Detrital zircon geochronology and provenance of the Proterozoic quartz-rich metasediments of the Mazowsze domain: source areas and regional correlation

• Autorzy: Krzemiński Leszek , Krzemińska Ewa , Wiszniewska Janina

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.0840

Warianty tytułu

PL

Geochronologia detrytycznego cyrkonu i proweniencja proterozoicznych bogatych w kwarc skał metaosadowych w domenie mazowieckiej: obszary źródłowe i regionalna korelacja

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Drilling at Mońki IG 2 and Zabiele IG 1 in the Mazowsze domain has intersected mature quartz-rich metasedimentary rocks belonging to the basement of NE Poland, described so far as a Biebrza complex. The geochemical composition of these rocks is charac¬teristic of a passive margin. The subarkose–quartz arenite underwent low-T metamorphism, but preserved textures typical for the fluvial sediments. The detrital material in range 1.68–2.11 Ga was provided from surrounding late Paleoproterozoic margins of the Fennoscandia and Sarmatia. The maximum depositional age probably did not exceed 1.6 Ga. A previously suggested correlation with Mesoproterozoic molasse-type deposits of the Jotnian formation has not been confirmed. It seems more likely that the sediments formed after Fennoscandia-Sarmatia collision (i.e. termination of Svecofennian orogeny) but before denudation of the Mesoproterozoic Mazury AMCG intrusions.

PL

W otworach wiertniczych Mońki IG 2 i Zabiele IG 1 na obszarze domeny mazowieckiej rozpoznano dojrzałe, bogate w kwarc skały metaosadowe. Należą one do podłoża krystalicznego północno-wschodniej Polski i były opisywane dotychczas jako kompleks biebrzański. Skład geochemiczny tych skał jest charakterystyczny dla krawędzi pasywnej. Skały sklasyfikowane jako arenity kwarcowe i subarkozy uległy metamorfizmowi niskotemperaturowemu, zachowując jednak struktury typowe dla osadów rzecznych. Materiał detrytyczny o wieku 1,68–2,11 mld lat pochodził z erozji paleoproterozoicznych skał na krawędziach Fennoskandii i Sarmacji. Maksymalny wiek depozycji materiału okruchowego prawdopodobnie nie przekraczał 1,6 mld lat. Sugerowana wcześniej korelacja z osadami molasowymi mezoproterozoicznej formacji jotnickiej nie została potwierdzona. Bardziej prawdopodobne wydaje się, że osady powstały po kolizji Fennoskandii z Sarmacją (wygasanie orogenezy swekofeńskiej), a przed denudacją mezoproterozoicznych intruzji AMCG obszaru Mazur.

Słowa kluczowe

EN

mature metasandstones; zircon U-Pb age; maximum depositional age; Paleoproterozoic; Late Svecofennian; Fennoscandia; Sarmatia

PL

dojrzałe metapiaskowce; wiek U-Pb cyrkonu; maksymalny wiek depozycji; paleoproterozoik; późnoswekofeński; Fennoskandia; Sarmacja

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 474
• Strony: 59--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Krzemiński Leszek

• Polish Geological Institute – National Research Institute, 4 Rakowiecka Street, 00-975 Warsaw, Poland

autor

Krzemińska Ewa

• Polish Geological Institute – National Research Institute, 4 Rakowiecka Street, 00-975 Warsaw, Poland

autor

Wiszniewska Janina

• Polish Geological Institute – National Research Institute, 4 Rakowiecka Street, 00-975 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. AMANTOV A.V., LAITAKARI I., POROSHIN Y., 1996 – Jotnian and Postjotnian: sandstones and diabases in the surroundings of the Gulf of Finland. In: Explanation to the map of Precambrian basement of the Gulf of Finland and surrounding area 1:1 million (ed. T. Koistinen). Spec. Pap. Geol. Surv. Finland, 21: 99–113.
• 2. BERGMAN S., HÖGDAHL K., NIRONEN M., OGENHALL E., SJÖSTRÖM H., LUNDQVIST L., LAHTINEN R., 2008 – Timing of Palaeoproterozoic intra-orogenic sedimentation in the central Fennoscandian Shield; evidence from detrital zircon in metasandstone. Precambrian Res., 161, 3/4: 231–249.
• 3. BHATIA M.R., CROOK K.A.W., 1986 – Trace element characteristics of graywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins. Contrib. Miner. Petrol., 92, 2: 181–193.
• 4. BLACK L.P., KAMO S.L., ALLEN C.M., DAVIS D.W., ALEINIKOFF J.N., VALLEY J.W., MUNDIL R., CAMPBELL I.H., KORSCH R.J., WILLIAMS I.S., FOUDOULIS C., 2004 – Improved 206Pb/238U microprobe geochronology by the monitoring of a trace-element-related matrix effect; SHRIMP, ID-TIMS, ELA-ICP-MS and oxygen isotope documentation for a series of zircon standards. Chem. Geol., 205, 1/2: 115–140.
• 5. BOGDANOVA S., GORBATSCHEV R., GRAD M., GUTERCH A., JANIK T., KOZLOVSKAYA E., MOTUZA G., SKRIDLAITE G., STAROSTENKO V., TARAN L., 2006 – EUROBRIDGE: new insight into the geodynamic evolution of the East European Craton. In: European Lithosphere Dynamics (eds. D.G. Gee, R.A. Stephenson). Mem. Geol. Soc. Lond., 32: 599–628.
• 6. BOGDANOVA S., GORBATSCHEV R., SKRIDLAITE G., SOESOO A., TARAN L., KURLOVICH D., 2015 – Trans-Baltic Palaeoproterozoic correlations towards the reconstruction of supercontinent Columbia/Nuna. Precambrian Res., 259: 5–33.
• 7. CAWOOD P.A., HAWKESWORTH C.J., DHUIME B., 2012 – Detrital zircon record and tectonic setting. Geology, 40: 875–878.
• 8. CLAESSON S., RYKA W., 1999 – Nd model ages of the Precambrian crystalline basement of NE Poland. In: EUROPROBE Symposium “Between EUROBRIDGE and TESZ”. Suwalki, Poland, May 26–30, 1999: 17–19. Polish Geological Institute, Warsaw.
• 9. CLAESSON S., BOGDANOVA S.V., BIBIKOVA E.V., GORBATSCHEV R., 2001 – Isotopic evidence of Palaeoproterozoic accretion in the basement of the East European Craton. Tectonophysics, 339: 1–18.
• 10. CLAOUÉ-LONG J.C., COMPSTON W., ROBERTS J., FANNING C.M., 1995 – Two Carboniferous ages: a comparison of SHRIMP zircon dating with conventional zircon ages and 40Ar–39Ar analysis. In: Geochronology Time Scales and Global Stratigraphic Correlation (eds. W.A. Berggen et al.). SEPM Special Publication, 54: 3–21.
• 11. FEDO C.M., SIRCOMBE K.N., RAINBIRD R.H., 2003 – Detrital Zircon Analysis of the Sedimentary Record. Rev. Miner. Geochem., 53: 277–303.
• 12. GARETSKY R.G., KARATAYEV G.I., 2011 – A tectonogeodynamic model for the junction zone between the Fennoscandian and Sarmatian segments of the East European Platform. Russ. Geol. Geophys., 52: 1228–1235.
• 13. GEHRELS G., 2014 – Detrital zircon U-Pb geochronology applied to tectonics. Annu. Rev. Earth Pl. Sc., 42: 127–149.
• 14. GORBATSCHEV R., BOGDANOVA S., 1993 – Frontiers in the Baltic Shield. Precambrian Res., 64: 3–22.
• 15. HERRON M.M., 1988 – Geochemical classification of terrigenous sands and shales from core or log data: J. Sediment. Petrol., 58, 5: 820–829.
• 16. KOHONEN J., PIHLAJA P., KUJALA H., MARMO J., 1993 – Sedimentation of the Jotnian Satakunta sandstone, western Finland. Geol. Surv. Fin. Bull., 369: 35 pp.
• 17. KRZEMIŃSKA E., 2010 – Geochemical and isotopic reconstruc¬tion of the tectonic setting of the Mazowsze domain within Precambrian basement of north-eastern Poland. Pr. Państw. Inst. Geol., 195: 1–57.
• 18. KRZEMIŃSKA E., WILLIAMS I., WISZNIEWSKA J., 2005 – A Late Palaeoproterozoic (1.80 Ga) subduction-related mafic igneous suite from Lomza, NE Poland. Terra Nova, 17, 5: 442–449.
• 19. KRZEMIŃSKA E., WISZNIEWSKA J., SKRIDLAITE G., WILLIAMS I.A., 2009 – Late Svecofennian sedimentary basins in the crystalline basement of NE Poland and adjacent area of Lithuania: ages, major sources of detritus, and correlations. Geol. Quart., 53, 3: 255–272.
• 20. KRZEMIŃSKA E., WISZNIEWSKA J., CZUPYT Z., 2016 – The oxygen isotope record of detrital zircon grains from Late Svecofennian metasediments on Fennoscandia–Sarmatia stream – as a supplement to the provenance studies. 8th SHRIMP Workshop, Granada, 6–10 September 2016, Abstract book, 38–40.
• 21. KRZEMIŃSKA E., KRZEMIŃSKI L., PETECKI Z., WISZNIEWSKA J., SALWA S., ŻABA J., GAIDZIK K., WILLIAMS I.S., ROSOWIECKA O., TARAN L., JOHANSSON Å., PÉCSKAY Z., DEMAIFFE D., GRABOWSKI J., ZIELIŃSKI G., 2017 – Mapa geologiczna podłoża krystalicznego Polskiej części platformy wschodnioeuropejskiej 1:1 000 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• 22. KUBICKI S., RYKA W., WOŁKOWICZ K., 1996 – Wnioski. In: Profile głębokich otworów wiertniczych PIG: Mońki IG 1, Mońki IG 2 (ed. W. Ryka), 84: 66–68.
• 23. LUBNINA N.V., PASENKO A. M., NOVIKOVA M.A., BUBNOV A.Y., 2016 – The East European Craton at the end of the Paleoproterozoic: a new paleomagnetic pole of 1.79–1.75 Ga. Moscow University Geology Bulletin, 71, 1: 8–17.
• 24. LUDWIG K.R., 2003 – User’s Manual for Isoplot 3.00: A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel. Berkeley Geochronology Center, Special Publication, 4.
• 25. LUNDMARK A.M., LAMMINEN J., 2016 – The provenance and setting of the Mesoproterozoic Dala Sandstone, western Swe¬den, and paleogeographic implications for southwestern Fennoscandia. Precambrian Res., 275: 197–208.
• 26. MANSFELD J., BEUNK F.F., BARLING J., 2005 – 1.83–1.82 Ga formation of a juvenile volcanic arc – implications from U-Pb and Sm–Nd analyses of the Oskarshamn-Jönköping Belt, southeastern Sweden. GFF, 127: 149–157.
• 27. PAULAMÄKI S., PAANANEN M., ELO S., 2002 – Structure and geological evolution of the bedrock of southern Satakunta, SW Finland. Posiva Report 2002-04, Geological Survey of Finland, 128 pp.
• 28. POKKI J., KOHONEN J., RÄMÖ O.T., ANDERSEN T., 2013 – The Suursaari conglomerate (SE Fennoscandian shield, Russia) – Indication of cratonic conditions and rapid reworking of quartz arenitic cover at the outset of the emplacement of the rapakivi granites at ca 1.65 Ga. Precambrian Res., 233: 132–143.
• 29. REIMINK J.R., DAVIES J.H., WALDRON J.W., ROJAS X., 2016 – Dealing with discordance: a novel approach for analysing U-Pb detrital zircon datasets. J. Geol. Soc., 173: 577–585.
• 30. ROSER B.P., KORSCH R.J., 1986 – Determination of tectonic setting of sandstone–mudstone suites using SiO2 content and K2O/Na2O ratio. J. Geol., 94: 635–650.
• 31. RUTLAND R.W.R., WILLIAMS I.S., KORSMAN K., 2004 – Pre- 1.91 Ga deformation and metamorphism in the Palaeoproterozoic Vammala Migmatite Belt, southern Finland, and implications for Svecofennian tectonics. B. Geol. Soc. Finland, 76: 93–140.
• 32. RYKA W., 1998 – Geologic position of the Suwałki Anorthosite Massif. Pr. Państw. Inst. Geol., 161: 19–26.
• 33. SHUMLYANSKYY L., HAWKESWORTH CH., DHUIME B., BILLSTRÖM K., CLAESSON S., STOREY C., 2015 – 207Pb/206Pb ages and Hf isotope composition of zircons from sedimentary rocks of the Ukrainian shield: Crustal growth of the south-western part of East European craton from Archaean to Neoproterozoic. Precambrian Res., 260: 39–54.
• 34. SÖDERLUND U., ELMING S.Å, ERNST R.E., SCHISSE D., 2006 – The Central Scandinavian Dolerite Group – Protracted hotspot activity or back-arc magmatism?: Constraints from U-Pb baddeleyite geochronology and Hf isotopic data. Precambrian Research, 150, 3/4: 136–152.
• 35. SOESOO A., PUURA V., KIRS J., PETERSELL V., NIIN M., ALL T., 2004 – Outlines of the Precambrian basement of Estonia. Proc. Estonian Acad. Sci. Geol., 53, 3: 149–164.
• 36. SULTAN L., CLAESSON S., PLINK-BJÖRKLUND P., 2005 – Proterozoic and Archaean ages of detrital zircon from the Palaeoproterozoic Västervik Basin, SE Sweden implications for provenance and timing of deposition. GFF, 127: 17–24.
• 37. WILLIAMS I.A., KRZEMIŃSKA E., WISZNIEWSKA J., 2009 – An extension of the Svecofennian orogenic province into NE Poland: evidence from geochemistry and detrital zircon from Palaeoproterozoic paragneisses. Precambrian Res., 172: 234–254.
• 38. WISZNIEWSKA J., KRZEMIŃSKA E., DÖRR W., 2007 – Evidence of arc-related Svecofennian magmatic activity in the southwestern margin of the East European Craton in Poland. Gondwana Res., 12: 268–278.
• 39. WISZNIEWSKA J., KRZEMIŃSKA E., KUSIAK M., ZHAO L., ZHOU Y., 2018 – Zircon U-Pb-Hf isotope signatures of detritus deposited on Fennoscandia/Sarmatia margin (NE Poland). Goldschmidt 2018. Internet: https://goldschmidt. info/2018/abstracts/abstractView?id=2018001511(access: 21.02.2019).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).