The emplacement mechanism of the Early Carboniferous Nepluyevka batholith according to petromagnetic data (the Southern Urals)
https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2023-63-1-35-45
Abstract
In this article we present the first data on the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) for the rocks of the Early Carboniferous Nepluyevka polyphase pluton, which is situated in the southern part of the East Urals megazone. We consider the properties of magnetic mineralogy of all phases of the batholith, and show that the leading role in determining the magnetic properties of the rocks belongs to an isotropic grain population of MD magnetite and multiple populations of SD magnetite, which are the chief contributors to AMS. We consider the characteristic parameters of AMS for each phase, and show that the AMS is magmatic (non-deformational) in nature. An emplacement mechanism of “magmatic duplex” developing in a kinematic setting of sinistral transtension is proposed for the batholith, based on the analysis of the characteristic magnetic fabrics.
About the Authors
E. V. Koptev
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Egor V. Koptev
Moscow
A. Yu. Kazansky
Lomonosov Moscow State University; Geological Institute of RAS
Russian Federation
Russian Federation
Alexey Yu. Kazansky
Moscow
A. V. Tevelev
Lomonosov Moscow State University; “Geopoisk” Ltd
Russian Federation
Russian Federation
Alexander V. Tevelev
Moscow, Chelyabinsk
N. V. Pravikova
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Natalia V. Pravikova
Moscow
A. A. Borisenko
Fedorovsky All-Russian scientific research institute of mineral resources
Russian Federation
Russian Federation
Alexandra A. Borisenko
Moscow
E. A. Volodina
Lomonosov Moscow State University; “Geopoisk” Ltd
Russian Federation
Russian Federation
Ekaterina A. Volodina
Moscow, Chelyabinsk
References
1. Буров Б.В., Ясонов П.Г. Введение в дифференциальный термомагнитный анализ горных пород. Казань: Издво КГУ, 1979. 159 с.
2. Карта дочетвертичных образований: N-40, (41) (Уфа). Государственная геологическая карта Российской Федерации и сопредельной территории республики Казахстан. Новая серия. Карта дочетвертичных образований, масштаб: 1:1 000 000, составлена: ФГБУ «ВСЕГЕИ», 2001 г., редактор: В.И. Козлов URL: https://www.geokniga.org/maps/387/ (даты обращения: май–июнь 2022).
3. Мосейчук В.М., Яркова А.В., Михайлов И.Г. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000. Сер. Южно-Уральская. Лист N-40- XXX. Объясн. зап. М.: МФ ВСЕГЕИ, 2013. 222 c.
4. Осипова Т.А., Вотяков С.Л., Зайцева М.В. U–Pbвозраст и анализ Lu–Hf-изотопной системы циркона гранитоидов заключительных фаз Неплюевского плутона (Южный Урал) // Докл. РАН. 2018. Т. 481, № 5. С. 534–538.
5. Попов В.С., Тевелев Ал.В., Беляцкий Б.В. и др. Изотопный Rb-Sr-возраст Неплюевского плутона и близлежащих интрузивных тел (Южный Урал) // Докл. РАН. 2003. Т. 391, № 1. С. 89–94.
6. Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: ГИЛЕМ, 2000. 146 с.
7. Сначёв А.В., Сначёв В.И., Романовская М.А. История формирования раннекаменноугольной габбро-гранитной формации Южного и Среднего Урала // Вестн. Моск. унта. Сер. 4. Геология. 2019. № 5. С. 10–18.
8. Тевелев Ал.В., Тевелев Арк.В., Кошелева И.А., Гроховская Т.Л. Динамика сдвиговых магматических дуплексов. М.: Российский фонд фундаментальных исследований, 1998. № 96-05-65519.
9. Тевелев А.В., Кошелева И.А., Бурштейн Е.Ф. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. 2-е изд. Сер. Южно-Уральская. Лист N-41-XXV (Карталы). Объясн. зап. М.: Московский филиал ФГБУ «ВСЕГЕИ», 2018. 175 с.
10. Тевелев, А.В., Соболев, И.Д., Борисенко, А.А. и др. Начальный этап раннекаменноугольного рифтинга на Южном Урале: первые результаты U-Pb датирования циркона из гранитоидов неплюевского комплекса // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2022. № 6. С. 40–48.
11. Ферштатер Г.Б. Палеозойский интрузивный магматизм Среднего и Южного Урала. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2013. 368 с.
12. Benn K. Anisotropy of magnetic susceptibility fabrics in syntectonic plutons as tectonic strain markers: the example of the Canso pluton, Meguma Terrane, Nova Scotia // Earth and Environ. Sci. Transactions of the Royal Soc. of Edinburgh, 2010. Vol. 100. P. 147–158.
13. Bouchez J.L. Granite is never isotropic: an introduction to AMS studies of granitic rocks // Granite: from segregation of melt to emplacement fabrics / Ed. by J.L. Bouchez, D.H.W. Hutton, W.E. Stephens. Kluwer, Dordrecht, 1997. P. 95–112.
14. Černý J., Melichar R., Všianský D., Drahokoupil J. Magnetic anisotropy of rocks: A new classification of inverse magnetic fabrics to help geological interpretations // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2020. Vol. 125, N 11. e2020JB020426.
15. Day R., Fuller M., Schmidt V.A. Hysteresis properties of titanomagnetites: grain-size and compositional dependence // Phys. Earth and Planet. Interiors. 1977. Vol. 13, N 4. P. 260–267.
16. Dunlop D.J. Theory and application of the Day plot (Mrs/Ms versus Hcr/Hc) 1. Theoretical curves and tests using titanomagnetite data // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2002a. Vol. 107, N B3. DOI: 10.1029/2001JB000486.
17. Dunlop D.J. Theory and application of the Day plot (Mrs/ Ms versus Hcr/Hc) 2. Application to data for rocks, sediments, and soils // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2002b. Vol. 107, N B3. DOI: 10.1029/2001JB000487.
18. Dunlop D.J., Carter‐Stiglitz B. Day plots of mixtures of superparamagnetic, single‐domain, pseudosingle‐domain, and multidomain magnetites // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2006. Т. 111. N B12. doi:10.1029/2006JB004499.
19. Dunlop D.J., Özdemir Ö. Rock magnetism: Fundamentals and Frontiers. N. Y.: Cambridge Univ. Press, 1997. 573 с.
20. Georgiev N., Henry B., Jordanova N. et al. Emplacement and fabric-forming conditions of plutons from structural and magnetic fabric analysis: A case study of the Plana pluton (Central Bulgaria) // Tectonophysics. 2014. Vol. 629. С. 138–154.
21. Kratinova Z., Shulmann K., Edel J.B., Shaltegger U. Multiple magmatic fabrics in episodically emplaced Granites in transtensional setting: tectonic model based on AMS study and numerical modeling // GeoLines. 2006. Vol. 20. P. 75–76.
22. Kulesa A., Krzywinski M., Blainey P., Altman N. Sampling distributions and the bootstrap // Nature Methods. 2015. Vol. 12, N 6. Р. 477–8. DOI: 10.1038/nmeth.3414
23. Mamtani M.A., Pal T., Greiling R.O. Kinematic analysis using AMS data from a deformed granitoid // J. Structur. Geology. 2013. Vol. 50. P. 119–132.
24. Maxbauer D.P., Feinberg J.M., Fox D.L. MAX UnMix: A web application for unmixing magnetic coercivity distributions // Computers & Geosci. 2016. Vol. 95. P. 140–145.
25. Rochette P., Jackson M., Aubourg C. Rock magnetism and the interpretation of anisotropy of magnetic susceptibility // Rev. Geophys. 1992. Vol. 30. P. 209–226.
26. Silva O.B., Raposo M.I.B. Emplacement of the Anta Granite from Rio de Janeiro State (SE, Brazil); determined by magnetic fabrics // Brazilian J. Geology. 2020. Vol. 50.
27. Tarling D., Hrouda F. (ed.). Magnetic anisotropy of rocks / Ed. by D. Tarling, F. Hrouda. London; New York: Chapman & Hall, 1993. 217 p.
28. Thébault E., Finlay C.C., Beggan C.D. et al. International geomagnetic reference field: the 12th generation // Earth, Planets and Space. 2015. Vol. 67.
29. Tomek F., Žák J., Chadima M. Magma flow paths and strain patterns in magma chambers growing by floor subsidence: a model based on magnetic fabric study of shallow-level plutons in the Štiavnica volcano–plutonic complex, Western Carpathians // Bull. Volcanol. 2014. Vol. 76.
30. Žák J., Verner K., Holub F.V. et al. Magmatic to solid state fabrics in syntectonic granitoids recording early Carboniferous orogenic collapse in the Bohemian Massif // J. Structur. Geology. 2012. Vol. 36. P. 27–42.
Review
For citations:
Koptev E.V., Kazansky A.Yu., Tevelev A.V., Pravikova N.V., Borisenko A.A., Volodina E.A. The emplacement mechanism of the Early Carboniferous Nepluyevka batholith according to petromagnetic data (the Southern Urals). Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2023;(1):35-45. (In Russ.) https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2023-63-1-35-45
Views:
231
Email this article 
