Особенности распределения гранатов мантийных парагенезисов в разновозрастных кимберлитах Сибирской платформы: свидетельства изменения состава и строения литосферной мантии в фанерозое

Тычков, Николай Сергеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Особенности распределения гранатов мантийных парагенезисов в разновозрастных кимберлитах Сибирской платформы: свидетельства изменения состава и строения литосферной мантии в фанерозое
ВАК РФ 25.00.05, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Особенности распределения гранатов мантийных парагенезисов в разновозрастных кимберлитах Сибирской платформы: свидетельства изменения состава и строения литосферной мантии в фанерозое"

На правах рукописи

ТЫЧКОВ Николай Сергеевич

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНАТОВ МАНТИЙНЫХ ПАРАГЕНЕЗИСОВ В РАЗНОВОЗРАСТНЫХ

КИМБЕРЛИТАХ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ: СВИДЕТЕЛЬСТВА ИЗМЕНЕНИЯ СОСТАВА И СТРОЕНИЯ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ В ФАНЕРОЗОЕ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

25.00.05 - минералогия, кристаллография

□ОЗ172ЭОБ

Новосибирск

2008

Работа выполнена в Институте геологии и минегралогии Сибирского отделения Российской Академии наук

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

член-корр. РАН Похиленко Николай Петрович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук.

Чепуров Анатолий Ильич

доктор геолого-минералогических наук. Гаранин Виктор Константинович

Ведущая организация: Институт геохимии им. А.П.Виноградова

СО РАН (г.Иркутск)

Защита состоится 10 июня 2008 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д003.067.02 в Институте геологии и минералогии СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск, пр. Ак. Коптюга,3 Факс: (383) 333-35-05

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан 8 мая 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.г-м.н., профессор

С.Б.Бортникова

Введение

Актуальность исследований

Многолетние поисковые работы на Сибирской платформе выявили наличие трех основных этапов кимберлитового магматизма: D3-C| (370-340 млн.л.), Т (245-215 млн.л.), J3 (160-140 млн.л.) [Брахфогель, 1984; Кинни, 1997, Griffin et al., 1999]. Среднепалеозойский и позднеюрский периоды внедрения кимберлитов разделены этапом тектоно-термальной активизации Сибирской платформы, имевшим место примерно на границе пермского и триасового периодов, и проявившемся в виде интенсивного, но достаточно кратковременного цикла траппового магматизма (245-250 млн. лет назад) (рис.1). Промышленно алмазоносные кимберлиты известны только для палеозойского времени, тогда как среди юрских кимберлитов лишь единичные тела имеют убогую алмазоносность. Ксеногенный мантийный материал (ксенолиты и ксенокристы) из разновозрастных кимберлитов значительно различается [Соболев, 1978; Похиленко, 1990]. Это выражается, в частности, в изменении среднего состава пиропов из кимберлитов - понижении среднего содержания Сг203, повышение среднего содержания FeO и др. - от палеозойского времени к мезозойскому. Эти изменения связываются с уменьшением мощности литосферы (от 180-230 до 130-150 км) и изменении относительного соотношения слагающих ее пород [Похиленко, Соболев, 1998; Pokhilenko et al., 1999; Griffin et al., 1999; Pokhilenko et al., 2002].

Как показали дальнейшие исследования [Тычков, 2004, 2006; Тычков и др., 2007, 2008; данная диссертация], указанные изменения среднего состава пиропов обязаны, в частности, наличию в кимберлитовом концентрате верхнеюрских трубок большого количества пиропов аномального для лерцолитового парагенезиса состава (см. рис. 2), а также изменению среднего состава пиропов, характерных для высокотемпературных деформированных лерцолитов.

Данная работа посвящена выяснению причин этого изменения, а так же происхождения пиропов аномального состава, что актуально для исследования процессов эволюции состава и структуры листоферы Сибирской платформы.

Изучение распределения пиропов различного состава в кимберлитах и ореолах рассеивания индикаторных минералов кимберлитов (ИМК) также актуально для решения поисковых проблем, в частности соотнесения конкретных кимберлитовых тел с ореолами рассеивания ИМК и прогнозирования новых кимберлитовых полей.

Цель и задачи исследований

Целью настоящего исследования является выяснение причин изменения среднего состава пиропов в кимберлитах и ореолах рассеивания ИМК на Сибирской платформе от среднепалеозойского времени к мезозойскому.

Были сформулированы следующие задачи исследований:

• выяснить происхождение не описанной ранее группы пиропов

аномального состава;

• разработать критерии дискриминации пиропов различных генетических групп;

• выявить характерные черты распределения фанатов различных групп в разновозрастных кимберлитах и ореолах рассеивания ИМК Сибирской платформы.

Объекты исследования

В настоящей работе исследуются пиропы из кимберлитов и ореолов рассеивания ИМК. Пироп является наиболее доступным и распространенным минералом, представляющим на поверхности дезинтегрированное вещество литосферной мантии. Этот минерал характеризуется широкими вариациями состава, зависящего от парагенезиса, Р-Т условий существования породы и истории изменения породы (вторичное обогащение и др.). Кроме того, существуют разработанные методы и подходы к систематике мантийных парагенезисов, основывающиеся на особенностях состава пиропов [Соболев, 1974; Griffin et al., 1999; Schulze, 2003; и др.].

Наши исследования в основном относятся к трем районам на Сибирской платформе: северо-восточному, центральному и юго-западному (рис.1).

Северо-восточный район платформы включает кимберлиты (Нижнеоленекская группа кимберлитовых полей) и ореолы рассеивания ИМК различного возраста и представляет уникальную возможность изучения изменения характеристик ксеногенного мантийного материала из кимберлитов от среднепалеозойского до юрского времени.

Центральный район включает территорию бассейнов рек Муна, Тюнг, Марха, и окружающие ее с севера, запада и юга палеозойские кимберлитовые поля. На обширной территории междуречья рек Муна и Марха обнаружено большое количество ксеногенного мантийного материала (алмазов и минералов индикаторов кимберлитов), содержащихся в современном аллювии и вторичных коллекторах, который может относиться как к палеозойским, так и к мезозойским коренным источникам. Центральный район является перспективным для поисков коренных месторождений алмазов и представляет большой интерес, как для решения поисковых проблем, так и вопросов научного характера.

Юго-западный район включает Тайгикун-Нембинское неалмазоносное кимберлитовое поле триасового возраста, а также Тычанский и Тарыдакский россыпные алмазоносные районы. Ксеногенный мантийный материал последних по всем характеристикам соответствует палеозойским кимберлитовым полям [Афанасьев и др., 2005]. Этот район, подобно СВ части платформы, дает новые данные о изменении состава и строения литосферной мантии в период времени между палеозоем и ранним мезозоем.

Рис. 1. Схема расположения кимберлитовых полей, некоторых вторичных коллекторов и ореолов рассеивания ИМК на Сибирской платформе. 1, 2- поле распространения на поверхности траппов (1- эффузивных, 2 - интрузивных), 3 -кимберлитовые поля палеозойского возраста (2-Толуопское, 4-Зап.У кукитское. 6-Чомурдахское, 7-Верхнемунское, 8-Далдынское, 9-Алакитское, 11-Накынское, 12-Мирнинское), 4 - кимберлитовые поля мезозойского возраста (1-Куойкское, 3-Молодинское, 5-Куранахское, 10-Харамайское, 13-Тайгикун-Нембинское), 5 -вторичные коллекторы ИМК (А - конгломераты Кютюнгдинского грабена, Рг2, В -современный аллювий р. Элиэтибийе, С - бас.р.Куойка, О - Тычанский, Тарыдакский алм.районы, Е - аллювий р.Сивикагна, Р - уч.Левобережный, в - уч.Медвежий, Н -современный аллювий гидросети Муно-Мархинского междуречья (бас.р.Тюнг).

Материалы исследований

Работа основывается на полученных нами новых данных по содержанию главных, а также ряда второстепенных элементов (включая ТЮ2, МпО, N320) в более чем 1500 зернах пиропов из разновозрастных кимберлитовых трубок, расположенных в различных частях платформы, а также из аллювиальных отложений центральной части Сибирской платформы. Более трети проанализированных образцов были отобраны автором во время работы в составе полевых отрядов на территории ЯКП в течение шести полевых сезонов в 2000 - 2007 годах. Также были использованы не опубликованные ранее в

полном объеме данные Малыгиной Е.В. [Малыгина, 2002] по составу минералов из 284 ксенолитов зернистых лерцолитов тр.Удачная (Далдынское к.п. - D3); более 30 из них были дополнительно изучены в шлифах и на состав слагающих минералов. Для наиболее представительных ксенолитов были изучены также содержания ряда рассеянных элементов (Ni, Zn, Ga, Sr, Y, Zr, РЗЭ) и валовый состав пород. Кроме того, нами были использованы данные из архива Лаборатории минералов высоких давлений и алмазных месторождений ИГМ СО РАН по составу более чем 10 000 пиропов из концентрата кимберлитовых трубок и промежуточных коллекторов и россыпей различных частей Сибирской платформы.

Особое внимание в работе уделяется систематическому анализу пиропов аномального состава, характерных для мезозойских кимберлитов на Сибирской платформе.

Методы исследований

Изучение состава пироповых гранатов и ассоциирующих с ними минералов проводилось с помощью рентгеноспектрального анализатора САМЕВАХ MICRO в Лаборатории электронного микрозондирования и электронной микроскопии ИГМ СО РАН. Изучение геохимических особенностей пород и минералов проводилось методом масспектрометрии индукционно связанной плазмы (ICP-MS и LA-ICP-MS) в Аналитическом центре ИГМ СО РАН.

Для статистического разделения пиропов по составу в соответствии с генетическими группами мы использовали разработанный нами в рамках работы метод дискриминации.

Научная новизна и практическое значение работы

Установлено, что в мезозойских кимберлитах на Сибирской платформе многократно возрастает доля пиропов аномального состава относительно кимберлитовых тел палеозойского возраста.

На обширном фактическом материале обосновано значение пиропов аномального состава для прогноза потенциальной алмазоносности территорий; количественные оценки их доли в пробах из ореолов рассеивания ИМК могут использоваться для прогнозирования кимберлитовых полей и идентификации ореолов рассеивания ИМК от отдельных кимберлитовых тел.

На основе сравнительного анализа пиропов из кимберлитов и из ксенолитов мантийных пород установлена парагенетическая принадлежность и Р-Т параметры существования пиропов аномального состава.

На основе большого фактического материала показана зависимость состава пиропов, характерных для деформированных лерцолитов, от времени проявления кимберлитового магматизма на Сибирской платформе.

Основные защищаемые положения

1. Пиропы аномального состава широко распространены в кимберлитах и ореолах рассеивания ИМК различных частей Сибирской платформы. Их материнскими породами являются истощенные зернистые лерцолиты, относящиеся к средним и верхним горизонтам литосферной мантии

(отвечающим следующим Р-Т параметрам: 750-1000°С, редко до 1100°С; 2,04,0 ГПа, редко до 5,0 ГПа).

2. На Сибирской платформе в кимберлитовых телах и ореолах рассеивания ИМК наблюдаются следующие изменения распределения состава гранатов от палеозойского времени к мезозойскому: а) многократно возрастает доля пиропов аномального состава; б) существенно изменяется состав пиропов, характерных для вторично обогащенных деформированных лерцолитов. Эти изменения связываются с процессами воздействия суперплюма (Р-Т,) на литосферную мантию платформы.

Публикация и апробаиия работы

Промежуточные и окончательные результаты работы опубликованы в 2 статьях научных журналов и 6 тезисах научных конференций, а также доложены на: Молодежной школе-конференции XXXVII Тектонического совещания «Эволюция тектонических процессов в истории Земли» (2004 г., г.Москва), XLII Международной научной студенческой конференции (2004 г., г. Новосибирск), Всероссийском совещании «Геология, петрология, минералогия и генезис щелочных пород» (2006 г., г.Миасс), III Международной сибирской конференции молодых ученых по наукам о земле (2006 г., г.Новосибирск), II Международной конференции "Кристаллогенезис и минералогия" (2007 г., г.Санкт-Петербург).

Предложенные нами методы выделения пиропов аномального состава, а также поисковые принципы, основанные на статистической оценке доли этих пиропов в различных выборках, используются в настоящее время при проведении поисковых работ на территории Канадского щита и Якутской кимберлитовой провинции.

Структура, объем и содержание работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения общим объемом 205 страниц. Работа включает 23 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 118 пунктов и приложения объемом 23 страницы.

В главе 1 описано геологическое строение и характерные черты состава и строения литосферы исследуемых участков Сибирской платформы. Кроме того, в этой главе кратко описано формирование, состав и строение литосферы древних платформ, в том числе ранних стадий ее эволюции, дан краткий обзор данных по мантийным ксенолитам.

В главе 2 дается обзор генетических типов пиропов ультраосновных и пироксенитового парагенезисов, общих закономерностей состава пиропов, характерные черты их материнских пород, а также рассматриваются вопросы существования неравновесных минеральных ассоциаций, в частности, пиропов переменного состава в ксенолитах перидотитов.

В главе 3 изложены основные результаты исследований. Глава посвящена вопросам происхождения пиропов аномального состава, а также распределения мантийных пиропов различного состава (пиропов аномального состава и пиропов из деформированных лерцолитов) в разновозрастных кимберлитах и ореолах рассеивания ИМК Сибирской платформы. В главе 3

также приводится разработанный нами метод дискриминации пиропов по составу в соответствии с генетическими группами, обсуждается проблема изменения состава выборки пиропов из ореолов рассеивания ИМК под действием экзогенных процессов.

В главе 4 проводится обсуждение полученных результатов исследований. Кроме того, дан краткий обзор существующих представлений об изменении строения и состава литосферной мантии СВ части Сибирской платформы в фанерозое, дана сравнительная характеристика кимберлитов южной и центральной частей Якутской кимберлитовой провинции с кимберлитами северной ее части.

Благодарности

Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, члену-корреспонденту РАН Н.П.Похиленко, а также благодарит академика РАН Н.В.Соболева, д.г-м.н. А.И.Чепурова, д.г-м.н. В.П.Афанасьева, д.г-м.н. С.А.Тычкова, д.г-м.н. Э.В.Сокол, к.г-м.н. А.М.Агашева, к.г-м.н. В.А.Минина, к.г-м.н. В.Г.Мальковца, к.г-м.н. И.В.Ащепкова, к.г-м.н. А.В.Корсакова, а также Л.В.Черемных, Е.И.Николенко и других сотрудников Лаборатории минералов высоких давлений и алмазных месторождений ИГМ СО РАН за неоценимую помощь на различных этапах выполнения работы. Автор выражает особую благодарность к.г-м.н. Е.В.Малыгиной, к.г-м.н. С.С.Кулигину, Ю.В.Черепановой, Т.А.Алифировой за предоставленные неопубликованные ранее материалы предыдущих научных исследований.

Особенности состава пиропов аномального состава

Необычность состава пиропов этой группы относительно средних составов пиропов из лерцолитов выражается в следующем: необычное положение тренда составов (повышенная кальциевость, рис.2) на парагенетической диаграмме Сг203-Са0, повышенное содержание FeO (в среднем 8,5 мас.%), пониженное MgO (в среднем 18,9 мас.%), фактическое отсутствие в большинстве случаев ТЮ2 (в среднем 0,04 мас.%) и Na20 (в среднем 0,03 мас.%), повышенное содержание МпО (в среднем 0,51 мас.%) (рис.3). В своей классификации хромистых пиропов [Griffin et al., 2002] связывают появление лерцолитов, содержащих пиропы такого типа, с процессами Fe-метасоматоза и называют их «очень обогащенными» ("very fertile"). В связи с этим, необычным является существенно пониженное содержание в пиропах аномального состава Ti02, Na20 и, других рассеянных несовместимых элементов, таких как Y, Zn, Zr, Sr, а также пониженное содержание РЗЭ и характерный для истощенных лерцолитов и гарцбургитов S-образный профиль распределения РЗЭ (рис.4), что подтверждается также работами предыдущих исследователей [Kuligin et al., 2000; Peltonen et al., 1999; Carbno, Canil, 2002].

Полученные нами данные по содержанию РЗЭ для пиропов аномального состава из кимберлитового концентрата трубок Муза, Ивушка, а также из ксенолитов тр.Удачная в целом соответствуют литературным данным и

выявляют ряд закономерностей распределения редкоэлементного состава пиропов аномального состава. Устанавливается четкая обратная зависимость степени обогащенности по средним РЗЭ (пропорциональной содержанию ТЮ2) от количества Сг203 в пиропах аномального состава, причем при содержании Сг203 > 3,5 мас.% они имеют обычно 8-образный профиль распределения РЗЭ и содержание ТЮ2 менее 0,05 мас.%, что характерно для пиропов деплетированных парагенезисов.

1 2 3 4 5 6 7 в 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Сг203\'мас.%) Сг203 (мс.ЭД

Рис.2. Пиропы аномального состава в сравнении с пиропами других групп на диаграммах Сг203-Са0 и Cr203-Mg0

1 - пиропы из ксенолитов деформированных лерцолитов, 2 - пиропы из ксенолитов гарцбургит-дунитов, 3 - пиропы из обычных зернистых лерцолитов (тр.Удачная);

4 - пиропы аномального состава (ЛАС) из различных трубок.

Принципы дискриминации

Для статистического разделения пиропов различных групп по составу нами были разработаны принципы дискриминации. Они основываются на классификациях [Соболев, 1971; Griffin et al., 2002; Schulze, 2003] и оригинальных данных по составу пиропов аномального состава.

Основными критериями разделения стали диаграммы Сг203-Са0, Сг203-MgO (рис.2) и содержание ТЮ2 (схема классификации Cr-Mg-Ti). Пиропами аномального состава являются те, составы которых попадают в соответствующие поля на обеих диаграммах и содержат ТЮ2 в количестве менее 0,15 мас.%. Алгоритм разделения в виде классификационного дерева показан на рис.5. Тип состава пиропа можно определить, двигаясь от верхнего квадрата (Сг:Са) по стрелкам до соответствующего обозначения и выбирая направление в соответствии со значением параметра в квадрате. В случае, когда параметр меньше указанной в квадрате цифры, следует выбирать стрелку слева от цифры. В случае, когда параметр больше либо равен указанной в квадрате цифры, следует выбирать стрелку справа.

Предложенный алгоритм позволяет разделить пиропы по составу на ряд

генетических групп, среди которых группа пиропов аномального состава (на рис.5 как LAC), группа вторично обогащенных пиропов, характерных для деформированных лерцолитов (на рис.5 как L и LATi) и другие.

Для установления принадлежности пиропов проанализированных не на все элементы нами разработаны упрощенные схемы разделения без использования данных по содержанию Ti02 (схема Cr-Mg) и без использования данных по содержанию ТЮ2 и MgO, но с использованием данных по содержанию FeO (схема Cr-Fe). Проведенные исследования показывают, что схемы для неполных анализов пиропов относительно схемы Cr-Mg-Ti статистически завышают количество пиропов ЛАС в выборке за счет группы АЕ на 3,4% для схемы Cr-Mg и на 5,2% для схемы Cr-Fe и занижают количество пиропов аномального состава в выборке за счет групп L, С, МС на 0,9% и 2,7% соответственно.

При оценке доли пиропов различных групп в выборке не учитывались пиропы с содержанием Сг203 менее 1,0 мас.%.

Распространенность пиропов аномального состава

На С-В Сибирской платформы пиропы аномального состава в большом количестве содержатся в кимберлитовых трубках мезозойского (J3) возраста (тр.Муза, Ирина, Дьянга, Мэри, Гоби, Водораздельная и др.), в современном аллювии (р.Элиэтибийе, бас.р.Тюнг и др.) и в существенно меньших количествах в трубках палеозойского возраста (тр.Ивушка) и нижнекарбоновых конгломератах Кютюнгдинского грабена. В различном количестве пиропы аномального состава присутствуют в кимберлитах практически всех кимберлитовых полей на Сибирской платформе (см. табл.1).

Пиропы аномального состава широко распространены и за пределами Сибирской платформы. Они описаны так же на кратоне Слэйв в кимберлитовых трубках Драйбоунз Бэй (Pz,) [Carbno, Canil, 2002], Джерико (Mz2) [Kopylova et al., 1999], в пределах террейна Буффало Хэд в кимберлитах Буффало Хилз (Mz3) [Aulbach et al., 2004] (Канада), в пределах Балтийского щита в кимберлитах Восточно-Финской кимберлитовой провинции [Peltonen et ai., 1999]. Во всех упомянутых случаях пиропы аномального состава остаются в пределах группы по всем химическим характеристикам.

Характеристика пород, содержащих пиропы аномального состава

В целях выяснения происхождения пиропов аномального состава нами были исследованы ксенолиты лерцолитов тр.Удачная, содержащие такие пиропы. Кроме того, мы использовали данные предыдущих исследователей, описавших ксенолиты, содержащие пиропы аномального состава [Smith, Boyd, 1992; Kopylova et al., 1999; Peltonen et al., 1999]. Все без исключения изученные породы с такими пиропами относятся к зернистым перидотитам без следов деформаций.

Несмотря на фактическую принадлежность пиропов аномального состава лерцолитовому парагенезису, по ряду признаков они соответствуют верлитовым [Соболев, 1974] или пироксенитовым [Pokhilenko et al., 1999]. В соответствии с этим для них предложено название - пиропы Лерцолитовые

Т(°С)

600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

Рис.6. Рассчитанные [Brey, Kohler, 1990b] Р-Т параметры для ксенолитов зернистых перидотитов тр.Удачная, мелкий пунктир — область равновесия ДЛ тр.Удачная, штрихпунктирная линия -ксеногенного материала из кимберлитов Чомполинского поля.

Сг203,мас.%

Рис.8. Изменение состава пиропов на диаграмме СгЮз-СаО [Соболев Н.В., 1971]: 1 - пиропы различного состава из ксенолитов ЗП тр.Удачная (точки состава пиропов из одного образца соединены линиями), 2 — зональные пиропы из ЗП тр.Удачная (обр.Ув-105/89) и из концентрата тр.Мир (обр.М49, М41).

«800/<зо

800-900 130-40 900-1000/40-50

0.2

0,3

0.4

<10001 <40 1000-1200/40-50 1200-1400 /»50 >1400/»50

0.1

0,2

0.6

Рис.7. Соотношения Cr и С'а (ф.е.) в пиропах из ксенолитов различных трубок и рассчитанные для них Т (С) и Р (кбар) [Brey, Kohler, 1990b]: тр.Джерико (А), тр.Таба-Путсоа (В). Линии - экспериментальные данные [Brey, 1991] по составу пиропов при различных Р-Т параметрах.

4.8 1 4.6 -4.4

4.2 -I 4

3.3 3.6

3.4 3.2

- 4--"-..„.

"et.-.-..

LI;

'.........

« ДЛ (PZ)

• ДЛ (J)

д ДЛ(Т)

D ЛАС (PZ)

О ЛАС (J)

О ЛАС (Т)

0.1

0.15

0.2

0.25 0.3

0.35

0.4

0.45 0.5

0.55

Рис.9. Соотношение коэффициентов а и Ь для уравнения прямой у=ах+Ь трендов пиропов различного происхождения из кимберлитов и ореолов рассеивания МИК на диаграмме СгеОз-СаО. Цифрами (в соответствии с табл. 1) показаны значения для ореолов рассеивания и отдельных трубок (пунктирными линиями соединены значения для пиропов ДЛ и ЛАС из одного источника).

xJsL

h-f5 ж Г

ж*

b п -

0.4 0.5 0.6

МпО (мае %)

0,4 0.5

МпО (мае %)

Рис.3. Состав пиропов ЛАС (1 — из ксенолитов зернистых лерцолитов (ЗЛ) тр.Удачная, 2 - из тубки Муза, ксенолитов ЗЛ тр.Джерико, трубок Восточно-Финской провинции) в координатах МпО - ТЮ2, МпО - Мд/(Мд+Ре)*100 в сравнении с составами пиропов из ксенолитов гарцбургит-дунитов (ГД) тр.Удачная (3) и деформированных лерцолитов (ДЛ) (4) тр.Удачная; 5-7 -состав пиропов из ксенолитов трубки Джерико (5 - пиропы ЛАС из ксенолитов ЗЛ, 6 - пиропы обычного лерцолитового состава из ксенолитов ЗЛ, 7 - пиропы из ксенолитов ДП) по [Кору!оуа е1 а!., 1999].

Рис.4 Распределение редкоземельных элементов (РЗЭ) в пиропах ЛАС и ассоциирующих с ними кпинопироксенах (нормировано по McDonough, Sun, 1995). 1 — клинспироксены из ксенолитов, содержащих пиропы ЛАС (тр.Удачная, усредненные значения), 2 — пиропы ЛАС тр.Муза, 3 - пиропы ЛАС из ксенолитов тр.Удачная (усредненное значение). Серая область - пиропы ЛАС из концентрата и ксенолитов различных трубок, другие авторы [Peltonen et al., 1999; Kuligin et al., 2000; Carbno, Canil, 2002; Афанасьев и др., 2005].

HD«

Ca:Cr

1.5 2.4,3.6.4.7

Cr-Mg-Ti

Ti02 ТЮ2

4 0.15, ,0.15, 0.5,

t ^

ТЮ2 I 0.15 ■

HG-L С L MC

СггОз . 2.5 ,

Mg:Cr

19.4

Mg.Cr

L-Ti

ГП

CaO

, 5.5 ,

LAC

Ti02

, 0.5

Ca:Cr = CaO - 0.4*СггОз

Mg:Cr = MgO + 0.08*сгг0зл2 - 0.42*СггОз

СггОз

L-Ti

Рис.5. Алгоритм разделения пиропов на генетические группы:

LAC - пиропы аномального состава (ЛАС), HD - гарцбургит-дунитов, HD-L -гарцбургит-дунитов обогащенные ТЮ2, L - ДЛ, L-Ti - высокотитанистые ДЛ, АЕ - верлитов, С — обычных деплетированных зернистых лерцолитов, MC -мегакристовой ассоциации.

100

La Се Рг Nd Sm Eu Gd Dy Ho Er Yb Lu

Аномального Состава (сокращенно пиропы ЛАС), Lherzolitic Abnormal Composition (LAC-pyropes).

Структура пород в основном крупнозернистая - протогранулярная [Mercier, Nickolas,1974]. Зерна различного размера, оливин и ортопироксен в среднем > 4 мм, границы зерен криволинейные. Клинопироксен, пироп, в ряде случаев ортопироксен - ксеноморфные, вытянутой искривленной формы между крупными зернами оливина. Встречаются характерные для этого типа структуры симплектитовые сростания шпинели с пироксенами. Гранат образует небольшие скопления, клинопироксен встречается в виде рассеянных мелких зерен. Протогранулярная структура возникает в результате процесса перекристаллизации при частичном плавлении вещества мантии и интерпретируется как реликтовая (первичная). Она характерна для сильно деплетированных пород - гарцбургит-дунитов.

Существенно реже встречается структура переходная к эквигранулярной (равномернозернистой) мозаичной. Зерна оливина и ортопироксена близки по размеру и обычно менее 2 мм. Форма зерен изометричная, полигональная. Характерны тройные сочленения границ зерен. Гранат и клинопироксен распределены по границам зерен между оливином и ортопироксеном. Встречается идиоморфная шпинель, образующая включения в оливине. Эквигранулярная структура является вторичной и возникает в результате полной перекристаллизации породы с порфирокластической структурой [Mercier, NickoIas,1974].

Лерцолиты, содержащие пиропы аномального состава, в среднем на 80% объема породы состоят из оливина. 12% составляет ортопироксен, 6% - пироп. Количество клинопироксена в этих породах не превышает по объему 5% (в среднем 2%). Пород этого типа, не содержащих клинопироксена, не встречено и не описано в литературе.

Характерной особенностью ассоциации пород, содержащих пиропы ЛАС, является повышенная капьциевость клинопироксена (в среднем 100*Ca/(Ca+Mg)=48). Количество MgO в ортопироксене повышено и составляет в среднем 35,8 мас.% для тр.Удачная (100*Ca/(Ca+Mg)=0,95) и 36,3 мас.% для ксенолитов из других трубок. Сумма трехвалентных катионов в ортопироксенах из этих пород колеблется от 0,6 до 1,4 (в среднем составляет 1,02) и существенно зависит от присутствия в ассоциации шпинели. Количество NiO в оливине в среднем составляет 0,39 мас.% [Малыгина, 2002]. Количество Ti, Na и других несовместимых рассеянных элементов резко понижено во всех минералах этих пород.

Довольно часто в породах, содержащих пиропы ЛАС, наблюдается неравновесность сосуществующих фаз (ксенолиты из тр.Удачная, тр.Джерико, тр.Таба-Путсоа) - существенно различный состав минералов одного вида в пределах ксенолита или зональность минералов по составу, в том числе и т.н. обратная зональность в пиропе [Kopylova, 1999; Kuligin et al., 2000].

Валовый состав пород, содержащих пиропы ЛАС, по всем элементам соответствует обычным зернистым деплетированным лерцолитам и

гарцбургит-дунитам тр.Удачная.

На рисунке 6 показаны рассчитанные [Brey, Kohler, 1990b] температуры и давления для ксенолитов зернистых перидотитов тр.Удачная. Породы, содержащие пиропы ЛАС существуют в интервале температур 650-1000°С и давлений 2,0-4,0 ГПа, редко до 5,0 ГПа и относятся в основном к средним и верхним горизонтам вертикального разреза литосферной мантии. Образцы разделены на группы в соответствии с составом пиропов по методу, описанному в гл. «Принципы дискриминации» (см. рис. 5). Ксенолиты деплетированных лерцолитов (С) и гарцбугит-дунитов (HD) распространены по всему разрезу. Р-Т параметры ксенолитов зернистых лерцолитов, пиропы которых соответствуют по составу пиропам деформированных лерцолитов (L, L-Ti) и ксенолиты собственно деформированных лерцолитов совпадают. Ксенолиты с пиропом, обогащенным Ti02 (L-Ti) являются самыми высокотемпературными.

Точки рассчитанных Р-Т параметров на диаграмме располагаются вдоль двух геотерм, 35 и 40 мВт/м2. Для первой характерны в основном деплетированные породы (С, HD) нижних уровней литосферы. Для второй -обогащенные парагенезисы в основании литосферы (L, L-Ti) и деплетированные парагенезисы верхней части разреза (LAC, С, HD).

Происхождение пиропов аномального состава (ЛАС)

Экспериментальные данные [Boyd, 1970] говорят о том, что содержание СаО в пиропах из перидотитов зависит от парагенезиса. Так называемый лерцолитовый тренд в координатах Са0-Сг203 [Соболев, 1974] образуется составами пиропов, принадлежащих породам лерцолитового (клинопироксенсодержащего гарцбургитового) парагенезиса. Постоянное количество СаО в пиропе контролируется парой сосуществующих пироксенов и незначительно закономерно увеличивается с увеличением количества в системе (и в пиропе) Сг203 (лерцолитовый тренд).

Определенные характеристики состава пиропа зависят не только от состава породы, но и других факторов, таких как Р-Т параметров образования, истории вторичного обогащения породы. Данные экспериментов с природными системами [Brey, Kohler, 1990а] показывают, что для лерцолитового парагенезиса положение лерцолитового тренда пиропов, действительно находящихся в равновесии с клинопироксеном, зависит от давления и температуры. На рис.7 показаны соотношения Ca и Cr в пиропах из ксенолитов различных трубок. Существует явная зависимость состава пиропов (положения тренда) от давления и температуры. Большинство пиропов малоглубинных трубок Чомполинского поля (Алданский щит) относятся к типу ЛАС. Ортопироксеновая термобарометрия показывает, что ксеногенный материал в этих трубках захватывался по давлению в пределах 1,0-4,0 ГПа и по температуре в пределах до 1250°С [Ащепков и др., 2001] (рис.6). Это может свидетельствовать о том, что положение тренда в координатах Сг203 определяется давлением.

Некоторые другие черты состава пиропов ЛАС также объясняются

относительно малыми глубинами образования их материнских пород. Показана прямая зависимость вхождения Мп в гранат при увеличении содержания Ca в сосуществующем клинопироксене [Delaney et al, 2004], которое контролируется в лерцолитах степенью вхождения в него энстатитового компонента, и зависит от температуры [Davis, Boyd, 1966]. Пиропы ЛАС содержат повышенное количество МпО (обычно > 0,4 мас%), что без сомнения указывает на относительно низкотемпературный характер ассоциации.

Проведенные исследования позволили сделать несколько предположений относительно происхождения пиропов ЛАС.

Ряд фактов свидетельствует, что пиропы ЛАС относятся к относительно низкотемпературным и низкобарическим ассоциациям мантийных пород:

• пиропы ЛАС принадлежат исключительно т.н. низкотемпературным деплетированным зернистым лерцолитам без следов деформаций;

• рассчитанные температура и давление пород, содержащих пиропы ЛАС изменяются в пределах 600-1000°С и 2,0-4,0 ГПа (редко до 5,0 ГПа);

• повышенное содержание МпО в пиропах ЛАС как из ксенолитов, так и из концентрата;

• повышенная кальциевость образуемого пиропами ЛАС тренда на диаграмме Сг203-Са0 в соответствии с экспериментальными данными говорит о низких Т и Р существования парагенезиса;

Ряд фактов говорит о том, что пиропы ЛАС могут образовываться в результате процесса вторичного обогащения, воздействующего на изначально деплетированные породы мантии (гарцбургит-дуниты):

• существование пиропов ЛАС с зональностью вдоль тренда (тр.Таба-Путсоа, тр.Джерико), а также гомогенных пиропов неодинакового состава в ксенолитах зернистых лерцолитов тр.Удачная, маркирующих изменения составов на диаграмме Сг203 - СаО от гарцбургит-дунитового к тренду пиропов ЛАС (появление в системе клинопироксена) и вдоль тренда ЛАС (дальнейшая эволюция состава породы) (рис.8);

Следующие факты говорят о связи пиропов ЛАС и пород их содержащих с пироповыми ортопироксенитами (по тр.Удачная, тр.Мир):

• тождество (максимальная сближенность) составов минералов пород, содержащих пиропы ЛАС, и соответствующих минералов пироповых ортопироксенитов;

• характер обогащения пиропов ЛАС (в частности зональных) говорит о том, что воздействовавший расплав не имел высокой концентрации несовместимых компонентов, т.е. образовывался при относительно высоких степенях плавления мантийного вещества;

• существование явных признаков воздействия мигрирующих расплавов (ростовая зональность пиропов, существенная неравновесность фаз) на малых глубинах (60-150 км и, вероятно, меньших) в зернистых перидотитах подразумевает существование на соответствующих уровнях

мантийного разреза или выше следов кристаллизации воздействовавших расплавов; учитывая объемы расплава, необходимые для достижения таких высоких уровней, можно предположить, что ими являются гранатовые пироксениты, в большом количестве существующие на различных уровнях мантийного разреза;

• существование на одном уровне пород с пиропами ЛАС и ортопироксенитов, пиропы из которых соответствуют группе ЛАС (тр.Удачная [Кулигин, 1997]);

• многочисленные находки сложных ксенолитов, в которых лерцолиты, содержащие пиропы ЛАС, находятся в непосредственном контакте с пироповыми ортопироксенитами, аналогичными упомянутым выше [Соловьева и др., 1994; Kuligin et al., 2000]; авторы, описавшие такие ксенолиты, приходят к выводу, что их ортопироксенитовая часть образовалась в результате внедрения и последующей кристаллизации (вероятно, в виде кумулата) высокотемпературного расплава, близкого по содержанию основных компонентов к коматиитовому.

Таким образом, можно предполагать, что своеобразие состава пиропов ЛАС и содержащих их пород может возникать в результате кристаллизации на относительно высоких уровнях мантийного разреза пироксенитов, переуравновешивания состава минералов совместно с минералами вмещающих изначально деплетированных пород мантии и изменении состава пиропов от гарцбургитового к лерцолитовому, характерному для группы пиропов ЛАС. На более высоких уровнях мантийного разреза, в области развития шпинелевых перидотитов, подобные процессы также имеют место. Об этом свидетельствуют многочисленные находки в сложных ксенолитах контактов между безгранатовыми породами пироксенитовой серии и шпинелевыми перидотитами [Соловьева и др., 1994], а так же неравновесные ассоциации в шпинелевых лерцолитах (ксенолиты из тр.Удачная, [Малыгина, 2002]).

Внедрение расплавов различного состава, отвечающих разным степеням плавления необедненного мантийного субстрата, приводит к возникновению в литосферной мантии многочисленных типов интрузивных, а также вторично обогащенных пород. Астеносферные расплавы, характеризующиеся высокими концентрациями несовместимых элементов (образующиеся при достаточно небольших степенях плавления необедненного вещества мантии и температурах около 1400-1500°С) ответственны за возникновение в литосферной мантии обогащенных типов интрузивных пород - мегакристовой ассоциации, обогащенных типов пироксенитов (клинопироксениты, вебстериты), а также за возникновение в нижних частях литосферы обогащенных деформированных лерцолитов [Burgess, Harte, 1998; Pokhilenko et al., 1999, 2002]. Расплавы, отвечающие более высоким температурам (более 1500°С) и степеням плавления содержат несовместимые элементы в существенно меньшем количестве. Их можно соотнести с присутствующими на разных уровнях разреза литосферной мантии интрузивными

ортопироксенитами и оливиновыми вебстеритами. Поднимаясь до глубин 60 км и даже выше, такие расплавы могут воздействовать на вмещающие породы и образовывать, как показано выше, лерцолиты, содержащие пиропы ЛАС. Такие необычно высокие для подошвы литосферы температуры и степени плавления, очевидно, должны отвечать некоторой тектоно-термальной активизации низов литосферы.

На Сибирской платформе пиропы ЛАС встречаются в кимберлитах различного возраста, однако в существенных концентрациях (>20%) - только в кимберлитовых телах мезозойского возраста в местах проявления траппового магматизма. Этот факт - одно из свидетельств того, что в большом количестве пиропы ЛАС на Сибирской платформе могли возникнуть в связи с воздействием на литосферную мантию Сибирского суперплюма (Р-Т). Пиропы ЛАС, выносимые в незначительных количествах на поверхность кимберлитами палеозойского возраста, отражают аналогичные процессы обогащения вещества литосферной мантии, происходившие в палеозойское время в существенно меньших масштабах.

Распределение пиропов аномального состава (ЛАС) на Сибирской платформе

Доля пиропов ЛАС для кимберлитовых трубок палеозойского возраста составляет в среднем 6,9% (для СВ части - 6,1%), к триасовому времени она возрастает до 13,4%, а к юрскому времени (СВ часть) составляет в среднем 33,4%. Проведенные нами исследования свидетельствуют о существенном увеличении доли пород, характеризующихся пиропами ЛАС в мантийном разрезе С-В части Сибирской платформы от верхнепалеозойского времени к среднемезозойскому (табл.1). Породы, содержащие пиропы ЛАС, относятся к верхним и средним горизонтам литосферной мантии и могут образовываться в результате вторичного обогащения гарцбургит-дунитов. Увеличение их количества в литосферной мантии может быть следствием двух факторов: уменьшения мощности литосферы при эрозии ее нижних частей и изменения состава пород мантии на различных уровнях при вторичном обогащении поднимающимися астеносферными расплавами.

Распределение пиропов, характерных для деформированных лерцолитов (ДЛ) на Сибирской платформе

Также в кимберлитовых трубках Сибирской платформы было исследовано распределение составов пиропов, которые по химическим характеристикам соответствуют высокотемпературным деформированным лерцолитам (ДЛ), образующимся в нижней части литосферы при вторичном обогащении деплетированных лерцолитов и гарцбургит-дунитов [Соболев, 1974; Похиленко, 1990; Burgess and Harte, 1998; Griffin et al., 1999 и др.].

Для верхнеюрских трубок С-В части Сибирской платформы, а также некоторых других наблюдается смещение вверх по Ca тренда для пиропов ДЛ на диаграмме Сг203-Са0. Положение прямой, аппроксимирующей тренд составов пиропов на этой диаграмме удобно представить в виде отношения коэффициентов а и b уравнения аппроксимирующей прямой (у=ах+Ь) (рис. 9.,

табл.1). Сдвиг тренда в сторону увеличения содержания в пиропах СаО, таким образом, приведет в увеличению этих коэффициентов.

кимб. поле п ЛАС<%) Т а(ДП) Ь(ДЛ) RA2 а (ЛАС) b (ЛАС) RA2 HD (%)

Мирнинское 3138 9.22 PZ 0.25 3.87 0.62 0.44 3.72 0.88 8.8

Накынское 129 0.80 PZ 0.31 3.40 0.86 20.0

Алакитское 463 2.20 PZ 0.28 3.72 0.69 0.46 3.79 0.88 27.4

Далдынское 2019 7.75 PZ 0.29 3.73 0.76 0.36 4.04 0.82 18.1

В.-Мунское 3214 0.56 PZ 0.25 3.80 0.68 0.41 3.98 0.70 19.7

Чомурдахское 209 20.50 PZ 0.20 4.23 0.41 0.40 4.14 0.56 2.0

З.-Укукитское 306 19.90 PZ 0.19 4.41 0.66 0.26 4.65 0.70 20.1

Толуопское 154 5.20 PZ 0.19 4.40 0.69 0.51 4.08 0.91 5.3

Т.-НемСинское 328 0.00 т 0.33 4.29 0.82 0.0

Куранахское 102 13.20 т 0.24 3.98 0.74 0.44 3.80 0.87 7.1

Харамайское 100 13.50 т 0.23 4.13 0.79 1.0

Куойкское 1829 27.40 J 0.29 4.13 0.73 0.38 4.16 0.74 1.2

Молодинское 344 50.7 J 0.28 4.12 0.77 0.46 3.88 0.66 2.9

Хорбушонское 96 12.10 J 0.31 3.79 0.54 0.48 3.70 0.77 0.0

тр. Хоркич (9) 148 0.00 т 0.33 4.29 0.82 0.0

тр. Дьянга (4) 835 18.9 J 0.21 4.3 0.66 0.41 3.96 0.8 6.5

Ореолы ИМК

Кютюнедэ (6) 128 6.90 PZ 0.26 3.86 0.66 0.44 3.90 0.79 23.4

Тычанский (8) 89 1.10 PZ 0.31 3.59 0.73 12.4

Тврыдакский (5) 430 22.83 PZ 0.22 4.03 0.47 0.41 3.96 0.86 17.2

бас.р.Куойка (3) 473 55.60 J 0.22 4.34 0.73 0.36 4.25 0.57 0.6

Элиэтибийэ (1) 266 51.30 J 0.19 4.37 0.56 0.39 4.13 0.73 0.0

бас.р. Тюиг (7) 609 24.60 ? 0.27 3.77 0.69 0.43 4.01 0.78 8.1

Сиеикагна (2) 129 41.10 7 0.23 4.37 0.34 0.45 3.95 0.72 4.2

Таблица. 1. Распределение составов пиропов из кимберлитовых полей и ореолов рассеивания ИМК Сибирской платформы (п - кол-во зерен, RA2 - величина достоверной аппроксимации тренда).

Хорошо видно, что коэффициенты а и b для трендов пиропов ДЛ различных кимберлитовых трубок юрского возраста повышены. Коэффициенты для пиропов наиболее глубинной (убогоалмазоносной) кимберлитовой трубки юрского возраста Дьянга соответствует общему тренду для палеозойских трубок. Трубки с повышенной алмазоносностью тяготеют к высоким значениям а и низким Ь. Трубки палеозойского возраста, в которых повышена доля пиропов ЛАС тяготеют к противоположному концу тренда. Коэффициенты для пиропов ЛАС из трубок юрского возраста в среднем имеют более высокие значения, чем из палеозойских, но не отделяются от последних так четко как для пиропов ДЛ.

С учетом экспериментальных данных [Brey, Kohler, 1990а], а также наших исследований (см. «Происхождение пиропов аномального состава», рис. 6,7) можно констатировать, что увеличение коэффициентов а и b пиропов

соответствует понижению давления образования материнских пород. Учитывая, что деформированные лерцолиты относятся к нижней части литосферы, можно говорить, что а и Ь увеличиваются с понижением мощности литосферы.

Положение тренда пиропов ДЛ на диаграмме Сг2ОгСаО можно использовать для соотнесения выборок пиропов из россыпей с известными кимберлитовыми телами, либо для прогноза неизвестных тел различного типа. Распределение типов пиропов в некоторых россыпях Сибирской платформы показано в таблице 1.

Пиропы ДЛ из современного аллювия р.Куойка, пересекающей Куойкское кимберлитовое поле соответствуют по коэффициентам а и Ь тр.Дьянга, принадлежащей тому же полю, но являющейся для него аномальной (табл.1). В то же время, доля пиропов ЛАС в аллювиальных отложениях существенно выше (55,6%), чем в тр.Дьянга (18,9%). Очевидно, пиропы ЛАС поступали в аллювий реки из других трубок поля, более богатых пиропами этого состава (например тр.Муза, 85,3% ЛАС).

Палеозойские [Афанасьев и др., 2005] россыпи северного обрамления Тайгикун-Нембинского поля (Тычанский, Тарыдакский алмазоносные районы, ЮЗ часть платформы, рис.1) по составу пиропов ДЛ и распределению составов других групп пиропов соответствуют кимберлитам палеозойского возраста и существенно отличаются от пиропов ДЛ из триасовых неалмазоносных трубок поля (Хоркич, Тайга). Коэффициенты а и Ь последних отвечают существенно меньшим давлениям, относительно палеозойских.

Пиропы ДЛ из современного аллювия р.Сивикагна (среднее течение р.Нижн.Тунгуска, см. рис.1), где найдены и пиропы алмазной ассоциации, характерны по составу (положению тренда) для палеозойского времени на Сибирской платформе. Однако состав пиропов ЛАС и их доля в пробах (> 40 %) характерны для юрского времени. Исходя из этого можно предполагать, что в аллювии этой реки присутствуют минералы индикаторы кимберлитов из различных кимберлитовых тел - палеозойских и мезозойских. Это подтверждается также тем, что пиропы алмазной ассоциации здесь несут следы интенсивного механического износа, характерного для пиропов из палеозойских вторичных коллекторов. Так как в центральной части платформы до сих пор не обнаружены кимберлиты юрского возраста, в районе среднего течения р.Нижн.Тунгуска можно предполагать новое кимберлитовое поле, пиропы которого характерны для кимберлитов юрского возраста.

В центральной части платформы, в аллювии рек Тюнг, Муна и их притоках, также обнаружены пиропы ЛАС в достаточно большой концентрации (в среднем 24,6%). Пиропы ДЛ из этих рек в среднем соответствуют пиропам из палеозойских кимберлитов. Состав пиропов ЛАС не позволяет с уверенностью отнести их к кимберлитам или ЫХ возраста. Соответствующая доля пиропов ЛАС встречается в кимберлитах палеозойского возраста (трЛенинградская - 28,2%, тр.Дружба - 29,1%).Таким образом, на основании имеющихся данных, нет причин предполагать в этом

районе кимберлитовые тела юрского времени.

Наши исследования относительной абразивной устойчивости ИМК [Афанасьев и др., 2007, 2008; Тычков и др., 2008] подтвердили существовавший ранее в виде предположения тезис о том, что пиропы могут сохраняться в процессе интенсивного механического истирания длительное время и, значит, процесс преимущественного истирания пиропов определенного состава, наряду с процессом гипергенной коррозии, может существенно влиять на средний состав выборки. Однако нами было показано [Тычков и др., 2008], что факторы изменения среднего состава выборки гранатов из вторичных коллекторов в силу особенностей состава пиропов J1AC существенно не влияют на распределение составов и приводят скорее к относительному уменьшению их количества.

Заключение

Наиболее важные научные достижения диссертационной работы таковы:

1. Показано, что материнскими породами пиропов аномального состава являются истощенные зернистые лерцолиты, относящиеся к средним и верхним горизонтам литосферной мантии (отвечающим следующим Р-Т параметрам: 750-1000°С, редко до 1100°С; 2,0-4,0 ГПа, редко до 5,0 ГПа).

2. Выявлены новые характерные черты распределения гранатов мантийных парагенезисов в кимберлитовых телах и ореолах рассеивания индикаторных минералов кимберлитов от палеозойского времени к мезозойскому: а) многократное возрастание доли пиропов аномального состава; б) изменение среднего состава пиропов, характерных для вторично обогащенных деформированных лерцолитов.

3. На основе данных о происхождении пиропов различных групп предложено объяснение причин изменения их распределения в кимберлитах от палеозоя к мезозою: уменьшение мощности литосферы и, возможно, изменение соотношения типов пород в литосферной мантии. Эти изменения связываются с процессами воздействия суперплюма (Р-Т,) на литосферную мантию платформы.

4. На обширном фактическом материале обосновано значение пиропов аномального состава для прогноза потенциальной алмазоносности территорий. Показано, что количественные оценки доли пиропов аномального состава в пробах из россыпей и вторичных коллекторов, а также особенности состава пиропов, характерных для деформированных лерцолитов, могут использоваться для прогнозирования кимберлитовых полей и идентификации ореолов рассеивания минералов индикаторов кимберлитов от отдельных кимберлитовых тел.

Литература

Тычков Н.С. Эволюция состава и строения литосферной мантии северо-восточной части Сибирской платформы по минералам глубинных парагенезисов // Эволюция тектонических процессов в истории Земли: Материалы молодежной школы-конференции XXXVII Тектонического совещания, 20-22 апреля 2004а., М., ГЕОС, стр. 93-96.

Тычков Н.С. Распределение пиропов различных парагенезисов в разновозрастных кимберлитах северо-восточной части Сибирской платформы: свидетельства эволюции состава и строения литосферной мантии. // Материалы XLII Международной научной студенческой конференции, 13—15 апреля 20046, г. Новосибирск.

Тычков Н.С. Особенности состава и происхождение лерцолитов аномального состава (свидетельства эволюции литосферной мантии С-В Сибирской платформы) // Геология, петрология, минералогия и генезис щелочных пород: материалы всероссийского совещания. Научное издание. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006а. с. 260-264.

Тычков Н.С. Эволюция состава и строения литосферной мантии северовосточной части Сибирской платформы по минералам глубинных парагенезисов // Материалы III Международной сибирской конференции молодых ученых по наукам о земле, Новосибирск, ИГМ и ИНГГ СО РАН, 27-29 ноября 20066.

Тычков Н.С., Похиленко Н.П., Малыгина Е.В. Пиропы аномального состава из лерцолитов, особенности состава и происхождение // Материалы II Международной конференции "Кристаллогекезис и минералогия", Санкт-Петербург, СПбГУ, 1-5 октября 2007 г, С. 153-156.

Афанасьев В.П., Николенко Е.И., Тычков Н.С., Зинчук H.H., Титов A.T., Толстое A.B. Корнилова В.П. Механический износ индикаторных минералов кимберлитов: экспериментальные исследования // Труды III Международной научно-практической конференции «Природные и техногенные россыпи. Проблемы. Решения» (Крымское отделение Украинского государственного геологоразведочного института (КОУкрГТРИ)), 2007,- С. 37-48.

В.П.Афанасьев, Е.И.Николенко, Н.С.Тычков, Н.В.Соболев, А.Т.Титов, А.В.Толстов, В.П.Корнилова. Механический износ индикаторных минералов кимберлитов: экспериментальные исследования. Геология и геофизика, 2008, т.49, №2, с. 120-127.

Тычков Н.С., Похиленко Н.П., Кулигин С.С., Малыгина Е.В. Особенности состава и происхождение пиропов аномального состава из лерцолитов (свидетельства эволюции литосферной мантии Сибирской платформы). Геология и геофизика, 2008. т.49, №4, с.302-318.

Технический редактор Подписано к печати 21.04.08 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1.Гарнитура Тайме. Офсетная печать. Печ.л.0,9. Тираж ЮО.Зак. 99_

НП АИ «Гео» 630090, Новосибирск, пр.Ак.Коптюга,3.

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Тычков, Николай Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СТРОЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ. 1.1 Геологическое строение исследуемых участков сибирской платформы

Северо-Восточная часть Сибирской платформы.

Центральная часть Сибирской платформы.

Юго-Западная часть Сибирской платформы.

1.2 Сравнительная характеристика кимберлитов южной и центральной частей Якутской кимберлитовой провинции с кимберлитами северной части.

1.3 Ранние стадии тектонической эволюции литосферы древних платформ

1.4 Состав и строение литосферы по данным мантийных ксенолитов.

ГЛАВА 2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ ПИРОПОВ УЛЬТРАОСНОВНЫХ И ПИРОКСЕНИТОВОГО ПАРАГЕНЕЗИСОВ.

2.1 К вопросу о происхождении ксенолитов и ксенокристов в кимберлитах

2.2 Генетические типы пиропов ультраосновных парагенезисов из кимберлитов.

2.3 Пиропы пироксенитового парагенезиса из кимберлитов.

2.4 Неравновесные минеральные ассоциации и гранаты переменного состава в ксенолитах перидотитов.

Пиропы зонального строения.

Гомогенные пиропы различного состава в пределах одного ксенолита.

ГЛАВА 3. ПИРОПЫ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА НА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЕ.

3.1 Особенности состава пиропов ЛАС.

3.2 Принципы дискриминации пиропов по составу в соответствии с генетическими группами.

3.3 Распространенность пиропов ЛАС.

3.4 Характеристика пород, содержащих пиропы ЛАС.

3.5 Происхождение пиропов ЛАС.

3.6 Особенности состава пиропов тр.Хоркич.

3.7 Распределение пиропов различных парагенезисов из кимберлитов на Сибирской платформе.

Распределение пиропов аномального состава (JIAC).

Распределение пиропов, характерных для деформированных лерцолитов (ДЛ)

3.8 Распределение пиропов различных парагенезисов из ореолов рассеивания ИМК на Сибирской платформе.

Северо-восточная часть платформы.

Юго-западная часть платформы.

Центральная часть платформы.

3.9 Изменение состава выборки пиропов под действием экзогенных процессов.

ГЛАВА 4. ПИРОПЫ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА И ИЗМЕНЕНИЕ СТРОЕНИЯ И СОСТАВА ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ В ФАНЕРОЗОЕ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Особенности распределения гранатов мантийных парагенезисов в разновозрастных кимберлитах Сибирской платформы: свидетельства изменения состава и строения литосферной мантии в фанерозое"

Актуальность исследований

Многолетние поисковые работы на Сибирской платформе выявили наличие трех основных этапов кимберлитового магматизма: D3-Ci (370-340 млн.л.), Т (245215 млн.л.), J3 (160-140 млн.л.) [Брахфогель, 1984; Кинни, 1997, Griffin et al., 1999]. Среднепалеозойский и позднеюрский периоды внедрения кимберлитов разделены этапом тектоно-термальной активизации Сибирской платформы, имевшим место примерно на границе пермского и триасового периодов, и проявившемся в виде интенсивного, но достаточно кратковременного цикла траппового магматизма (245-250 млн. лет назад) (рис.1). Промышленно алмазоносные кимберлиты известны только для палеозойского времени, тогда как среди юрских кимберлитов лишь единичные тела имеют убогую алмазоносность. Ксеногенный мантийный материал (ксенолиты и ксенокристы) из разновозрастных кимберлитов значительно различается [Соболев, 1978; Похиленко, 1990]. Это выражается, в частности, в изменении среднего состава пиропов из кимберлитов - понижении среднего содержания СГ2О3, повышение среднего содержания FeO и др. - от палеозойского времени к мезозойскому. Эти изменения связываются с уменьшением мощности литосферы (от 180-230 до 130-150 км) и изменении относительного соотношения слагающих ее пород [Похиленко, Соболев, 1998; Pokhilenko et al., 1999; Griffin et al., 1999; Pokhilenko et al., 2002].

Как показали дальнейшие исследования [Тычков, 2004, 2006; Тычков и др., 2007, 2008; данная диссертация], указанные изменения среднего состава пиропов обязаны, в частности, наличию в кимберлитовом концентрате верхнеюрских трубок большого количества пиропов аномального для лерцолитового парагенезиса состава (см. рис. 4), а также изменению среднего состава пиропов, характерных для высокотемпературных деформированных лерцолитов.

• выяснить происхождение не описанной ранее группы пиропов аномального состава;

• разработать критерии дискриминации пиропов различных генетических групп;

• выявить характерные черты распределения гранатов различных групп в разновозрастных кимберлитах и ореолах рассеивания ИМК Сибирской платформы.

Объекты исследования

Материалы исследований

Работа основывается на полученных нами новых данных по содержанию главных, а также ряда второстепенных элементов (включая ТЮ2, МпО, Ма20) в более чем 1500 зернах пиропов из разновозрастных кимберлитовых трубок, расположенных в различных частях платформы, а также из аллювиальных отложений центральной части Сибирской платформы. Более трети проанализированных образцов были отобраны автором во время работы в составе полевых отрядов на территории ЯКП в течение шести полевых сезонов в 2000 -2007 годах. Также были использованы не опубликованные ранее в полном объеме данные Малыгиной Е.В. [Малыгина, 2002] по составу минералов из 284 ксенолитов зернистых лерцолитов тр.Удачная (Далдынское к.п. - Э3); более 30 из них были дополнительно изучены в шлифах и на состав слагающих минералов. Для наиболее представительных ксенолитов были изучены также содержания ряда рассеянных элементов (№, Ъъ, ва, Бг, Y, Ъх, РЗЭ) и валовый состав пород. Кроме того, нами были использованы данные из архива Лаборатории минералов высоких давлений и алмазных месторождений ИГМ СО РАН по составу более чем 10 ООО пиропов из концентрата кимберлитовых трубок и промежуточных коллекторов и россыпей различных частей Сибирской платформы.

Методы исследований

Научная новизна и практическое значение работы

На обширном фактическом материале обосновано значение пиропов аномального состава для прогноза потенциальной алмазоносности территорий; количественные оценки их доли в пробах из ореолов рассеивания ИМК могут использоваться для прогнозирования 'кимберлитовых полей и идентификации ореолов рассеивания ИМК от отдельных кимберлитовых тел.

Основные защищаемые положения

Публикация и апробация работы

Промежуточные и окончательные результаты работы опубликованы в 2 статьях научных журналов и 6 тезисах научных конференций, а также доложены на:

Молодежной школе-конференции XXXVII Тектонического совещания «Эволюция тектонических процессов в истории Земли» (2004 г., г.Москва), XLII Международной научной студенческой конференции (2004 г., г. Новосибирск), Всероссийском совещании «Геология, петрология, минералогия и генезис щелочных пород» (2006 г., г.Миасс), III Международной сибирской конференции молодых ученых по наукам о земле (2006 г., г.Новосибирск), II Международной конференции "Кристаллогенезис и минералогия" (2007 г., г.Санкт-Петербург).

Структура, объем и содержание работы

Заключение Диссертация по теме "Минералогия, кристаллография", Тычков, Николай Сергеевич

Заключение

Настоящая работа посвящена выяснению причин изменения среднего состава пиропов в кимберлитах и ореолах рассеивания ИМК на Сибирской платформе от среднепалеозойского времени к мезозойскому.

Наиболее важные научные достижения диссертационной работы таковы:

1. Выделена группа пиропов аномального состава (пиропы ЛАС) широко распространенных в кимберлитах различного возраста и местоположения;

2. Показано, что материнскими породами пиропов аномального состава являются истощенные зернистые лерцолиты, относящиеся к средним и верхним горизонтам литосферной мантии (отвечающим следующим Р-Т параметрам: 750-1000°С, редко до 1100°С; 2,0-4,0 ГПа, редко до 5,0 ГПа).

3. Показано, что пиропы ЛАС могут образовываться в результате обогащения истощенных пород средних и верхних уровней вертикального разреза литосферной мантии;

4. Выявлены новые характерные черты распределения гранатов мантийных парагенезисов в кимберлитовых телах и ореолах рассеивания индикаторных минералов кимберлитов от палеозойского времени к мезозойскому: а) многократное возрастание доли пиропов аномального состава (ЛАС); б) изменение среднего состава пиропов, характерных для вторично обогащенных деформированных лерцолитов.

5. На основе данных о происхождении пиропов различных групп предложено объяснение причин изменения их распределения в кимберлитах от палеозоя к мезозою: уменьшение мощности литосферы и, возможно, изменение соотношения типов пород в литосферной мантии. Эти изменения связываются с процессами воздействия суперплюма (Р-ТО на литосферную мантию платформы.

6. На обширном фактическом материале обосновано значение пиропов аномального состава для прогноза потенциальной алмазоносности территорий. Показано, что количественные оценки доли пиропов аномального состава в пробах из россыпей и вторичных коллекторов, а также особенности состава пиропов, характерных для деформированных лерцолитов, могут использоваться для прогнозирования кимберлитовых полей и идентификации ореолов рассеивания минералов индикаторов кимберлитов от отдельных кимберлитовых тел.

7. Показано, что в различных частях Сибирской платформы отмечается существенное изменение распределения типов пиропов из кимберлитовых тел различного возраста, что может служить дополнительным подтверждением изменения состава и строения литосферной мантии Сибирской платформы в фанерозое не только в северо-восточной, но и в других частях платформы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Тычков, Николай Сергеевич, Новосибирск

1. Афанасьев В.П. Зинчук H.H. Похилепко Н.П. Морфология и морфогенез индикаторных минералов кимберлитов // Новосибирск: Изд-во СО РАН. Филиал "Гео": Издательский дом "Манускрипт", 2001. 276 с.

2. Афанасьев В.П., Гриффин B.JL, Натапов Л.М., Зинчук H.H., Матухин Г.Р., Мкртычьян Г.А. О перспективах алмазоносности юго-западного фланга Тунисской синеклизы // Геология рудных месторождений, 2005, т.47, №1, с. 51-69.

3. Афанасьев В.П., Е.И.Николенко, Н.С.Тычков, Н.В.Соболев, А.Т.Титов, A.B.Толстов, В.П.Корнилова. Механический износ индикаторных минералов кимберлитов: экспериментальные исследования. Геология и геофизика, 2008, т.49, №2, с. 120-127.

4. Брахфогель Ф.Ф. Геологические аспекты кимберлитового магматизма северо-востока Сибирской платформы //Якутск. ЯФ СО АН ССР.1984.С.128.

5. Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. Пер. с англ. М: Мир, 1983.-300с.

6. Коптиль В.И. Типоморфизм алмазов северо-востока Сибирской платформы в связи с проблемой прогнозирования и поисков алмазных месторождений. -Автореферат диссерт.канд. г-м. наук, Новосибирск, 1994, ИМП СО РАН, 34с.

7. Кулигин С.С. Комплекс ксенолитов пироксенитов из кимберлитов различных регионов Сибирской платформы.//Автореф. дис. к.г.-м.н.- Новосибирск, 1997

8. Малыгина Е.В. Минералогия ксенолитов зернистых перидотитов из кимберлитовой трубки Удачная в связи с проблемой состава верхней мантии сибирской платформы // Автореферат дис.к.г-м.н., Новосибирск, 2002 г.

9. Манаков A.B. Особенности строения литосферы Якутской кимберлитовой провинции // Воронеж.: Из-во университета, 1999.

10. Манаков A.B., Ромонов, H.H., Полторацкая О.Л. Кимберлитовые поля Якутии. -Воронеж, 2000.

11. Милашев В.А. Физико-химические условия образования кимберлитов. JL, Недра, 1972, 175 с.

12. Никишов К.Н. Петролого-минералогическая модель кимберлитового процесса. М. Наука, 1984, 213 с.

13. Похиленко Н.П. Минералогия и петрология ксенолитов глубинных ультраосновных пород в кимберлитах Далдыно-Алакитского района, Якутия. Автореферат дис. канд. геол.-минерал, наук. Новосибирск, 1974, 26 с.

14. Похиленко Н.П. Мантийные парагенезисы в кимберлитах, их происхождение и поисковое значение // Автореф. дис. д.г.-м.н., Новосибирск, 1990, с.39.

15. Похиленко Н.П., Соболев Н.В. Гранаты различного состава в образце из катаклазированного лерцолита из кимберлитовой трубки Удачная // XI съезд Международной минералогической ассоциации: Тез. докл. Новосибирск, 1978. -т.2.-с.35.

16. Реймерс Л.Ф. Глубинные минеральные ассоциации из кимберлитовой трубки Сатыканская// Автореферат дис.к.г-м.н., Новосибирск, 1994 г.

17. Соболев Н.В., Лаврентьев Ю.Г., Поспелова Л.Н., Соболев Е.В. Хромовые пиропы из алмазов Якутии. ДАН СССР, 1969, Т. 199, №1, с. 162-165.

18. Соболев H.B. О минералогических критериях алмазоносности кимберлитов // Геол. и геофиз. 1971. - № 3. - С. 70-80

19. Соболев Н.В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. Новосибирск: Наука. - 1974. - 264с.

20. Соболев Н.В., Похиленко Н.П. и др. Роль хрома в гранатах из кимберлитов// Проблемы петрологии Земной коры и верхней мантии. — Новосибирск, 1978. с. 145-168.

21. Соболев Н.В. Велик Ю.П. Похиленко Н.П. Лаврентьев Ю.Г. Кривонос В.Ф. Поляков В.Н. Соболев B.C. Хромсодержащие пиропы в нижнекаменноугольных отложениях Кютюнгдинского прогиба // Геол. и геофиз. 1981. - № 2. - С. 153-157

22. Соболев B.C. Петрология верхней мантии и происхождение алмазов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989, 235с.

23. Соловьева Л.В. Владимиров Б.М. Семенова В.Г. Липская В.И. Завьялова Л.Л. Реакционные парагенезисы в верхней мантии // Геология полезные ископаемые восточной Сибири.- Новосибирск: Наука, 1985.с. 123-134.

24. Соловьева Л.В., Владимиров Б.М., Семенова В.Г. и др. Реакционные парагенезисы в верхней мантии// Геология и геофизика. 1986. -№7.- с. 18-27.

25. Соловьева Л.В., Владимиров Б.М., Днепровская Л.В.Кимберлиты и кимберлитоподобные породы: Вещество! верхней мантии под древними платформами / Н.,ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1994.

26. Тектоника, геодинаИМКа и металлогения территории Республики Саха (Якутия). -М.: МАИК "Наука / Интерпериодика", 2001.- 571с.

27. Тычков Н.С., Похиленко Н.П., Малыгина Е.В. Пиропы аномального состава из лерцолитов, особенности состава и происхождение // Материалы II Международной конференции "Кристаллогенезис и минералогия", Санкт-Петербург, СПбГУ, 1-5 октября 2007 г, С. 153-156.

28. Тычков Н.С., Похиленко Н.П., Кулигин С.С., Малыгина Е.В. Особенности состава и происхождение пиропов аномального состава из лерцолитов (свидетельства эволюции литосферной мантии Сибирской платформы). Геология и геофизика, 2008. т.49, №4, с.302-318.

29. Уханов А.В., Рябчиков И.Д., Харьков А.Д. Литосферная мантия Якутской кимберлитовой провинции. М.: Наука, 1988. - 286с.

30. Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Крючков А.И. Коренные месторождения алмазов мира // М.: Недра. 1998. 555 с.

31. Янсе А.Д. Новый подход к классификации кратонов. Геология и гефизика. т. 10. Н.: Наука 1997. стр. 12-33.

32. Artemieva I.M. & Walter D. M. Thermal thickness and evolution of precembrian lithosphere: a global study. J.Geophys.Res., 2001,v.l06 (B8),p.l6387-16414.

33. Aulbach S., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., McCandless T. E. Genesis and evolution of the lithospheric mantle beneath the Buffalo Head Terrane, Alberta (Canada). Lithos 77 (2004) 413-451.

34. Boyd, F.R. Garnet peridotites in the system CaSi03-MgSi03-A1203. // Mineralogical Society of America Special Paper (1970), 3, 63-75.

35. Boyd, F. R., J.J. Gurney and S.H. Richardson, Evidence from diamond inclusion thermobarometry, Nature, 315, 387-389, 1985.

36. Boyd, F.R. Pearson, D.J., Nixon, P.H. Mertsman, S.A. Low-calcium garnet harsburgitesfrom Southern Africa: their relations to craton structure and diamond cristallisation. Contrib.Mineral.Petrol., 1993. 113,352-366.

37. Boyd F.R., Nixon, P.H. Origin of the ultramafic nodules from some kimberlites of northen Lesotho and the Monastery Mine? South Africa// Phys. Chem. Earth, 1975, v. 9, pp431-454.

38. Boyd F.R., Pokhilenko N.P. Rearson D.G., Sobolev N.V. et al. Composition of the Siberian cratonic mantle: evidence from Udachnaya peridotite xenoliths Contri. Mineral. Petrol., 1997, v.128., pp.228-246.

39. Brey, G. Fictive conductive geotherms beneath the Kaapvaal craton. In: Extended Abstracts, Fifth Intern. Kimb. Conf.,CPRM-Spec. Publ., Araxa, Brazil, 1991, pp. 23-25.

40. Brey G.P., Kohler T., 1990a. Geothermobarometry in four phase Iherzolites I: experimental results from 10 to 60 kb. Journal ofPetrology 31:1313-1352

41. Brey G.P., Kohler T., 1990b. Geothermobarometry in four phase Iherzolites II: new thermobarometers and practical assessment of using thermobarometers. J.Petrol., 31:1353-1378.

42. Burgess S.R. and Harte B. Traceing lithosphere evolution through the analysis of heterogenious G9/G10 garnets in periditite xenoliths, I: major element chemistry // 7th Inter. Kimberlite Conf.: Proceedings. Cape Town, 1998. v.l,p.66-80.

43. Burgess, S.R., Harte, B. Tracing lithosphere evolution trough the analysis of heterogeneous G9/G10 garnets in perdiotite xenoliths.il: REE chemistry. Journal of Petrology, 2004, V.45, n 3, p609-634.

44. Carbno, G.B., Canil, D., 2002. Mantle structure beneath the south-west Slave craton, Canada: constraints from garnet geochemistry in the Drybones Bay kimberlite. J. Petrol. 43, 129-142.

45. Chakroborty S, Ganguly J (1990) Compositional zoning and cation diffusion in granets. In: Ganguly J(ed) Diffusion, atomic ordering, and mass transport: selected topics geochemistry. Spinger, New York Berlin Hiedelberg, pp 120-175.

46. Condie, K. C., Plate Tectonics and Crustal Evolution, 282pp., Butterworth-Heinemann, Woburn, Mass., 1997.

47. Condie, K.C., 2000, Episodic continental growth models: afterthoughts and extensions, Tectonophys. 322, 153-162.

48. Davis T. C., Boyd F. R. The join Mg2Si206-CaMgSi206 at 30 kilobars pressure and its application ofpiroxenes from kimberlites// J. Geophys. Res.-1966.-v. 71.

49. Dawson J.B. Basutoland kimberlites // Bull. Geol. Soc. Am., 1962, #73, p.545-560.

50. Delaney J. S., Smith J. V., Dawson J. B. and Nixon P. H. Manganese thermometer formantle peridotites. Contributions to Mineralogy and Petrology, December 10, 2004, 157-1

51. De Smet, J., Van den Berg, A.P., Vlaar, N.J., 2000, Early formation and long-term stability of continents resulting from decompression melting in a convecting mantle, Tectonophys. 322, 19-33.

52. Finnerty A.A., Boyd F.R. Evaluation of termobarometrs for garnet peridotites // Geohim. Cosmohim. Acta.-1984.V.4.p. 15-27.

53. Green D.H., Ringwood A.E. Mineralogi of piredotitic compositions under upper mantle conditions //Phis.Eath.Plahet. Int.,70.V.3.p.359-371.

54. Green D.H., Sobolev N.V., Coexisting Granets and Ilmenites Synthesized at High Pressures from Pyrolite and Olivine Basanite and Their Signitificance for Kimberlitic Assemblages Contri. Mineral. Petrol. 1975, v.50, p.217-228

55. Griffin et al., Suter G.F. trece-element zoning in garnets from sheared mantle xenoliths// Geohim. Cosmochim. Acta.- 1989. v. 53. - pp. 561-567.

56. Hops J.J., Gurney J.J., Hart B. Megakrists and deformed nodules from the Jagersfontein kimberlite pipe // 4-th kimberlite Conf., Perth, 1986, Ext. Abstr., p. 256-258.

57. Jordan, T.H., Structure and formation of the continental tectonosphere, J. Petrol., 29, 1137, 1988.

58. Kennedy, C. Scott; Kennedy, George C. The equilibrium boundary between grahite and diamond. Journal of Geophysical Research, Volume 81, Issue B14, 1976. p. 24672470

59. Kopilova, M. G. et al. Petrology of peridotite and piroxenite xenoliths from the Jericho kimberlite: implications for the thermal state of the mantel beneath the Slave Craton, northern Canada, J. Petrol., 40, 79-104, 1999.

60. Kopylova M.G., Russell J.K., Stanley C. Cookenboo H.Garnet from Cr- and Ca-saturated mantle: implications for diamond exploration // Journal of Geochemical Exploration 68 (2000) 183-199

61. MacGregor L.D. Mafic and ultramafic xenoliths from the Kao kimberlite pipe, Lesoto // 2nd Int. Kimb. Conf.: Ext.Abstr.New Mexico , 1977.

62. McDonough W. F., Sun S. -s. The composition of the Earth. Chemical Geology, Volume 120, Issues 3-4, 1 March 1995, Pages 223-253.

63. MERCIER J-C. C. and NICOLAS A. Textures and Fabrics of Upper-Mantle Peridotites as Illustrated by Xenoliths from Basalts. Journal of Petrology, Volume 16, Number 1, 1975. Pages 454-487.

64. MercierJ.-C.C. Peridotites, xenoliths and the dinamics of kimberlite intrusion // The Mantle Sample: Includions in Kimberlites and Other Volcanics/ Boyd F.R., Meyer H.U. (ed). Proceedings of the 2nd Int. Kimb. Conf.-Washington, 1979.p.l97-212.

65. Nickel, K. G.; Green, D. H. Empirical geothermobarometry for garnet peridotites and implications for the nature of the lithosphere, kimberlites and diamonds. Earth and Planetary Science Letters, 1985 Volume 73, Issue 1, p. 158-170.

66. Nimis P., Taylor W. R. Single clinopyroxene Ihermobarometry for garnet peridotites. Part I. Calibration and testing of a Cr-in-Cpx barometer and an enstatite-in-Cpx thermometer. Contributions to Mineralogy and Petrology. V.139, N.5, 2000. p.541-554.

67. Nixon P. H., Boyd F.R., Boullier A.M. The evidence of kimberlite and its inclusion on the constitution of the outer part of the Earth// Lesotho Kimberlites. Maseru: Lesotho nat. Develop. Co, 1973. P. 312-218.

68. Nixon, P. H. & Boyd, F. R. In Lesotho Kimberlites (ed. Nixon, P. H.), 141-148 (1973).

69. Pearson, D.G., 1999. The age of continental roots, Lithos, 48, 171-194.

70. Pokhilenko N.P., Sobolev N.V., Lavrent'ev J.G. Xenoliths of diamondiferous ultramafic rocks from Yakutian kimberlites // 2 IKC, Santa FE, USA, 1977. Ext. Abstr.

71. Pokhilenko N.P. Mineralogy of xenoliths of mantle ultra-mafic rocks from Yakutia kimberlites: new data and some aspects of their deep-seated genesis // Pros. 3 IKC. Clermen-Ferrand, 1982, Spec. Publ., 2, p. 6—12.

72. Pokhilenko N.P., Sobolev N.V. Xenoliths of diamondiferous peridotites from Udachnaya kimberlite pipe, Yakutiya // 4 IKC, Perth., 1986, Ext. Abs., p.309-311.

73. Pokhilenko, N.P., Sobolev, N.V. Mineralogical mapping of the northeast section of the Yakutian kimberlite province and its main results. Ext. Abstr. 6th Int. Kimberlite Conf., 1995, pp.446^148.

74. Pokhilenko N.P. Sobolev N.V. Lavrent'ev Yu.G. Xenolitiths deomandiferous ultramafic rocks from Yakutian kimberlites.// 2nd Intern. Kimberlite Conf.: Ext. Abstr., Santa Fe, 1977, unpaged.

75. Pokhilenko N.P., Sobolev N.V., Agashev A.M., Shimizu N. Permo-triassic superplume and it's influence to the Siberian lithospheric mantle. Superplume Workshop (Extended Abstracts), Tokyo, January 28 to 31, 2002. p.249-252.

76. Renne P.R., Basu A. R. Rapid Eruption of the Siberian Traps Flood Basalts at the Permo-Triassic Boundary. Science 12 July 1991: Vol. 253. no. 5016, pp. 176-179

77. Richardson S.H. Gurney J.J., Eriank A,J. et al. Origin of diamands of Proterozoic age from Cretaceous kimberlites//Nature, 1984, v. 310, p. 198-202.

78. Richardson S.H. et al Eclogitic diamands of Proterozoic age from Cretaceous kimberlites//Nature, 1990, v.346, p.54-56.

79. Ringwood A.E. Model of the upper mantle // J.Jeoph.Res.- 1962.V.67.p.857

80. Ritsema, J., and H. van Heijst, New seismic model of the upper mantel beneath Africa, Geology, 28, 63-66, 2000.

81. Rosen O.M., Condie K.C. Natapov L.M. Nozhkin A.D. Archean and early Proterozoic evolution of the Siberian Craton: a preliminary assessment. In: Condie K. (Ed.), Arhean Crustal evolution. Elsevier, Amsterdam, 1994, pp.411-459.

82. Ross C.S, Foster M.D.,Myers A.T. Oririgin of dynites and of olivine-rich includions in basaltic rock //Amer.Mineralogist 1954.V.39.#9-10.p.693-737.

83. Rudnick, L.R., W.F. McDonough and R.J. O'Connel, Thermal structure, thickness and composition of continental lithosphere, Chem. Geol., 145, 395-411, 1998.

84. Ryan, C.J., Griffin, W.L. Pearson, N., Garnet Geotherms: a tecnique for derivation of P-T data from Cr-pirope ganates. J.J.Res.101, 5611-5625., 1996.

85. Schulze D.J. Megacrysts from alkalic volcanic rocks // Mantle xenoliths, edited by P.H.Nixon, 1987

86. Schulze Daniel J. A classification scheme for mantle-derived garnets in kimberlite: a tool for investigating the mantle and exploring for diamonds. Lithos, Volume 71, Issues 2-4, December 2003, Pages 195-213.

87. Sheth H.C. A historical approach to continental flood basalt volcanism: insights into pre-volcanic rifting, sedimentation, and early alkaline magmatism. Earth and Planetary Science Letters 168 (1999) 19-26

88. Shimizu N., Richardson S.H. Trace elements abundance patterns of garnet inclusions in peridotite-suite diamonds // Geocim. Cosmocim. Acta, 1987, v.51, p.755-758.

89. Shimizu N., Pokhilenko N.P. et al. Geochimical characteristic of mantle xenoliths fron the Udachnaya kimberlite pipe// 6th Intern. Kimberlite Conf.: Ext. Abstr. -Novosibirsk, 1995. p. 524-525.

90. Smith D., Boyd F.R, Composition zonation in garnets in peridotite xenolith// Contrib. Mineral. Petrol.- 1992. -v. 112. p. 134-147.

91. Smith,D., Boyd,F.R. Compositional geterogenities in mineral of sheared lherzolite includions from African kimberlites // 4th IKC.: Proceedings.-Geol.Soc.Aust. Spec.pub., 1989. V.2.p.709-724.

92. Smith,D., Griffin W.L., Ryan C.G. and Sie S.H., 1991. Trace-element zonation in in garnets from the Thumb: heating and melt-infiltration belo the Colorado plateau. Contri. Mineral. Petrol. 107. pp.735-744.

93. Yuen, D.A. and Fleitout,L., 1985. Thinning of the lithosphere by small-scale convective destabilization. Nature, Vol. 313, No.5998, pp. 125,128.

Информация о работе

Тычков, Николай Сергеевич
кандидата геолого-минералогических наук
Новосибирск, 2008
ВАК 25.00.05

Диссертация

Особенности распределения гранатов мантийных парагенезисов в разновозрастных кимберлитах Сибирской платформы: свидетельства изменения состава и строения литосферной мантии в фанерозое - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы