Neoproterozoic basement history of Wrangel Island and Arctic Chukotka: integrated insights from zircon U–Pb, O and Hf isotopic studies

Abstract

The pre-Cenozoic kinematic and tectonic history of the Arctic Alaska Chukotka (AAC) terrane is not well known. The difficulties in assessing the history of the AAC terrane are predominantly due to a lack of comprehensive knowledge about the composition and age of its basement. During the Mesozoic, the AAC terrane was involved in crustal shortening, followed by magmatism and extension with localized high-grade metamorphism and partial melting, all of which obscured its pre-orogenic geological relationships. New zircon geochronology and isotope geochemistry results from Wrangel Island and western Chukotka basement rocks establish and strengthen intra- and inter-terrane lithological and tectonic correlations of the AAC terrane. Zircon U–Pb ages of five granitic and one volcanic sample from greenschist facies rocks on Wrangel Island range between 620±6 and 711±4 Ma, whereas two samples from the migmatitic basement of the Velitkenay massif near the Arctic coast of Chukotka yield 612±7 and 661±11 Ma ages. The age spectrum (0.95–2.0 Ga with a peak at 1.1 Ga and minor 2.5–2.7 Ga) and trace element geochemistry of inherited detrital zircons in a 703±5 Ma granodiorite on Wrangel Island suggests a Grenville–Sveconorwegian provenance for metasedimentary strata in the Wrangel Complex basement and correlates with the detrital zircon spectra of strata from Arctic Alaska and Pearya. Temporal patterns of zircon inheritance and O–Hf isotopes are consistent with Cryogenian–Ediacaran AAC magmatism in a peripheral/external orogenic setting (i.e. a fringing arc on rifted continental margin crust).

Crustal architecture of the East Siberian Arctic Shelf and adjacent Arctic Ocean constrained by seismic data and gravity modeling results

“…9b). Based on the published geologic and seismic data (Drachev, 2011(Drachev, , 2016Drachev and Shkarubo, 2018;Drachev et al, 1998Drachev et al, , 2010Franke et al, 2001Franke et al, , 2004Franke et al, , 2008Ershova et al, 2016;Gottlieb et al, 2018;K et al, 2013;Miller et al, 2006Miller et al, , 2018Natal'in et al, 1999;Nikishin et al, 2014Nikishin et al, , 2017Piepjohn et al, 2018;Sakulina et al, 2016), the results of crustal gravity modelling presented in this paper, and the distribution of magnetic anomalies, we propose that the K D L N W C B…”

Amphibolites of the metamorphic basement of Wrangel island: age, nature of the protolite and conditions of metamorphism

“…Возраст плагиогранитов из серпентинитового меланжа 719±10 и 733.9±8.3 млн лет (Кузнецов, 2009), что древнее протолитов изученных амфиболитов. С «молодыми» амфиболитами близкий возраст 610 млн лет имеют дайки базальтов, но они отличаются щелочным составом (Pease et al, 2014 (Косько и др., 2003;Кузнецов, 2009;Верниковский и др., 2013;Лучицкая и др., 2016, 2017Kos'ko et al, 1993;Pease et al, 2014;Amato et al, 2014;Gottlieb et al, 2017). В начале статьи, в разделе "Введение", отмечалось, что существуют различные точки зрения о возрасте метаморфизма как для всей микроплиты Арктическая Аляска-Чукотка, так и для о. Врангеля в частности.…”

“…Современные представления о геологическом строении о. Врангеля содержатся в работах (Косько и др., 2003;Соколов и др., 2017;Kos'ko et al, 1993). В последние годы появились публикации, в которых детально рассматриваются структурные особенности (Вержбицкий и др., 2015; Моисеев и др., 2018), возраст обломочных цирконов и возможные источники сноса (Miller et al, 2010;Tuchkova et al, 2014), возраст гранитоидов из метаморфического комплекса (Лучицкая и др., 2016, 2017Gottlieb et al, 2017).…”

“…Первые геохронологические данные (700-630 млн лет, U-Pb метод по цирконам) указывали на неопротерозойский возраст Врангелевского комплекса (Косько и др., 2003;Kos'ko et al, 1993). Новые датировки гранитоидов и метариолитов подтверждают эти представления: 682, 702 и 707 млн лет (Лучицкая и др., 2016); 690-730 и 590-610 млн (Лучицкая и др., 2017); 619-711 млн лет (Gottlieb et al, 2017). Кроме того, возраст цирконов из метаморфизованных базитов составляет 699±1 млн лет (Косько и др., 2003).…”

“…В хр. Брукса их возраст 968 и 742 млн лет (Amato et al, 2014), на п-ове Сьюард возраст гранитов 687-565 млн лет (Miller et al, 2017) и кислых метавулканитов 875-848 млн лет (Amato et al, 2014), на Восточной Чукотке -661-562 млн лет (Natal'in et al,1999;Amato et al, 2014), граниты и метариолиты о. Врангеля -699, 633 и 590 млн лет (Kos'ko et al, 1993), 730-690 и 610-590 млн лет (Лучицкая и др., 2017), 711 и 619 млн лет (Gottlieb et al, 2017 ). На геохронологии продуктов кислого магматизма основаны межрегиональные корреляции с одновозрастными комплексами Таймыра, Полярного Урала и Тиманского кряжа (Хаин и др., 2009;Кузнецов, 2009;Верниковский и др., 2013;Pease et al, 2014).…”