Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Особенности эволюции расплавов при кристаллизации кимберлитов (трубка Удачная-Восточная, Якутия) и базанитов (трубка Беле, Хакасия) по данным изучения расплавных включений
ВАК РФ 25.00.05, Минералогия, кристаллография
Автореферат диссертации по теме "Особенности эволюции расплавов при кристаллизации кимберлитов (трубка Удачная-Восточная, Якутия) и базанитов (трубка Беле, Хакасия) по данным изучения расплавных включений"
На правах рукописи
ГОЛОВИН Александр Викторович
ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ РАСПЛАВОВ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КИМБЕРЛИТОВ (ТРУБКА УДАЧНАЯ-ВОСТОЧНАЯ, ЯКУТИЯ) И БАЗАНИТОВ (ТРУБКА БЕЛЕ, ХАКАСИЯ) ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ РАСПЛАВНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ
25.00.05 - минералогия, кристаллография 25.00.04 - петрология, вулканология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
НОВОСИБИРСК 2004
Работа выполнена в Институте минералогии и петрографии ОИГТМ Сибирского отделения Российской Академии Наук
Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук
Н.П. Похиленко
кандидат геолого-минералогических наук В.В. Шарыгин
Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук
А.И. Чепуров
доктор геолого-минералогических наук Н.В. Владыкин
Ведущая организация: Институт геологии рудных месторождений,
петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии Наук (ИГЕМ РАН) г. Москва
Защита состоится « 27 » апреля 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 003.050.02 в Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале. Адрес: 630090, Новосибирск- 90, пр. акад. Коптюга, 3.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск
Автореферат разослан « 25 » марта 2004 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, д.г.-м.н.
С Б.Бортникова
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Изучение вулканических трубок позволяет приблизиться к решению важнейших проблем современной петрологии, таких, как условия зарождения, состав, особенности эволюции, параметры кристаллизации расплавов мантийного происхождения. С вулканоплутоническими телами связаны многочисленные месторождения полезных ископаемых, в частности, кимберлиты являются главным источником алмазов. В настоящее время изучение состава мантийных магм, их эволюции, условий генерации и кристаллизации проводится с помощью экспериментальных исследований при различных Р-Т-параметрах, математического моделирования, минералогических и хроматографических исследований пород. Однако, только расплавные включения в минералах являются единственным прямым источником сведений о химическом составе, направлении эволюции и Р-Т-условиях кристаллизации мантийных магм, поскольку обладают уникальными свойствами сохранять информацию о составе расплава и Р-Т-параметрах в момент их захвата. Поэтому изучение включений расплава позволяет значительно приблизиться к решению вышеобозначенных проблем.
Актуальным направлением петрологии и вулканологии также является изучение минералов, расплавных и флюидных включений в мантийных ксенолитах, образование которых происходило значительно позже кристаллизации первичных ассоциаций. Генезис этих поздних фаз в ксенолитах остается дискуссионным.
Цели и задачи исследования. Целью работы являлось построение комплексной модели эволюции мантийных расплавов при кристаллизации кимберлитов (трубка Удачная-Восточная) и базанитов (трубка Беле), а также выявление особенностей взаимодействия мантийных ксенолитов с выносящими расплавами.
Для выполнения поставленной цели необходимо было решить две основные задачи: 1. Определить особенности эволюции и Р-Т-параметры при кристаллизации кимберлитов (трубка Удачная-Восточная) и базанитов (трубка Беле). 2. Установить генезис и условия образования поздних фаз в мантийных ксенолитах из этих тел.
Объекты исследования. Геологическими объектами исследования являлись трубки взрыва: кимберлитовая - Удачная-Восточная (Якутия) и базанитовая — Беле (Хакасия). Объектом детальных исследований были расплавные, флюидные и кристаллические включения в минералах неизмененных пород и ксенолитов.
Выбор объектами исследования трубок Удачная-Восточная и Беле обусловлен следующими причинами:
1. До настоящего времени комплексного исследования расплавных включений в минералах кимберлитов не проводилось, поэтому значительная часть информации о физико-химических особенностях кристаллизации кимберлитов отсутствовала. Включения расплава в породообразующих минералах базанитовых тел Северо-Минусинской впадины также практически не изучались.
2. Трубки взрыва Удачная-Восточная и Беле, с одной стороны, имеют ряд общих черт, с другой, - различий. Поэтому проведение сравнительного анализа физико-химических условий кристаллизации пород этих магматических тел представляется достаточно актуальным. Базанитовые трубки взрыва имеют некоторое сходство с типичными кимберлитовыми трубками по морфологии, механизму образования, составу мантийных ксенолитов. Северо-Минусинские трубки долгое время рассматривались как потенциально алмазоносные
из-за присутствия в них пиропов, но позднее эти предположения не подтвердились (Крюков, 1962; 1968). Существенное различие сопоставляемых объектов заключается в минералогическом составе основной массы породы. Кроме того, эти трубки взрыва располагаются в различных геодинамических обстановках: в стабильной центральной части и в обрамлении Сибирской платформы, которое подверглось нескольким циклам тектоно-магматической активизации.
Основные защищаемые положения.
1. Эволюция расплава при кристаллизации кимберлитов трубки Удачная-Восточная была направлена в сторону карбонатитовых составов - постепенного повышения содержания CaO, FeO, щелочей, летучих (СО2, ЦО, И, Б, С1) и понижения концентраций Кристаллизация минералов основной массы кимберлитов происходила в гипабиссальных условиях в интервале Т=1000-600°С.
2. Эволюция расплава при кристаллизации базанитов трубки Беле была направлена в область тефрифонолит-фонолитовых составов — обогащения 5102,
щелочами и обеднения Кристаллизация минералов
основной массы базанитов происходила в приповерхностных условиях при Т=1300-900°С.
3. Джерфишерит, установленный в виде одной из фаз наложенной минерализации в мантийных ксенолитах трубки Удачная-Восточная, вероятно, является продуктом инфильтрации в ксенолиты кимберлитового расплава при Т<900°С и близповерхностном давлении.
4. Вторичные расплавные, флюидные и кристаллические включения в минералах глубинных ксенолитов трубки Беле являются продуктами взаимодействия ксенолитов с базанитовой магмой при Т=1200-1100°С и Р<2.4 кбар.
Фактический материал и личный вклад автора. Для реализации поставленной цели автором осуществлено: 1) минералогическое и петрохимическое изучение пород, определение Р-Т-параметров кристаллизации минералов основной массы кимберлитов и базанитов; 2) определение составов магм и реконструкция их эволюционных трендов при кристаллизации кимберлитовых и базанитовых расплавов по данным изучения расплавных включений; 3) определение состава, Р-Т-условий образования, источника вещества поздних фаз в ксенолитах и, для сравнения, определение состава и Р-Т-параметров образования первичных ассоциаций мантийных ксенолитов.
Материалом для проведения исследований стала коллекция пород и ксенолитов из трубок взрыва Удачная-Восточная и Беле, отобранная при участии автора в период с 1995 по 2000 гг. совместно с Н.П. Похиленко, В.Ю. Брагиным и В.Г. Мальковцом. Часть образцов ксенолитов из трубки Беле была любезно предоставлена Ю.И. Овчинниковым. В ходе работы было просмотрено более 200 пластинок пород с целью выявления различных типов включений в минералах. Проведено около 100 высокотемпературных термометрических экспериментов с расплавными включениями и порядка 100 криометрических исследований флюидных включений и флюидных фаз в расплавных включениях. Выполнено более 1200 полных микрозондовых анализов минералов, закаленных и остаточных стекол расплавных включений. Получено более 50 КР-спектров
содержимого флюидных включений и некоторых дочерних фаз из расплавных включений. Проведены систематизация, интерпретация и обобщение всех полученных результатов, их сопоставление с литературными данными.
Методы исследования. При изучении включений использовались методы термобарогеохимии - термометрия и криометрия. КР-спектры получены на многоканальных спектрометрах (ИАМАМОК и-1000, ОИГГиМ СО РАН и ТЫРЬЕМАТЕ 8РЕХ, ИНХ СО РАН, г. Новосибирск). Состав минералов и стекол определялся посредством рентгеноспектрального анализа на микрозонде СашеЪах-тего (ОИГТиМ СО РАН). Химический и редкоэлементный состав пород определялся методами РФА и РФА-СИ, летучие компонеты — методом классического химического анализа (ОИГГиМ СО РАН).
Научная новизна. Реконструированы тренды и установлены различия в направлении эволюции составов расплавов, получены данные о температурном и флюидном режимах при кристаллизации кимберлитов и базанитов.
Данная работа представляет собой первое систематическое исследование состава расплавных включений в кимберлитах. В расплавных включениях из кимберлитов трубки Удачная-Восточная среди дочерних фаз установлены редкие минералы - тетраферрифлогопит, гумит, джерфишерит, Ка-Са-карбонаты, а также сульфаты и хлориды. Как минерал основной массы кимберлитов трубки Удачная-Восточная впервые идентифицирован джерфишерит. Доказано, что кальцит, доломит, магнезит-сидерит, Ка-Са-карбонаты и джерфишерит в кимберлитах имеют позднемагматическое происхождение. Впервые в базанитах Северо-Минусинской впадины установлен редкий алюмосиликат- рёнит.
Показано, что поздние фазы в мантийных ксенолитах, происхождение которых обычно связывают с мантийным метасоматозом, могут быть продуктами взаимодействия ксенолитов с выносящими их расплавами.
Практическая ценность выполненной работы определяется полученными принципиально новыми данными по физико-химическим особенностям кристаллизации кимберлитов трубки Удачная, являющейся крупнейшим отечественным коренным месторождением алмазов. Приведенные в настоящей работе результаты являются важной информацией для создания объективных моделей формирования алмазных месторождений подобного типа.
Апробация работы и основные публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, из которых 3 статьи - в российских журналах и 14 тезисов докладов - в трудах международных и российских конференций. Основные результаты по теме диссертации представлялись на 7-й и 8-й международных кимберлитовых конференциях («1КС»: Кейптаун, ЮАР, 1998; Виктория, Канада, 2003), на 14-й, 15-й и 17-й европейских конференциях по флюидным включениям («ЕСКОЕ1»: Нанси, Франция, 1997; Потсдам, Германия, 1999; Будапешт, Венгрия, 2003), на 9-й международной конференции по термобарогеохимии (Александров, Россия, 1999), на семинаре «Щелочной магматизм Земли» (Москва, Россия, 2002), на конференции «Геология, геохимия и геофизика на рубеже XXX и XI веков» (Иркутск, Россия, 2002) и на «Первой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле» (Новосибирск, Россия, 2002).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и приложения общим объемом 240 страниц. Материал диссертации
сопровождается 39 рисунками и 31 таблицей. Список литературы включает 240 наименований.
Работа выполнена в Лаборатории процессов формирования алмазных месторождений (№ 451) Института минералогии и петрографии СО РАН при поддержке проектов РФФИ (№ 02-05-64620-а и № 01-05-0603 8-мас, 02-05-65329-мас) и ВМТК ОИГГМ СО РАН (№ 1762).
Автор выражает искреннюю благодарность научным руководителям работы д.г.-м.н., профессору Н.П. Похиленко и к.г.-м.н. В.В. Шарыгину за совместное плодотворное сотрудничество, постоянную поддержку и внимание. Весьма ценными на различных этапах выполнения работы были консультации и советы академика Н.В. Соболева. Автор признателен к.г.-м.н. А.А. Томиленко, к.г.-м.н. Л.И. Паниной, к.г.-м.н. С.З. Смирнову, к.г.-м.н. Д.В. Кузьмину, Л.М. Усольцевой, С В. Ковязину за консультации при проведении термобарогеохимических опытов, Л.В. Усовой и Л.Н. Поспеловой за постоянную помощь при проведении микрозондовых исследований, д.х.н. Б.А. Колесову и к.г.-м.н. А.П. Шебанину, при участии которых стало возможным проведение КР-спектроскопии включений, к.г.-м.н. Н.В. Максимовой за РФА-СИ. Автор благодарен к.г.-м.н. Э.В. Сокол и д.г.-м.н. А.И. Изоху за просмотр рукописи и ценные замечания, Г.Д. Головиной за корректуру работы.
Глава 1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ, ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ТРУБКИ УДАЧНАЯ-ВОСТОЧНАЯ
В главе 1 автором обобщена и проанализирована литературная информация о строении Сибирской платформы, где выделяются три крупнейших структурно-формационных единицы: складчатый кристаллический фундамент, орогенный комплекс и платформенный этаж (Мокшанцев и др., 1974).
Рассматривается классификация кимберлитов, гипотезы образования кимберлитовой магмы, проблемы геотектонических условий формирования кимберлитов, в том числе их структурное положение и закономерности размещения, а также возраст проявлений кимберлитового магматизма на Сибирской платформе (Mitchell, 1995; Милашев, 1986; 1990; Никишов, 1984; Эринчек и др., 1998; Брахфогель, 1984). Приводится краткая характеристика геологического строения Даддыно-Алакитского района кимберлитового магматизма, где известно более 130 трубок и даек кимберлитов, сконцентрированных в пределах двух полей. На северо-востоке района находится Даддынское кимберлитовое поле, на территории которого располагается трубка Удачная (Харькив и др., 1991; 1998).
Трубка Удачная служит ярким примером сочленения двух тел (западного и восточного), образование которых происходило в несколько фаз внедрения. Трубка Удачная-Восточная сложена пятью разновидностями кимберлитов, образовавшихся в четыре фазы внедрения. В трубке Удачная-Восточная установлено три типа кимберлитовых брекчий. Центральная часть этой трубки начиная с глубины 350-430 метров состоит из уникальных по сохранности кимберлитовых пород, которые слагают субвертикальное штоковидное тело. В этих гипабиссальных породах располагаются наиболее поздние жильные кимберлиты (Готовцев, 1985; Маршинцев, 1986; Зинчук и др., 1993).
Глава 2. КИМБЕРЛИТЫ ТРУБКИ УДАЧНАЯ-ВОСТОЧНАЯ Петрография и минералогия кимберлитов, химический состав минералов
Особое внимание было уделено изучению уникальных неизмененных кимберлитов трубки Удачная-Восточная. Усредненный состав пород (в мас.%): Si02 - 32,1; Ti02 - 1,7; А1203 - 2,9; Fe203 - 3,8; FeO - 5,9; MnO - 0,2; MgO - 32,2; CaO - 9,8; Na20 - 0,2; K20 - 0,7; P205 - 0,4; C02 - 5,6; п.п.п. - 4,3; сумма - 99,8.
Текстура пород - массивная, структура - порфировая, обусловленная, в основном, вкрапленниками оливина (оливин-1) размером от 0,5 до 10 мм. Основная масса породы состоит из оливина (оливин-2 размером < 0,5 мм), флогопита, перовскита, шпинелидов, ильменита, кальцита, Na-Ca-карбонатов (шортита, земкорита), джерфишерита, пирротина. Краевые зоны оливина-1, а также оливин-2 содержат кристаллиты хромита, рутила, ильменита, перовскита, флогопита.
Химический состав минералов неизмененньх кимберлитов.
Вкрапленники оливина по морфологии, составу и зональности образуют две группы. Первая группа представлена азональными зернами округлой и удлиненно-овальной формы. Эти вкрапленники образуют широкое поле составов от FO93 ДО FOg5, вариации по СаО (0,0-0,1 мас.%) и NiO (0,1-0,4 мас.%) незначительны.
Ко второй группе отнесены ограненные вкрапленники оливина, в которых наблюдается как прямая (обогащение внешних зон Fe), так и обратная (обогащение внешних зон Mg) зональность. Состав варьирует от содержание NiO от
центра к краю уменьшается (от 0,5 до 0,1 мас.%), а СаО увеличивается (от 0,0 до 0,4 мас.%). Именно оливины этой группы содержат кристаллические включения.
Состав оливина основной массы соответствует Fо96 — Fo86, установлена прямая и обратная зональность. В целом, от центра к краю зерен отмечается повышение содержаний СаО (0,0-0,5); МпО (0,1-0,3) и понижение NiO (от 0,4 до 0,1 мас.%).
Флогопит основной массы по составу варьирует в широких пределах, (в мас.%): Si02 - 36,5-41,5; ТЮ2 - 0,6-4,2; Сг203 - 0,0-0,6; А1203 - 12,1-15,1; FeO -5,1-6,9; MgO - 22,1-25,7; BaO - 0,1-0,6; Na20 - до 0,2; K20 - 9,2-10,4; F - 0,3-0,6.
Зональные кристаллы перовскита имеют широкие вариации состава (в мас.%): ТЮ2 - 50,3-57,2; Zi02 - 0,05-0,24; Th02 - 0,0-2,1; La203 - 0,7-1,6; Се2Оэ -1.1-4.0: АЬО, - 0.1-3.3; FeO - 0,8-2,1; MgO - 0,05-0,43; СаО - 32,2-37,9; Na20 -0,3-1,2; Nt^Oj — 1,0-3,2. Эволюция состава перовскита заключается в увеличении от центра к краю содержания СаО и в уменьшении - LREE,
Шпинелиды основной массы зональны и состав зон значительно изменяется от центра к краю. Граничные значения вариаций составов следующие (в мас.%): ТЮ2 — 1,54-21,8; Сг203 - 0,23-48,1; А1203 - 2,3-11,2; FeO - 26,6-76,0; МпО - 0,4-2,2; MgO -10,4-21,6; NiO - 0,07-0,22. Центральные зоны обычно представлены хромитом, Cr-шпинелью или Ti-магнетитом, внешние каймы - Ti-магнетитом или магнетитом.
Ня пня пни (чн'тяпя и илиптти не.знячите.ттьньт (п мяс TiOi — 47
Сг2Оэ - 0,08-0,11; А1203 - 0,5-2,0; FeO - 25,6-30,3; МпО - 0,9-1; MgO - 20,2-20,7.
Кальцит имеет следующий состав (в мас.%): СаО - 55-58; FeO - 0-0,4; MgO - 0-0,7; SrO - 0,2-1,2; Na20 до 0,08. К сожалению, в основной массе
кимберлита лишь рентгенографически выявлены редкие Na-Ca-карбонаты.
Состав джерфишерита варьирует существенно (в мас.%): Fe - 37-42,8; Ni -1,8-6,3; Со - 0,1-0,4; Си - 9,9-14,9; К - 8,8-9,4; Na - 0-0,6; S - 32,5-33,3; С1 - 1,2-1,5. При этом в пределах одного зерна (центр-край) изменения состава минимальны.
Кристаллические включения в оливине. Флогопит по составу близок к слюдам основной массы кимберлитов, отличаясь лишь более высоким содержанием СГ2О3 (в мас.%): БЮг - 39,4-40,6; ТЮ2 - 2,2-3,3; Сг203 - 1,3-1,5; А1203 - 12,8-13,3; ИеО -4,6-5,1; М^ - 22,4-23,7; ВаО - до 0,2; Ыа20 - до 0,3; К20 - 9,9-10,3; Р - 0,3-0,5.
Хромит имеет следующие вариации состава (в мас.%): ТЮ2 - 3,7-5,9; Сг203 - 42,4-46,5; А1203 - 5,6-9,9; РеО - 27,7-33,9; МпО - 0,3-0,8; М^ - 10,4-21,6; N¡0 - 0,1-0,2. Перовскит по составу отвечает центральным зонам перовскита основной массы кимберлита. Ильменит по составу варьирует в следующих пределах (в мас.%): ТЮ2 - 49,6-53,5; Сг203 - 1,7-5,2; РеО - 25,8-30,8; МпО - 0,2-0,4; Мё£) - 12,8-18,1. Состав рутила (в мас.%): ТЮ2 - 93,7-95,6; Сг203 - 2,8-3,9; РеО - 0,8-1,4; М^ - 0,3-1,1.
Расплавные включения в минералах кимберлитов, химический состав включений -
При изучении минералогии кимберлитов явно первичных расплавных включений не установлено, но обнаружены вторичные включения расплава. Они располагаются группами в виде трассирующих цепочек и приурочены к трещинкам в минерале-хозяине. Крупные (до 80 мкм) включения найдены во вкрапленниках оливина, микрофенокристы оливина также содержат включения, но более мелких размеров (до 5 мкм). Форма включений во вкрапленниках оливина различная: округлая, каплевидная, удлиненно-овальная, реже неправильная, полуограненная. Фазовый состав - тонкораскристаллизованный агрегат (карбонаты + сульфаты + хлориды) + газ + прозрачные кристаллические фазы + рудные фазы (Рис. 1). Размер фаз от 1 до 20 мкм. Среди прозрачных дочерних фаз определены силикаты (тетраферрифлогопит, оливин, гумит, в единичных случаях диопсид, монтичеллит), карбонаты (кальцит, доломит, сидерит и №-Са карбонаты), хлориды № и К, сульфаты, в одном случае фосфат. Рудные дочерние фазы представлены ильменитом, И-магнетитом-магнетитом, джерфишеритом, реже - пирротином.
Криометрия включений. При замораживании флюидного обособления в расплавных включениях фиксируются фазовые переходы содержимого при Т=-57 - -57,5°С, что указывает на преимущественно углекислотный состав флюида.
Термометрия включений. При нагревании полная гомогенизация расплавных включений происходит при 750-800°С. Включения не поддаются закалке, с понижением температуры расплав образует тонкокристаллический агрегат.
КР-спектроскопия включений. Идентификация проводилась для тонкокристаллического агрегата и некоторых прозрачных дочерних фаз. Согласно полученным спектрам, дочерние фазы представлены карбонатами (1060-1100 см-1) и сульфатами (980-1050 см"1) разного состава (Рис. 1 Г).
Химический состав включений расплава. К сожалению, вещество как прогретых, так и негретых включений при выводе на поверхность, частично разрушалось из-за гигроскопичности и тонкокристаллического состояния. Поэтому при микрозондовом анализе включений использовалось два подхода:
1) анализ фрагментов включений, оставшихся после вскрытия.
2) прожигание близповерхностных включений. В обоих случаях происходил захват оливина и возникала проблема точной оценки содержания БЮ2, MgO, РеО. Поскольку на микрозонде невозможно определение то общая сумма окислов была низкой (до 90 мас.%). Тем не менее, в веществе включений, по
Рис. 1. Вторичные расплавные включения в оливине кимберлита трубки Удачная-Восточная и рамановские спектры некоторых дочерних фаз включений (Рс 1-3). Фазовый состав включений: Г - газ; Тка - тонкокристаллический агрегат; Кл - кальцит; Тф - тетраферрифлогопит; Мг - магнетит; Дж - джерфишерит; Гал — галит. Круг — участок идентификации кристаллических фаз включений по данным КР-спектроскопии (Г - КР-спектры для рис. 1 В) и микрозонда: 1 - галит + шортит (земкорит) + кальцит + глауберит; 2 - кальцит + шортит (земкорит) + тенардит или глазерит; 3 — шортит (земкорит) + кальцит + глауберит.
Химический состав дочерних фаз из включений расплава. Тетраферрифлогопит образует поле составов со следующими вариациями (в мас.%): Si02 - 38,2-41,9; ТЮ2 - 0,1-0,7; Cr203 - до 0,26; А1203 - 0,0-10,7; FeO - 3,5-17,9; MgO - 25,1-30,5; Na20 - 0,0-0,9; K20 - 9,5-10,8; F - 0,1-1,5. Значительное содержание А12Оз (> 1 мас.%) характерно лишь для некоторых центральных зон тетраферрифлогопита.
Состав оливина из включений расплава значительно отличается от состава оливина-хозяина (в мас.%): Si02 - 41-41,9; FeO - 3,6-8,3; MnO - 0,15-0,19; MgO -50,1-53,9; NiO - 0,1-0,3; CaO - 0,1-0,3. Оливины из включений среди оливинов кимберлитов, в целом, образуют собственное поле составов от F091 до F096.
Состав гумита варьирует незначительно (в мас.%): Si02 — 37,4-38,0; Ti02 -0,1-0,9; FeO - 1,9-2,3; MgO - 56,1-57,4; СаО - 0,0-0,12; F - 2,5-3,4. Состав диопсида (в мас.%): SiO2 - 55,48; FeO -1,94; MgO - 17,4; СаО - 25,03; NaO - 0,33. Монттеллит представлен высоко магнезиальной разновидностью (в мас.%): Si02 - 37,97; FeO - 3,02; MgO - 24,47; СаО - 34,66.
Ильменит имеет следующий состав (в мас.%): ТЮ2 — 51,4-54,7; СГ2О3 — 1-1,3; А!203 - 0,5-2,9; РеО - 22,4-26,3; МпО - 0,5-0,9; М^ - 16,3-19,5.
Состав титаномагнетита-магнетита существенно варьирует (в мас.%): ТЮ2 - 0,2-20,0; Сг203 - 0-6,4; А1203 - 0-11,2; РеО - 44,1-90,3; МпО - 0,1-1,5; М^ — 2,4-18,8; N¡0 — 0,1-0,7. Преобладающей оксидной фазой является магнетит.
Джерфишерит из включений расплава характеризуется широкими вариациями по № и Си (в мас.%): Fe - 32,6-38,8; № - 4,2-23,1; Со - 0,0-0,5; Си - 0,1-17,8; К - 8,9-9,3; №а - 0,0-0,7; 8 - 32,5-33,4; С1 - 1,2-1,4. Однако в пределах зерна (центр-край) вариации по Fe, № и Си незначительны.
Карбонаты. Состав кальцита варьирует в следующих пределах (в мас.%): СаО - 54-57,2; FeO - 0,2-0,5; Мя0 - 0,2-0,3; 8г0 - 0,2-1,5; №а20 - 0-0,5. Кальцит из включений и из мезостазиса кимберлита по составу идентичен.Доломит (в мас.%): СаО - 29,2; Fe0 - 1,7; МяО - 23,4; 8г0 - 0,4; магнезит-сидерит (в мас.%): Fe0 -25,7; МяО - 40,8. Поскольку Na-Ca-карбонаты установлены только в тонкокристаллическом агрегате включений, их идентификация чрезвычайно затруднена. Положение рамановских пиков (1060-1080 см"1) позволяет предполагать присутствие нескольких фаз №а-Са-карбонатов. В единственном случае удалось определить состав, близкий к шортиту (в мас.%): СаО - 43,4; РеО -0,63; Мя0-0,54; вгО - 1,0; Ыа20-11,1; К20-4,9; Б03-1,6.
Сульфаты. Диагностика сульфатов из тонкораскристаллизованного агрегата в расплавных включениях микрозондовым анализом весьма затруднена. Четкие рамановские пики анионных (БО^групп в области 980-1010 см" указывают на возможное присутствие во включениях таких сульфатов, как тенардит, глауберит, афтиталит. Лишь в одном из включений удалось надежно диагностировать афтиталит (в мас.%): К20 - 29,1; Ыа20 -19,0; Б03 - 50,5; СаО - 0,1; РеО - 0,6.
Хлориды. Установлены галит и сильвин, образующие тесные срастания с преобладанием одной из солей (в мас.%): галит+сильвин (№20 - 33,9; К2О - 5,6; С1 - 60,5); сильвин+галит (№а20 - 4,0; К2О - 48,2; С1 - 47,6). Также получены данные, свидетельствующие о присутствии хлоромагнезита (галит + сильвин + хлоромагнезит: Мя0 - 4,1; №а - 25,5; К - 4,7; С1 - 65,2 мас.%) и неидентифицированного №а-Мя-хлорида (Мя - 15,6; №а - 26,3; С1 - 14,1 мас.%).
Согласно минералогическим данным, порядок начала образования фаз в расплавных включениях, был следующим: силикаты, титаномагнетит, ильменит, —> магнетит, джерфишерит, кальцит №а-Са-карбонаты, сульфаты, хлориды.
Ксенолит шпинелевого лерцолита из кимберлита трубки Удачная-Восточная, сульфидные ассоциации в ксенолите, химический состав сульфидов
Полученные данные по составу джерфишерита в кимберлитах трубки Удачная-Восточная обусловили дальнейшее изучение этого сульфида в ксенолитах. Появилась возможность сравнения полей составов и ассоциаций этого минерала в основной массе породы, во включениях расплава и в ксенолитах, что позволяет приблизиться к решению проблемы генезиса джерфишерита в мантийных нодулях.
Термобарометрические оценки характеризуют условия равновесия изученной первичной ассоциации ксенолита шпинелевого лерцолита (ортопироксен, оливин, клинопироксен, шпинель) в интервале Т=700-800°С и Р=31-33 кбар.
Интерстиционные ассоциации в ксенолите представлены сульфидами,
оливином (в мас.%: 5Ю2-41,5-42,5; РеО- 4,1-4,5; Мп0-0,5; - 50,8-52,1; N¡0 - 0,2; СаО до 1,0), флогопитом (в мас.%: БЮ2 - 42,1-43,2; ТЮ2 - 0,0-0,6; Сг203 -0,1-0,4; А1203 - 10,7-12,0; РеО - 1,6-3,8; Г^О - 26,4-28,0; Ыа20 - 0,1-0,6; К20 -9,9-10,5; Р до 2,0), диопсидом, возможно также оксидами, Ыа-Са-карбонатами,
хлоридами. По трещинкам в первичных минералах установлена следующая ассоциация: джерфишерит + пирротин + оливин + флогопит + хлориды (Рис. 2).
Рис. 2. Джерфишерит в ксенолите шпинелевого лерцолита и в автолитовом кимберлите, окаймляющем ксенолит из трубки Удачная-Восточная. А-В - в ксенолите; Д-Е - в кимберлите на контакте с ксенолитом. А, Б, Г, Д, Е - отраженный свет, В - проходящий свет. Условные обозначения: Рп-1 - ортопироксен, Ол-1 - оливин, Мп-1 - клинопироксен, Шп-1 — хромшпинель ксенолита; Ол-2 - оливин; Фл-2 - флогопит поздней стадии минералообразования; Мтр - моносульфидный твердый раствор; Пент - пентландит; Пир- пирротин; Дж — джерфишерит; Оя - оливин, Л/г - зональный шпинелид (хромшпинель-Т1'-магнетит-магнетит), Ал - кальцит, Фл - флогопит кимберлита;
Сульфидные ассоциации в ксенолите. Центральная часть полифазных сульфидных глобул в интерстициях сложена срастаниями моносульфидного твердого раствора с пентландитом или пентландита с пирротином. Джерфишерит образует каймы вокруг полифазных сульфидных выделений. Кроме того, установлена ассоциация сульфидов, центральная часть которых представлена пирротином, краевая - джерфишеритом, а также отдельные выделения последнего. По трещинкам в минералах ксенолита джерфишерит ассоциирует с пирротином. Встречаются и отдельные зерна К-содержащего сульфида (Рис. 2 А-Г). То есть, взаимоотношения джерфишерита с первичным парагенезисом ксенолита и ранними сульфидами указывают на более позднее время его образования.
Сульфидные ассоциации в кимберлите на контакте с ксенолитом. Вокруг ксенолита выявлена кайма автолитового кимберлита шириной до 5 мм. Его минералогический состав незначительно отличается от вмещающего порфирового кимберлита отсутствием крупных вкрапленников и повышенным содержанием пирротина и джерфишерита. Сульфиды располагаются как непосредственно на границе с ксенолитом, так и в самом автолитовом кимберлите, являясь позднемагматическими фазами этой породы (Рис. 2 Д, И). Характерно обрастание пирротина джерфишеритом и отмечаются его отдельные многочисленные выделения.
Таким образом, непосредственно в кимберлите на контакте с ксенолитом широко распространена ассоциация сульфидов, которая присутствует в интерстициях ксенолита и в трещинках, секущих первичные минералы.
Химический состав пирротина и джерфишерита.
Пирротин в интерстициях и по трещинкам в минералах ксенолита практически постоянен по составу (в мас.%): Fe - 62,7-63,1; Ni - до 0,3; S - 36,8. Джерфишерит из иитерстиций и по трещинкам в минералах ксенолита имеет значимые вариации состава (в мас.%): Fe - 34-42,2; Ni - 11-19,6; Со - до 0,5; Си - 0,5-5,6; К - 9,0-9,5; Na - до 0,1; S - 33,0-33,5; С1 - 1,2-1,5. Пирротин в кимберлите на границе с ксенолитом имеет постоянный состав (в мас.%): Fe - 63,1-63,5; Ni - до 0,1; S - 36,5-36,8. Состав джерфишерита из кимберлита на контакте с ксенолитом варьирует в широких пределах (в мас.%): Fe - 41,1-49,8; Ni -4,5-8,6; Со-0,1-0,6; Си-0,5-8,3; К-9,2-9,4; Na-до0,2; S-33,2-33,5; CI- 1,2-1,5.
Глава 3. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СЕВЕРО-МИНУСИНСКОЙ ВПАДИНЫ, ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ТРУБКИ БЕЛЕ
Сибирская платформа на юге и юго-западе граничит с позднедокембрийскими и палеозойскими складчатыми структурами, которые обычно объединяют в Алтае-Саянскую складчатую область (Зоненштайн и др., 1990). Эта область включает в себя Минусинский межгорный прогиб, состоящий из разнообразных по форме и величине впадин, разделенных горными кряжами, одной из которых является Северо-Минусинская впадина. В строении Минусинского межгорного прогиба выделяется два комплекса: нижнепалеозойского складчатого фундамента и залегающего на нем осадочного чехла, образование которого началось в девоне. Щелочнобазальтовые трубки взрыва и дайки расположены только в пределах Северо-Минусинской впадины, преимущественно в обрамлении Копьевского антиклинального поднятия и сосредоточены вдоль флексур и разломов (Лучицкий, 1960; Крюков, 1968; Соболев и др., 1988; Овчинников, 1989; Ashchepkov et al., 1995). Выделяются четыре участка, в которых установлено более 40 базанитовых тел - северный, южный, западный и восточный. Все трубки взрыва возникли синхронно, в верхнем мелу - во время кратковременного эпизода вулканической деятельности (Мальковец, 2001).
Трубка Беле располагается в пределах южного участка и слагает коническую сопку высотой около 150 м в 2,5 км к северу от озера Беле. Она имеет относительно простое строение - центральная часть образована столбчатыми базанитами, а краевая фация представлена сильно выветрелыми эксплозивными брекчиями.
Глава 4. БАЗАНИТЫ ТРУБКИ БЕЛЕ Петрография и минералогия базанитов, химический состав минералов
Изучались неизмененные базаниты центральной части трубки Беле. Текстура пород - массивная, структура - порфировая, обусловленная вкрапленниками оливина, клинопироксена и плагиоклаза. Основная масса состоит из оливина, клинопироксена, плагиоклаза и титаномагнетита. Интерстиции между этими минералами заполнены тонкораскристаллизованным агрегатом, в котором присутствуют отдельные зерна апатита, ильменита, магнетита, калишпата, биотита, амфибола, анальцима и, возможно, нефелина. Во внешних зонах вкрапленников клинопироксена, а также микрофенокристов оливина и клинопироксена иногда присутствуют кристаллические включения титаномагнетита и плагиоклаза. Средний химический состав базанитов (в мас.%): Si02 - 44,1; ТЮ2 - 2,5; А1203 - 14,4; FeOo6u, - 13,0; MnO - 0,2; MgO - 8,7; CaO - 10,0; Na20 - 2,7; K20 - 2,0;
Химический состав минералов неизмененных базанитов.
Вкрапленники оливина зональны и варьируют от Fojj (центр) до Foes (край), с содержанием (в мас.%): МпО - 0,2-0,6; СаО - 0,1-0,5; NiO - 0,1-0,3.
Вкрапленники клинопироксена. Центральные части отвечают диопсидам (Mg# - 0.80-0.84) с низкими содержаниями А12Оэ (1,3-1,7), ТЮ2 (0,1-0,4) и относительно высокими концентрациями Сг203 (до 0,5 мас.%). Внешние зоны вкрапленников относятся к высокоглиноземистым Ti-авгитам (Mg# - 0.73-0.76, А!203 - 5,9-6,9; ТЮ2 - 2,2-2,6 мас.%).
Вкрапленники плагиоклаза зональны и достаточно сильно варьируют по составу от центра (АГ^АЬ^ОГ]) к краю (Ап57АЬ.лОг2).
В оливине основной массы установлена прямая зональность от Fo73 до Foe3. От центра к краю зерен содержания СаО (0,3-0,6) и МпО (0,4-0,6) увеличиваются, а NiO (0,2-0,0 мас.%) уменьшается.
Клинопироксен основной массы по составу отвечает внешним зонам вкрапленников клинопироксена, для него характерна тонкоритмичная зональность.
Плагиоклаз основной массы варьирует от Ап$2АЬ370г2 ДО AruiAbs^rj и характеризуется более высокими содержаниями Fe203 (до 1,1 мас.%) в отличие от вкрапленников. Кристаллиты плагиоклаза из Ti-авгита имеют более основной состав по сравнению с плагиоклазом матрикса.
Состав титаномагнетита основной массы варьирует в следующих пределах (в мас.%): ТЮ2 - 18,0-24,0; Сг203 - 0,0-0,6; V203 - 0,0-0,4; А1203 - 1,3-6,7; FeO -65,6-69,0; MgO - 2,0-3,5; MnO - 0,5-0,7; NiO - до 0,1. Кристаллиты титаномагнетита в оливине и клинопироксене имеют более высокие концентрации Сг203 (до 1,2), MgO (до 6,0), А1203 (до 7,0), и более низкие ТЮ2 (16,0-21,0 мас.%).
Состав апатита практически постоянен (в мас.%): СаО - 54,0-55,1; P2Oj -40,5-41,7; F - до 2,5; С1 - до 0,7 и характеризуется невысокими содержаниями Si02 (до 0,6), FeO (до 0,8), MgO (до 0,3), SrO (до 0,66), REE203 (до 1,2 мас.%).
Амфибол по составу относится к Ti-содержащему феррогастингситу (Mg# =30.6) с концентрациями ТЮ2 до 7 мас.%.
Для анальцима характерны широкие вариации по содержанию А1203 (23,7-26,2), FeO (0,1-0,8), СаО (0,2 -1,6), Na20 (9,0-11,2), К20 (0,1 - 2,2 мас.%).
Состав калишпата также сильно варьирует от An5Ab43Orj2 до An2Ab20Or7s.
Расплавные включения в минералах базанитов, химический состав включений
Первичные включения расплава выявлены в микрофенокристах оливина, клинопироксена, плагиоклаза и апатита, а также во внешних зонах вкрапленников клинопироксена. Они располагаются в центральных частях или во внешних зонах, где иногда совместно с кристаллическими фазами декорируют эти зоны роста. Форма включений - округлая, овальная, иногда полуограненная, неправильная, размер варьирует от 3 до 40 мкм. Фазовый состав - стекло (иногда тонкодевитрифицированное) + газ + прозрачные кристаллические фазы (клинопироксен, апатит, реже амфибол, ренит) рудные фазы
(магнетит, ильменит) (Рис. 3). Кроме того, были обнаружены вторичные расплавные включения во вкрапленниках оливина, которые располагаются в виде трассирующих цепочек по залеченным трещинкам. Форма включений, размер, фазовый состав идентичны первичным расплавным включениям.
Рис. 3. Первичные расплавные включения в оливине (А) и клинопироксене (Б) из основной массы базанита. (А) Содержимое одного из включений тонкораскристаллизованно, второе включение - стекло + газ. (Б) Совместно с расплавным включением ассоциируют одиночные кристаллиты плагиоклаза, фазовый состав включения - стекло + газ + магнетит. Условные обозначения: С - стекло; Г - газ; Тка - тонкораскристаллизованный агрегат; Ол - оливин; Пл - плагиоклаз; Мг - магнетит; Кл - клинопироксен.
Термометрия включений. В оливине при прогреве включений в интервале температур 1050-1100°С происходило потемнение оливина, далее включения прогревались «вслепую» до температур 1180-1230°С. При выведении этих прогретых включений на поверхность были обнаружены реликты дочерних фаз на стенках вакуолей. Это свидетельствует о том, что кристаллизация оливина начиналась при температурах >1250°С. Температура гомогенизации первичных расплавных включений в П-авгите основной массы составляет 1100-11б0°С, а в краевых зонах вкрапленников клинопироксена варьирует в интервале 1100-1140°С; в плагиоклазе в центральных зонах составляет 1100-1140°С, а в краевых -980-1020°С; в апатите варьирует в пределах 1040-1100°С.
Криометрия включений. При криометрических исследованиях газовых пузырьков первичных расплавных включений в оливине и клинопироксене установлена малоплотная углекислота.
Химический состав включений расплава.
Прогретые стекла первичных расплавных включений из оливина основной массы имеют следующие вариации состава (в мас.%): 5Юз - 48,1-50,3;
ТЮ2 - 2,0-2,6, А1203 - 15,2-17,8; ИеО - 7,5-9,1; М§0 - 4,4-6,3; СаО - 4,4-6,3; Ка20 -
В прогретых включениях оставались реликты дочерних фаз, поэтому состав этих стекол немного отличается от состава захваченного расплава.
Стекла гомогенизированных расплавных включений из Л-авгита основной массы характеризуются незначительными вариациями состава (в мас.%): БЮ2 46,6-50,7; ТЮ2 - 2,1-3; А1203 - 15,3-17; РеО - 8,4-11,4; М^ - 3,4-4,2; СаО - 8,2-9,2; Ка20-2,64,3; К20-2-2,5.
Поскольку оливин и клинопироксен первыми кристаллизовались из расплава, то составы стекол прогретых и гомогенных включений из этих минералов наиболее близки валовому составу пород.
Стекла гомогенизированных расплавных включений из плагиоклаза основной массы, в целом, по сравнению с гретыми стеклами из клинопироксена и оливина характеризуются более высокими концентрациями 8Ю2 (49,7-56,3), А12Оз (18,8-20,5), К2О (3,3-3,8) и пониженными содержаниями ТЮ2 (0,8-2,3), Мя0 (1,4-2,8), Fe0 (4-9), Са0 (5,3-7,4 мас.%), что связано с относительно более поздним началом кристаллизации плагиоклаза.
Остаточные стекла первичных расплавных включений из оливина основной массы отличаются от прогретых повышенными содержаниями 8Ю2 (55,0-60,0), А1203 (19,0-26,6), Ыа20 (до 14,0), К20 (до 7,8) м пониженными концентрациями ТЮ2 (1,1-2,1), МиО (0,2-2,1), РеО (1,1-4,7 мас.%). Содержания СаО (0,22-11,0 мас.%) варьируют в широких пределах, что, вероятно, зависит от количества дочерних Са-содержащих фаз (клинопироксен, ре'нит, апатит, амфибол).
Остаточные стекла расплавных включений из Л-авгита основной массы отличаются от гомогенизированных стекол более высокими концентрациями БЮг (60,9-62,1), А1203 (24,7-26,1), №20 (до 4,6), К20 (3,1-4,0) и низкими содержаниями ТЮ2 (до 0,1), РеО (до 2,2), М§0 (до 0,2), СаО (до 0,7 мас.%).
Следует отметить, что остаточные стекла из оливина и клинопироксена сильно варьируют по содержанию №20 (1-14) и К2О (1-8 мас.%), что, возможно, связано либо с выгоранием щелочей при анализе, либо с процессами постмагматического выщелачивания стекла.
Остаточные стекла вторичных расплавных включений во вкрапленниках оливина по составу близки стеклам негретых расплавных включений из оливина и клинопироксена основной массы базанита.
Состав дочерних фаз из первичных расплавных включений.
Наиболее крупные дочерние фазы удалось проанализировать только во включениях из оливина.
Клинопироксен из включений по составу близок минералу основной массы, отличаясь от него лишь относительно низкой магнезиальностью (М£# - 0.66-0.73) и более высокими содержаниями А1203 (до 10,2) и ТЮ2 (до 4,4 мас.%).
Магнетит из включений наиболее близок к кристаллическим включениям в оливине и клинопироксене основной массы, немного отличаясь от них лишь более высоким содержанием А1203 ДО 7,7; Сг203 варьирует от 0,3 до 1,4 мас.%.
Амфибол из включений относится к высокотитанистым разновидностям (ТЮ2 - 6,8 мас.%). Однако, в отличие от амфибола основной массы, имеет более высокую магнезиальность (М§# - 0.55), а также более высокие концентрации СаО (15,8), А1203 (12,7) и н и з кМ^()1 , 6 мас.%).
Ренит из включений имеет следующий состав (в мас.%): Si02 - 26,5; Ti02 -11,2; Al203 -15,3; FeO - 21,6, MgO -10,3; CaO -11,6; Na20 -1,2.
Глубинные ксенолиты из базанитов трубки Беле, различные типы включений в глубинных ксенолитах, химический состав включений
Мантийные ксенолиты трубки Беле образуют характерный только для нее спектр ксенолитов (Соболев и др., 1989), в котором пироксениты преобладают над лерцолитами. С целью выявления и исследования различных типов включений изучались ксенолиты лерцолитов; шпинелевых гарцбургитов, вебстеритов; клинопироксенитов; плагиоклазовых клинопироксенитов и мегакристалл клинопироксена. Температура образования изученных парагенезисов ксенолитов по геотермометрам (Wells, 1977; Brey et al., 1990) оценивается в 900-1050°С. Глубина выноса ксенолитов по геотерме для данного региона (Malkovets et al., 1998) составляет 35-48 км (10-14 кбар). В некоторых ксенолитах в интерстициях была выявлена мелкозернистая масса, представленная оливином, плагиоклазом, А1-шпинелью и K-Na-полевым шпатом.
Флюидные и расплавные включения в минералах ксенолитов. В результате изучения минералов ксенолитов трубки Беле были выявлены вторичные флюидные, расплавные и кристаллические включения.
Вторичные флюидные включения располагаются поодиночке, чаще группами по плоскостям спайности и залеченным трещинкам в минералах. Форма флюидных включений разнообразная: округлая, округло-призматическая, овальная, иногда полуограненная, размер - от 2 до 30 мкм (Рис. 4 А, Б).
Рис. 4. (А) Вторичное флюидное включение (СОгжидкость + С02газ) в клинопироксене шпинелевого вебстерита. (Б) Вторичные флюидные (С02жидкость + СОггаз) и расплавные включения (стекло + газ), располагающиеся в виде трассирующих кепочек в клинопироксене шпинелевого клинопироксенита. (В) Сингенетичные вторичное расшивное (стекло + газ + прозрачные кристаллические фазы) и вторичное флюидное включения в клинопироксене шпинелевого вебстерита. (Г) Сингенетичные вторичные расплавные (стекло + газ) и кристаллические (оливин, плагиоклаз, алюмошпинель) включения в клинопироксене шпинелевого вебстерита. Условные обозначения: Рв - расплавное включение, Флв - флюидное включение; Ол • оливин; Пл • плагиоклаз, Шп - шпинель.
Вторичные включения расплава располагаются группами в виде трассирующих цепочек, реже - поодиночке. Все расплавные включения, приурочены к плоскостям спайности или другим трещинкам минерала-хозяина (клинопироксен, реже - ортопироксен и оливин). Форма расплавных включений -округлая, каплевидная, удлиненно-овальная, реже неправильная, полуограненная.
Размер - от 2 до 50 мкм. Фазовый состав - стекло + газ (жидкость) + дочерние/ксеногенные кристаллические фазы. Среди фаз были диагностированы А1-шпинель, П-магнетит, клинопироксен, апатит. Температура гомогенизации вторичных рас плавных включений в ксенолитах составляет 1100-1200°С, а в мегакристалле клинопироксена - 1140°С.
Химический состав включений в минералах ксенолитов и мегакристалле клинопироксена.
Химический состав вторичных флюидных включений в минералах ксенолитов. При изучении включений методом рамановской спектроскопии был определен следующий состав флюида: С02 — 93 и N2 - 7 мольн. %. Полученный компонентный состав косвенно подтверждают и криометрические исследования. При замораживании флюидных включений каемок вымораживания воды или образования газогидратов не обнаружено. Температура плавления содержимого включений варьирует от -60 до -57,4°С. Температура гомогенизации газа в жидкость во включениях составляет +23 - +25°С (рт>х=0.57 г/см3).
Химический состав вторичных расплавных включений в клинопироксенах различных типов ксенолитов. Гомогенное стекло включений имеет следующие вариации химического состава (в мас.%): 5102 — 47,9-55,0; А12Оэ -14,2-19,9; ТЮ2 -0,4-1,0; Г^О - 3,2-6,2; ИеО - 4,9-9,1; СаО - 5,2-10,2; Ыа20 - 1,5-5,7; К20 - 0,2-3,2; С1 — ДО 0,2, Р20} — 0,1-2,3. Остаточные стекла включений характеризуются более высокими содержаниями
МяО (0,1-0,7), ГеО (0,6-5,9), СаО (0,4-2,8 мас.%). Содержимое флюидного обособления в расплавных включениях плавилось при Т=-57.4 - -57.2, что свидетельствует о преимущественно углекислотном составе пузырьков.
Химический состав кристаллических включений в клинопироксенах ксенолитов. В клинопироксенах ксенолитов с расплавными включениями иногда ассоциируют кристаллические фазы, представленные оливином, плагиоклазом, А1-шпинелью.
Проанализированный кристаллит оливина по содержанию МяО (Го=77.6) попадает в поле составов интерстиционного оливина из ксенолитов, а по концентрациям СаО (0,48), МпО (0,41), N10 (0,15 мас.%) - в область составов оливина основной массы базанита. Включения плагиоклаза по составу отвечают лабрадорам с вариациями анортитового минала от Состав
кристаллитов шпинели следующий (в мас.%): А1203 - 48,1-48,6; ]У^О - 17,7-18; ГеО-28,9-30,9; ТЮ2-0,9-1,1;Сг203-0,1-1,2.
Химический состав вторичных расплавных включений из мегакристалла клинопироксена. Гомогенные стекла включений имеют следующие вариации состава (в мас.%): БЮ2 - 48,7-50,3; А1203 - 18,3-19,0; ТЮ2 - 1,5-1,9; М^ - 4,9-5,7; ГеО -7,8-8,9; СаО - 6,6-9,0; Ыа20 - 4,0-4,8; К20 - до 0,1; Р205 - до 0,2. Остаточные стекла расплавных включений характеризуются более высокими содержаниями БЮ2 (61,2-65,2), А1203 (23,0-26,5) и низкими ТЮ2 (0,5-0,9), МяО (0,3-0,8), ГеО (1,1-2,5), СаО (0,5-2,0 мас.%).
Криометрические исследования газовой фазы включений указывают на преимущественно углекислотный состав пузырьков (Т пл. -57.4 - -57.2°С).
Как дочерняя фаза в одном из включений определен рёнит состава (в мас.%): 8Ю2 - 29,7; ТЮ2 - 8,1; А1203 - 16,6; ГеО -18,7, МяО - 14,0; СаО - 10,3; Ыа20-1,9.
Глава 5. ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ РАСПЛАВОВ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КИМБЕРЛИТОВ ТРУБКИ УДАЧНАЯ-ВОСТОЧНАЯ И БАЗАНИТОВ ТРУБКИ БЕЛЕ, НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КСЕНОЛИТОВ С
ВЫНОСЯЩИМИ ИХ РАСПЛАВАМИ Данная глава является обобщением и интерпретацией всех полученных результатов по изучению различных включений в минералах неизмененных пород и ксенолитов из трубок Удачная-Восточная и Беле. Под взаимодействием ксенолитов с выносящими расплавами подразумевается образование в ксенолитах минеральных ассоциаций, вторичных расплавных и флюидных включений, возникших значительно позже кристаллизации первичных парагенезисов глубинных пород. Генезис этих поздних фаз в ксенолитах до сих пор остается дискуссионным. Все множество гипотез, рассматривающих происхождение таких фаз, можно разделить на две группы: 1) мантийный метасоматоз ксенолитов; 2) взаимодействие выносящего расплава с ксенолитами в процессе их транспортировки к поверхности.
Особенности эволюции расплава при кристаллизации кимберлитов трубки Удачная-Восточная В целом, все вторичные расплавные включения характеризуются близким фазовым составом и незначительным интервалом температур образования в 700-800°С при Р <1 кбар (рассчитано по программе РЫКСОК), что указывает на приблизительно одновременный захват включений оливинами. Они, вероятно, представляют собой дериваты кимберлитового расплава, захваченные в близповерхностных условиях на этапе кристаллизации кимберлитового расплава в период становления трубки. Реконструирован следующий порядок начала кристаллизации минералов основной массы кимберлитов: оливин, перовскит, Сг-А1-шпинель -» флогопит, титаномагнетит, ильменит -> магнетит, кальцит, джерфишерит, Ка-Са-карбонаты. Расчет температуры равновесного сосуществования 10 пар оливина мезостазиса и кристаллических включений хромита в различных зонах оливина по термометру (РаЪпев, 1979) показал, что кристаллизация большей части оливина и хромита происходила в интервале температур 850-1000°С. По-видимому, к моменту захвата включений массовая кристаллизация оливина, перовскита и Сг-А1-шпинелидов приводила к существенному изменению состава расплава. Фазовый состав включений указывает на то, что в близповерхностных условиях, эволюционирующий кимберлитовый расплав был силикатно-карбонатным и значительно отличался от исходного (петрохимического) состава кимберлитов повышенным содержанием СаО, КгО, РеО, летучих (СО2, Н2О, Р, С1, 8) и пониженным - БЮг, М§0, А1203, Сг203. То есть, этот расплав по мере увеличения степени кристаллизации эволюционировал в область карбонатитовых составов.
Рассмотрим дальнейшую эволюцию расплава по вторичным расплавным включениям после его захвата оливинами. Первыми, вероятно, начали кристаллизоваться силикаты, и в незначительной степени ильменит и Т1-магнетит. Кристаллизация этих минералов приводила к еще большему обеднению расплава БЮг, М§0, А1203> ТЮ2> МпО и обогащению СаО, РеО, щелочами. В это же время в расплаве происходило накопление изначально весьма низких концентраций N1 и Си, что привело к образованию джерфишерита (К4№(Ре,№,Си)2452бС1).
Такой тренд эволюции обеспечил щелочно-карбонатитовый состав остаточного расплава, из которого начали кристаллизоваться магнетит, джерфишерит и кальцит. При образовании этих минералов из остаточного щелочно-карбонатитового расплава в основном выводились CaO, FeO, Ni, Си, С02, что обусловило еще более значительный рост относительного содержания Na, C1 и S в последних порциях расплава, из самых поздних дериватов которого кристаллизовались Na-Ca-карбонаты, сульфаты и хлориды. Образование хлоридов, сульфидов и сульфатов очень характерно при кристаллизации Са- и Na-карбонатитовых расплавов (Mitchell, 1999; Dawson et al., 1995).
Реконструированный тренд эволюции состава кимберлитового расплава в процессе кристаллизации по расплавным включениям косвенно подтверждается и эволюцией состава минералов основной массы породы. Наиболее показательной по некоторым элементам является эволюция состава слюд и зональных шпинелидов.
Порядок кристаллизации слюд в кимберлитах, вероятно, был следующим: кристаллиты флогопита в оливинах (> 900°С) —> флогопит матрикса (800-900°С) —> тетраферрифлогопит из расплавных включений (< 800°С), при этом эволюция состава слюд была направлена в сторону повышения РеО и понижения ТЮ2, Сг20з,
А1203
(Рис.5).
Порядок кристаллизации шпи-нелидов в кимберлитах был следующим: Сг-А1-шпинель (>850°С) —> И-магнетит (850-75СГС) —> магнетит (<750°С). Эволюция состава минералов группы шпинели от хромитов к ^-магнетитам была направлена в сторону увеличения содержания ТЮ2, РеО, 1У^О, МпО и уменьшения Сг20з, а от ТС-махне-титов к магнетитам - в сторону понижения Сг20з, ТЮ2) М§0, А120з и повышения FeO (Рис. 6).
Cr"* AI3* 0 v^HOO • 1 O-J
7t ♦ -»
7 w «0
7 o° N.40
Jtß* \ 20 . \.o
0 20 40 F." 60 eo 100 TiM
Рис. 6. Вариации состава (в мас.%) шпинелидов из кимберлитов трубки Удачная-Восточная. 1 - кристаллиты хромита в оливине основной массы; 2 - зональные шпинелиды из основной массы кимберлита; 3 -титаномагнетиты-магнетиты из вторичных расплавных включений.
Генезис джерфишерита в ксенолите шпинелевого лерцолита из трубки Удачная-Восточная
Джерфишерит является весьма редким минералом для кимберлитовых тел и первоначально был идентифицирован в ксенолитах как наиболее поздняя фаза среди Fe-Ni-сульфидов, образующая вокруг них каймы (Clarke et al., 1977; Distler et al., 1987; Буланова и др., 1990). Позже этот сульфид установлен как позднемагматическая фаза в матриксе кимберлитов Канады (Clarke et al., 1994).
Образование джерфишерита связывают с проникновением в ксенолиты метасоматического расплава или флюида (Добровольская и др., 1975; Clarke et al., 1977; Специус и др., 1987; Соловьева и др., 1988). Однако, в большинстве случаев природа метасоматоза и Р-Т-условия взаимодействия расплава/флюида с мантийными ксенолитами остаются неясными.
Результаты же изучения джерфишерита в кимберлитах и ксенолитах трубки Удачная-Восточная свидетельствуют о том, что происхождение джерфишерита в ксенолитах в ряде случаев непосредственно связано с выносящими их кимберлитовыми расплавами.
Во-первых, одна из наиболее распространенных ассоциаций сульфидов в ксенолите (пирротин + джерфишерит) широко развита в основной массе автолитового кимберлита вокруг ксенолита. Этот факт указывает на то, что ассоциация сульфидов, подобная поздней ассоциации в ксенолите, может кристаллизоваться из собственно кимберлитового расплава. Причем как в ксенолите, так и в породе пирротин является более ранней относительно джерфишерита фазой. Составы пирротинов в ксенолите и кимберлите идентичны.
Во-вторых, как в ксенолитах, так и во всех разновидностях неизмененных кимберлитов трубки Удачная-Восточная встречаются самостоятельные выделения джер-фишерита. Причем поле составов джерфишерита из ксенолитов, пересекается с областью составов джерфишерита из основной массы пород и из вторичных включений расплава оливинах кимберлитов (Рис. 7).
В-третьих, джерфишерит в ксенолите ассоциирует с фазами поздней стадии минералообразования, которые представлены оливином, флогопитом, диопсидом, возможно, карбонатами и хлоридами. Подобный набор фаз близкого состава был выявлен во вторичных расплавных включениях из оливинов кимберлитов и среди минералов поздней стадии кристаллизации матрикса кимберлитов.
В целом, в джерфишерите из ксенолита отмечается высокое содержания №О и пониженное Си относительно джерфишерита из вмещающего порфирового кимберлита (Рис. 7). Такие содержания N1 и Си, возможно, объясняются тем, что джерфишерит в ксенолите кристаллизовался немного раньше по сравнению с джерфишеритом из основной массы кимберлита, а также замещением более ранних интерстиционных ^-содержащих сульфидов джерфишеритом.
Оценить Р-Т условия образования джерфишерита в ксенолите достаточно сложно. Джерфишерит. с пирротином в кимберлите на контакте с ксенолитом кристаллизовался позже микрофенокристов оливина, для которых установлен интервал температур образования в 850-1000°С, поэтому можно предположить, что температура образования наиболее ранних сульфидов в автолитовом кимберлите не превышала 850°С. Поскольку такая же ассоциация сульфидов широко распространена в ксенолите, возможно, что верхний предел температур ее образования был близок к таковой в кимберлите. Поздние минералы, ассоциирующие с джерфишеритом в ксенолите, имеют следующие особенности состава: отмечаются высокие концентрации СаО (до 1,0) и низкие №О (0,2 мас.%) для оливина, низкие содержания ТЮ2 (до 0,6), Сг20з (0,1-0,4), А120з (10,7-12,0) для флогопита и Ыа20 (до 0,6 мас.%) для клинопироксена. Составы этих минералов сопоставимы с таковыми из вторичных расплавных включений в оливинах, которые содержат джерфишерит и захватывались при Р < 1 кбар и Т=700-800°С.
Таким образом, полученные данные о происхождении наложенной стадии минералообразования в ксенолите, в том числе и по джерфишериту, вероятно, свидетельствуют о взаимодействии кимберлитового расплава или его производных с ксенолитами при Т=700-900 °С и в близповерхностных условиях.
Особенности эволюции расплава при кристаллизации базанитов трубки Беле
Термобарогеохимическое изучение минералов базанитов трубки Беле показало, что захват включений происходил при Т= 1250°С-990°С и Р < 1 кбар. Дополнительным подтверждением полученного давления является присутствие во включениях расплава ренита, который представляет собой наиболее раннюю дочернюю фазу. Рбнит в щелочных базальтах, согласно данным Кунцманна (1989, 1999), стабилен в интервале температур 840-1200°С и при давлении менее 0.6 кбар.
Изучение состава прогретых и остаточных стекол расплавных включении в минералах позволяет проследить эволюцию расплава в процессе кристаллизации. Мы исходим из тех позиций, что состав стекол включений, прогретых до температур гомогенизации, достаточно близок к составу расплава в момент захвата их минералом-хозяином, а остаточные стекла непрогретых частично раскристаллизованныхЛ включений представляют собой его производные. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что эволюция базанитового расплава при кристаллизации, фиксируемая в ряду порода гомогенизированные и прогретые стекла включений остаточные стекла включений, имела
миаскитовый характер и, в целом, была направлена в сторону повышения содержания БЮг, А12Оз, щелочей и уменьшения концентраций РеО, СаО,
ТЮ2, Р205 (Рис.8).
Поскольку состав тонкораскрис-таллизованного агрегата из интерстиций основной массы минералов базанитов в определенной степени соответствует составу последних дериватов базани-тового расплава, построенный по включениям тренд эволюции базани-товой магмы в целом подтверждается рядом: порода тонкораскрис-
таллизованный агрегат (Рис. 8).
Реконструированное направление эволюции подтверждается и только составом гомогенизированных включений из различных минералов базанитов. Состав гомогенных стекол из плагиоклаза, который начал кристаллизоваться позже оливина и клинопироксена основной массы, по сравнению с гомогенизированными стеклами из этих минералов, обогащен 8Ю2, А120з и обеднен фемическими компонентами (Рис. 8).
Установленная тенденция эволюции базанитового расплава также достаточно наглядно проявляется и по изменению собственно составов расплавных включений в плагиоклазах: при понижении температуры захвата включений от 1140°С до 990 °С в гомогенных стеклах включений заметно увеличивается содержание 5!02, А12Оз, и понижается содержание феми-ческих компонентов (Рис. 8).
Генезис вторичных включений в глубинных ксенолитах из трубки Беле
В первичных минералах глубинных ксенолитов по залеченным трещинкам было установлено три типа включений - расплавные, флюидные и кристаллические. Рассмотрим генезис вторичных включений в ксенолитах из базанитов трубки Беле. Происхождение таких включений обычно связывают с мантийным метасоматозом пород (Andersen Т. et al., 1984; Schiano et al., 1994; Neumann et al., 1995; Szabo et al., 1996; O'Connor et al., 1996; Yaxley et al., 1997). Температура гомогенизации вторичных расшивных включений составляет 1100-1200°С. В случаях совместного нахождения вторичных расплавных и флюидных включений максимальное давление захвата составляет 2.2-2.4 кбар при Т=1100-1200°С. В тех случаях, когда наблюдаются отдельные цепочки расплавных включений с флюидной фазой, представленной малоплотной углекислотой, или флюидные включения в минералах ксенолита отсутствуют, максимально возможное давление захвата включений при температуре 1100-1200°С составляет 1.4-1.6 кбар. То есть, захват вторичных включений минералами ксенолитов начинался при давлении 2.4 кбар и продолжался, возможно, вплоть до близповерхностных условий.
Для сопоставления составов стекол включения расплава изучались не только в глубинных ксенолитах, но и в коровом ксенолите плагиоклазового пи-роксенита, а также мегакристалле клинопироксена. Гомогенные стекла вторичных расплавных включений в клинопироксенах различных ксенолитов и мега-кристалле клинопироксена образуют широкое поле составов, в целом, идентичное области составов гомогенных стекол первичных расплавных включений из минералов базанитов (Рис. 9).
Рис. 9. Вариации составов стекол включений в минералах ксенолитов и базанитов трубки Беле. 1 - породы; 2 - ксенолиты; 3 - мегакристалл; 4, 5, б - стекла гомогенизированных включений в минералах основной массы базанитов (4), в клинопироксенах ксенолитов (5), в мегакристалле клинопироксена (6); 7, 8, 9 - остаточные стекла включений в минералах основной массы базанитов (7), в клинопироксенах ксенолитов (8), в мегакристалле клинопироксена (9); 10 - тонкораскристаллизованный агрегат в интерсгиииях основной массы из базанитов. 1, 2 - поля составов гомогенизированных (1) и остаточных (2) стекол включений.
Непрогретые исходные стекла расплавных включений в клинопироксенах ксенолитов, мегакристалле и породообразующих минералах базанитов близки по составу и характеризуются более высокими содержаниями 8Ю2 А1203 щелочей и низкими - БеО, Mg0, СаО. Эволюция состава расплава, установленная но вторичным расплавным включениям в ряду гомогенизированные стекла -> остаточные стекла в клинопироксенах ксенолитов и мегакристалле, подобна таковой для расплава, выявленного в виде первичных расплавных включений в минералах базанитов (Рис. 8, 9). Таким образом, принципиальной разницы по составу расплавных включений (гомогенизированных и непрогретых) в минералах различных типов ксенолитов, мегакристалле и вмещающих их базанитов нет. Незначительные различия (например, повышенное содержание 8Ю2) в некоторых гомогенизированных включениях для ряда ксенолитов, которые содержат ортопироксен, могут быть результатом реакции между исходным базанитовым расплавом и ортопироксеном.
В некоторых случаях наблюдается совместное сосуществование в пределах одной трещины вторичных расплавных включений с кристаллическими фазами (оливином, плагиоклазом, шпинелью). Составы кристаллитов плагиоклаза в трещинах идентичны составу плагиоклаза из базанитов, а кристаллит оливина попадает в поле составов интерстиционного оливина из ксенолитов. Следовательно, совместное нахождение таких вторичных кристаллических фаз с расплавными включениями свидетельствует в пользу того, что вторичные расплавные включения являются реликтами базанитового или гибридного (реакция между исходным базанитовым расплавом и ксенолитом) расплава. Тогда повышенное содержание 8Ю2 в некоторых гомогенизированных включениях можно объяснить выделением кристаллических фаз из расплава, внедрившегося в ксенолиты. Это предположение также согласуется и с направлением эволюции состава собственно базанитового расплава в сторону увеличения количества 8Ю2 по мере его кристаллизации.
Необходимо подчеркнуть, что в виде дочерней фазы как в первичных включениях расплава из минералов базанитов, так и во вторичных включениях расплава из клинопироксена мегакристалла, был диагностирован редкий силикат -рёнит. Образование этой низкобарической фазы однозначно свидетельствует в пользу генетической связи по крайней мере вторичных расплавных включений в мегакристалле с выносящим его базанитовым расплавом.
Таким образом, получены многочисленные свидетельства того, что ксенолиты при подъеме активно взаимодействовали с транспортирующим их базанитовым расплавом, а сами вторичные включения в ксенолитах являются продуктом инфильтрации и/или реакции расплава с ксенолитами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В представленной работе на основании изучения состава расплавных включений и минералогии пород реконструированы тренды эволюции расплавов при кристаллизации кимберлитов и базанитов. Установлено, что эволюция кимберлитового (ультраосновного) расплава в процессе кристаллизации направлена в сторону карбонатитовых составов, а эволюция базанитового (щелочно-основного) расплава - в область тефрифонолит-фонолитовых составов. При этом в обоих случаях наблюдается накопление щелочей в последних дериватах расплава.
Кроме того, значительно различаются интервалы температур кристаллизации минералов основной массы кимберлитов (1000-600°С) и базанитов (1300-900°С), состав и концентрации летучих компонентов.
Анализ полученных результатов по кимберлитам и ксенолитам трубки Удачная-Восточная позволяет сформулировать следующие основные выводы:
1. Порядок начала кристаллизации минералов кимберлитов был следующим: вкрапленники - оливин флогопит; основная масса - оливин, перовскит, Сг-А1-шпинель (>900°С) -» флогопит, титаномагнетит, ильменит (900-800°С) магнетит, кальцит, джерфишерит, Na-Са-карбонаты (800-600°С). Кристаллизация минералов основной массы, температура образования которых <900°С, происходила в приповерхностных условиях при Р < 1 кбар.
2. Эволюция расплава при кристаллизации кимберлитов трубки Удачная-Восточная была направлена в сторону постепенного повышения содержания СаО, FeO, щелочей (NajO, КгО), летучих (COj, Н2О, F, Cl, S) и понижения концентраций
Последние дериваты кимберлитового расплава имели щелочно-карбонатитовый состав.
3. Различные по составу карбонаты и джерфишерит, выявленные как в расплавных включениях, так и в основной массе кимберлитов имеют позднемагматическое происхождение.
4. Джерфишерит, установленный в виде одной из фаз наложенной минерализации в мантийных ксенолитах трубки Удачная-Восточная, вероятно, является продуктом инфильтрации в ксенолиты кимберлитового расплава при Т<900°С и близповерхностном давлении.
Анализ результатов проведенных исследований по базанитам и ксенолитам трубки Беле позволяет сформулировать следующие основные выводы:
1. Порядок начала кристаллизации минералов базанитов, вероятно, был следующим: вкрапленники — оливин -» клинопироксен, плагиоклаз; основная масса - оливин (>1250°С) -*■ клинопироксен (1160М 100°С) плагиоклаз (1140-990°С), магнетит ~* апатит (1100-1040°С) ~> биотит, ильменит, амфибол, (нефелин), калишпат. Кристаллизация минералов основной массы происходила в приповерхностных условиях при Р < 1 кбар.
2. Эволюция расплава при кристаллизации базанитов трубки Беле была направлена в сторону обогащения щелочами обеднения FeO, MgO, СаО, ТЮг и имела миаскитовый характер.
3. Вторичные расплавные, флюидные и кристаллические включения в минералах глубинных ксенолитов трубки Беле являются продуктами инфильтрации в ксенолиты базанитовой магмы при Т=1200-1100°С и Р от 2.4 кбар до близповерхностного. Среди летучих в базанитовом расплаве преобладала углекислота с незначительным содержанием азота, что подтверждается составом вторичных флюидных включений в ксенолитах-
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Golovin A.V., Smirnov S.Z., Sharygin V.V. Primary CO2 inclusions in orthopyroxene of a websterite xenolith from the Bele pipe (Khakassia, Russia) // Abstracts ofXIV ECROFI, Nancy, France. 1997, p. 127.
2. Golovin A.V., Sharygin V.V., Smimov S.Z. Genetic relationships between secondary silicate-melt inclusions in minerals of spinel websterite xenolith and host basalt (Bele pipe, Khakassia, Russia) // Abstracts of XIV ECROFI, Nancy, France, 1997, p. 125-126.
3. Sharygin V.V., Golovin AV., Smirnov S.Z., Malkovets V.G. Relationships between websterite xenolith and host basanite (pipe Bele, Khakasia, Russia): Evidence from fluid and silicate-melt inclusions in minerals // 7th ПСС, Cape Town, 1998, Extended Abstracts, p. 788-790.
4. Головин А.В. Флюидные и расплавные включения в минералах глубинных ксенолитов и вмещающих базанитов трубки Беле (Минусинская котловина) // Тезисы докладов конференции по итогам Всероссийского конкурса на лучшую научную работу студентов вузов горного профиля: тезисы докладов Екатеринбург, Россия, 1998, с. 24.
5. Головин А.В., Шарыгин В.В, Смирнов С.З. Флюидные, расплавные и сульфидные включения в минералах глубинных ксенолитов трубки Беле (Минусинская котловина) // Тезисы докладов 9-й международной конференции по термобарогеохимии, Александров, Россия, 1999, с. 91-94.
6. Golovin A.V. and Sharygin V. V. Melt evolution during krystallization of basanite, pipe Bele, Minusa depression, Russia // Terra Nostra, 1999, № 6, p. 121-122, Abstracts of ECROFI XV, Potsdam, Germany.
7. Головин А.В., Шарыгин В.В., Мальковец В.Г. Эволюция расплава в процессе кристаллизации базанитов трубки Беле, Северо-Минусинская впадина // Геология и Геофизика, 2000, т. 41, № 12, с 1760-1782:
8. Головин * А.В., Шарыгин В.В., Мальковец В.Г. Интерстиционные ассоциации в глубинных ксенолитах из трубок взрыва Северо-Минусинской впадины // Тезисы семинара «Щелочной магматизм Земли», Москва, 2002, с. 34-35.
9. Головин А.В., Шарыгин В.В., Мальковец В.Г. Эволюция кимберлитовой магмы трубки Удачная-Восточная (по расплавным включениям в минералах) //Тезисы семинара «Щелочной магматизм Земли», Москва, 2002, с. 35.
10. Головин А.В., Шарыгин В.В., Похиленко Н.П., Мальковец В.Г. Вторичные включения расплава в оливине неизмененных кимберлитов трубки Удачная-Восточная // Материалы конференции РФФИ «Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков», Иркутск, 2002, с. 212-214.
11. Шарыгин В.В., Головин А.В. Джерфишерит в неизмененных кимберлитах трубки Удачная-Восточная // Материалы конференции РФФИ «Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков», Иркутск, 2002, с. 465-467.
12. Головин А.В., Мальковец В.Г. Дочерние фазы включений расплава в оливинах трубки Удачная-Восточная: особенности эволюции кимберлитовой магмы на поздних стадиях кристаллизации // Материалы первой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле; Новосибирск, 2002, с. 50-51.
13. Головин А.В., Шарыгин В.В., Похиленко Н.П., Мальковец В.Г., Колесов Б.А., Соболев Н.В. Вторичные включения расплава в оливине неизмененных кимберлитов трубки Удачная-Восточная // Доклады РАН, 2003, т. 388, № 3, с. 369-372.
14. Шарыгин В.В., Головин А.В., Похиленко Н.П., Соболев Н.В. Джерфишерит в неизмененных кимберлитах трубки Удачная-Восточная, Якутия //Доклады РАН, 2003, т. 390, № 2, с. 242-246.
15. Golovin A.V., Sharygin V.V., Pokhilenko N.P. Chemical evolution of micas from the Udachnaya-Eastern pipe kimberlites, Yakutia: data from inclusions in olivine // Acta Mineral. Petrogr. Abstr. Ser., Szeged, 2003, v.2, p. 80-81, Abstracts of ECROFI XVn, Budapest, Hungary.
16. Golovin A.V., Sharygin V.V., Pokhilenko N.P., Mal'kovets V.G., Sobolev N.V. Secondary melt inclusions in olivine from unaltered kimberlites ofthe Udachnaya-Eastern pipe, Yakutia // 8th КС, Victoria, ВС, Canada, 2003, Program with abstracts, p. 117-118, Extended abstracts on CD, FLA 0226.
17. Sharygin V.V., .Golovin A.V., Pokhilenko N.P. Deriisherite from unaltered kimberlites of the Udachnaya-Eastern pipe, Yakutia // 8th IKC, Victoria, ВС, Canada 2003, Program with abstracts, p. 118; Extended abstracts on CD, FLA 0227.
Технический редактор О.М. Вараксина
Подписано к печати 18.03.04 Формат 60x84/16. Бумага офсет № 1. Гарнитура Тайме. Печать офсетная. Печ. л. 1.4, Тираж 140. Зак. 63
Издательство СО РАН. 630090, Новосибирск, Морской пр., 2
Р - fi 5 6 2
Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Головин, Александр Викторович
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ, ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКОЕ
ПОЛОЖЕНИЕ ТРУБКИ УДАЧНАЯ-ВОСТОЧНАЯ 1 б
1.1. Геологическое строение Сибирской платформы 1 б
1.2. Общая характеристика магматической деятельности, структурное положение и закономерности размещения кимберлитовых тел
1.3. Краткий очерк геологического строения Далдыно-Алакитского района кимберлитового магматизма
1.4. Геологическое строение трубки Удачная
Глава 2. КИМБЕРЛИТЫ ТРУБКИ УДАЧНАЯ-ВОСТОЧНАЯ
2.1. Петрография и минералогия кимберлитов, химический состав минералов
2.2. Расплавные включения в минералах кимберлитов, химический состав включений
2.3. Ксенолит шпинелевого лердолита из кимберлита трубки Удачная-Восточная, сульфидные ассоциации в ксенолите, химический состав сульфидов
Глава 3. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СЕВЕРО-МИНУСИНСКОЙ ВПАДИНЫ, ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ТРУБКИ БЕЛЕ
3.1. Геологическое строение Северо-Минусинской впадины
3.2. Общая характеристика магматической деятельности, структурное положение и закономерности размещения базанитовых тел
• 3.3. Геологическое строение трубки Беле
Глава 4. БАЗАНИТЫ ТРУБКИ БЕЛЕ
4.1. Петрография и минералогия базанитов, химический состав минералов
4.2. Расплавные включения в минералах базанитов, химический состав включений
4.3. Глубинные ксенолиты из базанитов трубки Беле, различные типы включений в глубинных ксенолитах, химический состав включений
Глава 5. ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ РАСПЛАВОВ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КИМБЕРЛИТОВ ТРУБКИ УДАЧНАЯ-ВОСТОЧНАЯ
И БАЗАНИТОВ ТРУБКИ БЕЛЕ, НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КСЕНОЛИТОВ С ВЫНОСЯЩИМИ ИХ РАСПЛАВАМИ
5.1. Особенности эволюции расплава при кристаллизации кимберлитов трубки Удачная-Восточная
5.2. Генезис джерфишерита в ксенолите шпипелевого лерцолита из трубки Удачная-Восточная
5.3. Особенности эволюции расплава при кристаллизации базанитов трубки Беле
5.4. Генезис вторичных включений в глубинных ксенолитах из трубки Беле
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Особенности эволюции расплавов при кристаллизации кимберлитов (трубка Удачная-Восточная, Якутия) и базанитов (трубка Беле, Хакасия) по данным изучения расплавных включений"
Актуальность исследования.
Вулканические трубки являются одним из основных проявлений мантийных расплавов на поверхности Земли. Изучение этих природных образований позволяет приблизиться к решению важнейших проблем современной петрологии, таких, как условия зарождения, состав, особенности эволюции, параметры кристаллизации мантийных расплавов, а также получить информацию о строении мантии Земли. С вулкано-плутоническими телами связаны и многочисленные месторождения полезных ископаемых (в частности, кимберлиты являются главным источником алмазов). Для решения этих проблем значительные результаты были получены в результате минералогических, иетрохимических, геохимических, а также изотопных исследований магматических пород и содержащихся в них глубинных ксенолитов. В настоящее время изучение состава мантийных магм, их эволюции, условий генерации и кристаллизации проводится с помощью следующих методических подходов: экспериментальных исследований при различных Р-Т-параметрах, математического моделирования, минералогических и хроматографических исследований пород. Однако, только расплавные включения в минералах являются единственным прямым источником сведений о химическом составе, направлении эволюции и Р-Т-условиях кристаллизации магм мантийного происхождения. Магматические включения в минералах обладают уникальными свойствами сохранять информацию о составе расплава и Р-Т-параметрах в момент их захвата, которая полностью или частично теряется в составах пород или стекол из-за процессов смешения, фракционной кристаллизации, дегазации, контаминации, вторичных изменений. (Магматогенная кристаллизация., 1975; Реддер, 1987;
Соболев, 1996). Эти свойства включений обусловлены тем, что после захвата минерал-хозяин эффективно изолирует их от воздействия внешней среды. Таким образом, изучение включений расплава в минералах позволяет значительно приблизиться к решению вышеобозначенных проблем.
Актуальным направлением мантийной петрологии и вулканологии также является изучение различных типов фаз в мантийных ксенолитах, образование которых происходило значительно позже кристаллизации первичных ассоциаций мантийных пород. Эти фазы в ксенолитах располагаются в межзериовом пространстве и по залеченным трещинкам непосредственно в породообразующих минералах. В интерстициях они представлены ассоциациями минералов, реже стеклами, в залеченных трещинках - расплавными, флюидными включениями и кристаллическими фазами. Б отношении поздних фаз в ксенолитах до сих пор остаются открытыми вопросы их происхождения, источника вещества и Р-Т-параметров образования. Все множество гипотез, рассматривающих генезис таких фаз в ксенолитах, можно разделить на две группы:
1. Эти новообразования связывают с процессами, происходящими па мантийном уровне до захвата ксенолитов выносящими расплавами, в основном, с мантийным метасоматозом пород. При этом, в большинстве случаев, не понятен пи источник, ни физико-химические условия захвата или кристаллизации этих поздних фаз.
2. Другая группа гипотез объясняет происхождение таких фаз инфильтрацией выносящего расплава в ксенолиты и (или) реакцией ксенолитов с вмещающей магмой в процессе их транспортировки к поверхности. Эта группа гипотез не получила широкого развития, что связано с общей тенденцией изучения ксенолитов безотносительно к вмещающим их породам.
Цели и задачи исследования.
Целью данной работы было построение комплексной модели эволюции расплавов при кристаллизации кимберлитов (трубка Удачная-Восточная) и базанитов (трубка Беле), а также выявление особенностей взаимодействия мантийных ксенолитов с выносящими их расплавами.
Для выполнения поставленной цели необходимо было решить две основные задачи: 1. Определить особенности эволюции и Р-Т-параметры при кристаллизации кимберлитов (трубка Удачная-Восточная) и базанитов (трубка) Беле. 2. Установить • генезис и условия образования различных типов поздних фаз в мантийных ксенолитах из этих тел. Объекты исследования.
Геологическими объектами исследования в представленной работе являются трубки взрыва: кимберлитовая — Удачная-Восточная (Якутия) и базанитовая — Беле (Северо-Минусинская впадина). Объектом детальных минералогических исследований был весь комплекс включений (расилавных, флюидных, ф кристаллических), установленный в минералах неизмененных пород и ксенолитов.
Выбор в качестве объектов исследования трубок Удачная-Восточная и Беле был обусловлен следующими причинами:
1. До настоящего времени комплексного изучения расплавных включений в кимберлитах не проводилось, соответственно, не было значительной части прямой информации о физико-химических особенностях кристаллизации кимберлитовых расплавов. Для щелочнобазальтовых вулкано-плутонических тел СевероМинусинской впадины информация о расплавных включениях в породообразующих минералах также практически отсутствовала.
2. Трубки взрыва Удачная-Восточная и Беле, с одной стороны, имеют ряд общих черт, с другой, - различий. Поэтому проведение сравнительного анализа физико-химических условий кристаллизации пород этих вулкано-плутоиических тел представляется достаточно актуальным.
Северо-Мииусинские базанитовые трубки взрыва имеют некоторое сходство с типичными кимберлитовыми трубками по морфологии, механизму образования, минералогическому и химическому составу включений мантийных пород. Аналогично кимберлитовым щелочнобазальтовые трубки образуют поля и локализуются вдоль глубинных разломов. В Северо-Минусинских трубках были обнаружены пиропы, которые имеют определенное сходство с пиропами якутских алмазоносных кимберлитов (Крюков, 1962). В связи с этим базанитовые трубки долгое время рассматривались как потенциально алмазоностные, но позднее эти предположения не подтвердились (Крюков, 1968). A.B. Крюков выделял щелочнобазальтовые трубки взрыва в особый тип, который он назвал Северо-Минусинским. По его мнению, «.трубки этого типа являются переходными к кимберлитовым, как бы недоразвившимися кимберлитовыми трубками, формирование которых приостановилось на самых ранних этапах» (Крюков, 19646).
Вместе с тем трубки взрыва Удачная-Восточная и Беле представляют два контрастных типа магматических пород, располагающихся в различных геодинамических обстановках: в стабильной центральной части и в обрамлении Сибирской платформы, которое подверглось нескольким циклам тектоно-магматической активизации (Рис. 1). Существенное различие сопоставляемых объектов заключается в минералогическом составе основной массы породы — продукта магматической деятельности. В кимберлитовых трубках она представлена ультраосновной, а в базанитовых - щелочпо-осиовной породой. озеро Байкал
Рис. 1. Карта Сибирской платформы с полями кимберлитов, щелочных базальтов и архейскими щитами.
1 - поля кимберлитов;
2 - поля щелочных базальтов;
3 - архейские щиты;
4 - границы Сибирской платформы.
I - Далдыно-Алакитский район кимберлитового магматизма {трубка Удачная); [I - Северо-Минусинская впадина, район щелочно-базальтоидного вулканизма (трубка Беле).
3. Немаловажным при выборе объектов исследования являлось и то, что эти вулкано-плутонические тела сложного строения содержат в виде одной из фаз внедрения гипабиссальпые породы, которые не подвергались значительным вторичным преобразованиям. Основные защищаемые положения.
1. Эволюция расплава при кристаллизации кимберлитов трубки Удачная-Восточная была направлена в сторону карбонатитовых составов - постепенного повышения содержания СаО, РеО, щелочей, летучих (СО2, Н2О, Р, Б, С1) и понижения концентраций 8102, АЬОз, СггОз.ТЮг. Кристаллизация минералов основной массы кимберлитов происходила в гипабиссальных условиях в интервале Т=1000-600°С.
2. Эволюция расплава при кристаллизации базаиитов трубки Беле была направлена в область тефрифонолит-фонолитовых составов — обогащения БЮг, АЬОз, щелочами и обеднения ИеО, N^0, СаО, ТЮ2. Кристаллизация минералов основной массы базанитов происходила в приповерхностных условиях при Т=1300-900°С.
3. Джерфишерит, установленный в виде одной из фаз наложенной минерализации в мантийных ксенолитах трубки Удачная-Восточная, вероятно, является продуктом инфильтрации в ксенолиты кимберлитового расплава при Т<900°С и близповерхностном давлении.
4. Вторичные расплавные, флюидные и кристаллические включения в минералах глубинных ксенолитов трубки Беле являются продуктами взаимодействия ксенолитов с базанитовой магмой при Т=1200-1100°С и Р < 2.4 кбар.
Фактический материал и личный склад автора.
Для реализации поставленной цели были проведены следующие этапы исследования:
1. Минералогическое и петрохимическое изучение кимберлитов трубки Удачная-Восточная и базанитов трубки Беле.
2. Определение составов магм и реконструкция их эволюционных трендов по данным изучения расплавных включений.
3. Определение Р-Т условий кристаллизации минералов основной массы кимберлитов и базанитов.
4. Сопоставление трендов эволюции кимберлитовых и базанитовых расплавов.
5. Определение состава, Р-Т условий образования, источника вещества поздних кристаллических фаз, вторичных расплавных, флюидных включений в ксенолитах и, для сравнения, определение состава и условий образования первичных мантийных ассоциаций из ксенолитов.
6. Интерпретация и обобщение полученных термобарогеохимических и минералогических данных.
Материалом для проведения исследований стала коллекция неизмененных гипабисеальных пород и содержащихся в них ксенолитов из трубок взрыва Удачная-Восточная и Беле, отобранная при участии автора в период с 1995 по 2000 гг. совместно с Н.П. Похиленко, В.Ю. Брагиным и В.Г. Мальковцом. Часть образцов ксенолитов из трубки Беле была любезно предоставлена Ю.И. Овчинниковым. Автором была выполнена подготовка каменного материала для изготовления полированных пластинок и для проведения химического и редкоэлементного анализа пород. В ходе работы просмотрено более 200 полированных пластинок, и проведено оптическое исследование минералогии пород, диагностика и классификация различных типов включений в породообразующих минералах и минералах ксенолитов. Автором проведено около 100 высокотемпературных термометрических экспериментов с расплавными включениями и порядка 100 низкотемпературных криометрических исследований флюидных включений и флюидных обособлений в расплавных включениях. Выполнено более 1200 полных микрозондовых анализов породообразующих минералов, гомогенных закаленных и остаточных стекол расплавных включений, дочерних фаз из включений расплава, кристаллических включений в минералах. Подготовлены препараты для KP-спектроскопии и при участии автора получено и интерпретированно около 50 KP-спектров содержимого флюидных включений и дочерних фаз из расплавных включений. Проведены систематизация и обобщение всех результатов, сравнение их с литературными данными. Методы исследования.
Изучение кимберлитов и базанитов проводилось в несколько стадий с применением широкого комплекса методов. С использованием микроскопа Nu-2e (Karl Zeiss) в проходящем и отраженном свете проводилось изучение полированных пластинок пород и ксенолитов с целью определения минерального состава, а также обнаружения, классификации и оптического исследования в минералах расплавных, флюидных и кристаллических включений.
При изучении включений использовались методы термобарогеохимии — термометрия и криометрия (высоко- и низкотемпературные исследования включений). Термометрия применялась для определения температур захвата расплавных включений и получения при закалке гомогенных стекол. Эксперименты по гомогенизации расплавных включений проводились на высокотемпературной микротермокамере конструкции Михайлова-Шацкого (Михайлов, Шацкий, 1975) с силитовым нагревателем (до 1400°С) в условиях воздушной среды. В некоторых случаях применялась термокамера с инертной средой (аргон) конструкции Соболева-Каменского (Соболев, Каменский, 1986). Эталонировка термокамер проводилась по точкам плавления эталонных веществ: К2СГ2О7 (398°С), СбО (645°С), ЫаС1 (800°С), Аи° (1063°С), Мп° (1240°С). Криометрические исследования состава и плотности флюидных включений и флюидной фазы в расплавных включениях проводились на криокамере конструкции Осоргина-Томиленко, охлаждаемой жидким азотом (Осоргин, Томиленко, 1990). Эталонировка термопары производилась по точкам плавления СО2 - -56,6 °С и льда — 0°С (точность измерений составляет +0,1 °С).
КР-спектры содержимого флюидных включений и некоторых дочерних фаз из расплавных включений получены на многоканальных спектрометрах (ЯАМЛЫОЯ и-1000, ОИГГиМ СО РАН и ТШРЬЕМАТЕ БРЕХ, ИНХ СО РАН, г. Новосибирск).
Химический состав породообразующих минералов, стекол и дочерних кристаллических фаз из расплавных включений определялся посредством рентгеноспектрального анализа на микрозопде СатеЬах-ппсго (ОИГГиМ СО РАН). Параметры съемки: и=20 кВ, 1=20 нА - для минералов, содержащих щелочи и летучие компоненты, и=20 кВ, 1=40 нА - для всех остальных минералов. В качестве эталонов использованы аттестованные стандарты минералов и стекол.
Химический и редкоэлемептный состав пород определялся методом РФА и РФА-СИ, летучие компонеты - методом классического химического анализа (ОИГГиМ СО РАН).
Научная новизна.
Проведено полное комплексное изучение неизмененных пород трубок взрыва Удачная-Восточная и Беле, а также расплавных включений в породообразующих минералах. На основании изучения расплавных включений и зональности минералов реконструированы тренды эволюции расплавов в процессе кристаллизации кимберлитов и базанитов. Установлены различия в направлении эволюции расплавов при образовании генетически различных типов пород трубок взрыва, расположенных в различных геодинамических обстановках: в стабильной центральной части (трубка Удачная) и в обрамлении Сибирской платформы, которое подверглось нескольким циклам тектопо-магматической активизации (трубка Беле). Получены данные о температурном и флюидном режимах при кристаллизации пород этих тел.
Данная работа представляет собой первое в мире систематическое исследование состава расплавных включений в кимберлитах. В расплавных включениях из кимберлитов трубки Удачная-Восточная среди дочерних фаз установлены редкие минералы - тетраферрифлогопит, гумит (клшгогумит), джерфишерит, Ыа-Са-карбонаты (шортит, земкорит), а также сульфаты и хлориды. Впервые идентифицирован среди минералов мезостазиса кимберлитов трубки Удачная-Восточная джерфишерит. Показано, что кальцит, доломит, карбонаты ряда магнезит-сидерит, шортит, земкорит и джерфишерит в кимберлитах имеют позднемагматическое происхождение. Впервые в щелочных базальтах СевероМинусинской впадины определен редкий алюмосиликат - рёнит.
Установлено, что вторичные включения (расплавные, флюидные, кристаллические) и интерстиционные ассоциации в мантийных ксенолитах из базанитов и кимберлитов, происхождение которых обычно связывают с метасоматозом пород в мантии, могут быть продуктами инфильтрации в ксенолиты собственно выносящих расплавов.
Практическая ценность выполненной работы определяется полученными принципиально новыми данными по физико-химическим особенностям кристаллизации кимберлитов трубки Удачная, являющейся крупнейшим отечественным коренным месторождением алмазов. Приведенные в настоящей работе результаты являются важной информацией для создания объективных моделей формирования алмазных месторождений подобного типа. Апробация работы и основные публикации.
По теме диссертации опубликовано 17 работ, из которых 3 статьи - в российских журналах и 14 тезисов докладов - в трудах международных и российских конференций. Основные результаты по теме диссертации представлялись на 7-й и 8-й международных кимберлитовых конференциях («1КС»: Кейптаун, ЮАР, 1998; Виктория, Канада, 2003), на 14-й, 15-й и 17-й европейских конференциях по флюидным включениям («ЕСЯОРЬ): Нанси, Франция, 1997; Потсдам, Германия, 1999; Будапешт, Венгрия, 2003), на 9-й международной конференции по термобарогеохимии (Александров, Россия, 1999), на семинаре «Щелочной магматизм Земли» (Москва, Россия, 2002), на конференции «Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XI веков» (Иркутск, Россия, 2002) и на «Первой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле» (Новосибирск, Россия, 2002). Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения общим объемом 240 страниц. Материал диссертации сопровождается 39 рисунками и 31 таблицон. Список литературы включает 240 наименований.
Заключение Диссертация по теме "Минералогия, кристаллография", Головин, Александр Викторович
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В представленной работе на основании изучения состава расплавных включений и минералогии пород реконструировании тренды эволюции расплавов при кристаллизации кимберлитов и базанитов. Установлено, что эволюция кимберлитового (ультраосновного) расплава в процессе кристаллизации направлена в сторону карбонатитовых составов (постепенного повышения содержания СаО, БеО, летучих компонентов и понижения концентраций БЮг, АЬОз, М§0), а эволюция базанитового (щелочно-основного) расплава - в область тефрифонолит-фонолитовых составов (обогащения 8102, АЬОз и обеднения фемическими компонентами). При этом в обоих случаях наблюдается накопление щелочей в последних дериватах расплава. Кроме того, значительно различаются интервалы температур кристаллизации минералов основной массы кимберлитов (1000-600 °С) и базанитов (1300-900 °С), состав и концентрации летучих компонентов.
Анализ результатов проведенных исследований по кимберлитам и ксенолитам трубки Удачная-Восточная позволяет сформулировать следующие основные выводы:
1. Согласно минералого-петрографическим и термометрическим данным, порядок начала кристаллизации минералов кимберлитов, вероятно, был следующим: вкрапленники — оливин -+ флогопит; основная масса — оливин, перовскит, ядра шпинелидов (хромиты) (>900°С)-+ флогопит, титаномагнетит, ильменит (900-800°С) магнетит, кальцит, джерфишерит, Ыа-Са-карбонаты (800-600°С). Кристаллизация минералов основной массы (температура образования которых <900°С) происходила в приповерхностных условиях при Р < 1 кбара.
2. Эволюция расплава при кристаллизации кимберлитов трубки Удачная-Восточная была направлена в сторону постепенного повышения содержания СаО,
БеО, щелочей (На20, К20), летучих (С02, Н20, Р, С1, Б) и понижения концентраций БЮ2, М§0, А120з, Сг20з, ТЮ2. Последние дериваты кимберлитового расплава имели щелочно-карбонатитовый состав.
3. Различные по составу карбонаты (кальцит, доломит, магнезит-сидерит, шортит, земкорит) и джерфишерит, выявленные как в расплавных включениях, так и в основной массе кимберлитов трубки Удачная-Восточная, имеют позднемагматическое происхождение.
4. Джерфишерит, установленный в виде одной из фаз наложенной минерализации в мантийных ксенолитах трубки Удачная-Восточная, вероятно, является продуктом инфильтрации в ксенолиты кимберлитового расплава при Т<900°С и близповерхностном давлении.
Анализ результатов проведенных исследований по базанитам и ксенолитам трубки Беле позволяет сформулировать следующие основные выводы:
1. Согласно минералого-петрографическим и термометрическим данным, порядок начала кристаллизации минералов базанитов, вероятно, был следующим: вкрапленники — оливин -* клинопироксен, плагиоклаз; основная масса - оливин (>1250°С) -» клинопироксен (1160°-1100°С) -» плагиоклаз (1140-990°С), магнетит апатит (1100-1040°С) -* биотит, ильменит, амфибол, (нефелин), калишпат. Кристаллизация минералов основной массы происходила в приповерхностных условиях при Р < 1 кбар.
2. Эволюция расплава при кристаллизации базанитов трубки Беле была направлена в сторону обогащения 8Ю2, А120з, щелочами (Ка20, К20), обеднения РеО, М§0, СаО, ТЮ2 и имела миаскитовый характер.
3. Вторичные расплавные, флюидные и кристаллические включения в минералах глубинных ксенолитов трубки Беле являются продуктами инфильтрации в ксенолиты базанитовой магмы при Т=1200-1100°С и давлении от 2.4 кбар до близповерхиостного.
4. Наличие первичных включений в мантийных ксенолитах из трубки Беле свидетельствует о существовании смешанного углекислотно-азотного флюида (С02 (95 мольн.%) - N2 (5 мольи.%)) в виде отдельной фазы на уровне верхней мантии Северо-Минусинской впадины. Среди летучих в базанитовом расплаве также преобладала углекислота с незначительным содержанием азота, что подтверждается составом вторичных флюидных включений в ксенолитах
СОг (93 мольн.%) " N2 (7 мольн.%))
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Головин, Александр Викторович, Новосибирск
1. Апт Ю.Е. Позднекайнозойский щелочной вулканизм Чукотского полуострова: Автореф. дис. ...канд. геолого-минерал, наук. — Магадан, 1994.-21 с.
2. Афанасьев В.П., Зиичук Н.Н., Похилепко Н.П. Морфология и морфогенез индикаторных минералов кимберлитов. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. - 276 с.
3. Бакуменко И.Т., Коляго С, Соболев B.C. Проблемы интерпретации термометрических исследований стекловатых включений в минералах и первые результаты проверки на искусственных включениях // ДАН СССР. 1967. Т. 175. №5. 1127-1130.
4. Бакуменко И.Т. Расплавленные включения, их типы и термометрические методы исследования // Магматогенная кристаллизация по данным изучения включений расплава. - Новосибирск: Наука, 1975. 33-54.
5. Балабонин Н.Л., Волошин А.В., Пахомовский Я.А., Поляков К.И. Состав джсрфишерита из щелочных комплексов Кольского полуострова // Минералогический >1сурнал, 1980. № 2. 90-99.
6. Бобриевич А.П., Бондаренко М.Н., Гневушев М.А. и др. Алмазные месторождения Якутии. - М.: Госгсолтехиздат, 1959. - 527 с.
7. Бовкун А.В. Минералогия оксидов из связующей массы кимберлитов Якутии (генетические и прикладные аспекты): Автореф. дис. ...канд. геолого-минерал, наук. - М., 2000. - 22 с.
8. Будаев Д.А. Петрология щелочных кимберлитов Якутии (Петрохимичсские аспекты): Дис. ...канд. геолого-минерал, наук.. - Новосибирск, 2000. - 171 с.
9. Буланова Г.П., Специус З.В., Лескова Н.В. Сульфиды в алмазах и ксенолитах из кимберлитовых трубок Якутии. - Новосибирск: Наука, 1990. - 120 с.
10. Брагин В.Ю., Реутский В.Н., Литасов К.Д., Мальковец В.Г. Позднемеловой эпизод внутриплитного магматизма в Северо-Минусинском прогибе по палеомагнитным и геохронологическим данным // Геология и геофизика. 1999. Т. 40. № 4. 576-582.
11. Брахфогель Ф.Ф. Геологические аспекты кимберлитового магматизма северо-востока Сибирской платформы. - Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1984. -126 с.
12. Ваганов В.И. Петрохимические взаимосвязи кимберлитов с щелочпо- ультраосновными, щелочнобазальтоидными породами и карбонатитами. //ДАН СССР. 1978. Т. 241. № 1. 196-199.
13. Василенко В.Б., Зинчук Н.Н., Кузнецова Л.Г. Петрохимические модели алмазных месторождений Якутии. - Новосибирск: Наука, 1997. - 574 с.
14. Владимиров Б.М., Волянюк Н.Я., Пономаренко А.И. Глубинные включения из кимберлитов, базальтов и кимберлитоподобных пород. - М.: Наука, 1976.-284 с.
15. Владимиров Б.М., Костровицкий СИ., Соловьева Л.В. и др. Классификация кимберлитов и внутреннее строение кимберлитовых трубок - М.: Наука, 1981,136 с.
16. Воробьев Ю.К. Закономерности роста и эволюции кристаллов минералов. - М.: Наука, 1990.-184 с.
17. Воробьев Е.И., Костровицкий СИ., Арсенюк М.И. Геохимические особенности кальцитов кимберлитовых комплексов Якутии // Геохимия эндогенных процессов. Иркутск. 1979. 161-164.
18. Геология и генезис алмазных месторождений. В 2-х т. - М.: Изд-во Мингсо СССР, ЦНИГРИ, 1989.
19. Геология, закономерности размещения, методы прогнозирования и поисков месторождений алмазов: Сборник статей. - Мирный, 1998. - 408 с.
20. Гирнис А.В., Соловова И.П. Петрогенетическая информативность расплавных включений в минералах глубинных пород // Геохимия. 1989. № I . e . 20-28.
21. Головин А.В., Шарыгин В.В., Мальковец В.Г. Интерстиционные ассоциации в глубинных ксенолитах из трубок взрыва Северо-Минусинской впадины // Тезисы семинара «Щелочной магматизм Земли». - М., 2002. 34-35.
22. Головин А.В., Шарыгин В.В., Мальковец В.Г. Эволюция расплава в процессе кристаллизации базанитов трубки Беле, Северо-Минусинская впадина // Геология и геофизика. 2000. Т. 41. № 12. 1760-1782.
23. Головин А.В., Шарыгии В.В., Мальковсц В.Г. Эволюция кимберлитовой магмы трубки «Удачная-Восточная» (по расплавным включениям в минералах) // Тезисы семинара «Щелочной магматизм Земли». - М., 2002. 35 с.
24. Головин А.В., Шарыгин В.В., Похилснко Н.П., Мальковец В.Г., Колесов Б.А., Соболев Н.В. Вторичные включения расплава в оливине неизмененных кимберлитов трубки «Удачная-Восточная». // ДАН. 2003. Т. 388. № 3. 369-372.
25. Гора М.П. Петрогенетические аспекты типоморфиз.ма хромшпинслида, титаномагнетита и ильменита в траппах северо-запада Сибирской платформы: Автореф, дис. ...канд. геолого-минерал, наук. - Новосибирск, 2003. - 20 с.
26. Готовцев В.В. Геология и структура кимберлитового поля трубки «Удачная» // Геология и полезные ископаемые Восточной Сибири / Под ред. СМ. Замараева. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд-е, 1985. 91-98.
27. Даусоп Дж.Б. Олдоиньо Ленгаи - действующий вулкан с потоками лав натровых карбонатитов // Карбонатиты. - М., Мир, 1969, с. 169-181.
28. Дсвис Г.Л., Соболев Н.В., Харькив А.Д. Новые данные о возрасте кимберлитов Якутии, полученные по соотношению изотопов свинца и урана в цирконах.//ДАН СССР. 1980. Т. 254. № 1. 175-179.
29. Добрецов Н.Л., Ащепков И.В., Симонов В.А., Жмодик СМ. Взаимодействие пород верхней мантии с глубинными флюидами и расплавами в Байкальской рифтовой зоне // Геология и геофизика. 1992. № 5. 3-2.
30. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкии А.А. Глуби1Н1ая геодинамика. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. - 409 с.
31. Добрецов Н.Л. Периодичность геологических процессов и глубинная геодинамика// Геология и геофизика. 1994. №5. 5-19.
32. Дмитриева М.Т. Кристаллические формулы джерфишерита со структурных позиций. - Изв. АН СССР. Сер. геол., 1976. №4. 97-101.
33. Дукардт Ю.А., Борис Е.И. Авлакогенез и кимберлитовый магматизм. - Воронеж, 2000. - 161 с.
34. Егоров К.Н., Ущаповская З.Ф., Кашаев А.А., Богданов Г.В., Сизых Ю.И. Земкорит - новый карбонат из кимберлитов Якутии. // ДАН СССР. 1988. Т. 301. №1.С. 188-193.
35. Ермаков Н.П., Долгов Ю.С. Термобарогеохимия. - М.: Недра, 1979. - 271 с.
36. Зведер Л.Н. К вопросу о геологии Далдынского кимберлитового поля на севере Сибирской платформы // Алмазы Якутии. ЯФ СО АН СССР. - М., 1961. №6. 18-23.
37. Зипчук Н.Н., Специус З.В., Зуенко В.В., Зуев В.М. Кимберлитовая трубка «Удачная». - Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1993. - 147 с.
38. Зинчук Н. Н. Постмагматические минералы кимберлитов. - М.: Недра, 2000. -538 с.
39. Зонемшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов М.Л. Тектоника литосфсрных плит территории СССР. В 2-х кн. -М. : Недра, 1990. Кн. 1. - 328 с.
40. Зедгепизов Д.А., Логвинова A.M., Шацкий B.C., Соболев Н.В. Включения в микроалмазах из некоторых кимберлитовых трубок Якутии. // ДАН. Т. 359. №1. 74-78.
41. Зубков B.C., Кузнецова А.И., Одареева Л.Н. и др. Редкие элементы в ксенолитах лерцолитов и базанитах трубок взрыва Чулымо-Енисейской впадины //Геохимия. 1988. № I . e . 115-122.
42. Зубков B.C., Смирнов В.Н., Плюснин Г.С. и др. Первые К-Аг датировки и изотопия стронция для базанитовых эксплозивных трубок Чулымско-Енисейской депрессии. //ДАН СССР. 1989. Т. 307. № 6. 1466-1469.
43. Илупип И.П., Каминский Ф.В., Фрапцессон Е.В. Геохимия кимберлитов. -М. : Недра, 1978.-352 с.
44. Кадик А.А., Луканин О.А., Лапин И.В. Физико-химические условия эволюции базальтовых магм в приповерхностных очагах. — М: Наука, 1990, 346 с.
45. Калмыков Н.Т. О вулканических трубках Минусинского межгорного прогиба // Известия АН СССР, сер. геол. 1963. № 2. 80-89.
46. Классификация магматических (изверженных) пород и словарь терминов. Рекомендации Подкомиссии по систематике изверженных пород Международного союза геологических наук: Пер. с англ. СВ. Ефремовой. — М.: Недра, 1997. - 248 с.
47. Кокс К. Г., Белл Дж. Д., Паикхерст Р.Дж. Интерпретация изверженных горных пород. - М.: Недра, 1982. - 413 с.
48. Костюк В.П., Костюк Е.А., Базарова Т.Ю. и др. Минералогия и природа глубинных включений в базальтах Минусинской котловины // Материалы по генетической минералогии и петрологии. - Новосибирск, 1977. 9-29.
49. Костюк В.П., Панина Л.И., Жидков А.Я., Орлова М.П., Базарова Т.Ю. Калиевый щелочной магматизм Байкало-Становой рифтогенной системы. - Новосибирск: Наука, 1990. - 239 с.
50. Костюк В.П. Щелочной магматизм периферического обрамления Сибирской платформы. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. - 163 с.
51. Корнилова В.П., Никишов К.Н., Филиппов Н.Д., Махотко В.Ф. Ассоциация моптичеллита и рудных минералов в некоторых кимберлитовых телах Якутии //ДАН СССР. 1983. Т. 270. №3. 696-700.
52. Корнилова В.П., Егоров К.Н., Сафронов А.Ф., Филипов Н.Д,, Зайцев А.И. Монтичеллитовый кимберлит из трубки «Удачная-Восточная» и некоторые аспекты эволюции кимберлитовых расплавов // Отечественная геология. 1998. №6.0 .48-51.
53. Краснов И.И., Лурье М.П., Масайтис В.Л. Геология Сибирской платформы. -М. : Недра, 1966.-447 с.
54. Крюков А.В,, Крюкова З.В. Пиропы из трубки Тергешской // Материалы по геологии и полезным ископаемым Красноярского края. — Красноярск, 1962. Вып. 3. 131-140.
55. Крюков А.В. Строение и состав трубки Бараджульской в Северо- Минусинской впадине // Новые данные по геологии юга Красноярского края. -Красноярск, 1963. 175-191.
56. Крюков А.В. Геология Конгаровской трубки взрыва в Северо-Минусинской впадине // Геология и металлогения эффузивно-осадочных формаций Сибири. - М.: Недра, 1964. 190-202.
57. Крюков А.В. О новом типе трубок взрыва в юго-западном обрамлении Сибирской платформы // Геология юго-западного обрамления Сибирской платформы. - М.: Недра, 1964, с. 196-240.
58. Крюков А.В. Основные черты алмазоносности Красноярского края // Материалы по металлогении и полезным ископаемым Красноярского края. -Красноярск, 1968. 155-171.
59. Кузьмин Д.В., Чупин В.П., Литвиновский Б.А. Температуры и составы магм трахибазальт-комендитовой ассоциации хребта Цаган-Хуртей, Западное Забайкалье (по включениям в минералах) // Геология и геофизика. 1999. Т. 40. № 1. 62-72.
60. Кутолин В.А., Фролова В.М. Петрология ультраосновных включений в базальтах Минусинской впадины и Забайкалья и состав верхней мантии Земли // Проблемы петрологии основных и ультраосновных пород. - М.: Наука, 1972. 55-59.
61. Кутолин В.А. Проблемы петрохимии и петрологии базальтов. - Новосибирск, Наука, 1972, 208 с.
62. Кутолин В.А., Фролова В.М. Глубинные включения в базальтоидах и щелочных габброидов континентов. Минусинская впадина // Глубинные ксенолиты и верхняя мантия. - Новосибирск: Наука, 1975, 68-82.
63. Кутыев Ф.Ш., Шарапов В.Н. Петрогенезис под вулканами. - М.: Недра, 1975.-197 с.
64. Кушев В.Г., Сиииции А.В., Мишин A.M., Натапов Л.М. Структурная позиция и продуктивность кимберлитов Восточно-Сибирской (Якутской) провинции // Геология и геофизика. 1992. № 10. 61-73.
65. Лаврентьев Ю.Г., Усова Л.В. Рентгеноспсктральный квантометрический микроанализ важнейших минералов кимберлитов // Геология и геофизика. 1987. № 5 . 75-81.
66. Лазько Е.Е. Минералы-спутники алмаза и генезис кимберлитовых пород. - М.: Наука, 1979.-192 с.
67. Лебедева Л.И. Кимберлитовый магматизм и алмазоносность // Проблемы кимберлитового магматизма. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-е, 1989. 28-37.
68. Литасов Ю.Д. Особенности эволюции щелочных базальтоидов вулканов Ингамакит и Мундужяк (Удоканское лавовое плато) // Термобарогеохимия минерало-образующих процессов. - Новосибирск: Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1992. Вып. 2. 16-29.
69. Лучицкий И.В. О молодых базальтах Минусинского межгорного прогиба // Известия АН СССР, сер. геол. 1957. № 10.
70. Лучицкий И.В. Вулканизм и тектоника девонских впадин Минусинского прогиба. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 276 с.
71. Мазурин СВ., Стрсльцина М.В., Швайко-Швацковская Т.Н. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов. Справочник. - Ленинград: Наука, 1973-1981. Т. 1-4.
72. Малыгина Е.В. Минералогия ксенолитов зернистых перидотитов из кимберлитовой трубки «Удачная» в связи с проблемой состава верхней мантии Сибирской платформы: Дис. ...канд. геолого-минерал, наук. - Новосибирск, 2002. -264 с.
73. Мальковец В.Г. Состав и строение мезозойской верхней мантии под Севсро- Минусинской впадиной (по данным изучения мантийных ксенолитов из щелочно-базальтоидных трубок взрыва): Дис. ...капд. геолого-минерал, наук. - Новосибирск, 2001.-235 с.
74. Мальков Б.А. Геология и петрология кимберлитов. — С-Пб. Наука. 1997. 231 с.
75. Маршинцев В.К., Мигалкин К.Н., Николаев Н.С., Барашков Ю.П. Неизмененный кимберлит трубки «Удачная-Восточная». // ДАН СССР. 1976. Т.231.№4. 961-964.
76. Маршинцев В.К., Мигалкин К.Н. Природа внутритрубочных кимберлитовых тел. // Геология и геофизика, 1979, № 7, с. 63-69.
77. Маршинцев В.К. Вертикальная неоднородность кимберлитовых тел Якутии. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд-е, 1986. -239 с.
78. Мацюк С., Платонов А.Н., Польшин Э.В. и др. Шпинелиды мантийных пород. -Киев: Наук, думка, 1989. -212 с.
79. Милашев В.А. Кимберлитовые провинции.-Ленинград: Недра, 1974. - 238 с.
80. Милашев В.А. Трубки взрыва. - Ленинград: Недра, 1984. - 268 с.
81. Милашев В.А. Кимберлиты и глубинная геология. - Ленинград: Недра, 1990. - 167 с.
82. Милашев В.А., Соколова В.П. Сравнительный анализ кимберлитовых полей Якутской и Русской провинций. - -Пб.: Изд-во ВНИИОксаигеология, 2000. -130 с.
83. Михайлов М.Ю., Шацкий B.C. Силлитовый нагреватель для высокотемпературной термокамеры. В сб.: Минералогия эндогенных образований (по включениям в минералах), Новосибирск. 1975. с. 109-110.
84. Минералы. Справочник. - М.: Наука, 1992. Вып. 2. Т. 4 . -661 с.
85. Мокшанцев К.Б., Еловых В.В., Ковальский В.В. и др. Структурный контроль проявлений кимбсрлитового магматизма на северо-востоке Сибирской платформы. - Новосибирск: Наука, 1974. - 97 с.
86. Никишов К.Н. Петролого-минералогическая модель кимберлитового процесса. - М.: Наука, 1984. - 437 с.
87. Осоргин Н.Ю., Томиленко А.А. Микротермокамера / Авт. св-во № 1562816 СССР от 07.05.1990.
88. Осоргин Н.Ю., Томиленко А.А. Криокамера / Авт. св-во. № 1592678 СССР от 15.05.1990.
89. Павлов Д.И., Илу пин И.П. Галит в кимберлитах Якутии, его соотношения с серпентином и вопрос об источнике отложивших его растворов. // ДАН СССР, 1973, Т. 213, № 6, с. 1406-1409.
90. Панина Л.И., Сазонов A.M., Усольцева Л.М. Мелилит и монтичеллит содержащие породы Крестовской интрузии (север Сибирской платформы) и их генезис//Геология и геофизика. 2001. Т. 42. № 9. 1314-1332.
91. Панина Л.И., Усольцева Л.М. Роль жидкостной несмесимости в образовании кальцитовых карбонатитов Маломурунского массива (Алдан). // Геология и геофизика. 2000. Т. 41, №5, с. 655-670.
92. Панина Л.И., Усольцева Л.М. Щелочные высококальциевые сульфатно- карбонатные расплавные включения в мелилит-монтичеллит-оливиновых породах Маломурунского щелочного массива (Алдан). // Петрология. 1999. Т. 7, №6, с. 653-669.
93. Панина Л.И., Владыкин Н.В. Лампроитовые породы Мурунского массива и их генезис//Геология и геофизика. 1994. Т 35. № 12. 100-113.
94. Подгорных Н.М. Условия минералообразования в карбонатитовых комплексах Восточного Саяна: Дис.канд. геолого-минерал.наук. - Новосибирск, 1981.-236 с.
95. Пономаренко А.И., Соболев Н.В., Похпленко Н.П. и др. Алмазоносный гростерит и алмазоносные дистеновые эклогиты из кимберлитовой трубки Удачная (Якутия)//ДАН СССР. 1976. Т. 226. №4. с.927-930.
96. Попивняк И.В., Лазько Е.Е. Включения затвердевших расплавов в минералах кимберлитовых пород Западной Якутии. // ДАН СССР. 1979. Т. 244. №1.С. 194-197.
97. Похиленко Н.П. К минералогии граната из ксенолитов ультраосновных пород в кимберлитах // Вопросы геологии Сибири. - Новосибирск, 1972. 36-40.
98. Похиленко Н.П. Минералогия и петрология ксенолитов глубинных ультраосновиых пород в кимберлитах Далдыно-Алакитского района, Якутия: Автореф. дис. ...канд. геолого-минерал, наук. - Новосибирск, 1974. -26 с.
99. Похиленко Н.П., Усова Л.В. Вторичные расплавные включения в оливинах из кимберлитовой трубки «Удачная» (Якутия): Сборник тезисов 1У-го совещания по термобарогеохимии. — Владивосток, 1978. 66-67.
100. Похиленко П.П., Соболев П.В., Ефимова Э.С. Ксенолит катаклазированного алмазоносного дистенового эклогита из трубки Удачная (Якутия).//ДАН СССР, 1982. Т. 286. №1.0. 212-216.
101. Похиленко Н.П. Мантийные парагекезисы в кимберлитах, их происхождение и поисковое значение: Автореф. дис. ... докт. геолого-минерал, наук. -Новосибирск, 1990. - 39 с.
102. Похиленко Н.П., Соболев Н.В., Бойд Ф.Р., Пирсон Г.Д., Шимизу Н. Мегакристаллические пироповые перидотиты в литосфере Сибирской платформы: минералогия, геохимические особенности и проблема происхождения // Геология и геофизика. 1993. № 1. 71-84.
103. Проблемы кимберлитового магматизма: Сборник научных трудов. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-е, 1989. - 259 с.
104. Реддер Э. Флюидные включения в минералах. — М.: Мир, 1987. Т. 1. - 560 с.
105. Реддер Э. Флюидные включения в минералах. — М.: Мир, 1987. Т. 2. - 630 с.
106. Рябчиков И.Д. Природа кимбсрлитовых магм. // Геология рудных месторождений. 1980. № 6. 18-26.
107. Соболев Н.В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. - Новосибирск: Наука, 1974. -264 с.
108. Соболев Н.В., Похиленко Н.П. Ксенолиты катаклазированных перидотитов в кимберлитах Далдыно-Алакитского района Якутии // Глубинные ксенолиты и верхняя мантия. - Новосибирск: Наука, 1975. 48-55.
109. Соболев Н.В., Харькив А.Д. Глубинные включения в кимберлитах // Глубинные ксенолиты и верхняя мантия. - Новосибирск: Наука, 1975. 26-47.
110. Соболев Н.В., Харькив А.Д., Похиленко Н.П. Кимберлиты, лапроиты и проблема состава верхней мантии // Геология и геофизика. 1986. № 7. 18-27.
111. Соболев II.B., Кепежипскас В.В., Овчинников Ю.И., Похилепко Н.П. Мантийные ксенолиты мезо-кайнозойских вулканических трубок Хакасии. - Новосибирск: Изд-во ИГиГ СО СССР, 1988. - 76 с.
112. Соболев Н.В., Бакумснко И.Т., Ефимова Э.С., Похиленко Н.П. Особенности морфологии микроалмазов, содержания примеси натрия в гранатах, калия в клинопироксенах эклогитов из кимберлитовой трубки Удачная. //ДАН СССР, 1991. Т. 321. №3. с.585-591.
113. Соболев Р.Н., Грозман П.Я., Коган Б.С. Применение ЭВМ при петрохимических пересчетах. Справочник. — М.: Недра, 1992. - 223 с.
114. Соболев А.В. Включения расплавов в минералах как источник принципиальной петрогенетической информации // Петрология. 1996. Т. 4. № 3. 228-239.
115. Соболев А.В. Проблемы образования и эволюции мантийных магм: Автореферат дис. ...д.г.-м.н.. - М., 1997. - 50 с.
116. Соболев А.В., Соболев Н.В., Смит К.Б., Кононкова Н.Н. Новые данные по петрологии оливиновых лампроитов западной Австралии по результатам исследования магматических включений в оливинах. // ДАН СССР. 1985. Т. 284. №1.С. 196-201.
117. Соловова И.П., Рябчиков И.Д., Когарко Л.Н., Кононкова Н.Н. Изучение включений в минералах карбонатитового комплекса Палабора (Ю. Африка) // Геохимия. 1998. № 5. 435-447.
118. Соловьева Л.В., Баранксвич В.Г., Завьялова Л.Л., Липская В.И. Метасоматические изменения в железо-магнезиальньк эклогитах из трубки «Удачная». //ДАН СССР. 1976. Т. 303. 107-110.
119. Соловьева Л.В., Владимиров Б.М., Днепровская Л.В. и др. Кимберлиты и кимберлитоподобиыс породы: вещество верхней мантии под древними платформами. - Новосибирск: Наука, 1994. - 256 с.
120. Специус З.В., Буланова Г.П., Лескова Н.В. Джерфишерит и его генезис в кимберлитовых породах. //ДАН СССР. 1987. Т. 293. № 1. 199-202.
121. Ухапов А.В., Рябчиков И.Д., Харькив А.Д. Литосферная мантия Якутской кимберлитовой провинции. - М.: Наука, 1988.-286 с.
122. Фраицессон Е.В., Лутц Б.Г. Кимбсрлитовый магматизм древних платформ. - М.: Изд-во ВИНИТИ. - 342 с.
123. Формы геологических тел (терминологический справочник). Под редакцией Косыгина Ю.А., Кулындышева В.А., Соловьева В.А. — М.: Недра. 1977, 246 с.
124. Харькив А.Д., Зуенко В.В., Боткунов А.И., Зинчук Н.Н., Зуев В.М., Мельник Ю.М. Минералого-петрохимические особенности кимберлитовых пород трубки "Удачная" // Записки Всесоюз. Минерал, об-ва. 1983. Вып. 4. Ч. 112. 426-435.
125. Харькив А.Д. Вертикальная неоднородность пород верхней мантии и вопросы происхождения кимберлитовой магмы // Геология и полезные ископаемые Восточной Сибири. - Новосибирск: Наука, 1985. 71-78.
126. Харькив А.Д., Зуенко В.В., Зинчук Н.Н. и др. Петрохимия кимберлитов. -М. : Недра, 1991.-304 с.
127. Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Крючков А.И. Коренные месторождения алмазов мира. - М.: Недра, 1998. - 555 с.
128. Хомяков А.П., Черепивская Г.Е., Тимченко А.Д. Шортит Na2Ca2(C03)3 - первые находки в СССР // Минералогический журнал. 1980. Т. 2. № 2. 85-89.
129. Хьюджес Ч. Петрология изверженных пород. - М.: Недра, 1988. - 320 с.
130. Чепуров А.И. К оценке погрешности замеров температуры гомогенизации включений в микротермокамере с инертной средой // Геология и геофизика. 1973. №6. 134-138.
131. Чепуров А.И. Аппаратура для исследования включений расплава в минералах // Магматогенная кристаллизация по данным изучения включений расплавов / Под. ред. B.C. Соболева, В.П. Костюка. - Новосибирск: Наука, 1975. 28-30.
132. Шарыгин В.В. Эволюция лампроитов по расплавным включения.м в минералах. // Геология и геофизика. 1997. Т. 38. №1. 136-147.
133. Шарыгин В.В. Физико-химические особенности кристаллизации лампроитов по данным изучения включений расплава в минералах: Автореф. дис. ...канд. геолого-минерал, наук. - Новосибирск, 1997.-48 с.
134. Шарыгин В.В. Калиевые щелочные пикриты массива Рябиновый (Ц. Алдан) // Геология и геофизика. 1993. Т. 34. № 4. 60-70.
135. Шарыгин В.В., Поспелова Л.Н. Эволюция расплава в процессе кристаллизации фергусит-порфиров Восточного Памира // Геология и геофизика. 1994. Т. 35. № 1. 110-117.
136. Шарыгии В.В., Головин А.В. Джерфишерит в неизмененных кимберлитах трубки «Удачная-Восточная» // Материалы конференции РФФИ «Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков». - Иркутск, 2002. 465-467.
137. Шарыгин В.В., Головин А.В., Похиленко Н.П., Соболев И.В. Джерфишерит в неизмененных кимберлитах трубки «Удачная-Восточная», Якутия. // ДАН. 2003. Т 390. № 2. 242-246.
138. Шимизу Н., Похиленко Н.П., Бонд Ф.Р., Пирсон Г.Д. Геохимические характеристики мантийных ксенолитов из кимберлитовой трубки «Удачная» // Геология и геофизика. 1997. №38. 194-205.
139. Aldous, R. Copper-rich fluid inclusions in pyroxenes from the Guide Copper Mine, a satellite intrusion of the Palabora Igneous Complex, South Africa // Econ. Geol. 1986,
140. Ananiev V.V., Okrugin V.M. Mineralogy of molten inclusions in olivines from high-alumina basalt melts in Kamchatka // Abstracts of XI ECROFI, Firenze, Italy. Plinius, 1991. № 5.-264 p.
141. Andersen Т., O'Reilly S.Y., Griffin W.L. The trapped fluid phase in upper mantle xenoliths from Victoria, Australia: implications for mantle metasomatism // Contrib.Mineral. Petrol. (1984) 88:72-85.
142. Andersen Т., Griffin W.L., O'Reilly S. Primary sulphide melt inclusions in mantle-derived megacrysts and pyroxenites // Lithos, 20. 1987. P. 279-294.
143. Andersen Т., Neumann E.-R. Fluid inclusions in mantle xenoliths. // Lithos, 55. 2001, P. 301-320.
144. Ashchepkov I.V., Kepezhinskas V.V., Malkovcts V.G. and Ovchinnikov Yu.I. Mantle xenoliths from the meso-cenozoic volcanic pipes of Khakassia. Field guide book of the Sixth Intemational Kimberlite Conference. - Novosibirsk, UIGGM SD RAS. 1995.-39 p.
145. Barkov, A.Y., Laajoki, K.V.O., Gehor, S.A., Yakovlev, Yu.N., Taikina-Aho O. Chlorine-poor analogues of djerfisherite - thalfenisite from Noril'sk, Siberia and Salmagorsky, Kola Peninsula, Russia// Can. Mineral., 1997, 35. P. 1421-1430.
146. Boctor N.Z., Meyer H.O.A. Oxide and sulfide minerals in kimberhte from Green Mountain, Colorado // 2"*^ Intern. Kimberlite Conf: Ext. Abstr. - New Mexico, 1977.
147. Bonaccorsi E., Merlino S., Pasero M. Rhonite: structural and microstructural features, crystal chemistry and polysomatic relationships // Eur. J. Mineral., 1990. Vol. 2. №2. P. 203-218.
148. Boyd F.R., Pokhilenko N.P., Pearson S.A., Mertzman S.A., Sobolev N.B., Finger L.W. Composition of the Siberian cratonic mantle: evidence from Udachnaya peridotite xenoliths//Contrib. Mineral. Petrol. 1997. Vol. 128. P. 228-246.
149. Brachfogel F.F. The age division of the kimberlitic and related magmatites in the N.-E. Of Siberian platform (methods end results) // 6^^ Intern. Kimberlite Conf.: Ext. Abstr. - Novosibirsk, 1995. P. 60-62.
150. Brey G.P. and Kohler T. Geothermobarometry in four phase Iherzolites II: new thermobarometers and practical assessment of using theraiobarometers // J. Petrol., 1990. Vol. 31. P. 1353-1378.
151. Brooker R.A. The effect of CO2 saturation on immiscibility between silicate and carbonate liquids: an experimental study//J. Petrol., 1998. Vol. 39. P. 1905-1915.
152. Chakhmouradian A.R., Mitchell R.H. Three compositional varieties of perovskite from kimberlite of the Lac de Gras field (Northwest Territories, Canada) // Mineral. Mag., 2001, Vol. 65. P. 133-148.
153. Clarke D.B. Synthesis of nickeloan djerfisherites and the origin of potassic sulphides at the Frank Smith mine, in "The Mantle Sample: Inclusions in Kimberlites and Other Volcanics". Proc. Second Int. Kimberiite Conf., 1979. 2. 300-307 p.
154. Clarke D.B., Pe G.G., MacKay R.M., Gill K.R., O'Hara M.J., Gard J.A. A new potassium - iron — nickel sulfide from a nodule in kimberlite // Earth Planet. Sci. Lett., 1977, 35. P. 421-428.
155. Clarke D. В., Mitchell R.H., Chapman Chere A.T., MacKay Robert M. Occurrence and oridin of djerfisherite from the Elwin Bay kimberlite, Somerset Island, Northwest Territories// Can. Miner., 1994, 32. № 4. P. 815-823.
156. O'Connor Т.К., Edgar A.D., Lloyd F.E. Origin of glass in quaternary mantle xenoliths from Meerfeldermaar, West Eifel, Germany: implications for enrichment in the lithospheric mantle//The Canadian Mineralogist. 1996. Vol. 34. P. 187-200.
157. Czamanske G.K., Erd R.C., Sokolova M.N., Dobrovorskaya M.G., Dmitrieva M.T. New data on rasvumite and djerfisherite // Am. Mineral., 1979. 64. 776-778 p.
158. Dawson J.B., Smith J.V., Steele I.M. 1966 ash eruption of Oldoinyo Lengai: mineralogy of lapilli, and mixing of silicate and carbonate magmas // Mineral. Mag., 1992.56. 1-16 p.
159. Dawson J.B., Smith J.V., Steele I.M. Petrology and mineral chemistry of plutonic igneous xenoliths from the carbonatite volcano, Oldoinyo Lengai, Tanzania // J. Petrol., 1995, 36. P. 797-826.
160. Delaney J.S., Smith J.V., Carswell D.A., Dawson J.B. Chemistry of micas from kimberlites and xenolithes - II. Primary - and secondary-Textured micas from pendotite xenoliths // Geochim. Cpsmochim. Acta. 1980. Vol. 44. P. 857-872.
161. Distler V.V., Ilupin I.P., Laputina LP. Sulfides of deep-seated origin in kimberlites and some aspects of copper-nickel mineralization // Int. Geol. Review, 1987. 29. 456-464 p.
162. Evans H.T., Clark J.R. The crystal structure of bartonite, a potassium iron sulfide, and its relationship to pentlandite and djerfisherite // Am. Mineral., 1981, 66. P. 376-384.
163. Fleet M.E., Stone W.E. Nickeliferous sulfides in xenoliths, olivine megacrysts and basaltic glass // Contrib. Mineral. Petrol., 1990. Vol. 105. P. 629-636.
164. Frey F.A. and Prinz M. Ultramafic inclusions from San Carlos, Arizona: petrological and geochemical data bearing on their pctrogenesis // Earth Planet. Sci. Lett., 1978. Vol. 38. № LP. 129-176.
165. Frezzotti M.-L. Silicate-melt inclusions in magmatic rocks: applications to petrology// Lithos, 55. 2001. P. 273-299.
166. Golovin A.v., Smirnov S.Z. and Sharygin V.V. Primary CO2 inclusions in orthopyroxene of a websterite xenolith from the Bele pipe (Khakassia, Russia) // Abstracts of XIV ECROFI, Nancy, France. 1997, p. 127.
167. Golovin A.V. and Sharygin V. V. Melt evolution during krystallization of basanite, pipe Bele, Minusa depression, Russia // ECROFI 15. Potsdam, Germany. TERRA NOSTRA, 1999. № 6. P. 121-122.
168. Golovin A.v., Sharygin V.V., Pokhilenko N.P. Chemical evolution of micas from the Udachnaya-Eastem pipe kimberlites, Yakutia: data from inclusions in olivine // ECROFI 17, Budapest, Hungary, 2003, pp. 80-81.
169. Govorov I.N., Blagodareva N.S., Kiryukhina N.I., Khar'kiv A.D., Shcheglov, A.D. Primary potassium minerals in deep-seated eclogites of Yakutia. // Int. Geol. Review, 1984. 26, 1290-1294 p.
170. Giuli G., Paris E., Wu Z., Brigatti M. F., Cibin A. Mottana and A. Marcelli Experimental and theoretical XANES and EXAFS stydy of tetra-ferriphlogopite // Eur. J. Mineral. 2001, 13. P. 1099-1108.
171. GuG J., Griffin W.L., O'Reilly S. Geochemistry and origin of sulphide minerals in mantle xenoliths: Qilin, southeastern China // J. Petrol., 1999. Vol. 40. № 7. P. 1125-1149.
172. Henderson C.M.B., Kogarko L.N., Plant D.A. Extreme closed system fractionation of volatile-rich, ultrabasic peralkaline melt inclusions and the occurrence of djerfisherite in the Kugda alkaline complex, Siberia // Mineral. Mag., 1999, 63. P. 488-495.
173. Izraeli E.S., Harris J.W., Navon O. Brine inclusions in diamonds: a new upper mantle fluid // Earth and Planet. Sci. Lett., 5807. 2001. P. 1-10.
174. Izraeli ES., Harris JW, Navon O. Mineral inclusions in cloudy diamonds from Koffiefontein South Africa // 8"" IKC, Victoria, ВС, Canada, 2003, Program with abstracts, p. 96.
175. Kamcnetskaya M.B., Sobolev A.V., Sobolev N.V. and Pokhilenko N.P. Kimberlite parental melts: new insights from inclusions in olivine // Geochim. Cosnochim. Acta, 2002, 66 (SI). A380 p.. Abstract Volume of the XII Goldschmidt Conf., Davos, 2002.
176. Van den Kerkhof A.M. The system CO2 - CH4 - N2 in fluid inclusions: theoretical modelling and geological applications // Free University Press, Amsterdam, 1988.-206 p.
177. Kjarsgaard B.A. & Hamilton D.L. Liquid immiscibility and the origin of alkali-poor carbonatites // Miner. Mag., 1988. V. 52. P. 43-55.
178. Kogarko L.N., Henderson C.M.B., Pacheco H. Primary Ca-rich carbonatite magma and carbonate-silicate-sulphide liquid immiscibility in the upper mantle // Contrib. Mineral. Petrol., 1995. Vol.121. № 3. P. 267-274.
179. Kogarko L.N., Plant D.A., Henderson C.M.B., Kjarsgaard B.A. Na-rich carbonate inclusions in perovskite and calzirtite from the Guli intrusive Ca-carbonatite, Polar Siberia//Contrib. Mineral. Petrol., 1991, 109, 124-129 p.
180. Korobelnikov A.N., Mitrofanov F.P., Gehor S., Laajoki K., Pavlov V.P., Mamontov V.P. Geology and copper sulphide mineralization of the Salmagorskii ring igneous complex. Kola Peninsula, NW Russia // J. Petrol., 1998. 39, 2033-2041 p.
181. Kohler T.P. and Brey G.P. Calcium exchange between olivine and clinopyroxene calibrated as a geothermobarometer for natural peridotites from 2 to 6 kb with applications // Geochimica et Cosmochimica Acta, 1990. Vol. 54. P. 2375-2388.
182. Kothay K., Szabo C. Silicate melt inclusion study on olivine phenocrysts from the Hegyestu basalt, Balaton-Highland, Hungary // Abstracts of XV ECROFI, Potsdam, Germany. Terra Nostra, 1999. № 6. P. 170-172.
183. Kinny, Peter D., Griffin, Brendon J. and Brakhfogel, Felix F. Shrimp U-Pb ages of perovskite and zircon from yakutian kimberlites // 6* Intern. Kimberlite Conf: Ext. Abstr. -Novosibirsk, 1995, p. 275-276.
184. Klein-BenDavid O, Izraeli ES., Navon O. Volatile-rich brine and melt in Canadian diamonds // 8"' ПСС, Victoria, ВС, Canada, 2003, Program with abstracts, p. 46.
185. Kunzmann Th. Rhonit: Mineralchemie paragenese und stabilitat in alkalibasaltischen vulkaniten. Ein beitrag zur minerogenese der rhonit-anigmatit-mischkristallgruppe. PhD dissertation, 1989. Univ. Munchen. - 151 p.
186. Kunzmann Th. The aenigmatite-rhonite mineral group // Eur. J. Mineral., 1999. Vol.ll .№4. P. 743-756.
187. Kushiro Z., Kuno H. Origin of primari basalt magmas and classification of basaltic rocks // J. Petrol. 1963. № 4. P. 1.
188. Logvinova A., Klein-BcnDavid O, Izraeli ES., Navon O, Sobolcv N. Microinclusions in fibrous diamonds from Yubileinaya kimberlite pipe (Yakutia) // 8"" IKC, Victoria, ВС, Canada, 2003, Program with abstracts, p. 97.
189. Malkovets V.G., lonov D.A., Griffin W.L., O'Reilly et al. A P-T composition cross-section of spinel and garnet facies lithospheric mantle in the Minusa region, SW of the Siberian craton // 7"" IKC, Cape Town, 1998. Extended Abstracts. P. 543-545.
190. Miller C , Richter W. Solid and fluid phases in Iherzolite and pyroxenite inclusions from the Hoggar, central Sahara // Geochemical Journal. 1982. Vol. 16. P. 263-277.
191. Mitchell R. H. Kimberlites: mineralogy, geochemistry, and petrology // New York, Plenum Press, 1986. - 442 p.
192. Mitchell R.H. Coexisting glasses occurring as inclusions in leucite from lamproites: examples of silicate liquid immiscibility in ultrapotassic magmas //Mineral. Mag., 1991. Vol. 55. P. 197-202.
193. Mitchell R.H. Kimberlites, Orangeites, and related rocks // New York, Plenum Press, 1995.-410 p.
194. Mitchell R.H. Carbonate-carbonate immiscibility, neighborite and potassiu iron sulphide in Oldoinyo Lengai natrocarbonatite // Mineral. Mag., 1997. Vol. 61, p. 779-789.
195. Navon O., Izraeli ES., Klein-BenDavid O. Fluid inclusions in diamonds - the carbonatitic connection // 8"^ IKC, Victoria, ВС, Canada, 2003, Program with abstracts, p. 46.
196. Neumann E.-R., Wulff-Pcdersen E., Johnsen K., Andersen Т., Krogh E. Petrogenesis of spinel harzburgite and dunite suite xenoliths from Lanzarote, eastern Canary Islands: Implications for the upper mantle // Lithos, 35. 1995. P. 83-107.
197. Nickel K.G. and Green D.H. Empirical geothermobarometry for garnet peridotites and implication for the nature of lithosphere, kimberlites and diamonds // Earth Planet. Sci. Lett., 1985.
198. Qin Z., Lu F., Anderson J.A.T. Diffusive reequilibration of melt and fluid inclusion // Amer. Mineral. 1992. Vol. 77. P. 565-576.
199. O'Reilly S.Y., Griffin W.L., Segelstad T.V. The nature and role of fluids in the upper mantle: evidence in xenoliths from Victoria, Australia // Geol. Soc. Austr. Spec. Publication 14. 1989. P. 315-323.
200. O'Reilly S.Y., Chen D., Griffin W.L., Ryan С G. Minor elements in olivine from spinel Iherzolite xenoliths: implications for thermobarometry // Mineralogical Magazine, April 1997. Vol. 61. P. 257-269.
201. Ringwood A.E., Kesson S.E., Hibberson W. and Ware N. Origin of kimberlite and related magmas // Earth Planet. Sci. Lett.,1992. Vol.113. P. 531-538.
202. Roedder E. Liquid CO2 inclusions in olivin-bearing nodules and phenocrysts from basalts//Amer. Mineralogist. 1965. Vol. 50. P. 1746-1782.
203. Schiano P. and Ciocchiatti R. Worldwide occurrence of silica-rich melts in sub-continental and sub-oceanic mantle minerals // Letters to nature. 1994. Vol. 368. P. 621-624.
204. Seghedi I., Vasclli O., Downes H. Occurrence of rhonite in basanitcs from Poiana Rusca Mountains, Romania// Rom. J. Mineral., 1995. Vol. 77. P. 41,
205. Sharygin V.V., Pospelova L.N. Sulfide inclusions in early lamproite minerals // 7* IKC, Cape Town, 1998. Extended Abstracts. P. 794-796.
206. Sharygin V.V. Ni-rich sulfide inclusions in early lamproite minerals // Abstracts of XV ECROFl. Potsdam, Germany. Terra Nostra, 1999. № 6. P. 265-267.
207. Sharygin V.V., Golovin A.V., Pokhilenko N.P. Djerfisherite from unaltered kimberlites of the Udachnaya-Eastem pipe, Yakutia // 8"" IKC, Victoria, EC, Canada, 2003, Program with abstracts p. 118, Extended abstracts on CD, FLA 0227.
208. Shaw C.S.J. Origin of sulfide blebs in variably metasomatizcd mantle xenoliths, Quaternary West Eifel volcanic field, Germany // Can. Mineral., 1997. Vol. 35. P. 1453-1463.
209. Simkin Т., Smith J. V. Minor element distribution in olivine // J. Geol., 1970. Vol. 78. P. 304-325.
210. Stormer J. C. Calcium zoning in olivine and its relationship to silica activity and pressure//Geochimica et Cosmochimica Acta, 1973. Vol. 37. P. 1815-1821.
211. Timina T. Ju., Sharygin V.V., Golcvin A.V., Peto, M. Silicate melt inclusions in phenocrysts from glassy basanites of the Tergesh pipe (North Minusa depression, Khakasia, Russia)// ECROFI 17, Budapest, Hungary, 2003, pp. 213-214.
212. Vaggelli G., Belkin H.E., Francalanci L. Silicate-melt inclusions in the mineral phases of the Stromboli volcanic rocks: a contribution to understanding of magmatic processes//Acta Vulcanol., 1993. Vol. 3. P. 115-125.
213. Vaggelli G., De Vivo В., Triglla R. Silicate-melt inclusions in recent Vesuvius lavas (1631-1944): II. Analytical chemistry// J. Volcanol. Gcotherm. Res., 1993. Vol. 58. P. 367-376.
214. Varcla M.E., Bjerg E.A., Clocchiatti R., Labudia C.H. and Kurat G. Fluid inclusions in upper mantle xenoliths from Northern Patagonia Argentina: evidence for an upper mantle diaper// Mineral. Petrol., 1997, 60 (3-4).
215. Wells P.R.A. Pyroxene thermometry in simple and complex systems// Contrib. Mineral. Petrol., 1977, 62. P. 129-139.
216. Wilspire H.G., Shervais J. W. Al-augite and Cr-diopside ultramafic xenoliths in basaltic rock from Westcm United States // Physics and Chemistry of the Earth., 1975. Vol. 9. P. 257-272.
217. Yaxley G.M., Kamenetsky V., Green D.H., Fallon T.J. Glasses in mantle xenoliths from westem Victoria, Australia, and their relevance to mantle processes // Earth and Planetary Science Letters 148 (1997). P. 433-446.
-
Головин, Александр Викторович
-
кандидата геолого-минералогических наук
-
Новосибирск, 2004
-
ВАК 25.00.05
- Термобарические и геохимические особенности кристаллизации базанитов из трубок взрыва Северо-Минусинской впадины
- Акцессорные минералы ксенолитов деформированных перидотитов из кимберлитов трубки Удачная-Восточная (Якутия): происхождение и петрогенетическое значение
- Сравнительная петрогеохимия кимберлитов Якутии и гетерогенность их источников
- Минералогия кимберлитов и родственных им пород алмазоносных провинций России в связи с их генезисом и поисками
- Особенности состава пикроильменита из кимберлитов и мантийных ксенолитов Якутской провинции
