrian and Variscan Europe from new seismic data along LT-7 profile (NW Poland and Eastern Germany). Comptes Rendus - Academie Des Sciences, Serie II: Sciences De La Terre De Des Planetes, 319(12), 1489-1496.
• 21. Guterch, A., Grad, M., Thybo, H., Keller, G. R., Czuba, W., Gaczyński, E., Lund, C. -. (1999). POLONAISE '97 - an international seismic experiment between Precambrian and Variscan Europe in Poland. Tectonophysics, 314(1-3), 101-121. doi:10.1016/S0040-1951(99)00239-5
• 22. Hjelmqvist, S. (1966). Beskrivning till berggrundskarta över kopparbergs län. Sveriges Geologiska Undersökning Ca, 40, 1-217.
• 23. Jachowicz, M. (2000). Acritarch assemblages from the Silurian Pomeranian caleonides and their foreland. Geological Quarterly, 44(3), 317-331.
• 24. Jaeger, H. (1967). Ordoviz auf Rügen. datierung und vergleich mit anderen gebieten. Ber.Dtsch.Ges.Geol.Wiss., A, 12(1-2), 165-176.
• 25. Jaworowski, K. (2000). Facies analysis of the Silurian shale-siltstone succession in Pomerania (Northern Poland). Geological Quarterly, 44(3), 297-315.
• 26. Jaworowski, K. (1971). Sedimentary structures of the Upper Silurian siltstones in the Polish lowlands. Acta Geol.Pol., 21(4), 519-571.
• 27. Jaworowski, K., & Sikorska, M. (2003). Composition and provenance of clastic material in the vendian-lowermost Cambrian from Northern Poland: Geotectonic implications. Polish Geological Institute Special Papers, 8, 1-60.
• 28. Katzung, G. (2001). The caledonides at the southern margin of the east European craton. Neues Jahrbuch Für Geologie Und Palaontologie - Abhandlungen, 222(1-2), 3-53.
• 29. Kozłowski, W., Domańska, J., Nawrocki, J., & Pecskay, Z. (2004). The provenance of the Upper Silurian greywackes from the holy cross mountains (Central Poland). Pol.Tow.Miner., Pr.Spec., 24, 251-254.
• 30. Krzemiński, L., & Poprawa, P. (2006). Geochemistry of the Ordovician and Silurian clastic sediments of the Koszalin-Chojnice zone and the western Baltic Basin (N Poland). [Geochemia klastycznych osadów ordowiku i syluru ze strefy Koszalin-Chojnice i zachodniej części basenu bałtyckiego] Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, (186), 123-148.
• 31. Lassen, A., Thybo, H., & Berthelsen, A. (2001). Reflection seismic evidence for caledonia deformed sediments above Sveconorwegian basement in the southwestern Baltic sea. Tectonics, 20(2), 268-276. doi:10.1029/2000TC900028
• 32. Lydka, K., Arakeljanc, M. M., & Milovski, A. V. (1984). An age of the oldest sedimentary cover of the Precambrian basement in Northern Poland. Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Earth Sciences, 32(1-4), 13-25.
• 33. Lydka, K., Arakeljanc, M. M., & Milovski, A. V. (1980). The age of anchimetamorphism of the Cambrian and Uppermost Precambrian sediments of the Peribaltic syneclize (Northern Poland). Bull.Acad.Pol.Sci., 28(1), 1-9.
• 34. Marheine, D., & Valverde-Vaquero, P. (2002). Recognition of pre-Sveconorwegian cooling ages in the eastern European craton, Central Poland: New 40Ar-39Ar dating in the 1.8 ga kampinos complex. Precambrian Research, 118(3-4), 169-177. doi:10.1016/S0301-9268(02)00095-5
• 35. Middleton, M. F., Tullborg, E. -., Larson, S. Å., & Björklund, L. (1996). Modelling of a Caledonian foreland basin in Sweden: Petrophysical constraints. Marine and Petroleum Geology, 13(4), 407-413. doi:10.1016/0264-8172(95)00087-9
• 36. Modliński, Z. (1982). Rozwój litofacjalny i paleotektoniczny ordowiku na obszarze platformy prekambryjskiej w Polsce. Pr.Inst.Geol., 102, 1-66.
• 37. Pharaoh, T. C. (1999). Palaeozoic terranes and their lithospheric boundaries within the trans-European suture zone (TESZ): A review. Tectonophysics, 314(1-3), 17-41. doi:10.1016/S0040-1951(99)00235-8
• 38. Podhalańska, T., & Modliński, Z. (2006). Stratigraphy and facies characteristics of the Ordovician and Silurian deposits of the Koszalin-Chojnice zone; similarities and differences to the western margin of the east European craton and Rügen area. [Stratygrafia a wykształcenie facjalne osadów ordowiku i syluru strefy Koszalin-Chojnice; podobieństwa i różnice z obszarami zachodniej krawędzi kratonu wschodnioeuropejskiego i Rugii] Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, (186), 39-78.
• 39. Poprawa, P. (2006). Development of the caledonian collision zone along the western margin of Baltica and its relation to the foreland basin. [Rozwój Kaledońskiej strefy kolizji wzdłuż zachodniej krawędzi Baltiki oraz jej relacje do basenu przedpola] Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, (186), 189-214.
• 40. Poprawa, P. (2006). Neoproterozoic break-up of the supercontinent Rodinia/Pannotia recorded by development by sedimentary basins at the western slope of Baltica. [Neoproterozoiczny rozpad superkontynentu Rodinii/Pannotii - Zapis w rozwoju basenów osadowych na zachodnim skłonie Baltiki] Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, (186), 165-188.
• 41. Poprawa, P., Šliaupa, S., Stephenson, R., & Lazauskiene, J. (1999). Late Vendian-early Palaeozoic tectonic evolution of the Bltic Basin: Regional tectonic implications from subsidence analysis. Tectonophysics, 314(1-3), 219-239. doi:10.1016/S0040-1951(99)00245-0
• 42. Pozaryski, W. (1990). Kaledonidy środkowej Europy - orogenem przesuwczym złożonym z terranów. Prz.Geol., 38(1), 1-9.
• 43. Samuelsson, J., & Middleton, M. F. (1998). The Caledonian foreland basin in Scandinavia: Constrained by the thermal maturation of the alum shale. GFF, 120(3), 307-314. doi:10.1080/11035899809453224
• 44. Samuelsson, J., Vecoli, M., Bednarczyk, W. S., & Verniers, J. (2002). Timing of the Avalonia-Baltica plate convergence as inferred from palaeogeographic and stratigraphic data of chitinozoan assemblages in west Pomerania, Northern Poland doi:10.1144/GSL.SP.2002.201.01.05
• 45. Schovsbo, N. H. (2003). The geochemistry of Lower Palaeozoic sediments deposited on the margins of Baltica. Bulletin of the Geological Society of Denmark, 50(1), 11-27.
• 46. Servais, T., Samuelsson, J., Sehnert, M., Vecoli, M., Giese, U., & Verniers, J. (2001). Ordovician palynomorphs from the subsurface of Rügen (NE-Germany): Review and perspectives. Neues Jahrbuch Für Geologie Und Palaontologie - Abhandlungen, 222(1-2), 123-139.
• 47. Sikorska, M. (2000). Provenance petrolgical study of the Upper Vendian and Cambrian clastic material; foreland of the Pomeranian caledonides (Northern Poland). Geological Quarterly, 44(3), 237-247.
• 48. Szczepanik, Z. (2000). The ordovician acritarchs of the Pomeranian caledonides and their foreland - similarities and differences. Kwartalnik Geologiczny, 44(3), 275-295.
• 49. Tschernoster, R., Kramm, U., Giese, U., & Glodny, J. (1997). The evolution of the Baltica-Gondwana suture along the TESZ during Lower Palaeozoic times -implications from detritus analysis and isotope studies. Terra Nostra, 97(11), 148-152.
• 50. Valverde-Vaquero, P., Dörr, W., Belka, Z., Franke, W., Wiszniewska, J., & Schastok, J. (2000). U-pb single-grain dating of detrital zircon in the Cambrian of Central Poland: Implications for Gondwana versus Baltica provenance studies. Earth and Planetary Science Letters, 184(1), 225-240. doi:10.1016/S0012-821X(00)00312-5
• 51. Zaba, J., & Poprawa, P. (2006). Deformation history of the Koszalin-Chojnice zone (Pomeranian segment of TESZ, NW Poland) constraints from structural analysis of Palaeozoic and Mesozoic successions in polskie łaki PIG 1 and Toruń 1 boreholes. [Historia deformacji strefy Koszalin-Chojnice (pomorski segment szwu transeuropejskiego) na podstawie analizy strukturalnej utworów paleozoicznych i mezozoicznych w otworach Polskie Łąki PIG 1 i Toruń 1] Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, (186), 225-252.
• 52. Zelazniewicz, A. (1998). Rodinian-Baltican link of the Neoproterozoic Orogen in southern Poland. Acta Universitatis Carolinae, Geologica, 42(3-4), 509-515.
• 53. Ziegler, P. A. (1990). Geological Atlas of Western and Central Europe.
• 54. Znosko, J. (1986). Polish caledonides and their relation to other European caledonides. Ann.Soc.Geol.Pol., 56(1-2), 33-52.
• 55. Znosko, J. (1965). Problem kaledonidów i granicy platformy prekambryjskiej w Polsce. Biul.Inst.Geol., 188, 5-72.