Detrital zircon record of the Mesoproterozoic to Lower Cambrian sequences of NW Russia: implications for the paleogeography of the Baltic interior

Abstract

Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) U-Pb detrital zircon isotope data from Mesoproterozoic to Lower Cambrian strata of the St Petersburg region are used to characterize the paleogeographic and tectonic evolution of the Baltica continent. We dated fifteen samples and divided them into three groups based on their distribution of detrital zircons. The first group (comprising Lower Mesoproterozoic rocks) is dominated by Early Mesoproterozoic and Late Paleoproterozoic zircons, mostly derived from weathering of proximal source region including rapakivi granites exposed across the neighboring Baltic Shield. The second group includes Upper Ediacaran samples (Redkino and Kotlin Regional Stages), with major zircon populations ranging in age between 1970-1850 and 1600-1550 Ma, respectively, correlating with magmatic and metamorphic events within the Svecofennian Orogeny and rapakivi granite igneous activity in the interior of Fennoscandia. The third group of samples, collected from both the uppermost Ediacaran and lowermost Cambrian deposits (Kotlin, Lontova and Dominopol Regional Stages), contains older Paleo-Mesoproterozoic zircons as well as Late Neoproterozoic-earliest Cambrian zircons, indicating a Timanian source area and exhibiting a age spectra similar to spectra for coeval rocks of the Scandinavian Caledonides. Therefore, we conclude that reworking and transport of continental detritus from the Timanian Orogen began during Late Ediacaran, earlier than previously supposed, with transport of Timanian detritus not only to the marginal part of Baltica (known from the Scandinavian Caledonides), but also to the distal interior of Baltica.

U–Pb Age and Hf Isotope Geochemistry of Detrital Zircons from Cambrian Sandstones of the Severnaya Zemlya Archipelago and Northern Taimyr (Russian High Arctic)

“…A review of available detrital zircon ages from the late Neoproterozoic to Cambrian strata across the wider Arctic ( Figure 6) shows a strong similarity between the coeval zircon signatures of the De Long Islands [52], Kara Terrane (Severnaya Zemlya archipelago and northern Taimyr; our data and Novaya Zemlya archipelago [1,19]), NW Russian Platform (Baltica interior, [53]), Seward Peninsula (Alaska, [54]), Novaya Zemlya Archipelago [19,55], Alexander terrane [30], and Scandinavian Caledonides [29]. Figure 6.…”

“…Figure 6. Cumulative probability diagram for U-Pb detrital zircon ages from Lower Paleozoic rocks of the Kara Terrane (this study, [1,19]), Alexander Terrane [30], Scandinavian Caledonides [29], De Long Islands (Henrietta and Jeannette islands) [52], Novaya Zemlya Archipelago [19,55], the NW European Platform [53], and Arctic Alaska [54].…”

Time Constraints on the Formation of the Kandalaksha and Keretsk Grabens of the White Sea Paleo-Rift System From New Isotopic Geochronological Data

“…Обычно на возрастной интервал от 2.5. до 2.2. млрд лет на гистограммах и КПВ, характеризующих возрастные распределения наборов dZr из пород позднедокембрийских и фанерозойских толщ чехла ВЕП [Kuznetsov et al, 2011[Kuznetsov et al, , 2012а, 2012b[Kuznetsov et al, , 2014a[Kuznetsov et al, , 2014bKorsakov et al, 2015;Ershova et al, 2019] и структур ее обрамления [Andreichev et al, 2014[Andreichev et al, , 2017[Andreichev et al, , 2018Soboleva et al, 2012Soboleva et al, , 2019Romanyuk et al, 2013Romanyuk et al, , 2018Udoratina et al, 2017;Ryazan tsev et al, 2019;Kuznetsov et al, 2014aKuznetsov et al, , 2019, а также Сибири [Kuznetsov et al, 2018а;Priyatkina et al, 2016Priyatkina et al, , 2019, Центральной Азии и Казахстана [Degtyarev et al, 2018] В общем, на Балтийском щите выделено два крупных эпизода формирования мафических комплексов (проявления базитового магматизма) ~2.2-2.5 и ~2.7-2.9 млрд лет. В пробе К18-501 зафиксирована группа из 20 dZr с возрастом 2.4-2.5 млрд лет и повышенными отношениями Th/U(>1), в том числе для четырех dZr Th/U>1.5, а также группа из десяти dZr с возрастом 2.7-2.9 млрд лет и повышенными (>1) значениями Th/U, в том числе для трех dZr Th/U>1.5.…”

“…ИСТОЧНИКОВ СНОСА ТЕРСКОЙ СВИТЫ Согласно имеющимся палеотектоническим реконструкциям, раннедокембрийский остов ВЕП -Протобалтика -до начала среднего рифея был частью суперконтинента Колумбия (Нуна), при этом Варангер-Тимано-Уральский край Протобалтики располагался во внутренней части Колумбии [Cawood et al, 2011;Evans, Mitchell, 2011;Zhao et al, 2011;Zhang et al, 2012;Ernst et al, 2016;и др.]. Таким образом, РСБМ начинала свое развитие как внутриконтинентальная структура, а ее заложение, скорее всего, было связано с распадом Колумбии.…”

“…10), ни даже в более молодых вендско-кембрийских толщах (см. обзорные работы [Kirkland et al, 2011;Kuznetsov et al, 2014b;Ershova et al, 2019]).…”