Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минералогия и образование кристаллических включений в макрокристаллах флогопита из кимберлитов Якутии

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералогия и образование кристаллических включений в макрокристаллах флогопита из кимберлитов Якутии"

РГ

2 а

од

МАИ

На правах рукописи

БАБУШКИНА Светлана Анатольевна

МИНЕРАЛОГИЯ И ОБРАЗОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В МАКРОКРИСГАЛЛАХ ФЛОГОПИТА ИЗ КИМБЕРЛИТОВ ЯКУТИИ

04.00.20 - минералогия и кристаллография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Якутск, 1997

Работа выполнена в лаборатории геологии кимберлитов Якутского института геологических наук СО РАН и Национальном научно-исследовательском центре алмазов, драгоценных камней и самородного золота при Правительстве Республики Саха (Якутия)

Научный руководитель: доктор геолого-

минералогических наук, профессор, академик АН РС(Я) В.К.Марпшнцев

Официальные оппонента:

доктор геолого-минералогических наук Н.П.Похиленко кандидат геолого-минералогических наук Б.С.Ягнышев

Оппонирующая организация:

Новосибирский

государственный

университет

Защита состоится « _» 1997 г. в ^ час.

на заседании диссертационного совета К 200.16.01 в Институте минералогии и петрографии СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск, 90, Университетский пр-т, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН. Автореферат разослан « « C2c6cpfbS.jp_» 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

К.Г.-М.Н. .

В.Э. Дистанов

Введение

Актуальность работы. Проблема выяснения условий формирования кимберлитов неразрывно связана с детальным изучением их минералогии. Вопрос происхождения флогопита, одного из самых распространенных минералов кимберлитов, до настоящего времени является предметом дискуссии и существующие неопределенности в отношении его генезиса обусловлены, прежде всего, недостаточной изученностью этого минерала. Материалы по минералогии флогопита из кимберлитов Якутии разрозненны и имеют фрагментарный характер.

Целенаправленного изучения кристаллических включений в слюде из кимберлитов до настоящего времени не проводилось.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы явилось выяснение типоморфных особенностей флогопита и кристаллических включений в нем из кимберлитов Якутии, а также уточнение их генезиса. В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать состав, морфологию и распространенность кристаллических включений в слюде из кимберлитов

2. Изучить особенности химического состава кристаллических включений из флогопита кимберлитов

3. Определить типоморфные особенности химического состава флогопитов с включениями

4. С целью определения генетической принадлежности флогопита с включениями из кимберлитов провести сравнительный анализ особенностей состава кристаллических включений и слюды с таковыми из ксенолитов и кимберлитового концентрата.

5. Выделить парагенетические ассоциации флогопита с кристаллическими включениями.

Объекты и методы исследования. Проведено комплексное исследование флогопитов из кимберлитовых трубок Якутской кимберлитовой провинции Мир, Удачная, Юбилейная и Обнаженная.

В основу исследования положены материалы, полученные автором в ходе полевых работ (1990-1991 гг.), а также любезно предоставленные сотрудниками лаборатории геологии кимберлитов Якутского института геологических наук СО РАН. Для сравнительного анализа привлекались опубликованные данные по составу минералов из ксенолитов и кимберлитвого концентрата.

В ходе исследования отобрано более 500 зерен флогопита, в 158 из которых обнаружено более 400 кристаллических включений.

Методы исследования определялись поставленными задачами. Исследования проводились с помощью рентгеновского микроанализатора с электронным зондом СатеЬах в кабинете рентгено-спектрального анализа ЯИГН СО РАН при участии автора.

Научная новизна. Получены новые данные по составу кристаллических включений ильменита, шпинели, рутила, перовскита, граната, пироксена, амфибола, магнетита и оливина из флогопитов в кимберлитах Якутии. Определена их генетическая принадлежность и выделены парагенетические минеральные ассоциации со слюдой.

Практическая значимость. Полученные в ходе работы результаты существенно дополняют сведения по минералогии кимберлитов.

Основные защищаемые положения.

1. Кристаллические включения в слюде граната, шпинели, ильменита, рутила, хромдиопсида и оливина по своему составу идентичны минералам в ксенолитах глубинных пород.

2. Вкрапленники флогопита с сингенетичными включениями минералов глубинных парагенезисов являются ксенокристаллами и их присутствие в кимберлитах обусловлено дезинтеграцией ксенолитов.

3. Среди вкрапленников флогопита с кристаллическими включениями в кимберлитах выделяются индикаторные парагенетические ассоциации минералов (флогопит+шпинель+гранат+диопсид; флого-пит+шпинель; флогопит+ильменит; флогопит+рутил), с помощью которых появляется возможность восстановить ход их кристаллизации.

Апробация работы. Материалы работы докладывались на XV, XVI, XVII геохимических семинарах "Геохимия магматических пород" (Москва, 1990, 1991, 1993), на XV конференции молодых ученых "Геология и геофизика Восточной Сибири. Современные методы в геологических исследованиях" (Иркутск, 1992), представлены на сессии минералогического общества "Минералого-генетические аспекты магматизма и оруденения Якутии" (Якутск, 1991), на 6 Международной кимберлитовой конференции (Новосибирск, 1995).

По теме диссертации опубликовано пять работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и содержит 48 рисунков и фотографий, 148 страниц текста, 22 таблицы и список литературы из 80 наименований.

Диссертационная работа выполнена в лаборатории геологии кимберлитов Якутского института геологических наук СО РАН и Национальном научно-исследовательском центре алмазов, драгоценных камней и самородного золота под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора В.К.Маршинцева, которому автор выражает искреннюю признательность. Автор также считает своим долгом выразить глубокую признательность к.г.-м.н. Шамшиной Э.А., Зольникову Г.В. за предоставленные образцы кимберлитов, Павловой J1.A. за руководство в проведении аналитических исследований, Логвиновой А.М. за всесторонюю поддержку. А также Дыбину Д. А. и Полуфунтиковой Л. И. , способствовавших техническому оформлению работы.

Глава 1. Методика исследования

Для того, чтобы получить достаточно полное представление об особенностях флогопита кимберлитовых пород Якутии, нами было выбрано для исследования более 1500 зерен слюды из четырех кимберлитовых трубок Якутии. Для проведения сравнительного анализа использовались опубликованные данные. В выборке представлены слюды из мегакристаллов и основной массы кимберлитовых брекчий, из различных, содержащихся в них, ксенолитов мантийных и коровых пород. Часть кристаллов отбиралась непосредственно из штуфных проб, другие - из монофракций кимберлитовых пород. Отбор и просмотр флогопита проводился с помощью бинокулярного микроскопа. Отбирались наиболее интересные ( с видимой зональностью) и визуально неизмененные кристаллы слюды. Затем, выборки закладывались в эпоксидные шашки, которые первоначально шлифовались на алмазных порошках, а их доводка производилась с помощью алмазных паст. В тех случаях, когда в слюде отмечались включения каких-либо минералов, процесс обработки кристалла и подготовки его к анализу включал в себя шлифовку слюды, вскрытие включений, доводку слюды и включений с одновременной полировкой обоих. Все операции по подготовке образцов к анализу выполнялись автором лично. Первоначально, заложенные в шашки слюды исследовались с помощью микроанализатора иХА-50А для ори-ентировочного определения в них содержания калия. Известно, что подверженные вторичным изменениям слюды характеризуются присутствием значительных количеств гидроксильной воды и выносом

калия. Все анализы слюды, полученные после их исследования на 50 и содержащие в своем составе менее 8% К20, отбраковывались. Состав флогопита и включений в нем исследовался с помощью микроаналитического комплекса "СатеЬах" непосредственно автором диссертации под руководством Л.А.Павловой.

Установление макроколичеств элементов (свыше 1%), таких как кремний, алюминий, железо, магний при правильном выборе образцов сравнения и метода учета матричных эффектов не представляет особых трудностей. Иное дело с микроколичествами (до 1%) элементов, а именно, титана, хрома, марганца, кальция. В этом случае имеют значение и конструктивные особенности прибора, и экспозиция, и состав матрицы. При рентгеноспектральном микроанализе некоторых породообразующих минералов, обладающих, как правило, плохими теплофизическими свойствами, наблюдается изменение аналитического сигнала в процессе измерений, что заметно осложняет анализ этих минералов. Причины изменения аналитического сигнала в процессе измерений довольно разнообразны. При электронной бомбардировке объектов с низкой проводимостью возможно накопление электронов в зоне генерации рентгеновского излучения, приводящее к возникновению локального заряда и уменьшению числа падающих электронов, а вместе с тем и их энергии. Изменение аналитического сигнала может быть связано также с локальным разрушением и термодиффузией образца под действием электронного зонда, что приводит к удалению более летучих компонентов и соответственному обогащению анализируемого микрообъема другими компонентами. Часто влияние отмеченных выше факторов может быть настолько значительным, что для получения достоверных количественных результатов РСМА нужно применять специальные приемы и способы анализа.

Практика РСМА флогопита показала наличие сильных эффектов нестабильности, особенно термодиффузии щелочных элементов, обусловленной влиянием сильноточного зонда. Для уменьшения воздействия электронной бомбардировки определение химического состава флогопита проводилось при помощи сочетания следующих приемов и способов:

1. Перемещение объекта во время экспериментальных измерений.

2. Измерение интенсивности летучих элементов, таких как К, Р и других, в первую очередь.

3. Использование по возможности сканирующего и расфокусированного зонда.

При обработке анализов минералов мы использовали как катионный, так и кислородный метод пересчета, данные которых имели хорошую сходимость результатов. Расчет на составляющие компонен-

ты-миналы применялся нами для граната, диопсида, шпинели и ильменита.

Кроме того необходимо остановиться на одном аспекте изучения включений не только в слюде, но и в других минералах, с помощью микрозонда. Сложность исследования включений заключается в их микроразмерах. Глубина проникновения элекронного зонда и его диаметр иногда оказываются сопоставимы с размерами включений. Область возбуждения и регистрации рентгеновских лучей захватывает наряду с включением и матрицу вмещающего его флогопита. Происходит "разбавление" определяемого состава калием, магнием, кремнием. Этот эффект особенно заметен на тонких включениях и при исследовании их краевых частей.

Изучение химического состава флогопита сопряжено с рядом трудностей, обусловленных в первую очередь тем, что часто слюда в породе подвержена значительным изменениям, в ходе ее отбора может ломаться и расщепляться, плохо поддается полировке, иногда в эпоксидных шашках флогопит имеет плохую матрицу, некоторые зерна подвержены катаклазу и вывести на один уровень площадку, пригодную для анализа трудно. Кроме того, при съемке некоторое количество из содержания элементов в составе флогопита просто "выгорает". Поэтому, для получения корректной информации при исследовании состава флогопитов при помощи микрозонда необходимо максимально учитывать и по-возможности устранять эти негативные явления.

Глава 2. Краткий обзор представлений о происхождении флогопита в кимберлитах

Изучению флогопита, являющегося одним из самых распространенных минералов кимберлитов, до сих пор уделяется недостаточное внимание. На это оказывает существенное влияние то, что флогопит долгое время не диагностировали в качестве включений в алмазе. Весь материал по минералогии флогопита из кимберлитов разбросан в многочисленных публикациях и имеет фрагментарный характер.

В более ранних публикациях это было в основном петрографическое описание пород с упоминанием о присутствии в них слюд. Выделение различных генераций флогопита происходило так же на основе петрографических признаков. Флогопит, как и другие минералы кимберлитов, рассматривался как продукт кристаллизации кимберлитовой магмы.

Примерно в это же время появляются работы, которые отражают вторую точку зрения на образование минералов в кимберлитах, а именно то, что часть минералов в кимберлитах (вкрапленники) являются ксенокристаллами и образовались за счет дробления раз-

ных типов ксенолитов, а кимберлит служит лишь механическим переносчиком обломков.

В конце шестидесятых и начале семидесятых годов начали публикаваться данные о составе глубинных ксенолитах в кимберлитах. Так, в работе Н.В.Соболева рассматриваются некоторые вопросы генезиса флогопита в нодулях (Соболев, 1974). К тому времени Бондом, Мейером (Meyer, Boyd, 1972), Джардини, Принцем и отечественными исследователями был обнаружен флогопит в срастании с алмазом. Н.В.Соболев пишет, что "флогопит здесь можно отнести к числу минералов, кристаллизовавшихся, вероятно, при замещении других силикатов в срастании с алмазом". Редкие случаи присутствия флогопита в ксенолитах перидотитов автор рассматривает как "результат более поздней флогопитизации и его следует рассматривать как минерал, типичный для самой верхней части верхней мантии". Такой же точки зрения придерживаются и зарубежные исследователи Куширо и Oxburgh, в отличии от Даусона и Смитта, которые рассматривают флогопит в перидотитовых ксенолитах, ассоциирующий с неизмененным оливином, в качестве первичного (Доусон, 1983; Dawson, Smitt, 1977).

Пожалуй первые сведения о химизме флогопита в кимберлитах появились в работах зарубежных исследователей начиная с 1969 года.

Основные результаты исследования флогопитов были получены в период 1975 по 1988 гг. зарубежными исследователями и лишь за редким исключением отечественными.

Работами Н.В.Соболева и др. (Соболев и др., 1988) достоверно установлены включения флогопита совместно с другими минералами в алмазах.

Из краткого обзора мнений различных исследователей о проблеме происхождения и развития флогопита в кимберлитовой и протокимберлитовой системах, вопрос о месте и механизме образования флогопита остается открытым и дискуссионным. Обобщение и переосмысление всего имеющегося фактического материала представляется актуальным, но довольно трудным, из-за отсутствия единого мнения как по проблеме механизма кимберлитообразования, так и по установлению своего места минералов (и, в частности, флогопита) в кимберлитовом процессе.

Глава 3. Кристаллические включения в слюде.

3.1. Минералогия и распространенность включений

В настоящее время в большинстве минералов кимберлитов диагностированы и изучены разнообразные кристаллические включения. Детальное изучение таких включений и содержащих их минералов позволило уточнить последовательность кристаллизации

минералов кимберлитов, выделить минеральные парагенезисы определенных этапов эволюции процессов кимберлитового магматизма.

В качестве включений в слюде отмечаются такие минералы как шпинель, ильменит, гранат, рутил, оливин, диопсид, перовскит, магнетит и амфибол. Из 247 проанализированных зерен флогопита из тр.Мир, 82 содержат включения, в тр.Юбилейная это соотношение составляет 102/48, в тр. Обнаженная - 75/21 и, наконец, в тр.Удачная -76/7. Для тр.Мир наиболее распространенной является слюда с включениями хромшпинелидов, в тр. Юбилейная эта роль отведена слюде с рутилами, в тр.Обнаженная чаще встречаются слюды с включенными в них ильменитами. Одиночные включения представлены гранатом, оливином, ильменитом, рутилом. Групповые включения (не полиминеральные сростки ! ) состоят из одноименных минералов, но могут состоять и из разных минеральных видов. Уникальным, на наш взгляд, является пример, когда в зерне флогопита (тр.Мир) содержится включение шпинели, в котором, в свою очередь, диагностировано и проанализировано выделение граната размером в сечении 6x10 мк.

Количество включений в зерне флогопита определить трудно, так как проанализированы из них только те, которые выведены на поверхность. Включения распределяются по всему объему зерна, и, естественно, часть из них скрыта теми, которые расположены ближе к исследуемой поверхности. Визуальный подсчет включений шпинелидов, произведенный под бинокуляром в одном из зерен флогопита размером 1x0,75 мм из тр.Мир показал, что в нем содержится около 1000 микровключений размером от 5x5 мк и более.

3.2. Морфология и распределение кристаллических включений в слюде

В исследованных зернах флогопита выделяется два типа кристаллических включений: первый - минералы фиксируются внутри зерен слюды в качестве включений (прото- и сингенетические), второй - минералы находятся на поверхности флогопита в срастании с ним. Все исследованные минералы-включения подразделяются на включения, захваченные кристаллами слюды в процессе их роста:

- имевшие интервал одновременного роста с минералом-хозяином;

- захваченные в уже сформировавшемся виде.

Кроме того, известно, что в кимберлитах и ксенолитах такие минералы как оливин и пироксены часто замещены различными вторичными продуктами. В наших образцах ни тот ни другой минерал, включенный

в слюду, как по внешнему виду, так и по составу, не несут следов вторичного изменения. Следовательно, захват флогопитом этих минералов происходил на ранних этапах их образования, или во всяком случае до начала процессов, приведших бы их к вторичным изменениям.

3.2.1. Шпинелиды

Включения шпинелидов как правило представлены черными, непрозрачными кристаллами, буроватыми на просвет в тонких пластинчатых выделениях. По форме включения шпинелидов разнообразны - изометричные, удлиненные, изогнутые. Встречаются идиоморфные кристаллы октаэдрического габитуса. Но и они иногда искажены - уплощены и вытянуты.

3.22 Ипьмениты

Наибольший размер включений ильменита, включенного в слюду 0,25x0,25 мм, а наименьший - 0,05x0,05 мм. Включения приурочены как к центральной, так и к периферийной зонам слюды, не проявляя при этом никакой закономерности в своем распределении в объеме зерна флогопита. Наиболее крупные включения имеют хорошую кристаллографическую огранку.

3.2.3. Гранаты

Гранаты диагностированы в качестве включений в девяти зернах флогопита из различных трубок, из них из тр.Мир в шести, из тр.Удачная - в двух и в одном зерне флогопита из тр. Юбилейная.

В слюде из тр.Мир фанат в двух случаях практически полностью растворен, окружен темной реакционной каймой. В зерне флогопита М-6,13 пластинчатый кристалл граната размером 0.1x0.04 мм находится в срастании с псевдопризматическим кристаллом диопсида (?) размером 0.1x0.6 мм. В зерне флогопита М-2,20 гранат размером 6x10 мн включен в шпинель. В образце из тр.Юбилейная внутри зерна флогопита заключен корродированный, частично разложившийся гранат, так, что флогопит, видимо, реакционно замещает и обрастает его. Из тр.Удачная флогопиты с включениями гранатов отобраны из ксенолитов эклогитоподобных пород. Гранат в этих образцах в виде отдельных, разобщенных зернышек располагается по контуру зерен слюды.

3.2.4. Пироксены

В тр.Мир включения диопсидов встречаются в слюде в двух морфологических разновидностях. Первая из них представлена одиночными кристаллами псевдопризматического габитуса, размером 0.2x0.1 мм, расположенными в зерне флогопита близко к его границам и

немного обнажающимся на них. В одном случае удлинение кристалла диопсида совпадает с удлинением флогопита. Вторая морфологическая разновидность представляет собой групповые выделения диопсида.

3.2 5. Прочие минералы

Описание морфологии и количественных характеристик, диагностированных в слюде, включений таких минералов, как амфибол, магнетит и оливин, представляется достаточно затруднительным. Поэтому мы просто констатируем очень редкое их присутствие.

Глава 4. Химические особенности включений 4.1. Ильменит

4.1.1. Химизм ильменитов тр.Мир

Считается, что в кристаллохимическом отношении ильменит в кимберлитах образует серию твердых растворов в системе ильменит-гейкилит-пирофанит-гематит. Некоторые исследователи выделяют в их составе еще и такие миналы, как корунд и эсколаит. Рядом авторов отмечено, что в составе ильменита отмечается фазовая неоднородность, обусловленная выделением из ильменита шпинели (титанистый хромит и алюминий-магнийсодержащий ульвошпинель-магнетит) и хромсодержащего гематита. На основании этого нами расчет миналов произведен в следующем порядке: пирофанит, гейкилит, ильменит, хромит, гематит, эсколаит, корунд. Наивысшая концентрация гематитового компонента отмечается в образце ильменита М-5,5б (25,5 вес.%). Среди проанализированных образцов встречено два, в которых гейкилитовая составляющая превалирует над кричтонитовой (М-6,18 и М-2,9). Практически все ильмениты (за исключением образца М-5,5 б) по содержанию гематитового компонента, составляющим менее 20 %, относятся к парамагнитным разностям. Хотя по данным К.Н.Никишова, как раз в трубке Мир широко распространены ильмениты, характеризующиеся высоким содержанием гематитового минала. Объемные соотношения главных элементов состава ильменитов, включенных в слюду, колеблются в широких пределах. Так, содержание ТЮ2 варьирует от 32,10 до 54, 53 %, МдО от 3,74 до 15,91 %, РеО от 21,77 до 33,11 %, Ре203 от 0 до 33,12 % . Количество примеси хрома изменяется от 0,15 до 7,29 %, алюминия от 0,07 до 0,94 %, марганца от 0,08 до 0,64 %.

Как видно из анализа приведенных в работе графиков, ильменит, включенный в слюду (за исключением одного образца), отличается по своему составу от образцов ильменита из тр.Мир, проанализированных ранее другими исследователями и, вероятно, относится к пикроильме-

нитам из гранат-ильменитовых перидотитов и пироксенитов, ильменитовых перидотитов и пироксенитов и, может быть, к ильменитам, включенным в алмаз и из алмазоносных ксенолитов.

4.1.2. Химизм ильменитое из тр.Юбилейная

По химическому составу ильмениты, включенные в слюду из тр.Юбилейная, существенно отличаются от вышеописанных образцов из тр.Мир. Это позволило нам выявить в их составе присутствие перовскита и рутила.

Судя по содержанию в составе данных ильменитов гематитового минала (< 20 %), все они относятся к парамагнитным разностям.

Содержания главных элементов состава ильменитов, включенных в слюду тр.Юбилейная, варьируют в следующих пределах: ТЮ2 от 45,01 до 50,09 %; МдО от 0,47 до 17,78 %; РеО от 19,44 до 34,28 %; Ре203 от 0 до 9,15 %. Примесь Сг2Оэ колеблется от 0,26 до 12,22 %, А12Оз от 0,04 до 2,93 %, МпО от 0,24 до 13,50 %.

Часть ильменита, включенного в слюду, содержит в своем составе более 45 % гейкилита при полном или почти полном отсутствии Ре20з. Ильмениты такого состава характерны для алмазоносных ксенолитов.

4.1.3. Химизм ильменитов тр.Обнаженная

По своим кристаллохимическим параметрам ильменит, включенный в слюду тр.Обнаженная, представляет собой существенно кричтонит - гейкилитовый твердый раствор с содержанием РеТЮз 58,8 % и МдТЮз 28,6 %, и примесью гематита 5,7%. Пирофанитовая составляющая только в двух образцах зафиксирована в количестве 1 %. Отмечено, что при равных значениях кричтонитового минала в ильменитах с повышением содержания гейкилита уменьшается примесь гематита, а шпинели увеличивается. Среди ильменитов, включенных в слюду тр.Обнаженная, отмечаются как парамагнитные (с содержанием Ре2Оз < 10 %), так и ферримагнитные разновидности (последние в подчиненном количестве).

Содержание главных компонентов состава следующее: ТЮ2 колеблется от 42,63 до 54,86 %, МдО от 5,14 до 10,53 %, ЯеО от 28,91 до 34,77 %, Ре2Оз от 1,15 до 16,8 %. Содержание примесей в данных ильменитах меняется в более узких пределах: А12Оз от 0,24 до 0,55 % и только в трех образцах она достигает 0,91 - 1,19 %; количество Сг203 относительно невысоко - 1,31-2,97%, а в двух образцах - 0,29-0,42 %; примесь марганца низкая и колеблется от 0,04 до 0,42 %.

На компонентных диаграммах они образуют линейновытянутые зоны, отражающие прямые и обратные зависимости. Все образцы условно можно разделить на шесть групп. При анализе этих графиков сразу бросается в глаза, что одна группа наших образцов не имеет аналогов среди ильменитов глубинных нодулей тр.Обнажен-

ная. Состав ильменитов других групп аналогичен таковым из ильменитсодержащих слюдистых гранатовых пироксенитов, из слюдистых ильменитовых пироксенитов, из слюдитов, из ильменитсодержащих слюдистых гранатовых перидотитов. Что касается ильменита I группы, то однозначно отнести его к ильменитам той или иной разновидности не представляется возможным.

4.1.4. Химизм ильменита тр.Удачная

В слюде тр.Удачная ильменит диагностирован в качестве кристаллического включения только в одном зерне. В кристаллохимическом отношении он представлен кричтонит -гейкилитом с относительно невысокой примесью гематита. Количество РеТЮз в нем составляет 58,2 %, МдТЮз 33,0 %, Ре203 5,8 % (парамагнитный ильменит). Примесь эсколаита зафиксирована в количестве 2 %, пирофанита 1 %.

Содержание основных окислов в нем следующее: ТЮ2 48,68 %, МдО 9,35 %, ЯеО 29,81 %, Ре2Оз 6,62 %. Примесь хрома достигает 2,51 %, алюминия 0,23 %, марганца 0,49 %. Судя по химическому составу, данный ильменит относится ко II, выделяемой В.К.Гараниным с соавторами (Гаранин и др., 1984), группе ильменитов в кимберлитах, представленной микровкрапленниками и микролитами основной массы, а также реакционными продуктами по периферии макрокристаллов. По сравнению с аналогами из ильменитовых гипербазитов этой трубки, проанализированный нами ильменит содержит в своем составе меньше хрома при относительно пониженной железистости, но в общем имеет сходный состав с ильменитом из катаклазированных вебстеритов. При это он существенно отличается от ильменитов из "таперов", катаклазированных верлитов и графических сростков с пироксенами, анализы которых приведены в работах Л.В.Соловьевой с соавторами (Соловьева и др., 1984; Соловьева и др., 1994) и С.И.Костровицкого с соавторами (Костровицкий, Пискунов, 1989; Костровицкий и др., 1989).

4.1.5. Сравнительная характеристика и условия образования ильменитов, включенных в слюду, из различных трубок

В составе ильменитов сопряженно меняется пара миналов кричтонит (ильменит) - гематит и имеет максимум в трубках Мир и Обнаженная, а минимум - в трубке Юбилейная. Содержание гейкилита падает в ряду ильменита из тр.Мир - тр.Юбилейная (за счет пирофанита и перовскита) - тр.Обнаженная.

Для каждой отдельной трубки имеет место проявление каких-то реакционных трендов изменения составов ильменитов, а в целом,

и

ильмениты, включенные в слюду, из всех изучаемых трубок образуют нормальный магматический тренд кристаллизации, отражающий падение общего давления и уменьшение f0'2 по мере увеличения в составе ильменитов МдО и Сг203. И, следовательно, можно говорить о том, что ильмениты в тр.Обнаженная образовались при более высоком давлении и фугитивности кислорода, чем ильмениты из тр.Мир, а последние - чем ильмениты из тр. Юбилейная. Эволюция химизма ильменита осуществляется в сторону повышения общей железистости на фоне возрастания окисленности среды. Следовательно, для тр.Юбилейная характерны более высокая температура и меньшая степень окисленности среды при кристаллизации в ней ильменитов, чем для тр.Мир и тем более для тр.Обнаженная.

4.2. Хромшпинелиды

4. Z1. Химизм хромшпинелидое из тр.Мир

Хромшпинелиды, включенные в слюду из тр.Мир, характеризуются значительным разнообразием составов и делятся на шесть групп. Особенно хорошо проявлены отличия между шпинелью разных групп по содержанию Al203 и Сг2Оз и по соотношению ТЮг - СГ2О3 в их составе.

В шпинелидах, включенных в слюду из тр.Мир, отчетливо прослеживаются два главных тренда изменения состава:

1. Вариации химизма в изоморфном ряду хромит-шпинель с переменным взаимосвязанным содержанием AI2O3 и Сг203 при относительно низкой и постоянной примеси ТЮг.

2. Возрастание роли ульвошпинелевого и магнетитового компонентов наряду с низкой глиноземистостью и переменным содержанием Сг2Оз.

Первая тенденция изменения состава отчетливо прослеживается на примере шпинелидов 2а, 2Ь и 2с групп. Вторая проявлена в шпинели 3, 4, 5 и 6 групп. Некоторые авторы (Соболев, 1974) связывают первый тренд изменения состава хромитов, прежде всего, с влиянием давления, а второй - с температурным фактором и магматическим фракционированием. Первая тенденция проявлена в хромшпинелидах, относящихся к серии перидотитов. Вторая тенденция изменения состава характерна для образцов хромшпинелидов из зональных гранатов, из сростков в кимберлите (Соболев и др., 1973).

Хромиты первой, выделенной нами группы, по своему составу отвечают хромитам из алмазов тр.Мир. В них, как уже отмечалось, содержится 0,43 % ТЮ2, 5,72 % А12Оз и 59,85 % Сг2Оз, что хорошо согласуется с данными Н.В.Соболева и Э.С.Ефимовой, а также Г.П.Булановой, Ю.П.Барашкова, С.Б.Тальниковой и Г.Б.Смеловой. Кроме того, величины Cr/Cr+AI и Mg/(Mg+Fe), равные соответственно

0,88 и 0,56, также отвечают соотношениям в хромитах, включенным в алмазы.

Шпинелиды групп 2а-с отвечают по составу аналогам из ксенолитов ультраосновных пород, а образцы группы 2а, кроме того, аналогичны хромиту второй генерации из внешней части поликристаллического алмазного агрегата (Соболев, 1974). Шпинель 3, 4, 5 и 6 групп по составу близка к шпинелидам из зональных фанатов и хромит-пироксен-гранатовых сростков.

4.2. 2 Химизм хромшпинелидов из тр. Юбилейная

По своему составу все они относятся к хромпикотитам с довольно существенными различиями в содержании титана, алюминия и железа.

Первая, самая многочисленная группа представлена низкотитанистыми по сравнению с изученными включениями (2,01-3,82 %), низкоглиноземистыми (1,14-2,78 %), высокохромистыми (50,4356,64 %) зернами, содержание МдО в которых относительно не высоко и изменяется от 7,76 до 10,16 %. Общая железистость хромшпинелидов этой группы составляет 54% и она наибольшая среди проанализированных образцов. Отношение Сг/Сг+А1 в них высокое и составляет 0.95 при 73% Сг-компонента.

Вторая группа характеризуется уменьшением в составе хромшпинелидов хрома до 45,19-49,88 % при увеличении титана до 4,00-6,76 %, алюминия до 5,09-11,01 % и магния до 10,83-12,92 %. Для образцов этой группы характерна пониженная примесь магнетита ( в среднем 11,5 %) и повышенная А1-компонента (15%). Отношение Сг/Сг+А1 составляет в них 0,80 при содержании Сг-компонента в их составе в среднем 60,5%.

Хромшпинелиды третьей группы отличаются от второй существенным понижением в их составе хрома до 39,18-41,12 % и алюминия до 2,60-2,82 %. Для них характерна высокая примесь магнетита, достигающая 28,5 % . Отношение Сг/Сг+А1 составляет в образцах этой группы 0,91 при содержании Сг-компонента 54%.

И, наконец, четвертая группа объединяет наиболее высокотитанистые хромиты с содержанием ТЮ2 от 8,13 до 8,32 %. Примесь ульвошпинели в них в среднем составляет 20%. Для шпинели этой группы отмечается пониженная железистость ^ = 36,08%), пониженная примесь Сг-компонента (53%) при отношении Сг/Сг+А1 равным 0,83.

Разделение хромшпинелидов, включенных в слюду из тр.Юбилейная, на 4 описанных группы хорошо видно на рисунках, показывающих соотношения в их составе АЬОз, ТЮ2 и Сг2Оз. Отчетливо проявляется обратная корреляционная зависимость между содержаниями титана и хрома. В хромшпинелидах, включенных в слюду из тр.Юбилейная, проявлена следующая тенденция:

переменные взаимосвязанные содержания А12Оз, СГ2О3, ТЮг и, как выяснилось, МдО и РеО.

Хромшпинелиды первой и второй группы отвечают по составу наиболее высокохромистым и низкоалюминиевым аналогам из катаклазированных дунитов. Образцы третьей группы по содержанию хрома и титана близки к шпинели из катаклазированных дунитов, но содержат гораздо меньше алюминия. А шпинель четвертой группы приближены к шпинели из катаклазированных дунитов по содержанию алюминия и хрома, но содержат гораздо больше титана.

4.2.3. Химизм хромшпинелидое из тр. Удачная и Обнаженная

В слюде из тр.Удачная хромшпинелиды проанализированы только в трех зернах. Состав первых двух практически одинаков. Это высокотитанистые (4,31 и 4,81 мас.%), высокохромистые (48,06 и 46,65 мас.%) хромпикотиты с несколько повышенным содержанием А^Оз (8,46 и 7,25 мас.%). Соотношение Сг/Сг+А1 в них составляет 0,79 и 0,81 при содержании Сг-компонента 62 и 60 %. Примесь магнетита отмечается в количестве 10,5 и 14 %. Третье зерно шпинели отличается от двух предыдущих прежде всего по содержанию алюминия, которое равно 1,70 мас.% при довольно высокой хромистости (Сг/Сг+А1=0,95, содержание Сг-компонента 64,5%) и

содержании ульвошпинелевой примеси в 9 % и Лп=51,03 %.

Шпинель, включенная в слюду, на этих графиках занимает промежуточное положение между полями состава шпинели из гранатового лерцолита и из слюдяного пироксенита серии гранатовых пироксенитов-вебстеритов. По характеру изменения в составе шпинелидов содержаний магния и хрома можно предположить, что все они образовались в результате совместного действия процессов перекристаллизации, метасоматоза и метаморфизма.

В слюде из тр. Обнаженная проанализировано девять включений хромшпинелидое, которые по своему составу делятся на две группы. Первая представлена относительно высокожелезистыми (Лп=54,55-58,42 %) разностями с низким содержанием алюминия (1,87 - 2,66 %). Соотношение Сг/Сг+А1 в них составляет 0,92 - 0,95, при содержании Сг-компонента 71 - 73%. Примесь ульвошпинели в них повышена (6-8 %), а количество магнетита составляет 15,5 - 17 %. Вторая группа представлена низкотитанистыми хромшпинелидами с содержанием ТЮг 0,47 - 0,50 %, в которых повышена примесь А1-компонента до 21,5 - 22 %. Железистость этих образцов гораздо ниже и равна 44,45 - 46,0 %, также как и соотношение Сг/Сг+А1 (0,75 - 0,76) и количество Сг-компонента (66,5 - 67,0 %). Примесь магнетита составляет 10-11 %, а ульвошпинели 1 %.

По содержанию титана образцы хромшпинелидов второй, выделенной нами, группы включений в слюде близки шпинелидам из ксенолитов, характеризуясь, однако, более высоким содержанием в

своем составе хрома, железа и низким алюминия. Образцы же первой группы отличаются от хромшпинелидов из ксенолитов кроме того и по содержанию титана. Характер поведения в составе хромшпинелидов МдО и СггОз свидетельствует в пользу того, что они являются непереплавленными реститовыми образованиями. По всей видимости, шпинель из ксенолитов и шпинель включенная в слюду имеют общее происхождение, поскольку они располагаются на одной линии тренда.

4.24. Сравнительная характеристика и генезис шпинелидов, включенных в слюду из различных трубок

Сопоставление содержаний Сг2Оз, ТЮг, АЬОз и МдО в почти 300 проанализированных зернах шпинелидов, включенных в слюду из четырех кимберлитовых трубок Якутии, показывает исключительное разнообразие их состава с широкими колебаниями указанных окислов.

Изученные нами хромшпинелиды, включенные в слюду, относятся, по всей видимости, к четырем парагенезисам. Первый представлен хромшпинелидами алмазной ассоциации, в которую входит шпинель 1-ой группы из трубки Мир. Вторая ассоциация принадлежит к перидотитам магматического генезиса и объединяет шпинелиды 5,6 групп из тр.Мир и 3 группы из тр.Юбилейная. Аналогичные составы имеют шпинелиды, отмеченные в качестве включений в гранатах и сростках с алмазами. Образование шпинели третьего парагенезиса связано с проявлением раннего метасоматоза, приведшего к кристаллизации шпинели в метасоматизированных перидотитах и пироксенитах (1 группа из тр.Юбилейная, 2а группа из тр.Мир). Подобные составы имеют хромшпинелиды, включенные в зональные высокохромистые гранаты и из хромит-пироксен-гранатовых сростков. По мере нарастания процесса метасоматоза происходит дальнейшая кристаллизация шпинели в ксенолитах (группы 2Ь, 2с из тр.Мир и 2 из тр.Обнаженная), а также образование реакционной шпинели в келифитовых каймах на гранате (группы 3, 4 из тр.Мир, 2 из тр.Юбилейная, шпинель из тр.Удачная). Шпинели, аналогичной по составу продуктам позднего метасоматоза в качестве включений в слюде не отмечено (шпинель в реакционных каймах на гранатах метасоматизированных перидотитов и пироксенитов).

Таким образом, в слюде отмечаются включения шпинелидов, происхождение которых связано с :

1. алмазоносными породами

2. гранатовыми перидотитами магматического генезиса

3. процессами древнего метасоматоза

а) первично-метасоматическая шпинель

б) вторичная шпинель в составе келифитовых кайм на гранатах из магматических перидотитов

В составе шпинелидов из различных трубок, образование которых связано с проявлением раннего метасоматоза, не отмечается существенных различий. Следует отметить, что шпинель из магматических перидотитов отмечена в качестве включений в слюде только в трубках Мир и Удачная, а шпинелиды алмазной ассоциации -в слюде из трубки Мир.

4.3. Рутил

Рутил отмечен в качестве кристаллических включений только в слюде из тр.Юбилейная.

4.3.1. Химизм рутила

Включенные в слюду рутилы характеризуются широким диапазоном изменения в их составе титана от 78,3 до 97,56%, железа от 0,16 до 9,57% и магния от 0 до 10,65%. Кроме того в них постоянно отмечается примесь алюминия (в среднем 0,3%) и хрома (4,06%). Примесь марганца в большинстве зерен отсутствует, достигая в некоторых 0,44%. В трех образцах отмечено присутствие кальция в количестве до 2,35%. Для рутила характерна хорошо выраженная корреляционная зависимость между титаном и суммой железа и магния.

В одном зерне флогопита нами проанализировано включение, близкое по своему составу армолколиту и имеющего следующую кристаллохимическую формулу:

(Мдо,5з Рео.зэ СГо,о4 Мпо,о1 А^.шМТи.эа Сго.огЬОв

Включения в некоторых зернах флогопита имеют промежуточный между рутилом и армолколитом состав.

Следует отметить, что практически все рутилы встречены в зернах флогопита с включениями ильменита. Устойчивое повышенное содержание хрома и алюминия в составе рутила вероятно свидетельствует о их ассоциации с силикатом.

4.4. Перовскит

Перовскит в кимберлитах является одним из распространенных минералов, слагающих основную массу, Нами проанализирован перовскит, включенный в слюду из тр.Юбилейная.

4.4.1. Химизм перовскита

Перовскит относится к числу сложных окислов. Содержание титана в перовските, включенного в слюду, относительно постоянно и

изменяется в очень узких пределах от 53,7 до 58,83 мас.%. Количество СаО в их составе переменчиво: от 28,12 до 41,78 мас.%. В тех образцах, где кристаллохимический коэффициент Са < 1, его, в первую очередь, замещиет Ре. Кроме того, в составе перовскита отмечается присутствие примесей алюминия, хрома, марганца и магния. Все они изоморфно замещают железо. Составу перовскита из концентрата тр. Юбилейная отвечает по составу один изученный нами образец.

4.5. Гранат

Нами диагностирован гранат, включенный в слюду из тр. Мир, Юбилейная и Удачная.

4.5.1. Сравнительная характеристика гранатов, включенных в слюду из различных трубок

Точки состава гранатов нанесены на компонентную диаграмму СаО - Сг2Оз, по которой видно, что:

- гранат М-2,3 принадлежит к группе гранатов в кимберлитах, представленных зональными гранатами и гранатами с включениями высокохромистых пироксенов и хромшпинелидов

- гранаты М-9,2, М-9,6 и М-6,19 попадают на границу поля составов фанатов из магнезиально-железистых пироксенитов и лерцолитов, а повышенная примесь титана в гранате М-6,19 указывает на вероятную ассоциацию с ильменитом

- гранаты из образцов флогопита М-2,20 и М-2,27 располагаются между полями состава фанатов лерцолитового и дунит-гарцбургитового алмазоносного парагенезисов.

Таким образом, видно, что все гранаты, включенные в слюду из тр.Мир, относятся к гранатам ультраосновного парагенезиса. Составы гранатов в зернах флогопита М-6,19, М-2,20 и М-2,27 близки по соотношению CaO-fm гранатам, включенным в алмазы, но только образцы М-2,20 и М-2,27, содержащие примесь кноррингита и имеющие отношение Cr/Mg, равное 0,21 и 0,22, по своему составу действительно аналогичны гранатам, включенным в алмазы (Буланова и др., 1994).

Гранат включенный в слюду из тр. Юбилейная имеет промежуточный состав между гранатами из катаклазированных лерцолитов и дунит-гарцбургитов и расположен близко к полю состава гранатов, включенных в алмазы.

В тр.Удачная включение граната проанализировано в слюде, отобранной из ксенолита эклогита. На фафике зависимости содержания в гранатах СаО - СггОз точка состава данного образца попадает в поле состава гранатов из магнезиально-железистых эклогитов.

Таким образом, можно отметить, что гранаты, включенные в слюду из кимберлитов, принадлежат к аналогам из ксенолитов, отмечаемых в кимберлитах. Гранаты М-2,20, М-2,27 и Юб-1,10 по своему составу, кроме того, близки к гранатам, включенным в алмазы.

4.6. Пироксен

Нами проанализированы пироксены, включенные в слюду из тр.Мир и Удачная.

4.6.1. Сравнительная характеристика и условия образования пироксенов, включенных в слюду

Пироксены, включенные в слюду из тр.Мир, представлены клинопироксенами. Они отмечены в качестве кристаллических включений в трех кристаллах флогопита. В целом данные пироксены характеризуются довольно схожим химическим составом. Содержание СаО колеблется в них от 20,24 до 21,45 мас.%, МдО от 13,64 до 14,77 мас.%, РеО от 2.,18 до 2,39 мас.%, Сг203 от 1,73 до 2,61 мас.%, №20 от 2,09 до 2,35 мас.%, ТЮ2 от 0,07 до 0,10 мас.%. Это хромдиопсиды с примесью юриитового компонента от 5 до 10 %.

Точки составов изученных пироксенов нанесены на диаграмму Са-Мд-Ре. Как видно, пироксены, включенные в слюду из тр.Мир, занимают на ней крайнее верхнее положение и близки по своему составу хромдиопсидам из алмазоносных лерцолитов, а также хромдиопсидам, включенным в алмазы и оливины. Железистость данных образцов повышена по сравнению с хромдиопсидами, включенными в алмаз и изменяется от 8,13 до 10 % при соотношении Са/Са+Мд, равном 0,49 - 0,51. Такие величины отношения Са/Са+Мд характерны для клинопироксенов из зернистых пироповых перидотитов (Соболев, 1974; Владимиров и др., 1989) и соответствуют температуре образования 900 0 С.

Совершенно иной состав имеет пироксен, включенный в слюду из тр.Удачная. Это чистый диопсид с содержанием СаО равным 25,85 мас.% и МдО 18,82 мас.%, без примесей других компонентов, за исключением РеО, содержание которого по данным микрозондовых исследований составляет всего 0,02 мас.%.

4.7. Включения амфибола, магнетита и оливина.

Судя по химическому составу, включенный в слюду амфибол представлен калийсодержащим антофиллитом, происхождение которого, вероятно, связано с магнезиально-калиевым метасоматозом.

Включенный в слюду магнетит содержит в своем составе незначительную примесь магния и в двух образцах примесь титана.

Состав включенного в слюду оливина довольно прост. Он содержит 12,6% фаялитового компонента и, соответственно, 87,4% форстерита. Такие содержания данных компонентов характерны для оливинов из ильменитсодержащих пород в кимберлитовой тр.Обнаженная (Уханов и др., 1988). Кроме того, он близок по составу оливинам, включенным в хромшпинелиды из тр.Эллендейл-4 (Логвинова, 1994).

Глава 5. Особенности химического состава флогопита с кристаллическими включениями

5,1. Флогопит из тр.Мир

В флогопите из тр.Мир отмечены включения шпинели, ильменита, граната, диопсида, амфибола и магнетита. В целом, флогопит с включениями характеризуется широкими вариациями в своем состве наиболее показательных элементов, к которым относятся ТЮ2 (0,22,0%), Сг203 (0,1-1,2%), РеО (2,2-6,0%). Все флогопиты по содержанию этих компонентов делятся на две большие группы. Для них отмечается отрицательная корреляция между содержаниями хрома и железа. А для второй группы, кроме того, - положительная между содержанием хрома и титана.

Флогопит первой группы с содержанием ТЮ2 0,2-0,4%, РеО 2,23,8% и Сг20з 0,2-0,9% содержит включения шпинели первых трех групп (см. гл.4), диопсида и неизмененного граната. Флогопит второй группы с повышенной концентрацией РеО (3,8-6,0%) и переменными количествами ТЮ2 (0,3-2,0%) и Сг2Оз (0,2-1,2%) содержит включения ильменита, шпинели 4-6 групп и измененного фаната. Уменьшение хромистости и увеличение железистости слюд первой группы отмечается в ряду ассоциаций: Фл+Шп1-»Фл+Шп2+Гр+Ди->Фл+ШпЗ. В слюде второй группы (на основе изучения зональных кристаллов флогопита) выявляется тенденция увеличения хромистости по мере снижения содержания железа: Фл+Илм-»Фл+Шп4,6->Фл+Шп5+Гр.

Ассоциация Фл+Шп1 может быть связана с гранат-шпинелевыми ультрабазитами. Этот флогопит имеет сходство со слюдой гранатовых перидотитов (Ег1апк е1 а1., 1986). Ассоциация Фл+Шп2+Гр+Ди похожа на минералы в флогопитовых перидотитах. Ассоциация Фл+ШпЗ имеет сходство по составу с минералами из флогопит-К-рихтеритовых перидотитов. Минеральная ассоциация Фл+Илм похожа на таковую из ильменитовых перидотитов и пироксенитов. Все эти ассоциации являются первичными. Ассоциация Фл+Шп5+Гр похожа по составу с вторичными минералами гранатовых и флогопит-гранатовых перидотитов. Относительно генетической принадлежности ассоциации Фл+Шп4,6 трудно сделать однозначный вывод, но они тяготеют к составу первичных минералов.

5.2. Флогопит из тр. Юбилейная

В тр. Юбилейная флогопит содержит включения следующих минералов: шпинель, ильменит, гранат, рутил и перовскит. Содержания показательных элементов колеблются в следующих пределах: ТЮ2 от 0,2 до 3,7%, Сгг03 от 0,2 до 1,7%, РеО от 2,3 до 4,9%. По сравнению с флогопитом из тр.Мир эти слюды содержат больше титана и хрома при меньших количествах железа. В целом, флогопит с кристаллическими включениями из тр. Юбилейная можно разделить на две группы: первая с количеством титана < 1% (с включениями шпинели); вторая - с 1,9-3,6% "П02 (с включениями рутила и ильменита). Такое же деление отмечается и по содержанию хрома. Судя по содержанию в составе данных флогопитов хрома и железа, большая их часть попадает в поле первичной слюды из мантийных ксенолитов. При анализе результатов изучения отечественными исследователями минералов мантийных ксенолитов (Соловьева и др., 1994, тр.Удачная) выявилось сходство флогопитов из тр. Юбилейная с включениями рутилов, рутилов+ильменитов и ильменитов с аналогами из ильменитсодержащих парагенезисов, а именно, ильменит-флогопитового ортопироксенита и рутил-флогопитового ортопироксенита, которые условно отнесены данными авторами к породам "тапсГ- типа (имея, однако, существенное отличие от традиционных "тапс)-ов" Южной Африки).

5.3. Флогопит из тр.Обнаженная

В тр.Обнаженная флогопит содержит включения шпинели, ильменита и оливина (одно зерно). Пределы колебаний в данных слюдах показательных элементов следующие: ТЮ2 0,2-3,2%, Сг203 0,10,9%, РеО 2,2-7,2%.

Флогопит с включениями шпинели отличается от других слюд повышенным содержанием хрома (> 0,5%). Флогопит с включениями ильменитов характеризуется довольно постоянным содержанием Сг2Оз (0,1-0,5%) с несколько варьирующими количествами РеО (5,3-7,2%) и ТЮ2 (0,8-1,8%). Низкотитанистый (0,3%), низкохромистый (0,2%), умеренножелезистый флогопит содержит включение оливина.

Флогопит с включениями ильменитов, оливина и шпинели 2 попадает в поле первичных слюд в мантийных ксенолитах и пород "тапсГ'-типа (Ег1апк е1 а1., 1986). Они полностью аналогичны слюдам из ильменитсодержащих ксенолитов из тр.Обнаженная (Уханов и др., 1988). Флогопит с включениями шпинели 1 отвечает составам первичных слюд из ксенолитов.

5.4. Флогопит из тр.Удачная.

В породах тр.Удачная нами обнаружено всего семь зерен флогопита с включениями шпинели, ильменита, граната и диопсида. По химическому составу четыре из них (с фанатом, диопсидом и ильменитом) аналогичны слюдам из пород "marid''-типа с низким содержанием хрома (< 0,2 мас.%) и широко варьирующими значениями железистости - до биотитовой (4,82-14,43 мас.%) и титанистости (0,585,29 мас.%). Вторую группу образуют флогопиты с включениями шпинели с повышенным содержанием Ti02 (2,69-2,81%) и Сг203 (1,1%), с умеренным содержанием железа (4,24-4,91 мас.%). Такой же состав имеет краевая часть зерна флогопита с включением диопсида. Данные флогопиты отвечают по составу вторичным слюдам в глубинных ксенолитах из тр.Удачная (Соловьева и др., 1994).

5.5. Сравнительная характеристика флогопита с включениями из различных трубок

На диаграммах СггОз-ТЮ2 и Cr203-Fe0 флогопиты с кристаллическим включениями из четырех кимберлитовых трубок Якутии образуют два поля. Первое поле (группа) - с содержанием хрома < 1 мас.%, титана < 0,6 мас.% и железа 2,2-3,8 мас.%. Второе поле (вторая, третья и четвертая(?) группа) - с содержанием хрома 0,21,7 мас.%, титана 0,1-3,7 мас.% и железа 3,8-7,4 мас.%. В первую группу входят слюды с включениями шпинели, диопсида, неизмененного граната, отвечающие по составу минералам из гранат-шпинелевых ксенолитов. Вторую группу образуют слюды с включениями ильменитов, связанные, по всей видимости, с ильменитовыми гипербазитами. В третью группу вошли флогопиты с включениями рутила, ильменита и рутила, аналогичные минералам из ильменит-флогопитового и рутил-флогопитового ортопироксенитов. Эти три группы слюд являются скорее первичными. Иное дело обстоит с выделяемой нами четвертой группой слюд с включениями шпинели и измененных гранатов, - это несомненно вторичные слюды из мантийных ксенолитов.

Следует отметить тот факт, что три зерна флогопита с включениями ильменит+рутил отвечают по составу флогопитам лерцолитового парагенезиса, включенным в алмазы (Соболев и др., 1988).

Таким образом, макрокристаллы флогопита с кристаллическими включениями различных минералов могут быть как первичными, так и вторичными и принадлежать к разнообразным минеральным парагенезисам мантийных ксенолитов, становящихся более основными по составу по мере продвижения с юга на север провинции.

Глава 6. Условия образования флогопита с кристаллическими включениями

В главе рассмотрены признаки сингенетичности флогопита и включенных в него минералов. К сингенетичным отнесены включения шпинели, ильменита, неизмененного граната, рутила и возможно, диопсида. Между одноименными компонентами состава сосуществующих минералов выявлено наличие корреляционных зависимостей.

Далее на основе полученных в ходе исследования результатах сделаны выводы об условиях образования флогопита и сингенетичных включений:

1. Пара флогопит-шпинель (первая группа флогопита с включениями) вероятно образовалась за счет перераспределения хрома из высокохромистых фаз. При плавлении дунит-гарцбургитового субстрата высвобождающийся из клинопироксена хром перераспределяется в гранат, при перенасыщении которым последний сбрасывает его в виде высокохромистой шпинели, устойчивой в ассоциации с алмазом. В состав клинопироксена может входить некоторое количество калия (Соболев, 1974), которое, высвобождаясь при плавлении, вероятно и образует тот самый флогопит, редкие находки которого зафиксированы в качестве включений, сигненетичных алмазу, и определенных как флогопит дунит-гарцбургитового парагенезиса (Соболев и др., 1988). При дальнейшем плавлении такого субстрата в расплав будет поступать еще большая партия хрома и калия. После чего, из обогащенного этими элементами расплава могли кристаллизоваться флогопиты с включениями шпинели. А порода становилась существенно флогопит-шпинелевой с незначительным количеством гранат и пироксена. Вероятно, - это тот самый процесс, который широко известен как "молодой метасоматоз" дунит-гарцбургитового субстрата.

2. Вторая группа флогопита - это слюда с включениями ильменита и рутила, которая вероятно принадлежит к ильменитовым гипербазитам и породам "тапсГ-типа, имеющим магматическое происхождение (Соловьева и др., 1994; Зырянов, 1988). Хотя существует мнение, что слюдистые ильменитсодержащие породы - это результат особой разновидности калиевого метасоматоза (Уханов и др., 1988).

Флогопит второй группы с включениями шпинели и измененного граната возможно связан своим происхождением с гранатовыми лерцолитами и с реакционными процессами позднего мантийного метасоматоза.

С помощью программного комплекса "ТРР", созданного в Институте экспериментальной минералогии СО РАН, нами рассчитаны

температуры равновесия сосуществующих минералов. Температура для пары флогопит-гранат рассчитана по гранато-биотитовому геотермометру Л.Н.Никитиной (Никитина, 1991), которая произвела его калибровку на основе сопоставления большого количества существующих вариантов этого термометра, применяемых в "ТРР".

Для четырех образцов были рассчитаны температуры равновесия гранат-флогопит и гранат-шпинель. Наиболее близкая сходимость результатов отмечается для образца М-2,20. Температура равновесия первой пары равна 950°С, второй 990°С (температура образования диопсида, включенного в слюду аналогичного состава, равна 900°С). Для образца М-2,3 пара гранат-шпинель показала температуру 1172°С, а флогопит-гранат 1074°С. В образце из тр. Юбилейная пара гранат-флогопит дает температуру равновесия 1082°С, а гранат-шпинель 986°С. С учетом погрешности эти результаты можно считать сопоставимыми. В образце М-9,6 наблюдается крайне неравновесная минеральная ассоциация - разница в температуре составила 422°С (1300°С для пары гранат-флогопит и 878°С для гранат-шпинель). Столь же высокая температура отмечается для пары гранат-флогопит в образце М-6,19, составляющая 1380°С. В этих двух последних зернах слюды гранат сильно изменен, из продуктов растворения (расплавления) которого возможно и кристаллизовался окружающий его флогопит. В зерне М-2,27 температура равновесия пары гранат-флогопит равна 1060°С и близка таковой для образцов М-2,3 и М-2,20. Очень низкую температуру показала пара гранат-флогопит из тр.Удачная (550°С). В зерне флогопита М-5,5 для пары ильменит-магнетит определены температура и Лэ2, которые составляют соответственно 634-731°С и 10 -10'15, что соответствует буферу субсолидусного восстановления.

С помощью различных геотермобарометров, предлагаемых "ТРР", нами подобраны значения давления для рассчитанных температур. В целом они согласуются с Р-Т условиями мантийных ксенолитов из различных кимберлитовых трубок Якутии. Так, например, для тр.Мир характерно присутствие трех минеральных ассоциаций флогопита с кристаллическими включениями, соответствующих различным типам глубинных пород в этой трубке: гранатовые лерцолиты (Т=878-1380°С, Р=30-35 кбар), "истощенные" гранатовые перидотиты (Т=950-1172°С, Р=50-60 кбар) и ильменитовые перидотиты (Т=634-731°С, Р=30-32 кбар).

Таким образом, среди макрокристаллов флогопита выделяется по крайней мере две большие группы, которые обязаны своим происхождением различным процессам, протекавшим в мантии.: первый - "молодой" метасоматоз дунит-гарцбургитов; второй -образование ильменитовых гипербазитов и гранатовых лерцолитов и затронувшая их "предкимберлитовая проработка".

Заключение

На основе результатов проведенных исследований можно сформулировать основные выводы:

1. Наиболее распространенными включениями в слюде из кимберлитов являются шпинель, ильменит и рутил. В единичных случаях отмечаются включения граната, перовскита, диопсида, оливина, магнетита и амфибола. Для каждой трубки выделяются приоритетные включения: в тр.Мир - шпинель, в тр.Юбилейная -шпинель и рутил, в тр.Обнаженная - ильменит.

2. Морфология минералов-узников свидетельствует о том, что они являются прото- (гранат, ильменит, диопсид) и сингенетичными (шпинель, ильменит, рутил, фанат, диопсид (?) включениями в слюде. Выявлена корреляционная зависимость между компонентами состава слюды и включений: положительная между хромом в слюде и шпинели, между титаном в слюде и рутиле; отрицательная между титаном в слюде и ильмените; положительная между железом в слюде и шпинели, ильмените, рутиле и др. Корреляция химического состава минерала-хозяина и минерала-узника позволяет предполагать их совместную кристаллизацию.

3. Сравнительный анализ химического состава минералов-включений и имеющихся данных по минералогии пород верхней мантии показывает, что комплекс кристаллических включений в слюде, представленный гранатом (с содержанием СггОз 3,01-7,99 мас.% и СаО 4,81-10,58 мас.%), шпинелью (содержание Сг203 15,34-60,33 мас.%; А12Оз 1,14-15,55 мас.%; ТЮ2 0,46-10,27 мас.%), ильменитом (содержание МдО достигает 14,66 мас.%; Сг203 - 7,37 мас.%; Ре2Оз -10,51 мас.%), рутилом (с примесью хрома в среднем 4,06 мас.%; общего железа 0,16-9,57 мас.%; магния - до 10,65 мас.%), хромдиопсидом (с примесью юриитового компонента и отношением Са/Са+Мд=0,51), оливина, по своему составу идентичен известным минеральным парагенезисам глубинных пород. Следовательно, макрокристаллы флогопита с сингенетичными включениями минералов глубинных парагенезисов являются ксенокристаллами и их присутствие в кимберлитах обусловлено дезинтеграцией ксенолитов.

4. Среди вкрапленников флогопита с кристаллическими включениями в кимберлитах выделяются индикаторные парагенетические ассоциации минералов (флогопит+шпинель +гранат+диопсид; флогопит+шпинель; флогопит+ильменит; флогопит+ рутил), с помощью которых появляется возможность восстановить ход их кристаллизации.

На основе этих минеральных ассоциаций определена генетическая принадлежность флогопита с кристаллическими включениями. Они вероятно принадлежали различным породам мантии (дунит-гарцбурги-

ты, гранатовые лерцолиты, гранатовые перидотиты и пироксениты, ильменитовые гипербазиты). Используя программный комплекс "ТРР" рассчитана температура и подобрано давление для сосуществующих минералов. Они близки Р-Т условиям образования мантийных ксенолитов в данных трубках.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Бабушкцна С.А., В.К.Маршинцев. Слюда как индикатор кристаллизации магм в различных геодинамических обстановках// Геохимия магматических пород: Тезисы докладов XV-XVI геохимических семинаров,- М., 1991.

2. Бабушкина С.А. Состав флогопита мантийных ксенолитов из кимберлитов Якутии II Там же.

3. Бабушкина С.А. Минералы-включения в слюде и их влияние на состав флогопита из тр.Мир// Геология и геофизика Восточной Сибири. Современные методы в геологических исследованиях: Тезисы докладов XV конференции молодых ученых,- Иркутск, 1992.

4. Бабушкина С.А. Эволюционный ряд кристаллизации флогопита из кимберлитов тр.Мир/ Минералого-металлогенические аспекты магматизма Якутии,- Якутск, 1993.

5. Babushkina S.A. Some phlogopite formation stages (on example of study of phlogopite from the Mir pipe) // Extended abstracts 6 International Kimberlite Conference.- Novosibirsk, 1995.

печ. л. 1,4. Уч. 1,45. Тир. 100. зак. 23. ННИЦ. 97г.