Сравнительная петрогеохимия кимберлитов Якутии и гетерогенность их источников

Голубева, Юлия Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Сравнительная петрогеохимия кимберлитов Якутии и гетерогенность их источников
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Сравнительная петрогеохимия кимберлитов Якутии и гетерогенность их источников"

На правах рукописи

ГОЛУБЕВА Юлия Юрьевна

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПЕТРОГЕОХИМИЯ КИМБЕРЛИТОВ ЯКУТИИ И ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ИХ ИСТОЧНИКОВ

Специальность: 25.00.04 - петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2005

2006-А Г5-73<3

На правах рукописи

ГОЛУБЕВА Юлия Юрьевна

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПЕТРОГЕОХИМИЯ КИМБЕРЛИТОВ ЯКУТИИ И ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ИХ ИСТОЧНИКОВ

Специальность: 25.00.04 - петрология, вулканология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2005

¿¿W/r

Работа выполнена в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук (ИГЕМ РАН)

Защита диссертации состоится «27» сентября 2005 года в 14°° часов на заседании диссертационного совета Д 002.122.01 в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (ИГЕМ РАН) по адресу: 119017, Москва, Старомонетный пер., 35.

С диссертацией можно ознакомиться в Библиотеке ИГЕМ РАН, Москва, Старомонетный пер., 35.

Автореферат разослан «01» августа 2005 г.

Отзывы, заверенные печатью учреждения, в 2-х экземплярах, просим направлять по адресу: 119017, Москва, Старомонетный пер., 35, Д 002.122.01 Первову Владимиру Анатольевичу

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор В.А. Кононова

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук A.B. Гирнис

доктор физико-математических наук, профессор Ю.С. Геншафт

Ведущая организация:

Объединенный институт геологии, геофизики и минералогии им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН (ОИГГиМ СО РАН, Новосибирск)

В.А. Нервов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Изучение геохимии кимберлитов современными прецизионными методами (ГСР-МБ, изотопия Яг, Ш и РЬ) направлено на решение как фундаментальных, так и практических задач. Фундаментальные задачи включают: исследование особенностей состава кимберлитов, выделение их петрогеохимических типов, выявление корреляции состава кимберлитов с возрастом и геолого-структурными особенностями территорий. Полученные данные используются для расшифровки глубинного строения древних кратонов, установления неоднородности верхней мантии и построения различных генетических моделей формирования глубинных алмазоносных пород. Данные задачи включены в перечень приоритетных направлений исследований Наук о Земле, утвержденный постановлением Президиума РАЙ 1 июля 2003 г. Практической задачей на данный момент является определение закономерностей в распределении кимберлитов с различными петрогеохимическими характеристиками в пределах минерагенических таксонов (кимберлитовая трубка, куст трубок, кимберлитовое поле, алмазоносная провинция), что может быть использовано при прогнозе и поисках кимберлитов как на новых перспективных территориях, так и в пределах уже открытого кимберлитового поля. Прогнозирование минеральных ресурсов входит в перечень критических технологий РФ, утвержденный Президентом РФ 30 марта 2002 г.

В отличие от петрографо-минералогических критериев, детально разработанных за многие годы изучения кимберлитов Якутии Н.В. Соболевым и другими исследователями, геохимические и изотопно-геохимические исследования явно оказались на втором плане, и не соответствуют современному уровню. Это, возможно, объясняется тем, что только в последние годы появилась доступная аналитическая база, которая может дать уникальные данные в свете поставленных в диссертации задач. Настоящая работа посвящена петрологической интерпретации новых геохимических данных по кимберлитам Якутии, что позволяет считать проведенные исследования актуальными и практически значимыми для дальнейшего изучения петрогеохимических особенностей кимберлитов Якутии.

Цели и задачи работы. Основной целью исследования является сравнительный анализ петрогеохимических характеристик кимберлитов в пределах разных таксонометрических единиц (кимберлитовая трубка, куст трубок, кимберлитовое поле, алмазоносная провинция); выявление взаимосвязи между петрогеохимическими особенностями пород и их положением в структуре Сибирской платформы и характера гетерогенности источников кимберлитов Якутии. Проведенные исследования основаны на комплексном петролого-геохимическом изучении коллекции образцов кимберлитов Якутии, отобранных из кимберлиговых тел (трубок, даек) полей разного возраста и географического положения, с привлечением прецизионных методов анализа вещества. Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Установить характер петрогеохимической неоднородности и пределы вариаций содержаний редких элементов в ряде минерагенических таксонов (кимберлитовая трубка, куст трубок, кимберлитовое поле, алмазоносная провинция) на примере Якутской алмазоносной провинции.

2. Изучить ЯЬ-вг, Бт-Ш и РЬ-РЬ изотопные системы для определения характеристик мантийных источников кимберлитов из разновозрастных полей Якутской алмазоносной провинции.

3. Изучить представительную коллекцию кимберлитов Якутии, включающую образцы из трубок в разновозрастных полях трех главных тектонических геоблоков восточной части Сибирской платформы. Получить банк данных по содержанию петрогенных и редких элементов в кимберлитах Якутии и систематизировать их для создания петрогеохимической классификации пород.

4. Определить петрогеохимичсскую и изотопную специфику высокоалмазоносных кимберлитов Накынского поля для выяснения генезиса данных кимберлитов и разработки новых поисковых критериев.

Фактический материал и методы исследований. В основу работы легли результаты комплексного петролого-геохимического исследования коллекции кимберлитов Якутии, включавшие: 1) изучение шлифов кимберлитов под поляризационным микроскопом; 2) определение петрохимического состава пород (главные компоненты); 3) анализ геохимического состава пород (редкие элементы, изотопный состав вг, N<1 и РЬ); 4) интерпретацию химического состава слюд и перовскитов из кимберлитов изученной коллекции; 5) компьютерную обработку полученных данных с использованием различных геохимических диаграмм (распределение редких и редкоземельных элементов, нормированных к примитивной мантии и хондриту; соотношения петрогенных и редких элементов и др.)

Каменный материал частично был собран во время посещения автором г. Мирный (2001 г.), а также любезно предоставлен сотрудниками ЦНИГРИ МПР РФ и ЯНИГП ЦНИГРИ АК «АЛРОСА». Проанализированный материал характеризует 38 кимберлитовых тел (трубок и даек) из 13 полей южной и северной части Якутской алмазоносной провинции (в скобках - трубки и количество проб), а именно: Мирнинское (Интернациональная (1), Мир (1)); Накынское (Ботуобинская (6), Нюрбинская (5)); Апакитское (Молодость (1), Юбилейная (1)); Далдынское (Удачная-Восточная (1), Дальняя (1), Осенняя (1), Зарница (2)); Верхне-Мунское (Поисковая (2), Заполярная (2), Деймос (1)); Чомурдахское (Чомур (2), Светлая (2), Надежная (2), Олимп (1), Уральская (1)); Огонер-Юряхское (Аэрогеологическая (3), Сестра-19 (1), дайки Ан. 1 (1), Ан. 5 (1), Ан. 12 (1)); Куранахское (Малокуонамская (1)); Нижне-Куонамское (Мачала (1), Майская (1)); Средне-Куонамское (Небайбыт (1), Харахтах (1)); Куойское (Дьянга (1), Мгришница (1), Русловая (1)); Лучаканское (Лыхчан (2), Поздняя (2), Дама (2)); Харамайское (Улахан-7 (1), Базовая-2 (1), Биллях-4 (1), Лесная-1 (1)). Под микроскопом просмотрено более 100 прозрачных и прозрачно-полированных шлифов по образцам из исследованной коллекции Созданный банк аналитических данных включает 58 анализов главных и редких элементов. В 20 образцах изучены Ят-Ыс!, ЯЬ-Бг, РЬ-РЬ изотопные системы. Кроме этого, для 11 кимберлитовых тел, вошедших в коллекцию, получены 70 анализов слюд и 10 анализов перовскитов.

включали: 1) определение главных -элементов рентгенофлюоресцентным методом (VRA-20 (Karl Zeiss Jena), ОИТТиМ СО РАН, Новосибирск), С02, FcO, Н2О, Na20, К20 химическими методами (ИГЕМ, Москва); 2) отбраковка анализов, отвечающих контаминированным породам с индексами контаминации C.I. = (Si02 + А120з + Na20)/(2K20 + MgO) > 1.5 (по Clement, 1982) и Si02/Mg0 > 1.7 (по Ilupin, Roshchina, 2002); 3) определение редких и редкоземельных элементов методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (Elan-6100 DRC (Perkin Eimer), ИМГРЭ, Москва); 4) изучение изотопного состава пород (Finnigan МАТ-261, ИГТ'Д РАН, Санкт-Петербург); 5) изучение химического состава слюд и псровскитов (Camebax SX-50, Гинцветмет. Москва).

Научная новизна работы. В результате комплексных петроло! о-геохимических исследований коллекции кимберлитов Якутской провинции впервые создан банк данных, содержащий 58 представительных анализов кимберлитов, выполненных прецизионными меч одами (ICP-MS: 43 элемента) в одних и тех же лабораториях. Принципиально новыми результатами для кимберлитов Якутии являются следующие:

1. Установлено, что в пределах большинства изученных трубок и кустов трубок кимберлиты имеют близкие концентрации устойчивых при вторичных процессах и не зависящих от контаминации вмещающими породами редких элементов. В пределах поля наблюдается гораздо более выраженная неоднородность, обусловленная наличием кимберлитовых трубок, принадлежащих к разным петрогеохимическим типам. Подобная неоднородность может явиться основой как для выделения разновидностей кимберлитов, характерных для кусгов трубок, гак и для определения зональности поля.

3. Sr, Nd и Pb изотопные особенности кимберлитов Якутии показывают, что их источники имеют сложную историю. По-видимому, они формировались в ходе разновременного, и вероятно, неоднократного обогащения источника типа деплетированной мантии (DM) литофильными элементами при возможном участии процессов контаминации коровым материалом. Среди изученной коллекции наибольшими отличиями от других кимберлитов Якутии обладают трубки Ботуобинская и Нюрбинская (Накынское поле), что может отражать изотопно-геохимическую специфику их мантийного источника, претерпевшего наиболее раннюю и/или многократную метасоматическую переработку.

4. Уточнена классификация щелочно-ультраосновных пород Якутии, основанная на использовании минералогических критериев (химический состав слюд и перовскитов).

Практическая значимость

1. Проведенные детальные исследования коллекции образцов кимберлитов Якутии позволили предложить ряд петрогеохимических признаков (концентрации ГЮ2, REE, HFSE) для обоснования выделения минерагснических таксонов в пределах ЯАП (кимберлитовой трубки, куста трубок, кимберлитового поля). Выявленные закономерности (однородность геохимического состава в пределах трубки и куста, геохимическая зональность полей) предоставляют еще один независимый подход к выяснению внутренней структуры поля и определению его границ, что может быть использовано при рассмотрении процессов формирования кимберлитов, а также при

планировании поисковых работ на обнаружение кимберлитовых трубок в пределах поля.

2. Установлено, что кимберлиты в разновозрастных геоблоках Сибирской платформы различаются по петрогеохимическим и изотопным характеристикам. Ото открывает новые возможности для разработки критериев алмазоносности древних платформ и может быть использовано при прогнозировании перспективных площадей.

3. Установленная четкая изотопно-геохимическая специфика кимберлитов Накынского поля дает дополнительные геохимические критерии, использование которых, в комплексе с минералого-петрографическими характеристиками и особенностями геологических структур, контролирующих размещение трубок, позволит определять наиболее перспективные направления поисков высокоалмазоносных кимберлитов.

Защищаемые положения

В результате проведенного полного комплекса прецизионных аналитических исследований (XRF, ICP-MS, Sr-Nd-Pb-изотопия) единой коллекции образцов, а также использования данных геолого-структурных, петрологических и геохронологических исследований, полученных другими исследователями, впервые выявлена петрогеохимическая специфика отдельных кимберлитовых тел и полей в пределах Якутской алмазоносной провинции, обусловленная гетерогенностью их мантийных источников. Полученные выводы имеют важное значение для понимания генезиса алмазоносных кимберлитов и могут быть использованы при прогнозировании новых кимберлитовых полей, трубок в пределах кимберлитовых полей. В решение данной проблемы сформулированы следующие защищаемые положения:

1. Выявлены петрогеохимические особенности кимберлитов Якутии, позволяющие выделять минерагенические таксоны (кимберлитовая трубка, куст трубок, кимберлитовое поле) в пределах провинции. При выделении минерагенических таксонов следует предпочтительно использовать содержания ТЮ2, REE, HFSE, как наименее подверженные влиянию контаминации вмещающими породами и вторичных изменений.

Кимберлитовая трубка, куст трубок, кимберлитовое поле различаются вариациями концентраций главных и редких элементов, возрастающими в направлении от конкретного тела к кимберлитовому полю. В пределах трубки и куста трубок кимберлиты в большинстве случаев имеют довольно устойчивый состав. Различия между петрографическими разновидностями (автолитовые кимберлитовые брекчии и порфировые кимберлиты) кимберлитов незначительны и касаются лишь элементов, подверженных сильному влиянию контаминации вмещающими породами (СаО, Sr, Ва) и вторичных изменений (К2О, Rb, Cs). В пределах кимберлитового поля проявлена более значимая петрогеохимическая неоднородность кимберлитов. Самые высокие колебания концентраций отмечены для ТЮ2, К20, Li, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cs, HREEEr.Lu.

2. Показана зависимость петрогеохимических особенностей изученных кимберлитов Якутской алмазоносной провинции от их положения в геоблоках восточной части Сибирской платформы с разным возрастом консолидации коры фундамента. Выделенные на основании структурного положения группы кимберлитовых полей, имеют ряд сходных черт: похожие вариации породообразующих и редких элементов и совпадение характерных особенностей распределения редких элементов в кимберлитах.

Кимберлитовые объекты центральной и южной частей ЯАП в пределах наиболее древних архейских Маганского и Анабарского геоблоков (мощность литосферной мантии 260-300 км) характеризуются умеренными и пониженными содержаниями титана и редких элементов. Это свидетельствует об относительно низкой геотерме и более сильном обеднении литосферной мантии в данном регионе. Кимберлитовые объекты северной (периферийной) части провинции в пределах протерозойского Оленекского геоблока (мощность литосферной мантии до 200-150 км), характеризуются повышенными содержаниями титана и редких элементов, что свидетельствует о более слабом обеднении и высокой геотерме литосферной мантии данного геоблока.

3. Установлено, что &*, N(1 и РЬ изотопные особенности кимберлитов Якутии отражают разнообразие их мантийных источников, связанное с разным временем, степенью и характером обогащения деплетированной мантии литофильными элементами в разных тектонических геоблоках Сибирской платформы.

Большинство изученных кимберлитов Якутской алмазоносной провинции формировались за счет деплетированного мантийного источника (ОМ). Они близки источникам кимберлитов группы I Южной Африки. Изотопный состав кимберлитов Накынского поля приближается к значениям среднего состава силикатной Земли (В5Е) (трубка Ботуобинская). В кимберлитах трубки Нюрбинская возможно участие вещества обогащенной литосферной мантии первого типа (ЕМ1). Рассчитанные модельные возраста дают несколько групп значений в интервале 1.4-0.5 млрд. лет. Самые древние модельные возраста получены для источников кимберлитов Накынского поля (1.4-0.9 млрд. лет), а самые молодые - для мезозойских кимберлитов Куойского поля (0.5 млрд. лет).

4. Выделены три петрогеохимических типа кимберлитов Якутии. Они отличаются по содержанию и распределению редких элементов и титана, а также изотопным характеристикам. Петрогеохимические особенности выделенных типов кимберлитов связаны с комплексом факторов• геолого-структурным положением, типом мантийного метасоматизма; особенностями мантийного источника

Низкотитанистые кимберлиты (содержания ТЮг < 1 мас.%; ЕНЯЕЕег-ш 0.82.1 ррт; У 5-15 ррт, Ъс 18-160 ррш; Га 9.31-119.45 ррт) представлены высокоалмазоносными кимберлитами Накынского поля. Умеренно-титанистые кимберлиты (ТЮ2 1-2.7 мае. %; БЖЕЕ^.^ 1.1-4.3 ррт; У 6-31 ррш; Ъх 51-457 ррт; Ьа 29.98-226.16 ррт) являются наиболее распространенным типом, о/шающим практически все трубки южной части провинции (Маганский и Анабарский геоблоки), за исключением Накынского поля, и примерно половину трубок северной части провинции (Оленекский геоблок). Высокотитанистые кимберлиты (ТЮг > 2.7 мае. %; ЕШЕЕы.щ 1.7-6.6 ррш; У 11-45 ррш; Ъх 119-690 ррш; Га 49.15-152.19 ррш) распространены, в основном, среди северных полей (Оленекский геоблок).

Апробация работы. Результаты исследований обсуждались на научно-практической конференции, посвященной пятидесятилетию открытия первой алмазоносной кимберлитовой трубки «Зарница» «Эффективность прогнозирования и поисков месторождений алмазов: прошлое, настоящее и будущее (АЛМАЗЫ-50)» (Санкт-Петербург, ВСЕГЕИ, 2004), а также ряде симпозиумов, совещаний и семинаров, в их числе: 17 Симпозиум по геохимии изотопов имени ак. А.П. Виноградова (Москва. ГЕОХИ РАН, 2004); Всероссийский семинар с участием стран СНГ по Щелочному магматизму Земли (Москва, ГЕОХИ РАН, 2005); международный симпозиум, посвященный 70-летию академика Николая

Владимировича Соболева «Эволюция континентальной литосферы, происхождение алмазов и их месторождений» (Новосибирск, ОИГГиМ СО РАН, 2005); Международное (X Всероссийское) петрографическое совещание (Апатиты, КНЦ РАН, 2005).

Результаты исследований отражены в 7 статьях в журналах «Доклады Академии наук», «Геохимия», «Петрология», «Региональная геология и металлогения», а также статья в сборнике Алмазная геология в AK «AJIPOCA» -настоящее и будущее (геологи AK «AJIPOCA» к 50-летнему юбилею алмазодобывающей промышленности России)».

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 178 страницах, включая в себя 10 таблиц, 56 рисунков и список литературы из 109 наименований.

Работа выполнена в ИГЕМ РАН под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора В.А. Кононовой. Исследования проводились при поддержке гранта Президента РФ для поддержки ведущих научных школ (№ НШ-1251.2003.5) (руководитель O.A. Богатиков), Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 03-05-64214) (руководитель В.А. Кононова), договора с АК «AJIPOCA» 37/01, Фонда содействия отечественной науке.

В процессе работы различные ее аспекты неоднократно обсуждались с сотрудниками ИГЕМ РАН, ЦНИГРИ МПР РФ, АК «АЛРОСА», ИМГРЭ, ИГГД РАН: O.A. Богатиковым, В.А. Первовым, В.И. Вагановым, В.П. Корниловой, А .Я. Ротманом, A.A. Носовой, A.B. Самсоновым, A.M. Курчавовым, Л.К. Невским, И.А. Кондрашовым, Д.З. Журавлевым, чьи ценные замечания были учтены при написании диссертации. Аналитические исследования проводились в лабораториях ИГЕМ РАН, ОИГГиМ СО РАН, ИМГРЭ, ИГГД РАН С.И. Коган, Ю.В. Долининой, Т.М. Марченко, А.И. Цепиным, Д.З. Журавлевым, Л.К. Левским, Г.В. Овчинниковой. Всем им автор выражает глубокую и искреннюю благодарность.

Автор с благодарностью вспоминает советы и консультации И.П. Илупина, предоставившего значительную часть коллекции и материалы для исследований кимберлитов Якутии.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

Пространственное размещение, геофизические данные и особенности вещественного состава кимберлитов позволяют выделять в пределах кимберлитовой провинции три таксонометрические единицы: кимберлитовое поле, куст трубок и кимберлитовая трубка (дайка). При этом предполагается (Илупин, 2003), что близкие по составу трубки, имеющие линейное (в плане) расположение в пределах поля и удаленные не более чем на 4-5 км друг от друга, являются производными локальных глубинных очагов, возникающих при эволюции единого для поля крупного магматического очага. Проведенные детальные исследования коллекции образцов

кимберлитов Якутии (13 полей, 38 объектов) позволили предложить ряд петрографо-геохимических признаков для обоснования выделения трубки, куста трубок и кимберлитового поля. Петрогеохимические признаки выделения (концентрации наиболее информативных элементов) данных таксонов проиллюстрированы на рис. 1 на примере Чомурдахского поля.

Кимберлитовая трубка. Установлено, что в пределах большинства трубок кимберлиты имеют близкие концентрации большинства редких элементов, вариации связаны, в основном, с разной степенью контаминации ксеногенным материалом кимберлитов разных петрографических разновидностей (фаций или фаз внедрения). При этом сравнение данных разновидностей пород невозможно без учета их специфики. Химический состав кимберлитовых туфобрекчий (КТБ) и автолитовых кимберлитовых брекчий (АКБ) в гораздо большей степени, чем порфировые кимберлиты (ПК), зависит от контаминации породы ксеногенным материалом и вторичных изменений. Влияние вторичных изменений (хлоритизация слюды) в нашей коллекции наиболее отчетливо проявлено в кимберлитах Накынского поля, где несколько пониженные содержания КгО, ЯЬ и Се не соответствуют наблюдаемым высоким содержаниям слюды в породе. Самые высокие содержания данных элементов отмечены в наименее измененных образцах ПК (колебания элементов в образцах в пределах 40-60% от среднего значения). Необходимо отметить, что для кимберлитов Якутии характерна контаминация осадочными породами терригенно-карбонатного состава, поэтому несколько повышенные содержания кремнезема или кальция могут быть связаны с влиянием кварцевого или карбонатного материала, от которого трудно полностью избавиться при подготовке пробы. Некоторые изученные нами образцы АКБ имеют повышенные по сравнению с ПК содержания СаО, 8Ю2 и ППП (колебания в пределах трубки для СаО 5-40%, вЮ^ 5-10% от среднего значения).

Как правило, в ПК по сравнению с АКБ наблюдаются повышенные содержания ТЮ2 и практически всех редких элементов (колебания не выше 30%). Среди образцов нашей коллекции это кимберлиты трубок Бопгуобинская и Нюрбинская, Поисковая, Лыхчан, Надежная (рис. 1) и др. Вместе с тем в пределах одной трубки встречаются также породы, принадлежащие разным петрографическим разновидностям, которые не обнаруживают значительных вариаций состава (трубки Заполярная, Светлая). В то же время, образцы пород одной петрографической разновидности, часто имеют довольно широкие вариации концентраций редких элементов. Так, в трех образцах АКБ трубки Аэрогеологическая отмечены заметные вариации концентраций для И, ИЪ, Яг, Ва, РЬ. По нашим данным, самыми значительными колебаниями значений в пределах трубок (40% и выше) обладают и (5-50%), ЯЬ (1-80%), 8г (5-50%), Се (1080%), Ва (10-65%), РЬ (10-90%), и (1-45%). Наименьшие колебания (<30%) отмечены практически для всех породообразующих элементов (за исключением К20 5-65%, СаО 5-45%), а также для Ве, Бс, V, Сг, ва, У, Ъс, ЫЬ, Щ ТЬ. В следующем ряду элементов ЬКЕЕи.м,)—>МИЕЕ5т-но—1'НЮЕЕнг-и, вариабильность содержаний элементов в трубках снижается, соответственно Ю-30%—>-5-20%—>5-10%.

Куст трубок. В пределах куста трубок сходством геохимического состава (колебания концентраций элементов не выше, чем в пределах трубки) обладают кусты кимберлитовых трубок Ботуобинская и Нюрбинская (Накынское поле), Чомур и Светлая (Чомурдахское поле) (рис. 1), Заполярная и Деймос (Верхне-Мунское поле). Случаи, когда трубки, отнесенные нами по близости расположения предположительно к одному кусту, отличаются по петрогеохимическим особенностям, редки (Лыхчан и Дама, Лучаканское поле) и требуют уточнений при

тр. Чомурв

Ti02 2.23 мас.% « Тр. Све Я Li 47 ppm Cr 1223 ppm

rft. Уральская

ТЮ, 4.24 мас.% ф* Li 9 ppm Cr 643 ppm

Порода / Примитивная мантия 1000

ЮО-з

I I I ! I ! I I I I I I I I I I II

Cs Ba U Та La Pb Sr Nd Zr Eu Gd Dy Ho Tm Lu Rb Th Nb К Ce Pr P Sm Hf Ti Tb Y Er Yb

Рис. 1. Схема расположения кимберлитовых тел и распределение редких элементов в кимберлитах Чомурдахского поля (данные для примитивной маихии по McDonough, Sun, 1995) Условные обозначения 1 - трубка Светлая; 2 - трубка Чомур, 3 -трубка Надежная; 4 - Чомурдахское поле. ПК - порфировый кимберлит; АКБ - ашолиговая кимберлитовая брекчия.

дальнейших исследованиях. Трубки, принадлежащие предположительно разным кустам имеют различные геохимические характеристики (трубки Интернациональная и Мир Мирнинского поля; трубки Светлая-Чомур и Надежная Чомурдахского поля (рис. 1), дайки и трубки Огонер-Юряхского поля). Различия, выявленные между кимберлитовыми телами, принадлежащими разным кустам (производным локальных магматических очагов), могут быть связаны с неоднородностями, определившимися эволюцией единого крупного магматического очага (Илупин, 2003) или магмогенерирующей зоны (Ваганов, 2000).

Кимберлитовое поле. Полученные нами данные позволяют утверждать наличие более значительной петрогеохимической неоднородности в пределах кимберлитового поля, по сравнению с кимберлитовой трубкой и кустом трубок. Самые высокие колебания концентраций отмечены для ТЮ2 (до 60%); К20 (до 95%); и (25-95%); Ш) (10-90%); Яг (20-80%); У, Тг, ИЬ (до 40%); Сб (10-95%); ЖЕЕ (1040%). Колебания содержаний остальных элементов (Ве, Яс, V, К!, Сг) в кимберлитах одного поля также превышают их колебания в трубке.

Для кимберлитовых полей в разное время были предложены две модели: линейно-зональная (Илупин, 2003 и др.) и концентрически-зональная (Костровицкий и др., 2003 и др.). На основании наших данных можно предполагать следующую зональность: увеличение содержаний от центральных частей поля к периферийным "Л (Чомурдахское поле) (рис. 1), Ъг, № (Далдынское, Огонер-Юряхское поля) и уменьшение содержаний Со, Сг, № (Далдынское, Куонамские, Куойское поля), 1л (Далдынское, Чомурдахское, Куойское поля), НКЕЕ и ЛЕЕ (Куонамские, Куойское, Чомурдахское поля). В единичных случаях встречаются и обратные закономерности: увеличение содержаний 1л и НКЕЕ от центра к краю поля (Огонер-Юряхское поле).

В соответствии со схемой тектонического районирования Сибирской платформы, предложенной О.М. Розеном с соавторами (Розен и др., 2003) (рис. 2), ЯАП расположена в пределах Маганского, Анабарского и Оленекского геоблоков, подразделяемых на ряд более мелких блоков (террейнов) и разделенных рядом коллизионных зон. Изученные нами кимберлитовые поля располагаются в пределах данных геоблоков, различающихся по возрасту и составу (табл. 1), а также мощности подстилающей их литосферной мантии, которая уменьшается от центра ЯАП к периферии, соответственно, от 260-300 км до 150-200 км (Розен и др., 2003).

Полученные нами данные позволяют сопоставить поведение петрогенных и редких (редкоземельные, переходные, высокозарядные, легкие литофильные) элементов в кимберлитах разных полей ЯАП и проанализировать связь состава кимберлитов с их расположением в структуре Сибирской платформы. Для этого все изученные поля были разделены нами на группы по размещению в пределах тектонических блоков, различающихся по возрасту и составу. Сравнительная характеристика петрогеохимических особенностей выделенных групп приведена в

Рис. 2. Схема Якутской кимберлитовой провинции (модифицированная карта Сибирской платформы по Rosen et al., 1994; Griffin et al., 1999; Розен и др., 2003). Условные обозначения: 1-2 - поля развития кимберлитов и кимберлитоподобных пород мезозойского (1) и палеозойского (2) возрастов; 3 - Анабарский щит; 4 - границы авлакогена; 5 - главные зоны надвигов: КЗ - Котуйканская, БЗ - Билляхская разломные зоны; 6 - границы между террейнами I-la карте жирным шрифтом выделены: геоблоки Маган (террейны Маган и Маймеча), Анабар (террейны Далдын и Марха), Оленек (террейн Биректе, протерозойский складчатый пояс Хапсчан). Цифрами на карте здесь и на рис. 2-3 обозначены поля, изученные в данной работе: 1 - Мирнинское, 2 - Накынское, 3 - Алакитское, 4 - Далдынское, 5 - Верхне-Мунское, 6 - Чомурдахское, 7 - Огонер-Юряхское, 8 - Куранахское, 9 -Лучаканское, 10 - Средне-Куонамское, 11 - Нижне-Куонамское, 12 - Куойское, 13 -Харамайское (названия полей по Харькив и др., 1998).

табл. 1 и на рис. 3. Кимберлитовые поля в пределах каждой из выделенных групп имеют ряд сходных черт: похожие вариации породообразующих и редких элементов, совпадение характерных особенностей распределения редких элементов.

1. Палеозойские кимберлиты Накынского поля, расположенного в пределах Мархинского гранит-зеленокаменного террейна (с возрастом консолидации коры около 3 млрд. лет), характеризуются, в среднем, повышенной магнезиальностъю (#mg 71-85%), содержаниями К20 до 2.56 мас.%, Ni 1087-2657 ppm. От кимберлитов Маганского и Анабарского геоблоков они отличаются низкими содержаниями ТЮ? (< 1.0 мае. %), HFSE (Zr 44-77 ppm) и LREE (La 9-40 ppm, Ce 21-70 ppm), повышенными содержаниями LILE (Li - до 171 ppm; Be 2.2-5.7 ppm; В 40-317 ppm); в то время как для ШЛЕЕег.ь, сохраняются довольно умеренные содержания (1.3-2.0 ppm).

2. Палеозойские кимберлиты полей, расположенных в пределах гранулит-гнейсовых Маганского кДалдынского террейнов с возрастом консолидации коры 3.112

Таблица 1. Тектоническая позиция и возраст изученных объектов (территория ЯАП)

Поля кимберлитов Трубки кимберлитов Тектонические геоблоки, особенности фундамента Петрогеохимические особенности кимберлитов

юго-восток провинции (Р7)

Накынское Ботуобинская, Нюрбинская Анабарский геоблок: Мархинский гранит-зеленокаменный террейн (~ 3 млрд. лет) ТЮ2 < 1 мае. %; 7х 44-77 ррш; Ьа 9-40 ррш; 1л - до 171 рртп; £.N(3 от +2 до -3; Т(ОМ)Ш 1.4-0.9 млрд. лет

юг провинции (П)

Мирнинское Мир, Интернациональная Маганский геоблок: Маганский гранулит-гнейсовый террейн (3.6-3.1 млрд. лет) ТЮ2 (1-2.7 мае. %); Ъ\ 75-183 ррш; Ьа 38-134 ррш; 1л 1.7-53 ррш; £N<1 от +5 до +4; Т(ЭМ)Ы<10.9-0.6 млрд. лет

Алакитское Молодость, Юбилейная Анабарский геоблок: граница Далдьшского (гранулит-гнейсовый) и Мархинского террейнов

Далдынское Удачная, Дальняя, Осенняя, Зарница

Верхне-Мунское Поисковая, Заполярная, Деймос

север (северо-восточная ветвь) провинции {РЪ, М2)

Чомурдахс-кое Светлая, Чомур, Надежная, Олимп, Уральская Оленекский геоблок: граница Биректинского гранит-зеленокамен-ного террейна (2.5 млрд. лет) и Хапсчанского протерозойского пояса (2.4-2.2 млрд лет) ТЮг 2-5 мае. %; Ъ: 54-690 ррт; и 1.5-100 ррт; еШ от +5 до +3; Т(ОМ)Ш 0.8-0.7 млрд. лет

Огонер-Юряхское Аэрогеологическая, Сестра-19, Дайки Ан.12, 5, 8

Куойское Русловая, Дьянга, Мгришница Оленекский геоблок: Биректинский гранит-зеленокаменный террейн (2.5 млрд. лет): кристалл осланцы, эндербиты, чарнокиты, базиты ТЮ20.1-1.8мас.%; гг 17-73 ррш; Г,а 29-40 ррт; Ы 12-42 ррт; £N(1 от +5 до +4; Т(ОМ)Ш 0.5 млрд. лет

север (северо-западная ветвь) провинции (М2)

Куранахское Малокуонамская Оленекский геоблок: Хапсчанский протерозойский пояс; (2.4-2.2 млрд. лет); гранулитовые метаграувакки (гранатовые гнейсы) и метакарбонаты ТЮ21.3-5.7 мае. %; 7л 103-319 ррш; Ьа 53-226 ррт; Ы 14-42 ррт; еШ от +4 до +3; Т(ОМ)Ш 0.6-0.5 млрд. лет

Лучаканское Лыхчан, Поздняя, Дама

Нижпе-Куонамское Майская, Мачала

Средне-Куонамское Небайбыт, Харахтах

Примечание: названия полей - по (Харькив и др., 1998); названия геоблоков и террейнов - по (Розен и др., 2003), в скобках - время консолидации коры погруженного фундамента по (Ковач и др, 2000); £N(1 рассчитаны с учетом современных изотопных составов СНГЛ? (1478т/144Ш = 0.1967, 143Ка/|44№ = 0 512638); модельные возраста Т(ПМ)Ш рассчитаны с учетом современного состава деплетировапной мантии ОМ ( 8т/144Ш = 0.2135; 143Ш/|44Ыс1 = 0.513151).

Порода / Примитивная мантия 1000-=

100 10 -щ

1 -I

0.1_ 1000

100-

101

0.1 1000

100101 -0.1.

Маганский и Анабарский геоблоки

Мирнинскос, ' Далдынское, Алакитское, е-Мунское поля

Накынскос поле

I I I I I ! I I I I I I I Оленекский геоблок

Лучаканское, Куонамские оля

ТТ~Г

¡¡а/ щ

Чомурдах'скос, f^ 1

""Ошнер-Юряхское Куойс4эе поле поля

I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

Архангельская

алмазоносная провинция

Кепинское поле

I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II' I Cs Ва U Та La РЪ Sr Nd Zr Eu Gd Dy Ho Tm Lu Rb Th Nb К Ce Pr P Sm Hf Ti Tb Y Er Yb

Рие. 3. Сравнительная характеристика распределения редких элементов в кимберлитах групп полей, расположенных в пределах разновозрастных тектонических геоблоков. Данные для примитивной мантии по (McDonough, Sun, 1995), для кимберлитов Архангельской провинции - по (Богатиков и др., 2001).

3.6 млрд. лет (Мирнинское, Далдынское, Алакитское, Верхне-Мунское), также характеризуются повышенными магнезиальностью 75-84%) и содержаниями № (1201-2167 ррт), но имеют более высокие содержания ТЮ2 (1-2.7 мае. %); К20 (0.11.4 мас.%) и редких элементов (2ЬШЕЕЕг.[,и 1.2-2.5 ррт; Ъх 75-183 ррт; Ьа 38-134 ррт; 1.7-53 ррт; Ве 0.7-2.9 ррт; В 23-320 ррт).

3. Палеозойские кимберлиты полей Оленекского геоблока, расположенных на границе Хапсчанского протерозойского складчатого пояса и Биректинско?о гранит-зеленокаменного террейна (около 2.5 млрд. лет) (Чомурдахское, Огонер-Юряхское),

имеют крайне неоднородное распределение содержаний как петрогенных (#гг^ 6687%; К20 0.04-3.92 мае. %; ТЮ2 2-5 мае. %), так и редких элементов (№ 572-1899 ррш; Ьа 40-140 ррт; Ъх 54-690 ррш; Ь1 1.5-100.5 ррш; Ве 1.1-4.4 ррт; В 25-308 ррт). Характерной особенностью кимберлитов данной группы являются широкие колебания ЕНЯЕЕьм.и (от 1.1 до 6.6 ррт).

4. Мезозойские кимберлиты Куойского поля, приуроченные к Биректинскому террейну, характеризуются повышенной магнезиальностью (#mg 73-85%), N1 (15642666 ррт), пониженными содержаниями К20 (0.2-0.5 мас.%) и умеренными содержаниями П02 (0.1-1.8 мае. %). Отличительной особенностью данных кимберлитов среди кимберлитов Оленекского геоблока являются значительно пониженные содержания редких элементов, приближающие их к кимберлитам Маганского и Анабарского геоблоков [Тх 17-73 ррт; Ьа 29-40 ррт, Се 57-74 ррт; ГНЯЕЕегч ц 0.8-1.3 ррт; 1л 12-42 ррт; Ве 0.5-0.6 ррт). Кимберлиты характеризуются высокими содержаниями В (197-509 ррт).

5. Мезозойские кимберлиты полей, расположенных в пределах Хапсчанского складчатого пояса (группа Куонамских полей, Лучаканское, Куранахское), по сравнению с остальными кимберлитами Якутии обладают пониженными магнезиальностью (#п^ 63-76%) и содержаниями № 420-1272 ррт, и повышенными содержаниями К20 (до 3 мас.%) и ТЮ2 (1.3-5.7 мае. %); довольно плавным характером распределения редких элементов {7х 103-319 ррт; Ьа 53-226 ррт; ЕНКЕЕнг-ьи 5 -7-3.3 ррт; 1л 14-42 ррт; Ве 1.1-3.1 ррт; В 8.5-161 ррт).

6. Мезозойские кимберлиты Харамайского поля, расположенного в пределах Маймечинского террейна, характеризуются средней магнезиальностью 72-80%), повышенными содержаниями К20 и ТЮ2 (до 3 мас.%). Характерной особенностью кимберлитов являются повышенные содержания Р205 (до 2.4 мас.%), а также повышенные содержания редких элементов (7.x 207-458 ррт, Ьа 118-175 ррт, ШИЕЕрг.и, 2.4-3.0, Ы 16-30 ррт, Ве 1.0-1.9 ррт, В 45-61 ррт), что сближает их с кимберлитами Хапсчанского протерозойского складчатого пояса.

Анализ полученных результатов показывает наличие корреляции петрогеохимических характеристик изученных кимберлитов с их расположением в разных структурно-тектонических геоблоках ЯАП. При этом наиболее специфичным распределением петрогенных и редких элементов обладают кимберлиты юго-восточного Накынского поля (Мархинский террейн) и северо-восточных полей Якутии. Проведенные нами исследования на единой методологической основе (1СР-Мв анализ, изотопия Бг-Ш-РЬ) в одних и тех же лабораториях позволяет обоснованно утверждать наличие сходства между кимберлитами Накынского и Золотицкого полей. Кимберлиты данных полей классифицированы нами как новый петрогеохимический тип низкотитанистых кимберлитов, обладающий рядом индикаторных признаков, пониженные содержания титана (<1.0 мас,%), высокозарядных (ТЬ, и, КЬ, Та, 7л) и легких редкоземельных элементов, по сравнению с остальными кимберлитами Якутии и Архангельской области (рис. 3). Кимберлиты северо-восточных полей (Чомурдахское, Огонер-Юряхское, Куойское) характеризуются довольно широким разбросом содержаний как петрогенных, так и редких элементов, что может быть связано как с особенностями строения фундамента и мощностью литосферной мантии в данном регионе, так и с разным возрастом кимберлитовых пород (мезозойский и палеозойский). Кимберлиты южной и юго-западной части (Маганский и Далдынский террейны), а также кимберлиты северо-западной части (Хапсчанский протерозойский складчатый пояс) ЯАП характеризуются небольшим разбросом

значений и довольно четким различием при переходе от южных полей к северным, что может свидетельствовать о постепенном повышении геотермы и обогащении литосферной мантии в северном направлении (от центра к периферии ЯАП).

3. Установлено. что Sr, Nd и Pb изотопные особенности кимберлитов Якутии отражают разнообразие их мантийных источников, связанное с разным временем, степенью и характером обогащения деплетированной мантии литофильными элементами в разных тектонических геоблоках Сибирской платформы.

Проведенные впервые исследования изотопного состава РЬ в комплексе с новыми Sr-Nd изотопными данными единой коллекции из 20 образцов позволяют охарактеризовать мантийные источники кимберлитов 7 полей Якутии (табл. 1; рис. 45). Особое внимание уделено уникальным для Якутии кимберлитам Накынского поля, петрогеохимические характеристики которых значительно отличаются от остальных кимберлитов Якутии. При пересчетах полученных изотопных отношений на возраст использованы данные обобщающих публикаций (Griffin et al., 1999, Agashev et al., 2001).

Рис 4. Диаграмма eNd - eSr для кимберлитов Якутии (поля кимберлитов Южной Африки по Smith et al., 1985; Архангельской провинции - по Кононова и др., 2002). DM — деплетироваиная мантия, BSE - средний состав силикатной Земли; EMI, ЕМН - типы составов обогащенной мантии Условные обозначения: кимберлиты 1 - Мирнинского поля (Интернациональная); 2 - Далдынского поля (Зарница); 3-4 - Накынского поля- 3 -Нюрбинская, 4 - Ботуобинская; 5 - Чомурдахского поля (Чомур, Надежная); 6 - Огонер-Юряхского поля (Аэрогеологическая, Ан. 12); 7 - Куойского поля (Дьянга, Мгришница, Русловая); 8 - Лучакапского поля (Лыхчан, Дама).

Рис. 5. Диаграмма ^Pb/^Pb - J06Pb/J04Pb для кимберлитов Якутии (поля rio Smith, 1983; Кононова и др., 2002). Модельные кривые эволюции РЬ мантии (М), нижней коры (НК) и верхней коры (ВК) (Stacey, Kramers, 1975). Цифры на линиях - время в млн лет Условные обозначения см на рис. 4.

Согласно Sr-Nd-Pb -изотопным данным, большинство изученных кимберлитов приближаются к составу источника кимберлитов группы I Южной Африки и формировались за счет деплетированного мантийного источника (DM), претерпевшего метасоматическую переработку в конце докембрия (в интервале от 0.9-0.5 млрд. лет). Среди кимберлитов ЯАП не обнаружены образцы с характеристиками кимберлитов группы II Южной Африки. На диаграмме (рис. 4) виден постепенный переход от наиболее обедненных относительно валового состава силикатной Земли (BSE) источников кимберлитов Куойского, Лучаканского, Мирнинского полей к расположенным в области BSE кимберлитам трубки Ботуобинская и несколько обогащенным относительно BSE кимберлитам трубки Нюрбинская. (в источнике кимберлитов трубки Нюрбинская возможно участие вещества нижней коры или EMI). При этом сильный разброс значений sNd (от -3.1 до -0.2) в кимберлитах трубки Нюрбинская, возможно, связан со степенью контаминации изученных образцов метаморфическими породами фундамента. Наименьшим изотопным отношением 143Nd/144Nd обладают АКБ трубки Нюрбинская. Используя литературные данные, условно можно выделить 3 группы кимберлитов с разным временем и характером обогащения источников относительно деплетированной мантии:

1. В источнике палеозойских (364 млн. лез) кимберлитов трубки Нюрбинская (Накынское поле) возможно присутствие древнего обогащенного компонента, что

выражено в изотопном составе и модельном возрасте Nd данных пород (eNd от -3.1 до -0.2; T(DM)Nd 1.4-1.2 млрд. лет; sSr от +16 до +54). На диаграмме (рис. 4) изотопный состав данных кимберлитов смещается в область значений обогащенной литосферной мантии (EMI). Процесс обогащения источника кимберлитов, по-видимому, происходил за 1.0 млрд. лет до плавления. Низкие значения 206РЬ/204РЬ (17.71-18.58) в кимберлитах трубки Нюрбинская свидетельствуют об участии в источнике кимберлитов вещества нижней коры (рис. 5).

2. Близким к BSE составом источника (eNd от +0.3 до +2; eSr от -7 до +55; 206РЬ/2МРЬ 18.59-19.15), обладают кимберлиты трубки Ботуобинская (Накынское поле), а также (по литературным данным) кимберлиты некоторых трубок Мирнинского (тр. Мир), Алакитского (тр. Молодость, Юбилейная), Далдынского (тр. Удачная-Восточная), Верхне-Мунского (тр. 325 лет Якутии) палеозойских (360 млн. лет) и мезозойского Харамайского (220 млн. лег) полей. Кимберлиты данной группы обладают меньшим, по сравнению с предыдущей группой, модельным возрастом (T(DM)Nd 1.1-0.7 млрд. лет), процесс обогащения их источников происходил за 0.70.4 млрд. лет до плавления.

3. Источником с изотопным составом, смещенным в сторону деплетированной мантии, наподобие кимберлитов группы I Южной Африки (Smith et al., 1983), (eNd от +3 до +5; eSr от -18 до +39; 206Pb/204Pb 17.65-19.04) обладают кимберлиты Оленекского (палеозойские: Чомурдахское, Огонер-Юряхское; мезозойские: Куойское, Лучаканское, группа Куонамских полей), а также большая часть кимберлитов Маганского и Анабарского (палеозойские Мирнинское, Далдынское, Верхне-Мунское поля) геоблоков. Модельный возраст кимберлитов данной группы варьирует в пределах от 0.8 до 0.5 млрд. лет, т.е. кимберлиты были обогащены за 0.40.2 млн. лет до плавления. При этом похожим модельным возрастом (0.8-0.7 млрд. лет) обладают кимберлиты Чомурдахского, Огонер-Юряхского, Далдынского и Верхне-Мунского полей. Среди мезозойских полей (220 млн. лет), (группа Куонамских полей, Лучаканское, Куранахское), отчетливо наблюдается уменьшение T(DM)Nd по направлению с юга на север: 0.9-0.6 млрд лет - Лучаканское и Куранахское поля; 0.5 млрд. лет - Нижне-Куонамское. Источники кимберлитов Куойского поля (T(DM)Nd 0.6-0.5 млрд. лет) - наиболее близки (среди кимберлитов ЯАП) к деплетированной мантии (DM).

4. Выделены три петрогеохимических типа кимберлитов Якутии. Они отличаются по содержанию и распределению редких элементов и титана, а также изотопным характеристикам. Петрогеохимические особенности выделенных типов кимберлитов связаны с комплексом факторов: геолого-структурным положением, типом мантийного метасоматизма; особенностями мантийного источника.

Проведенные комплексные исследования (ICP-MS геохимия и Nd, Sr, Pb изотопный состав пород, химический состав слюд и перовскитов) коллекции щелочно-ультраосновных пород Якутии позволили сделать ряд выводов, касающихся петрогеохимических и минералогических критериев диагностики кимберлитов Якутии, а также выделить три пегрогеохимических типа кимберлитов на территории ЯАП.

Анализ диаграмм (соотношение Ti02-K20, Zr-Nb и др.) показал, что практически все образцы изученного сообщества пород обладают схожими чертами с

кимберлитами группы I Южной Африки (по Smith et al., 1985). В то же время, в выборке встречаются породы, обладающие некоторыми петрогеохимическими особенностями, сближающими их с оранжитами (трубки Ботуобинская и Нюрбинская Накынского поля) (низкие содержания ТЮ2, пониженные отношения U/Pb, Th/Pb, Ce/Sr, Nb/La, повышенные содержания К20 и др. особенности) лампроитами (трубка Лыхчан и дайка Ан. 12 Лучаканского и Огонер-Юряхского полей) (повышенные содержания К20, ТЮ2 и Zr) и маджгаванитами (трубка Аэрогеологическая и Небайбыт Огонер-Юряхского и Средне-Куонамского полей) (повышенные содержания ТЮ2). Однако совокупность петрохимических, геохимических и минералого-петрографических данных свидетельствует и том, что все изученные породы относятся к кимберлитам. При этом установлено несоответствие классификации пород с учетом химического состава слюд, предлагаемой Р. Митчеллом (Mitchell, 1995), и данными по изотопии, которая первоначально была принята за основу разделения кимберлитов Южной Африки на группы. В соответствии с нашими данными по изотопии Sr и Nd (см рис. 4), все изученные образцы относятся к кимберлитам. В то же время слюды из некоторых образцов кимберлитов (трубки Ботуобинская и Нюрбинская, Аэрогеологическая, Лыхчан, дайка Ан. 12) попадают на диаграмме Р. Митчелла (Mitchell, 1995) в поле оранжитов (рис. 6). В.Р. Тейлор и Л. Кингдом (Taylor, Kingdom, 1998) полагают, что сходство составов минералов (слюд кимберлитов и оранжитов) обусловлено близкой историей кристаллизации магм.

В свое время (Богатиков и др., 1991) по результатам факторного и кластерного анализов калиевых ультрамафитов (кимберлиты, лампроиты и др.) были установлены индикаторные элементы, позволяющие различать группы/разновидности пород внутри семейства - это титан, цирконий, церий и ряд других. Поведение данных элементов в изученной коллекции кимберлитов Якутии рассмотрено на диаграмме соотношения ТЮ2 и HREE, Zr, Ce, Y (рис. 7), где условно выделяется три не перекрывающиеся группы образцов, которые можно классифицировать как: (1) -низкотитанистые кимберлиты Накынского поля с относительно низкими содержанием ТЮ2(< 1 мае. %), средним суммарным содержанием HREEb.Lu (1.3-2.0 ppm), и крайне низким содержанием ряда редких элементов (например, Zr 44-70 ppm, Ce 20-60 ppm); (2) - умеренно-титанистые кимберлиты (Ti02 1.2-2.7 мас.%, Zr 95180 ppm, Ce 90-210 ppm, HREEbr-LU = 1.0-2.5 ppm) широко представлены в полях Маганского и Анабарского геоблоков (Мирнинское, Алакитское, Далдынское, Верхне-Мунское). Обращает на себя внимание, что этот же интервал значений для титана и ряда других индикаторных элементов получен для некоторых трубок севера провинции - это трубки Лучаканского (Дама), Куойского (Дьянга, Мгришница), полей; (3) высокотитанистые кимберлиты (ТЮ2 > 2.5 мае. %) характерные исключительно для полей Оленекского геоблока, в которых содержание титана возрастает, о чем неоднократно упоминалось в литературе, содержание никеля снижается (419-1695 ppm), а содержания тяжелых редких земель повышается от трубок Огонер-Юряхского поля (HREEEr.Lu = 1.7-1.9 ppm) к трубкам Чомурдахского, Лучаканского, Харамайского и Куонамских полей (HREE£r.LU = 2.0-4.3 ppm). Самыми высокими содержаниями тяжелых редких земель обладают дайки Огонер-Юряхского поля (HREELr-Lu = 3.0-6.6 ppm). Обращает на себя внимание, что в выделенных группах кимберлитов с увеличением содержания титана прямо пропорционально возрастают концентрации некоторых редких и редкоземельных элементов, в том числе циркония, церия, иттрия (рис. 7). Причем, если в низкотитанистых кимберлитах

20 -18 -16 -14 -

v® 12 ü

S Ю

поля микрофенокрист оранжиты J I лампроиты

[771 кимберлиты ® маджгаваниты

N <

8 6 4 -

2 -

4 6 8 10 TiO„ мас.% -

Рис. 6. АЬОэ-ТЮг (мае. %) вариации составов слюд из кимберлитов Якутии

(тренды эволюции составов слюд и поля по Mitchell, 1995; Лапин, Харькив, 2003). Условные обозначения: слюда из кимберлитов: 1-2 - Накынского поля: 1 - тр. Нюрбинская; 2 - тр. Ботуобинская; 3-4 - Огонер-Юряхского поля: 3 - тр. Аэрогеологическая, 4 - дайка Ан. 12; 5 -Лучаканского поля (тр. Лыхчан), 6 - Средне-Куонамского поля (тр. Небайбьа).

содержание Zr не превышает 100 ррш, в умереннотитанистых - 300 ррш, в высокотитанистых встречаются разности с содержаниями Zr > 400 ppm, то соответственно в тех же самых группах кимберлитов содержания некоторых редких элементов нарастают в следующих пределах (в ppm): для Се - 80, 50 240, 100-280 ppm, a Y - 15, 20, >20. Причем, для кимберлитов Архангельской области характерно примерно такое же разделение на группы по содержанию ТЮ2 и HREE, Zr, Се, Y (рис. 7). Здесь с характеристиками низкотитанистых кимберлитов Якутии перекрываются кимберлиты Золотицкого поля, а высокотитанистых и умереннотитанистых -кимберлиты Кепинского поля.

Сравнительная характеристика кимберлитов разных петрогеохимичсских типов, выделяемых в Южной Африке (Smith et al., 1985), Архангельской области (Кононова и др., 2002) и Якутии дана в таблице 2. Очевидно, что в каждой из перечисленных алмазоносных провинций возможно выделение нескольких

и 200

>„ мае. %

О 1 02 ПЗ Д 4 +5 X 6 «7 ■ 8 А9

Рис. 7. Вариации ТЮ2, мае. % и НЛЕЕ, Хг, Се, У, ррт в кимберлитах Якутии

(поля кимберлитов Архангельской провинции - по Богатиков и др., 2001). Условные обозначения: кимберлиты 1 - Мирнинского поля; 2-3 - Накынского поля: 2 - Нюрбинская, 3 -Ботуобинская; 4 - Далдынского, Ллакитского, Верхне-Мунского полей; 5 - Чомурдахского поля; 6 - Огонер-Юряхского поля; 7 - Куойскою поля; 8 - Лучаканского ноля, 9 - группы Куонамских полей.

Таблица 2. Индикаторные характеристики петрогеохимических типов кимберлитов Якутии

компоненты Южная A( )рика Архангельская область Якутия

IB IA II Золотицкое поле Кепинское поле низко-Ti (Накынское поле) умеренно-Ti «южные» высоко-Ti «северные»

TiCh 3.0 2.0 1 0 0.5-1.1 1.9-4.4 0.3-0.8 1.2-2.1 2.2-5.7

К20 0.6 1.1 3.2 0.7-2.1 0.4-1.6 0.1-2.6 0.2-1.9 0.04-3.9

mg# 65 76 78 77-81 68-78 75-85 76-81 63-76

V 170 75 85 63-98 129-291 39-91 79-158 99-280

Сг 1000 1400 1800 780-2090 1850-2690 670-1660 970-2190 590-1980

Со 79 83 85 70-95 75-105 15-100 36-95 58-96

№ 800 1360 1400 997-2378 1120-1983 1087-2657 1201-2167 419-1997

Rb 10 7 30 36-180 27-97 8-65 7-109 0.5-223

Ga 8 4 6 4.9-7.0 6.3-10.7 4.1-6.4 4.0-6.9 5.5-16.8

Sr 1020 825 1140 456-687 191-827 140-809 213-828 257-1681

Y 30 13 16 7.8-11.1 6.1-28.5 7.9-12 7 7.6-17.8 10 5-44.9

Zr 385 200 290 79-146 135-331 44-77 75-184 119-690

Nb 210 165 120 49-67 112-217 16-34 77-315 145-555

Ba 850 1000 3000 440-2730 520-1510 94-970 100-2620 13-2720

La 125 90 200 32-108 57-160 9-30 30-227 49-152

Ce 220 140 350 58.8-79.9 109.6-284.4 21.2-60.7 70.5-242.1 91.1-375.6

Pb 10 7 30 0.9-7.3 8.7-57.3 0.4-3.2 0.4-10.6 0.9-25.8

Th 27 18 30 3.8-6.6 8-19.4 1.3-1.9 4.6-38.6 6.8-21.1

U 6 4 5 0.7-1.4 2.4-16 0.8-1.0 0.7-10.2 1.6-4.7

6Nd от +5 до -1 от -4 до -12 от -5 до -2 от +0.6 до +3 от-3.1 до 2 от 0.3 до 5 от -0.6 до 5

sSr от -20 до +5 от+40 до-80 от -8 до +36 от-12 до+11 от+16 до+55 от -5 до 41 от-13 до 39

Sr/Nb 4.86 5.00 9.50 8.14-12.64 1.7-4.3 7.14-29.12 1.51-4.60 1.01-6.71

Nb/Zr 0.5 0.8 0.4 0.5-0.7 0.6-1.5 0.3-0.6 0.9-2.1 0.3-1.8

Nb/La 1.7 1.8 0.6 1.4-1.6 1.22-2.92 1.4-2.5 1.5-3.3 1.4-4.8

Ce/Sr 0.22 0.17 0.31 0.1-0.15 0.26-0.83 0.04-0.20 0.15-0.54 0.14-0.63

Примечание. ТЮ2 и К20 в мас.%, элементы с V до U - в ppm, mg# - магнезиальность. Данные по кимберлитам группы IA, ГО и II

Южной Африки даны по (Smith et al., 1985), Архангельской области по (Богатиков и др., 2001; Кононова и др., 2002).

петрогеохимических типов. При этом большинство кимберлитов, как в пределах Архангельской алмазоносной провинции (Кепинское поле), так и в пределах Якутской алмазоносной провинции (все поля, за исключением Накынского), по изотопному составу соответствуют кимберлитам (кимберлиты группы I Южной Африки по Smith et al., 1985). Петрогеохимические особенности кимберлитов Золотицкого и Накынского полей не позволяют отнести их ни к одной из двух групп кимберлитов Южной Африки (см. табл. 2, рис. 7). Ряд сходных черт между кимберлитами данных полей, позволяет классифицировать их как новый петрогеохимический тип низкотитанистых кимберлитов, обладающих следующими индикаторными признаками:

- по содержаниям ТЮ2, кимберлиты Накынского и Золотицкого полей относятся к группе низкотитанистиых (Ti02 < 1мас.%). Кроме низких содержаний титана, породы так же характеризует повышенная магнезиальность mg# 75-85%;

- пониженные содержания HFSE (Nb, Zr, Та, Hf, Th и U) и легких редкоземельных элементов (La = 9-40 ppm, Се = 21-70 ррш) по сравнению с кимберлитами группы I (La = 90-125 ррш, Се = 140-220 ppm) и группы II (La -- 200 ppm, Се = 350 ррш) Южной Африки по (Smith et al., 1985), что свидетельствует об обеднении мантийного источника этими элементами. Подобное распределение элементов может быть связано с выплавлением расплавов из литосферы, которая была предварительно метасоматизирована под влиянием флюидов, которые могли поступать из древних блоков субдуцированной литосферы;

- изотопный состав Nd низкотитанистых кимберлитов (рис. 4) приближается к среднему составу силикатной Земли (BSE). При этом в источниках кимберлитов трубки Нюрбинская (Накынское поле) (eNd от -3 до -0.2), как и кимберлитов Золотицкого поля (eNd от -2.0 до -6) возможно участие обогащенной литосферной мантии;

- первичные изотопные отношения свинца в кимберлитах трубки Ботуобинская (ШРЬ/М4РЬ 18.594-19.149) близки к этим отношениям в кимберлитах Кепинского поля Архангельской провинции; кимберлиты трубки Нюрбинская перекрываются со значениями, характерными для кимберлитов Золотицкого поля;

- рассчитанные модельные возраста T(DM)Nd для кимберлитов Накынского поля находятся в интервале 1.4-0.9 млрд. лет. При этом для трубки Нюрбинская модельный возраст составляет 1.2-1.4 млрд. лет, а для трубки Ботуобинская 0.9-1.1 млрд. лет. Эти модельные возраста, вероятно, характеризуют возраст обогащения источника магм кимберлитов Накынского поля, т.е. предположительно, источник кимберлитов был обогащен за 0.5 и 1.0 млрд. лет до возникновения кимберлиговых магм, причем раньше в источнике кимберлитов трубки Нюрбинская. Таким образом, согласно нашим данным, кимберлиты Накынского поля обладают самым древним модельным возрастом среди исследованных кимберлитов Якутии. Та же ситуация наблюдается и среди кимберлитов Архангельской области: модельный возраст кимберлитов Золотицкого поля (1.1-1.3 млрд. лет) древнее модельного возраста кимберлитов Кепинского поля (0.8 млрд. лет).

Основные выводы

поля наблюдается гораздо более выраженная неоднородность, обусловленная геохимической зональностью. Установленные закономерности предоставляют еще один независимый подход к выяснению внутренней структуры поля и определению его границ, что может быть использовано при рассмотрении процессов формирования кимберлитов (эволюция глубинной магмогенерирующей зоны), а также при планировании поисковых работ на обнаружение кимберлитовых трубок в пределах поля.

2. IIa основе петрогеохимических данных установлены отличия между кимберлитовыми полями, находящимися в пределах разновозрастных тектонических геоблоков восточной части Сибирской платформы. Это открывает новые возможности для разработки критериев алмазоносности древних платформ и может быть использовано при прогнозировании. Кимбсрлитовые объекты, расположенные в центральной и южной частях ЯАП с мощностью литосферной мантии 260-300 км, в пределах наиболее древних архейских Маганского и Анабарского геоблоках, характеризуются умеренными и пониженными содержаниями титана и редких элементов, что свидетельствует об относительно низкой геотерме и сильном обеднении литосферной мантии в данном регионе. Кимберлитовые объекты, расположенные в северной (периферийной) части провинции с мощностью литосферной мантии до 200-150 км, в пределах протерозойского Оленекского геоблока, характеризуются повышенными содержаниями титана и редких элементов, что свидетельствует о слабом обеднении и высокой геотерме литосферной мантии Олснскского геоблока.

3. Установлены особенности состава мантийных источников кимберлитов Якутии с разными петрогеохимическими характеристиками по их Sm-Nd, Rb-Sr, Pb-Pb изотопным отношениям: источники большинства изученных кимберлитов Якутии формировались за счет деплетированного мантийного источника (DM) и близки источникам кимберлитов группы I Южной Африки; в источниках отдельных объектов, имеющих менее радиогенные значения свинца, возможно участие корового вещества. Среди изученной коллекции наибольшими отличиями от других кимберлитов Якутии обладают трубки Ботуобинская и Нюрбинская (Накынское поле), что может отражать изотопно-геохимическую специфику их мантийного источника, претерпевшего наиболее раннюю и/или многократную метасоматическую переработку. Четкая изотопно-геохимическая специфика данных кимберлитов дает дополнительные критерии, использование которых, в комплексе с минералого-петрографическими характеристиками и особенностями геологических структур, контролирующих размещение трубок, позволит определять наиболее перспективные направления поисков высокоалмазоносных кимберлитов.

4. Большая часть образцов рассматриваемого сообщества пород (58 образцов из 38 объектов) обладают схожими петрогеохимическими и изотопными чертами с кимберлитами группы I Южной Африки (по Smith et al., 1985). В то же время встречаются образцы, обладающие некоторыми петрогеохимическими особенностями состава, сближающими их с оранжитами, либо лампроитами и маджгаванитами. Однако совокупность петрохимических, геохимических и минералого-петрографических данных свидетельствует и том, что все изученные породы относятся к кимберлитам. При этом установлено несоответствие классификации пород с учетом химического состава слюд, предлагаемой Р. Митчеллом (Mitchell, 1995), и данными по изотопии, которая первоначально была принята за основу разделения кимберлитов Южной Африки на группы. По-видимому, одинаковый

состав минералов (слюд) в кимберлитах и родственных им породах обусловлен близкой историей кристаллизации магм, сходством условий вторичных изменений минералов (слюд).

5. Выделены три петрогеохимических типа кимберлитов Якутии, каждый из которых характеризуется рядом петрогеохимических особенностей, обусловленных комплексом причин, связанных с формированием мантийных источников кимберлитов (модельный возраст, влияние мантийно-корового взаимодействия и мантийного метасоматоза) и размещением в пределах разновозрастных геоблоков восточной части Сибирского кратона (уменьшение мощности литосферы вместе с повышением геотермы от центра к краю платформы). При этом наиболее распространены умеренно-титанистые и высокотитанистые кимберлиты, являющиеся аналогами кимберлитов группы I Южной Африки. Похожие разности встречены также на территории Архангельской области (Кепинское поле). Умеренно-титанистые кимберлиты распространены, преимущественно на Юге или в центральной части Сибирской платформы (Маганский и Анабарский геоблоки), а высокотитанистые - на Севере, или ближе к периферии платформы (Оленекский геоблок). Петрогеохимические различия между данными типами пород напоминают различия между кимберлитами групп IA и IB Южной Африки (приуроченных, соответственно, к центру и периферии платформы). Единственным аналогом низкотитанистых кимберлитов Накынского типа является выделенный O.A. Богатиковым с соавторами «золотицкий» тип кимберлитов.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1- Голубева Ю.Ю., Илупин И.П., Журавлев Д.З. Редкоземельные элементы (ICP-MS геохимия) в кимберлитах Якутии // ДАН, 2003. Т. 390. №5. С. 668-672.

2. Голубева Ю.Ю.. Овчинникова Г.В., Невский JI.K. Pb-Sr-Nd изотопные характеристики мантийных источников кимберлитов Накынского поля (Якутия) // ДАН, 2004. Т. 394. №6. С. 796-800.

3. Голубева Ю.Ю.. Цепин А.И. Уточнение критериев диагностики кимберлитов Якутии: петрохимия, минералогия Ч ДАН, 2004. Т. 397. № 3 С. 385-390.

4. Богатиков O.A., Кононова В.А., Голубева Ю.Ю.. Зинчук H.H., Илупин И.П., Ротман А.Я., Левский Л.К., Овчинникова Г.В., Кондратов И.А. Петрогеохимические и изотопные вариации состава кимберлитов Якутии и их причины // Геохимия, 2004. №9, С. 915-939.

5. Голубева Ю.Ю., Первов В.А., Кононова В.А. Низкотитанистые алмазоносные кимберлиты - новый петрогеохимический тип: сравнение накынских (Якутия) и золотицких (Архангельская область) разностей // Эффективность прогнозирования и поисков месторождений алмазов: прошлое, настоящее и будущее (АЛМАЗЫ-50). Материалы научно-практической конференции, посвященной пятидесятилетию открытия первой алмазной кимберлитовой трубки «Зарница». МПР РФ, ВСЕГЕИ, «АЛРОСА», Санкт-Петербург, 2004. С. 96-98.

6. Голубева Ю.Ю.. Первов В.А., Кононова В.А. Низкотитанистые алмазоносные кимберлиты - новый петрогеохимический тип: сравнение накынских (Якутия) и золотицких (Архангельская область) разностей // Региональная геология и металлогения, 2004 (в печати).

7. Голубева Ю.Ю. Изотопная (Sr, Nd, Pb) гетерогенность кимберлитов Якутии // Тезисы докладов. 17 Симпозиум по геохимии изотопов имени ак. А.П. Виноградова 6-9 декабря, 2004. С. 65-66.

8. Кононова В. А., Голубева Ю.Ю., Богатиков О. А., Носова A.A., Левский Л.К., Овчинникова Г.В. Изотопная (Sr, Nd, Pb) и геохимическая (ICP-MS) гетерогенность кимберлитов Якутской провинции: вопросы генезиса // Петрология, 2005.

9. Богатиков O.A., Кононова В.А., Зинчук H.H., Носова A.A., Голубева Ю.Ю. Геохимические критерии продуктивности кимберлитов Якутской алмазоносной провинции // Алмазная геология в АК «АЛРОСА» - настоящее и будущее (геологи АК «АЛРОСА» к 50-летнему юбилею алмазодобывающей промышленности России)», в печати

Ю.Кононова В.А., Голубева Ю.Ю.. Богатиков O.A. Неоднородность состава кимберлитов и условия их формирования по данным петрогеохимии (Якутская и Архангельская провинции) / Материалы международного (X Всероссийского) петрографического совещания «Петрография XXI века» (Апатиты, 20 - 22 июня 2005 г.). Апатиты, 2005. Т.2. С. 110-112.

11. Голубева Ю.Ю.. Журавлев Д.З., Кононова В.А. Петрогеохимические критерии выделения кимберлитовой трубки, куста, поля (Якутская провинция) / Труды научной школы Щелочной магматизм земли (Ежегодный семинар Геохимия магматических пород), Москва, ГЕОХИ, 26-27 апреля, 2005. С. 41- 43.

12. Голубева Ю.Ю.. Богатиков O.A., Кононова В.А., Левский Л.К. Корреляция состава и алмазоносности кимберлитов Якутской алмазоносной провинции и их положения в структуре Сибирского кратона (по данным петрогеохимии)/ Материалы международного симпозиума, посвященного 70-летию академика Н.В. Соболева (Новосибирск, 3-5 июня 2005г.) «Эволюция континентальной литосферы, происхождение алмазов и их месторождений».

я 4 6 4 í

РНБ Русский фонд

2006-4 15733

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Голубева, Юлия Юрьевна

Введение.

Глава 1. Особенности размещения изученных кимберлитовых полей в геологической структуре Якутской алмазоносной провинции и во времени.

1.1. Этапы тектонического развития и место кимберлитового магматизма в ir истории Сибирской платформы.

1.2. Пространственные вариации состава литосферной мантии Якутской алмазоносной провинции.

1.3. Возраст кимберлитовых полей Якутии.

Глава 2. Петрогеохимические особенности кимберлитов Якутии и их связь с положением в структуре Сибирской платформы.

2.1. Вариации составов кимберлитов в пределах кимберлитовых трубок, кустов трубок и полей.

2.1.1. Палеозойские кимберлиты Маганского и Анабарского (Далдынский и

Мархинский террейны) геоблоков.

2.1.2. Палеозойские и мезозойские кимберлиты Оленекского геоблока.

2.1.3. Мезозойские кимберлиты Маймечинского террейна (Харамайское поле).

2.2. Вариации составов кимберлитов в пределах Якутской алмазоносной провинции.

Глава 3. Источники кимберлитов Якутской алмазоносной провинции (по данным изучения Sr-Nd-Pb изотопных характеристик).

3.1. Sr-Nd-Pb изотопный состав источников кимберлитов.

3.2. Время обогащения мантийных источников.

Глава 4. Критерии диагностики кимберлитов Якутской алмазоносной провинции и их петрогеохимическая классификация.

4.1. Петрохимические и геохимические критерии диагностики кимберлитов

Якутии.

4.2. Минералогические критерии диагностики кимберлитов Якутии.

4.3. Петрогеохимические группы кимберлитов Якутии.

Глава 5. Вопросы генезиса и некоторые причины вариаций составов кимберлитов

Якутии.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Сравнительная петрогеохимия кимберлитов Якутии и гетерогенность их источников"

Актуальность исследований. Изучение геохимии кимберлитов современными прецизионными методами (ЮР-МБ, изотопия Бг, N(1 и РЬ) направлено на решение как фундаментальных, так и практических задач. Фундаментальные задачи включают: исследование особенностей состава кимберлитов, выделение их петрогеохимических типов, выявление корреляции состава кимберлитов с возрастом и геолого-структурными особенностями территорий. Полученные данные используются для расшифровки глубинного строения древних кратонов, установления неоднородности верхней мантии и построения различных генетических моделей формирования глубинных алмазоносных пород. Данные задачи включены в перечень приоритетных направлений исследований Наук о Земле, утвержденный постановлением Президиума РАН 1 июля 2003 г. Практической задачей на данный момент является определение закономерностей в распределении кимберлитов с различными петрогеохимическими характеристиками в пределах минерагенических таксонов (кимберлитовая трубка, куст трубок, кимберлитовое поле, алмазоносная провинция), что может быть использовано при прогнозе и поисках кимберлитов как на новых перспективных территориях, так и в пределах уже открытого кимберлитового поля. Прогнозирование минеральных ресурсов входит в перечень критических технологий РФ, утвержденный Президентом РФ 30 марта 2002 г.

Якутии, отобранных из кимберлитовых тел (трубок, даек) полей разного возраста и географического положения, с привлечением прецизионных методов анализа вещества. Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

2. Изучить ЯЬ-Бг, Бт-Ш и РЬ-РЬ изотопные системы для определения характеристик мантийных источников кимберлитов из разновозрастных полей Якутской алмазоносной провинции.

4. Определить петрогеохимическую и изотопную специфику высокоалмазоносных кимберлитов Накынского поля для выяснения генезиса данных кимберлитов и разработки новых поисковых критериев.

Фактический материал и методы исследований. В основу работы легли результаты комплексного петролого-геохимического исследования коллекции кимберлитов Якутии, включавшие: 1) изучение шлифов кимберлитов под поляризационным микроскопом; 2) определение петрохимического состава пород (главные компоненты); 3) анализ геохимического состава пород (редкие элементы, изотопный состав Бг, N(1 и РЬ); 4) интерпретацию химического состава слюд и перовскитов из кимберлитов изученной коллекции; 5) компьютерную обработку полученных данных с использованием различных геохимических диаграмм (распределение редких и редкоземельных элементов, нормированных к примитивной мантии и хондриту; соотношения петрогенных и редких элементов и др.).

Дальняя (1), Осенняя (1), Зарница (2)); Верхне-Мунское (Поисковая (2), Заполярная (2), Деймос (1)); Чомурдахское (Чомур (2), Светлая (2), Надежная (2), Олимп (1), Уральская (1)); Огонер-Юряхское (Аэрогеологическая (3), Сестра-19 (1), дайки Ан. 1 (1), Ан. 5 (1), Ан. 12 (1)); Куранахское (Малокуонамская (1)); Нижне-Куонамское (Мачала (1), Майская (1)); Средне-Куонамское (Небайбыт (1), Харахтах (1)); Куойское (Дьянга (1), Мгришница (1), Русловая (1)); Лучаканское (Лыхчан (2), Поздняя (2), Дама (2)); Харамайское (Улахан-7 (1), Базовая-2 (1), Биллях-4 (1), Лесная-1 (1)). Под микроскопом просмотрено более 100 прозрачных и прозрачно-полированных шлифов по образцам из исследованной коллекции. Созданный банк аналитических данных включает 58 анализов главных и редких элементов. В 20 образцах изучены Sm-Nd, Rb-Sr, Pb-Pb изотопные системы. Кроме этого, для 11 кимберлитовых тел, вошедших в коллекцию, получены 70 анализов слюд и 10 анализов перовскитов.

Особое внимание при подборке материала для аналитических исследований уделялось качеству образцов. Подготовка к анализу включала несколько предварительных этапов, в том числе: 1) изучение кимберлитовых пород под поляризационным микроскопом для отбора наименее измененных разностей с невысоким количеством ксеногенного материала (порфировые кимберлиты); при отсутствии таковых изучались автолитовые кимберлитовые брекчии и кимберлитовые туфобрекчии; 2) пробоподготовка для аналитических исследований, включающая дробление кимберлитового материала до фракции 1-2 мм, освобождение его от ксеногенного материала, отбор однородных обломков кимберлитов и их дальнейшее истирание. Аналитические исследования образцов кимберлитов включали: 1) определение главных элементов рентгенофлюоресцентным методом (VRA-20 (Karl Zeiss Jena), ОИГГиМ СО РАН, Новосибирск), СОг, FeO, Н2О, ЫагО, КгО химическими методами (ИГЕМ, Москва); 2) отбраковка анализов, отвечающих контаминированным породам с индексами контаминации C.I. = (Si02 + А1203 + Na20)/(2K20 + MgO) > 1.5 (по Clement, 1982) и SiÜ2/MgO >1.7 (по Ilupin, Roshchina, 2002); 3) определение редких и редкоземельных элементов методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (Elan-6100 DRC (Perkin Elmer), ИМГРЭ, Москва); 4) изучение изотопного состава пород (Finnigan МАТ-261, ИГГД РАН, Санкт-Петербург); 5) изучение химического состава слюд и перовскитов (Camebax SX-50, Гинцветмет, Москва).

Научная новизна работы. В результате комплексных петролого-геохимических исследований коллекции кимберлитов Якутской провинции впервые создан банк данных, содержащий 58 представительных анализов кимберлитов, выполненных прецизионными методами (ЮР-МБ: 43 элемента) в одних и тех же лабораториях. Принципиально новыми результатами для кимберлитов Якутии являются следующие:

1. Установлено, что в пределах большинства изученных трубок и кустов трубок кимберлиты имеют близкие концентрации устойчивых при вторичных процессах и не зависящих от контаминации вмещающими породами редких элементов. В пределах поля наблюдается гораздо более выраженная неоднородность, обусловленная наличием кимберлитовых трубок, принадлежащих к разным петрогеохимическим типам. Подобная неоднородность может явиться основой как для выделения разновидностей кимберлитов, характерных для кустов трубок, так и для определения зональности поля.

3. Бг, N<1 и РЬ изотопные особенности кимберлитов Якутии показывают, что их источники имеют сложную историю. По-видимому, они формировались в ходе разновременного, и вероятно, неоднократного обогащения источника типа деплетированной мантии (БМ) литофильными элементами при возможном участии процессов контаминации коровым материалом. Среди изученной коллекции наибольшими отличиями от других кимберлитов Якутии обладают трубки Ботуобинская и Нюрбинская (Накынское поле), что может отражать изотопно-геохимическую специфику их мантийного источника, претерпевшего наиболее раннюю и/или многократную метасоматическую переработку.

Практическая значимость

1 .Проведенные детальные исследования коллекции образцов кимберлитов Якутии позволили предложить ряд петрогеохимических признаков (концентрации ТЮг, КЕЕ, Ш^Е) для обоснования выделения минерагенических таксонов в пределах ЯАП (кимберлитовой трубки, куста трубок, кимберлитового поля). Выявленные закономерности (однородность геохимического состава в пределах трубки и куста, геохимическая зональность полей) предоставляют еще один независимый подход к выяснению внутренней структуры поля и определению его границ, что может быть использовано при рассмотрении процессов формирования кимберлитов, а также при планировании поисковых работ на обнаружение кимберлитовых трубок в пределах поля.

2.Установлено, что кимберлиты в разновозрастных геоблоках Сибирской платформы различаются по петрогеохимическим и изотопным характеристикам. Это открывает новые возможности для разработки критериев алмазоносности древних платформ и может быть использовано при прогнозировании перспективных площадей.

3. У станов ленная четкая изотопно-геохимическая специфика кимберлитов Накынского поля дает дополнительные геохимические критерии, использование которых, в комплексе с минералого-петрографическими характеристиками и особенностями геологических структур, контролирующих размещение трубок, позволит определять наиболее перспективные направления поисков высокоалмазоносных кимберлитов.

Защищаемые положения

1. Выявлены петрогеохимические особенности кимберлитов Якутии, позволяющие выделять минерагенические таксоны (кимберлитовая трубка, куст трубок, кимберлитовое поле) в пределах провинции. При выделении минерагенических таксонов следует предпочтительно использовать содержания ТЮг, REE, HFSE, как наименее подверженные влиянию контаминации вмещающими породами и вторичных изменений.

2. Показана зависимость петрогеохимических особенностей изученных кимберлитов Якутской алмазоносной провинции от их положения в геоблоках восточной части Сибирской платформы с разным возрастом консолидации коры фундамента. Выделенные на основании структурного положения группы кгшберлитовых полей, имеют ряд сходных черт: похожие вариации породообразующих и редких элементов и совпадение характерных особенностей распределения редких элементов в кимберлитах.

3. Установлено, что Sr, Nd и Pb изотопные особенности кимберлитов Якутии отражают разнообразие их мантийных источников, связанное с разным временем, степенью и характером обогащения деплетированной мантии литофильными элементами в разных тектонических геоблоках Сибирской платформы.

Большинство изученных кимберлитов Якутской алмазоносной провинции формировались за счет деплетированного мантийного источника (DM). Они близки источникам кимберлитов группы I Южной Африки. Изотопный состав кимберлитов Накынского поля приближается к значениям среднего состава силикатной Земли (BSE) (трубка Ботуобинская). В кимберлитах трубки Нюрбинская возможно участие вещества обогащенной литосферной мантии первого типа (EMI). Рассчитанные модельные возраста дают несколько групп значений в интервале 1.4-0.5 млрд. лет. Самые древние модельные возраста получены для источников кимберлитов Накынского поля (1.4-0.9 млрд. лет), а самые молодые — для мезозойских кимберлитов Куойского поля (0.5 млрд. лет).

4. Выделены три петрогеохимических типа кимберлитов Якутии. Они отличаются по содержанию и распределению редких элементов и титана, а также изотопным характеристикам. Петрогеохимические особенности выделенных типов кимберлитов связаны с комплексом факторов: геолого-структурным положением, типом мантийного метасоматизма; особенностями мантийного источника.

Низкотитанистые кимберлиты (содержания ТЮ2 < 1 мас.%; ZHREEef-lu 0.8-2.1 ppm; Y 5-15 ррш, Zr 18-160 ppm; La 9.31-119.45 ppm) представлены высокоалмазоносными кимберлитами Накынского поля. Умеренно-титанистые кимберлиты (ТЮ2 1-2.7 мае. %; IHREEEr-Lu 1.1-4.3 ppm; Y 6-31 ppm; Zr 51-457 ppm; La 29.98-226.16 ppm) являются наиболее распространенным типом, слагающим практически все трубки южной части провинции (Маганский и Анабарский геоблоки), за исключением Накынского поля, и примерно половину трубок северной части провинции (Оленекский геоблок). Высокотитанистые кимберлиты (Т1О2 > 2.7 мае. %; EHREEEr-Lu 1.7-6.6 ppm; Y 11-45 ppm; Zr 119-690 ppm; La 49.15-152.19 ppm) распространены, в основном, среди северных полей (Оленекский геоблок).

Апробация работы. Результаты исследований обсуждались на научно-практической конференции, посвященной пятидесятилетию открытия первой алмазоносной кимберлитовой трубки «Зарница» «Эффективность прогнозирования и поисков месторождений алмазов: прошлое, настоящее и будущее (АЛМАЗЫ-50)» (Санкт-Петербург, ВСЕГЕИ, 2004), а также ряде симпозиумов, совещаний и семинаров, в их числе: 17 Симпозиум по геохимии изотопов имени ак. А.П. Виноградова (Москва, ГЕОХИ РАН, 2004); Всероссийский семинар с участием стран СНГ по Щелочному магматизму Земли (Москва, ГЕОХИ РАН, 2005); международный симпозиум, посвященный 70-летию академика Николая Владимировича Соболева «Эволюция континентальной литосферы, происхождение алмазов и их месторождений» (Новосибирск, ОИГГиМ СО РАН, 2005); Международное (X Всероссийское) петрографическое совещание (Апатиты, КНЦ РАН, 2005).

Результаты исследований отражены в 7 статьях в журналах «Доклады Академии наук», «Геохимия», «Петрология», «Региональная геология и металлогения», а также статья в сборнике Алмазная геология в АК «АЛРОСА» - настоящее и будущее (геологи АК «АЛРОСА» к 50-летнему юбилею алмазодобывающей промышленности России)».

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Голубева, Юлия Юрьевна

Выводы, полученные в данной работе, позволяют остановиться лишь на некоторых аспектах, связанных с формированием кимберлитов Якутии на основании петрогеохимических характеристик. Это, прежде всего, вопросы, связанные с гетерогенностью мантийных источников кимберлитов и мантийно-коровым взаимодействием, распределением разных петрогеохимических типов кимберлитов в пределах минерагенических таксонов — куста трубок, кимберлитового поля, алмазоносной провинции. Особый интерес вызывает также вопрос, связанный с генезисом кимберлитов Накынского поля. По-видимому, выявленная гетерогенность кимберлитов вызвана комплексом факторов, оказавших влияние (в разной степени) как на источники кимберлитов, так и на характер сопровождающих магматизм процессов (метасоматоз, ассимиляция и др.). Обсудим некоторые из них.

Мантийные источники и мантийно-коровое взаимодействие. По ряду важных вопросов генезиса кимберлитов, включая природу источника их расплава, до сих пор существуют серьезные разногласия. Это вызвано отрывочным характером экспериментальных данных для модельных кимберлитовых систем, а также трудности установления состава их первичных расплавов (Рябчиков, 2002). Одним из способов, позволяющих судить о характерных особенностях состава мантии (истощенная, обогащенная), а также доле и природе корового (верхняя, нижняя кора) материала в источнике кимберлитов, является анализ изотопных данных.

Полученные изотопные данные (табл. 5-7) свидетельствуют о том, что изученные образцы кимберлитов имеют разные источники. Мантийный источник большинства умеренно-титанистых и высокотитанистых разностей кимберлитов приближается к деплетированной мантии (DM), как и источник кимберлитов группы I Южной Африки.

R7 ЯЛ

При этом первичные отношения ( Sr/ Sr)x варьируют в широких пределах - от отрицательных до положительных значений. Отмечается определенная тенденция в поведении изотопов стронция: eSr в высокотитанистых кимберлитах Оленекского геоблока приближается к значению этого параметра BSE, а умеренно-титанистые кимберлиты Маганского и Анабарского геоблоков (южной части провинции) обогащены радиогенным стронцием (см. главу 3). Кимберлиты трубок Накынского поля резко отличаются от всех остальных проанализированных образцов по изотопному составу Nd, приближаясь к BSE. При этом установлены четкие различия изотопного состава Nd в кимберлитах трубок Нюрбинская и Ботуобинская, при довольно близких отношениях изотопов стронция: в образцах трубки Нюрбинская значения eNd варьируют от -0.2 до -3.1, т.е. источник этих пород, вероятно, соответствовал обогащенной мантии I типа. Образцы трубки Ботуобинская имеют небольшие положительные значения eNd (от +1.2 до +2.0), т.е. мантийный источник этих кимберлитов был слабо деплетирован. Все образцы Накынского поля обогащены радиогенным стронцием (sSr от +33 до +55 в кимберлитах трубки Ботуобинская и от +16 до + 54 - в Нюрбинской).

Наблюдаемые различия в изотопных отношениях первичного свинца (рис. 30) свидетельствуют о вовлечении компонентов коры, причем в разных пропорциях, в процесс образования кимберлитов. Анализы образцов ряда полей (Мирнинское, Далдынское, Чомурдахское, Куойское), как и трубки Ботуобинская, перекрываются с полем кимберлитов группы I Южной Африки. Кимберлиты трубки Нюрбинская, а также Лучаканского и Огонер-Юряхского полей смещаются в область менее радиогенных значений свинца. Обращает на себя внимание, что точка состава образца 24/7-240 трубки Нюрбинская отклоняется от мантийной кривой в сторону кривой нижней коры (рис. 30), что подтверждает присутствие в составе ее источника некоторой доли вещества нижней коры. По-видимому, этим обусловлено и смещение точек всех трех проанализированных образцов Лучаканского поля (трубки Лыхчан, Дама) и дайки Огонер-Юряхского поля с кривой мантийных составов в сторону составов нижней коры.

Обсуждая характер мантийно-корового взаимодействия при формировании кимберлитов, следует учитывать, что состав и мощность коры и литосферной мантии резко меняется в разных полях ЯАП (см. главу 1). По результатам изучения гранатов из кимберлитов Якутии, B.JL Гриффиным с соавторами (Griffin et al., 1999) был построен разрез (рис. 52), на котором отражены пространственные вариации состава литосферной мантии. Строение разреза кратона под Накынским полем имеет некоторые специфические черты по сравнению с другими районами Сибирской платформы (Ащепков и др., 2004).

• По И.В. Ащепкову с соавторами (Ащепков и др., 2004), ксенолиты перидотитов по модальному составу здесь высоко деплетированы и представлены пироповыми дунитами. Среди мантийных пород очень велика доля эклогитовых ассоциаций, большая часть которых относится к глубинам менее 130 км (40 кбар) и представлены высокожелезистыми разновидностями; самые глубинные уровни (62-55 кбар) могут быть существенно эклогитовыми, что доказывается находками алмазсодержащих эклогитов. По мнению Н.П. Похиленко с соавторами, минералогические и геохимические особенности кимберлитов Накынского поля могут объясняться значительно более глубоким

• положением здесь зоны взаимодействия литосферы и астеносферы (Pokhilenko et al., 2003). Согласно полученным нами данным, источник большинства изученных кимберлитов располагался в пределах астеносферной мантии и лишь для кимберлитов Накынского поля предполагается участие обогащенной литосферной мантии I типа.

Вопрос о механизме взаимодействия мантийного и корового вещества рассматривается многими исследователями с привлечением, в основном, процессов субдукции (Kesson, Ringwood, 1989; Сорохтин и др., 2004 и др.). О.Г. Сорохтин с соавторами (Сорохтин и др., 2004) считает, что все вещество кимберлитовых, ф карбонатитовых и щелочно-ультраосновных магм произошло за счет переплавления пелагических осадков, затянутых по зонам субдукции на большие глубины под континенты (рис. 53). Это, по мнению О.Г. Сорохтина, подтверждается изотопными составами углерода в алмазах. Отсюда следует вывод, что углерод, фосфор, азот, большинство литофильных элементов (Li, В, F, С1, К, Ti, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cs, Ba, Та, Pb, Th, U), карбонаты, вода и другие флюиды в алмазоносных породах являются первично-осадочного происхождения. Эти элементы накапливаются в надсубдукционных областях, расположенных над погружающимися пластинами океанической литосферы, и являются одним из индикаторов примеси вещества корового происхождения (Hawkesworth et al., 1993).

Своеобразие геохимии изученных кимберлитов Куойского и Накынского полей, особенно в отношении высоких содержаний бора, лития и бериллия и пониженных содержаний HFSE может служить подтверждением этой идеи. Допускается, что данные геохимические особенности связаны с особенностями геодинамического развития

Коту йка некая Билляхская

3 зона зона

МгТ АМрТДТ МрТ Ахп

Рис. 52, Разрез коры п литосфер ной мантии Якутской алмазоносной провинции, построенный на основании изучения минералов в кимберлитах (Grit'fin et al., 1999)

Буквами обозначены: Мг'Г, ДТ, МрТ. БТ, ХП - соответственно - Маганский, Далдынский, Мархинский и Биректинский террейны и Хапсчанский складчатый пояс. Цифрами в кружках обозначены: 1 - Мири и некое, 2 -Алакитское, 3 - Далдынекое, 4 - Верхне-Мунское, 5 - Чомурдахское, 6 -Огонер-Юряхское, 7 - Мерчимденское, 8 - Толуопское. рй Фв в г ЕЛ

Рис. 53. Процесс формирования глубинных расплавов щелочно-ультраосновного, лампроитового и кимберлитового составов (Сорохтин и др., 2004).

А - ситуация в конце раннего протерозоя; Б - на рубеже раннего и среднего протерозоя; В - в рифее или фанерозое (показан момент прорыва глубинных магм к поверхности и образования: а - щелочно-ультраосновных интрузий; б - мелилититовых и карбонатитовых интрузий; в - алмазоносных лампроитовых и кимберлитовых субвулканических комплексов). 1 - литосфера, 2 - астеносфера, 3 -раннепротерозойская океаническая кора с перекрывающими ее тяжелыми железистыми осадками; 4 - континентальная кора (АЛ - архейского, РЯ, -раннепротерозойского возрастов); 5 - глубинные расплавы. подстилающей литосферы, в том числе с выплавлением расплавов из литосферы, которая предварительно была метасоматизирована под влиянием флюидного потока, обогащенного бором, отделявшегося на ранних стадиях дегидратации субдуцирующей океанической коры. При этом прослеживаются некоторые аналогии с островодужными комплексами: повышенные содержания LIL, пониженные - ТЮг и HFSE (Foley, Wheller,

• 1990). Данный вывод подтверждает также изучение гранулитовых ксенолитов из трубок Обнаженная и Слюдянка Куойского поля, которые указывают на островодужную природу их протолита (Соловьева и др., 2004). Пониженные содержания титана (практически полное отсутствие ильменита в кимберлитах Накынского поля) и HFSE могут быть связаны также с ранней потерей (в источнике) фракции расплава, содержащего эти элементы, или с отделением HFSE в титановые фазы, которые остаются как остаточные в мантийном источников процессе частичного плавления (Foley, Wheller, 1990).

Необходимо отметить, что против гипотезы о субдукции выступал А.В. Уханов с

• соавторами (Уханов и др.,1988), предлагая альтернативное объяснение, заключающееся в процессе «скучивания» земной коры, уподобляющееся современной обдукции. Модель формирования и обогащения источников кимберлитов, предложенная И.Д. Рябчиковым (Рябчиков, 2002), предполагает наличие двухстадийного механизма обогащения сильно несовместимыми элементами при формировании малой доли частичного расплава в сублитосферной мантии, затем ее перенос в нижнюю континентальную литосферу и повторное плавление этого обогащенного литосферного материала. Подобная последовательность событий может произойти при восходящем движении глубинного

Ф горячего диапира.

Таким образом, допускается, что не только различие мантийных источников, но и влияние мантийно-корового взаимодействия, усугубляющегося вариациями состава литосферы и коры, - еще одна причина гетерогенности кимберлитов ЯАП.

Типы мантийного метасоматоза и характер обогащения мантийного источника кимберлитов. Современные экспериментальные и теоретические разработки показали, что вода играет важную роль в проявлениях мантийного метасоматоза, в том числе в формировании кимберлитов. Описаны метасоматические текстуры мантийных ксенолитов (Bonadiman et al., 2002), выделения стекла в мантийных перидотитах (Ciuffi et al., 2002) и др. Оценивая содержания воды в верхней мантии Земли, Г. Драйбус с соавторами (Драйбус и др., 1997) пришли к выводу, что "Земля в наше время является влажной как изнутри, так и снаружи". Вода содержится даже в мантийном оливине (Berry et al., 2004). Это создает благоприятные условия для развития процессов мантийного метасоматоза, в рамках которого принято выделять два типа: скрытый и явный. Явному (модальному) метасоматозу приписывают крупные масштабы переноса вещества, выражающиеся в новообразованных минералах (амфиболах и слюдах). Входящие в состав этих минералов вода, калий, легкие редкие земли и другие элементы-примеси не содержатся в достаточном количестве в породах, подвергшихся изменениям и, следовательно, должны иметь внешний, скорее всего, глубинный источник (Уханов и др., 1988). Следы явного метасоматоза выявлены, например, в глубинных ксенолитах трубки Удачная (Соловьева и др., 1997). При этом для обогащения летучими высококалиевых магм (кимберлиты и др.) не требуется аномально высоких концентраций этих компонентов в источнике - этот процесс объясняется низкими степенями плавления мантии, поведением летучих в расплаве при высоком давлении (Рябчиков, 2002). В отличие от модального процесса, проявляющегося прежде всего в реакционных взаимоотношениях новообразованных и первичных минералов, скрытый метасоматоз распознается по устойчиво повышенным концентрациям в породах и минералах LIL и LREE элементов, а также по характерному изменению изотопных отношений Sr, Nd, Pb.

Результаты проведенных исследований показали, что характер распределения редкоземельных и редких элементов в кимберлитах разных полей заметно меняется (см. главу 2), следовательно, регионы имеют источники, характеризующиеся различным стилем обогащения редкими элементами. Эти различия выявляются при анализе распределения редких элементов (рис. 54) с применением методики Дж. Пирса (Реагсе, 1983). Ее суть - в различии механизма и основного агента метасоматоза верхней мантии, а в качестве агента может выступать либо флюид, либо расплав. На врезке (рис. 54) показаны две кривые распределения элементов: кривая Ко определяет коэффициент распределения элементов между гранатовым лерцолитом и расплавом; другая флюидная кривая Z/r отражает мобильность (подвижность) элемента в водном флюиде. Из сопоставления этих характеристических кривых с кривыми распределения редких элементов в кимберлитах Якутии видно, что кривая Z/r почти точно повторяет распределение редких элементов в породах Накынского поля, а расплавная кривая Ко - в породах остальных изученных полей, причем как северных (кимберлиты Оленекского геоблока), так и южных (кимберлиты Маганского и Анабарского геоблоков). Учитывая эти данные, предполагается, что для мантийного источника кимберлитов Накынского поля характерен "флюидный" характер процессов мантийного метасоматоза; для остальных изученных полей - "расплавный". Подчеркнем, что только Мархинский террейн, в южной части которого располагается Накынское поле, сложен биотит- и амфиболсодержащими плагиогнейсами архейского возраста (Розен и др., 2003). Можно

100

10 -=

0.1 1000

100

10 -з

0.1

Мирнинское, Далдынское, Алакитское, Верхне-Мунское поля п-1-1-г--т-1—~т-1-1-1-1-1-1-г

СЗ поля: Лучаканское, Куонамские

СВ поля: О гоне р-Юря хское, Чомурдахское

I-1-1-1-1--т-1-г т-1-1-1-г 1-1—

Бг К,0 ЯЬ Ва ТЬ Та ЫЬ Се Р,0, 2г Ш ТЮ: У УЪ

Рис. 54. Распределение редких и редкоземельных элементов в кимберлитах Якутии,

Принцип построения по (Реагсе, 1983). допустить, что процессы субдукции, которые имели место в древней геологической истории региона, сопровождались погружением обогащенных водосодержащими минералами блоков континентальной коры погруженного фундамента, что и привело к возникновению флюидных потоков, вызвавших метасоматические преобразования источников кимберлитов. Возможность такого процесса подтверждается и другой уникальной чертой состава низкотитанистых кимберлитов Накынского поля - явным деплетированием HFSE элементами, в том числе отчетливыми отрицательными аномалиями Ti, Zr, Th, U, Nb на спайдерграммах (см. рис. 5 в главе 2).

Еще один признак участия субдуцированного вещества в мантийном источнике кимберлитов - это повышенные содержания Ве в кимберлитах Накынского поля, который, как известно (Hawkesworth et al., 1993), накапливается в океанических осадках (глинах). Высокое отношение Be/Nd может быть связано с низкими степенями плавления метасоматизированного мантийного субстрата, содержащего амфибол и, более вероятно, флогопит. Данные по легким элементам не противоречат предположению о вкладе субдукционной компоненты в генезис накынских кимберлитов, но ограничивают момент отделения флюидов умеренно-глубинным (но более глубинным, чем в случае куойских кимберлитов) положением океанической пластины. Кроме того, если высокие концентрации бериллия и лития, которые высокомобильны в процессах мантийного метасоматоза (Paquin, Altherr, 2002), заимствованы из литосферной мантии, то между ее обогащением и формированием кимберлитов не происходило каких-либо относительно высокотемпературных событий. Древний рифейский модельный возраст кимберлитов трубки может указывать на продолжительный период «спокойствия».

Разный характер и интенсивность метасоматических процессов в литосфере Якутии фиксируется даже при сопоставлении двух трубок Загадочная и Удачная Далдынского поля, как показано на основании изучения Сг-диопсида и пиропа из мантийных ксенолитов (Dencker et al., 2003). Причем более высокая степень метасоматического обогащения отмечается в образцах из алмазоносной трубки Удачная. В целом же выявленные закономерности о характере метасоматоза могут рассматриваться как критерий оценки степени проявления глубинного метасоматоза и учитываться при оценке алмазоносности кимберлитовых трубок.

Модель образования кимберлитовых магм. Формирование кимберлитовых магм, согласно наиболее общепринятому мнению (Ваганов, 2000), связывают с частичным плавлением карбонатизированного, метасоматизированного, ильменитсодержащего гранатового лерцолита верхней мантии в присутствии существенно водно-углекислого флюида в диапазоне температур 1300-1600°С (резко преобладают 1400-1500°С), давлений 1.0-7.0 ГПа (преобладают 5.0-6.0 ГПа). Распределение летучих определяется главным образом термодинамическими параметрами: уменьшением концентрации воды с понижением давления и возрастанием концентрации углекислоты с понижением температуры. В ходе эволюции кимберлитовых расплавов существенно меняется их химический состав. В последнее время достаточно широко обсуждается идея гибридной природы кимберлита (Ваганов, 2000), по которой процесс плавления развивается одновременно во всем вертикальном разрезе верхней мантии, приводя к формированию множества изолированных порций кимберлитовой магмы, различающихся по составу в зависимости от давления, температуры и степени плавления, которая нарастает вниз по разрезу. Конечный кимберлит, таким образом, представляет собой результат смешения различных порций расплава. Кимберлитовое поле при этом можно рассматривать как проекцию глубинного очага, или глубинной вертикальной (стволовой) магмогенерирующей (кимберлитогенерирующей) зоны, а куст трубок — локального магматического очага на уровень современной поверхности, иными словами, как пространственно-временную развертку процесса формирования поля (Ваганов, 2000).

В.М. Иванов и В.Т. Подвысоцкий (Иванов, Подвысоцкий, 2001) предлагают модель формирования зон глубинного магматизма, согласно которой закономерности размещения магматитов объясняются внедрением мантийного диапира на более высокие уровни литосферы. После этого происходит метасоматическая переработка ультраосновных пород, что заканчивается формированием камеры, связанной с мантией в нижней своей части, процессы в которой протекают по принципу «доменной печи». Во второй этап в результате тектономагматической активизации платформы и прилегающих складчатых структур, происходит подток мантийных флюидов в камеру, представляющую закрытую систему и начинается процесс плавления исходного мантийного вещества с нарастанием РТ-условий внутри нее. В третий, заключительный, этап в результате адиабатического расширения летучих компонентов, давление внутри камеры достигает критических величин и начинает превышать давление перекрывающих толщ. Происходит образование систем трещин, переход закрытой системы в открытую, сопровождающийся взрывом или серией взрывов.

Анализ данных, полученных при изучении петрогеохимических особенностей кимберлитов Якутии, выявил существенную неоднородность, возрастающую в направлении кимберлитовое тело (трубка или дайка), куст—»кимберлитовое поле—»алмазоносная провинция. В пределах трубки и куста трубок геохимический состав кимберлитов довольно устойчив: вариации связаны, в основном, с разной степенью контаминации ксеногенным материалом кимберлитов разных фаз внедрения. В пределах поля установлена значительная петрогеохимическая неоднородность: самые высокие колебания концентраций отмечены для ТЮг (до 60%); КгО (до 95%); 1Л (25-90%); Шэ (1090%); Бг (20-80%); У, Ъх, № (до 40%); Се (5-95%); НЯЕЕ (10-40%); отмечены также колебания остальных элементов, превышающие колебания в трубке (Ве, Бс, V, N1, Сг). На основании полученных данных можно предполагать следующую зональность кимберлитовых полей: увеличение содержаний от центральных частей поля к периферийным "П (Чомурдахское поле), 7х, ЫЬ (Далдынское, Огонер-Юряхское поля) и уменьшение содержаний Со, Сг, N1 (Далдынское, Куонамские, Куойское поля), 1л (Далдынское, Чомурдахское, Куойское поля), НЯЕЕ и ЯЕЕ (Куонамские, Куойское, Чомурдахское поля). В единичных случаях встречаются и обратные закономерности: увеличение содержаний 1л и НЫЕЕ от центра к краю (Огонер-Юряхское поле).

Несмотря на фрагментарность исследований, по ряду признаков (тектонические, минералого-петрографические, петрогеохимические данные), можно сделать вывод о том, что вещественная зональность кимберлитовых полей реально существует. Причем порядок распределения кимберлитов в пределах поля подчиняется принципу центральной (Илупин и др., 2003), или плоскостной (Костровицкий и др., 2003) симметрии. Например, согласно данным В.И. Ваганова (Ваганов, 2000), кимберлиты с различными величинами ликвидусных температур располагаются в пространстве закономерным образом и построенные изотермы обрисовывают симметрично-зональную структуру поля — это овал, в центральной части которого значения температур минимальны и возрастают к периферии (рис. 55). Согласно нашим данным, увеличение ликвидусных температур от центра к краю поля сопровождается повышением "Л, 7х, ЫЬ и уменьшением Со, Сг, N1, О.

Линейное расположение кимберлитовых тел в пределах поля (куст трубок) обычно связывают (Илупин, 2003) с близповерхностными структурными особенностями толщи вмещающих пород - трещиноватостью и зонами повышенной проницаемости, сами же магматические очаги располагаются значительно глубже. Общий для поля магматический очаг в ходе эволюции распадается на ряд локальных очагов, различающихся по содержанию индикаторных минералов, особенностям состава последних, петро- и геохимическими особенностями расплава. Среди исследованных нами объектов сходством геохимического состава (проценты колебаний не выше, чем в пределах трубки) обладают кусты кимберлитовых трубок Ботуобинская и Нюрбинская (Накынское поле), Чомур и Светлая (Чомурдахское поле), Заполярная и Деймос (Верхне-Мунское поле). Случаи, когда трубки, отнесенные предположительно к одному кусту, отличаются по петрогеохимическим особенностям, редки (Лыхчан и Дама, Лучаканское поле) и требуют а

Ш. ш2

Рис. 55. Статистическое распределение ликвидусных температур (С°) в плане (а) (Алакитское поле) и вертикальная термальная структура кимберлитового поля (б) (по Ваганов, 2000).

1 - очаги кимберлитовой магмы; 2 - каналы внедрения отдельных трубок; 3 - области, где кимберлитовые расплавы не генерируются. уточнений с привлечением дополнительных исследований. Трубки, принадлежащие разным кустам имеют различные геохимические характеристики (трубки Интернациональная и Мир Мирнинского поля; трубки Чомурдахского поля, дайки и трубки Огонер-Юряхского поля).

Закономерности, полученные при интерпретации петрогеохимической неоднородности кимберлитового поля, предоставляют еще один независимый подход к выяснению внутренней структуры поля и определению его границ, что может быть использовано при рассмотрении процессов формирования кимберлитов, а также при планировании поисковых работ на обнаружение кимберлитовых трубок в пределах поля.

Зоны локализации алмазоносного магматизма: связь с положением в структуре Сибирской платформы. К настоящему моменту существует множество концепций, объясняющих размещение и формирование алмазоносных и потенциально алмазоносных пород на территории платформ.

Полученные нами данные подтверждают наличие связи между петрогеохимическими особенностями кимберлитов и их положением в структуре Сибирской платформы. Кимберлиты полей, приуроченные к определенной структурной единице фундамента (террейн или протерозойский складчатый пояс), характеризуются сходным характером распределения главных и редких элементов. При этом кимберлиты южной (или центральной) части провинции приурочены к Маганскому и Анабарскому геоблокам с архейским, а кимберлиты северной (или периферийной) части - к Оленекскому геоблоку с протерозойским возрастом консолидации коры фундамента (см. рис 1).

По ряду петрогеохимичеких особенностей (характер распределения редких элементов, содержание титана, изотопные характеристики) были выделены три петрогеохимических типа кимберлитов Якутии. При этом наиболее распространены умеренно-титанистые и высокотитанистые кимберлиты. Похожие разности встречены также на территории Архангельской области (Кепинское поле). Умеренно-титанистые кимберлиты распространены, преимущественно на Юге или в центральной части Сибирской платформы (Маганский и Анабарский геоблоки), а высокотитанистые - на Севере, или ближе к периферии платформы (Оленекский геоблок). Петрогеохимические различия между данными типами пород напоминают различия между кимберлитами групп IA и IB Южной Африки (приуроченных, соответственно, к центру и периферии платформы) (Smith et al., 1985) (табл. 10).

Как известно, кимберлиты группы I распространены на всех континентах, а II — установлены пока только в Южной Африке, где они географически ассоциируют с мезозойскими кимберлитами группы I, образуя несколько более древнюю провинцию. Кимберлиты Накынского поля, выделенные в низкотитанистый петрогеохимический тип, по некоторым характеристикам напоминают кимберлиты группы II Южной Африки (содержание титана, некоторые минералогические особенности, участие в формировании источника обогащенной литосферной мантии EMI - типа, самый древний модельный возраст среди кимберлитов ЯАП). Существенным отличием кимберлитов Накынского поля от кимберлитов группы II Южной Африки являются пониженные содержания LREE и HFSE элементов, а также близость источника к BSE, что позволяерт отнести их к самостоятельному петрогеохимическому типу. Единственным аналогом низкотитанистых кимберлитов Накынского типа на данный момент является выделенный O.A. Богатиковым с соавторами (Богатиков и др., 2001) «золотицкий» тип кимберлитов.

В литературе рассматривается несколько механизмов, объясняющих закономерности локализации алмазоносных кимберлитов в пределах провинции:

1) О.Г. Сорохтин с соавторами (Сорохтин и др., 2004) предлагают объяснять формирование кимберлитов и родственных им глубинных пород за счет затягивания на большие глубины (до 200-250 км) под древние континенты «тяжелых» железистых осадкой раннего протерозоя, их плавления и магматической дифференциации (рис. 56). После возникновения растягивающих напряжений в континентальной литосфере эти расплавы могут стремительно извергаться на поверхность Земли. Родственные кимберлитам породы щелочно-ультраосновного ряда при этом обычно зарождаются на существенно меньших глубинах, чем кимберлиты, располагаются ближе всего к фронту бывшей зоны подвига плит, на расстояниях от 100 до 200-300 км от ее фронта. На расстоянии от 200 до 400 км следует зона расположения кальцитовых карбонатитов и мелилититов, а иногда и неалмазоносных кимберлитов. Алмазоносные кимберлиты располагаются дальше других аналогичных образований — на расстояниях от 300 до 600650 км от фронта раннепротерозойской зоны подвига плит;

2) В.М. Иванов и В.Т. Подвысоцкий (Иванов, Подвысоцкий, 2001) считают, что тела глубинных магматитов локализуются в пределах областей овальной или неправильно-овальной форм, внутренняя часть которых амагматична. Локализация зон определяется расположением глубинных корово-мантийных неоднородностей. Выделяются: Маймеча-Котуйская, Анабарская, Оленекская, Мархинская, Вилюйско-Ботуобинская зоны; о

-100я I

-200

-300 континентальная кора область формирования щелочно-ультраосновных расплавов область формирования мелилититовых и карбонатитовых расплавов область формирования расплавов безалмазных кимберлитов графит алмаз конвектирующая горячая мантия область формирования расплавов алмазоносных кимберлитов и лапроитов подошва литосферы конвектирующая горячая мантия

100 200 300 400 Расстояние от глубоководного желоба, км

500

Рис. 56. Условия затягивания тяжелых (железистых) осадков по ранне-протерозойским зонам поддвига плит на большие глубины (до 250 км) под архейские континенты и области формирования расплавов глубинных пород, (по Сорохтин и др., 2004)

3) О.М. Розен (Розен, 2000) на основании изотопных данных рассматривает горизонтальную миграцию (относительно Сибирской платформы) очагов мантийного магматизма в фанерозое, различно ориентиророванную на разных уровнях глубинности, что объясняется мантийной конвекцией. При этом процесс внедрения кимберлитов начался в Вилюйском и Мунском районах в раннем девоне, предположительно в связи с раскрытием Вилюйского рифта, спустя 14 млн. лет он продолжился северо-восточнее в Средне-Оленекском районе (ранний карбон). Позднее одновременно с внедрением трапповой и щелочно-ультраосновной формацией кимберлиты появились на западе Анабарского щита (начало триаса), сместились восточнее в Куонамский район (средний триас, ранняя юра). В целом перемещение Сибирского кратона над источником кимберлитовых магм (находившимся на глубине порядка 400 км и более составило 800 км с юго-запада на северо-восток в течение 200 млн. лет;

4) В настоящий момент наибольшей популярностью пользуется гипотеза о литосферном мантийном корне (Манаков, 2001) (см. главу 1), объясняющая приуроченность высокоалмазоносных кимберлитов к центральным частям платформы, а низкоалмазоносных — к периферийным. Данная гипотеза предполагает образование в архее высокоистощенных перидотитовых, с линзами эклогитов, литосферных корней с последующим неоднократным наращиванием их снизу в результате взаимодействия с астеносферой или рециклинга земной коры. При высоком термическом градиенте в архейское время погружение холодных коровых блоков приводило к некоторому остыванию горячей мантии и создавало благоприятные РТ-условия для возникновения и сохранности алмазов.

Таким образом, полученные закономерности распределения кимберлитов разных петрогеохимических типов на территории ЯАП обусловлены целым комплексом взаимосвязанных причин:

1) связанных с формированием мантийных источников кимберлитов: влияние мантийно-корового взаимодействия и мантийного метасоматоза;

2) связанных с размещением кимберлитов в пределах разновозрастных геоблоков восточной части Сибирского кратона: уменьшение мощности литосферы вместе с повышением геотермы от центра к краю платформы.

Заключение

Анализ данных, полученных в результате комплексного петрогеохимического изучения коллекции кимберлитов Якутии (38 кимберлитовых тел из 13 полей Якутской алмазоносной провинции), отобранных из кимберлитовых тел (трубок, даек) полей разного возраста и положения в структуре Сибирской платформы, позволил сделать ряд выводов, касающихся неоднородности кимберлитов и гетерогенности их источников:

1. Установлен характер петрогеохимической неоднородности и пределы вариаций содержаний редких элементов в ряде минерагенических таксонов (кимберлитовая трубка, куст трубок, кимберлитовое поле, алмазоносная провинция) (на примере Якутской алмазоносной провинции). В пределах трубки и куста трубок кимберлиты в большинстве случаев имеют довольно устойчивый состав; в пределах поля наблюдается гораздо более выраженная неоднородность, обусловленная геохимической зональностью. Установленные закономерности предоставляют еще один независимый подход к выяснению внутренней структуры поля и определению его границ, что может быть использовано при рассмотрении процессов формирования кимберлитов (эволюция глубинной магмогенерирующей зоны), а также при планировании поисковых работ на обнаружение кимберлитовых трубок в пределах поля.

2. На основе петрогеохимических данных установлены отличия между кимберлитовыми полями, находящимися в пределах разновозрастных тектонических геоблоков восточной части Сибирской платформы. Это открывает новые возможности для разработки критериев алмазоносности древних платформ и может быть использовано при прогнозировании. Кимберлитовые объекты, расположенные в центральной и южной частях ЯАП с мощностью литосферной мантии 260-300 км, в пределах наиболее древних архейских Маганского и Анабарского геоблоках, характеризуются умеренными и пониженными содержаниями титана и редких элементов, что свидетельствует об относительно низкой геотерме и сильном обеднении литосферной мантии в данном регионе. Кимберлитовые объекты, расположенные в северной (периферийной) части провинции с мощностью литосферной мантии до 200-150 км, в пределах протерозойского Оленекского геоблока, характеризуются повышенными содержаниями титана и редких элементов, что свидетельствует о слабом обеднении и высокой геотерме литосферной мантии Оленекского геоблока.

3. Установлены особенности состава мантийных источников кимберлитов Якутии с разными петрогеохимическими характеристиками по их Бш-Ыс!, ЯЬ-Бг, РЬ-РЬ изотопным отношениям: источники большинства изученных кимберлитов Якутии формировались за счет деплетированного мантийного источника (DM) и близки источникам кимберлитов группы I Южной Африки; в источниках отдельных объектов, имеющих менее радиогенные значения свинца, возможно участие корового вещества. Среди изученной коллекции наибольшими отличиями от других кимберлитов Якутии обладают трубки Ботуобинская и Нюрбинская (Накынское поле), что может отражать изотопно-геохимическую специфику их мантийного источника, претерпевшего наиболее раннюю и/или многократную метасоматическую переработку. Четкая изотопно-геохимическая специфика данных кимберлитов дает дополнительные критерии, использование которых, в комплексе с минералого-петрографическими характеристиками и особенностями геологических структур, контролирующих размещение трубок, позволит определять наиболее перспективные направления поисков высокоалмазоносных кимберлитов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Голубева, Юлия Юрьевна, Москва

1. Агашев A.M., Орихаши Ю., Ватанабе Т., Похиленко Н.П., Серенко В.П. Изотопногеохимическая характеристика кимберлитов Сибирской платформы в связи с проблемой их происхождения // Геология и геофизика. 2000. Т. 41. № 1.С. 90-99.

2. Архангельская алмазоносная провинция (геология, петрография, геохимия иминералогия). Под ред. O.A. Богатикова. М.: Изд-во МГУ, 1999. 524 с.

3. Арцыбашева Т.Ф., Благулькина В.А. Ровша B.C., Сарсадских H.H. К вопросу оклассификации кимберлитов Якутии (на примере Алакит-Далдынского алмазоносного района) / Сов. Геология, 1963. № 1. С. 70-81.

4. Атлас текстур и структур кимберлитовых пород./ Корнилова В.П., Никишов К.Н.,

5. Ковальский В.В., Зольников Г.В. М.: Наука, 1983. 161 с.

6. Бобриевич А.П., Бондаренко М.Н., Гневушев М.А., Красов Л.М., Смирнов Г.И.,

7. Юркевич Р.К. Алмазные месторождения Якутии. Москва, 1959. 527 с.

8. Бобриевич А.П., Илупин И.П., Козлов И.Т., Лебедева Л.И, Панкратов A.A.,

9. Смирнова Г.И, Харькив А.Д. Петрография и минералогия кимберлитовых пород Якутии. М.: Недра, 1964. 191 с.

10. Бовкун A.B., Серов И.В., Гаранин В.К. и др. Перовскит из кимберлитов Якутскойалмазоносной провинции // Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века. Воронеж: Воронежский гос.унив. 2003. С. 197-202.

11. Богатиков O.A., Рябчиков И.Д., Кононова В.А. и др. Лампроиты. М.: Наука, 1991.• 302 с.

12. Богатиков O.A., Кононова В. А., Первов В. А., Журавлев Д.З. Источники,геодинамическая обстановка образования и перспективы алмазоносности кимберлитов окраины Русской плиты: Sr-Nd изотопия и ICP-MS геохимия // Петрология. 2001. Т.9. №3. С. 227-241.

13. Богатиков O.A., Кононова В.А., Голубева Ю.Ю. Зинчук H.H., Илупин И.П., Ротман

14. А.Я., Невский J1.K., Овчинникова Г.В., Кондратов И.А. Петрогеохимические и изотопные вариации состава кимберлитов Якутии и их причины // Геохимия, 2004. № 9, С. 915-939.

15. Богатиков O.A., Кононова В.А., Зинчук H.H., Носова A.A., Голубева Ю.Ю.

16. Геохимические критерии продуктивности кимберлитов Якутской алмазоносной провинции// Алмазная геология в AK «AJIPOCA» -настоящее и будущее (геологи AK «AJIPOCA» к 50-летнему юбилею алмазодобывающей промышленности России)», 2005

17. Брахфогель Ф.Ф. Геологические аспекты кимберлитового магматизма северовостока Сибирской платформы. Якутск, 1984. 128 с.

18. Ваганов В.И. Алмазные месторождения России и мира (Основы прогнозирования).

19. М.: "Геоинформмарк", 2000. 371 с.

20. Василенко В.Б., Зинчук H.H., Кузнецова Л.Г. Петрогеохимические модели алмазныхместорождений Якутии. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1997.574 с.

21. Владимиров Б.М., Соловьева Л.В., Киселев А.И. и др. Кимберлиты икимберлитоподобные породы: Кимберлиты ультраосновныая формация древних платформ. Наука. Сиб. отд-ние. 1990. 264 С.

22. Владыкин Н.В., Лелюх М.И. Лампроиты Сибири химизм и систематика. В кн.

23. Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века. 2003, Воронеж: Воронежский гос.унив. С. 365-370.

24. Геншафт Ю.С., Илупин И.П., Кулигин В.М., Виторженц Г.Ч. Типоморфизмильменитов глубинных магматических пород // Состав и свойства глубинных пород земной коры и верхней мантии платформ. М., 1983. С. 95-190.

25. Головин A.B., Шарыгин В.В., Похиленко Н.П. и др. Вторичные включения расплавав оливине неизмененных кимберлитов трубки Удачная-Восточная, Якутия // ДАН. 2003. Т.388. №3. С. 369-372.

26. Голубева Ю.Ю. Илупин И.П., Журавлев Д.З. Редкоземельные элементы (ICP-MSгеохимия) в кимберлитах Якутии. //ДАН. 2003. Т. 390. №5. С. 668-672.

27. Голубева Ю.Ю. Изотопная (Sr, Nd, Pb) гетерогенность кимберлитов Якутии //

28. Тезисы докладов. 17 Симпозиум по геохимии изотопов имени ак. А.П. Виноградова, 2004. С. 65-66.

29. Голубева Ю.Ю. Овчинникова Г.В., Левский Л.К. Pb-Sr-Nd изотопныехарактеристики мантийных источников кимберлитов Накынского поля (Якутия) //ДАН, 20046. Т. 394. №6. С. 796-800.

30. Голубева Ю.Ю. Цепин А.И. Уточнение критериев диагностики кимберлитов

31. Якутии: петрохимия, минералогия // ДАН, 2004. Т. 397. № 3 С. 385-390.

32. Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М.: «Мир», 1983. 300 с.

33. Драйбус Г., Ягутц Э., Венке X. Вода в мантии Земли // Геология и геофизика. 1997.1. Т. 38. № 1.С. 269-275.

34. Ф 30. Зайцев А.И., Корнилова В.П., Фомин A.C., Томшин М.Д. О возрасте кимберлитовыхпород Накынского поля / Проблемы алмазной геологии и некоторые пути их решения. Воронеж: Воронежский государственный университет, 2001. С. 47-54.

35. Илупин И.П., Каминский Ф.В., Францессон Е.В. Геохимия кимберлитов. М. Недра,1978. 352 с.

36. Илупин И.П., Кортман Р.В., Николаев Л.И., Симоненко В.Ф. Новые данные огеохимимической зональности кимберлитовых полей Якутской провинции // Доклады Академии наук СССР. 1979. Т. 249. №2. С. 449451.

37. Илупин И.П. Своеобразие кимберлитовой трубки Обнаженная и Куойского поля. //

38. Отечественная геология. 1997. №6. С. 24-28.

39. Илупин И.П., Ботова М.М., Шавырина М.В. Новые данные о химической составеильменита из кимберлитов Якутии // Руды и металлы. 2001. №2. С. 4454.

40. Когарко Л.Н., Лазуткина Л.Н., Кригман Л.Д. Условия концентрирования циркония вмагматических процессах. М.: Наука, 1988.120 с.

41. Кононова В.А., Левский Л.К., Первов В.А., Овчинникова Г.В., Богатиков O.A. Pb-Sr

42. Nd изотопные характеристики мантийных источников калиевых ультрабазитов и базитов севера Восточно-Европейской платформы. //• Петрология. 2002. Т. 10. №5. С. 493-509.

43. Кононова В. А., Голубева Ю.Ю. Богатиков О. А., Носова A.A., Левский Л.К.,

44. Овчинникова Г.В. Изотопная (Sr, Nd, Pb) и геохимическая (ICP-MS) гетерогенность кимберлитов Якутской провинции: вопросы генезиса // Петрология, 2005а

45. Кононова В.А., Голубева Ю.Ю. Богатиков O.A. Неоднородность составакимберлитов и условия их формирования по данным петрогеохимии (Якутская и Архангельская провинции) / Международное (X Всероссийское) петрографическое совещание. Апатиты, 20056

46. Корнилова В.П., Фомин A.C., Зайцев А.И. Новый тип алмазоносных кимберлитов на

47. Сибирской платформе // Регион, геология и металлогения, 2001. №13-14. С. 105-117.

48. Костровицкий С.И., Морикио Т., Владыкин Н.В., Лепин B.C. Sr-Nd — изотопнаясистематика кимберлитов и родственных пород Севера Якутской провинции //ДАН. 1999. Т. 369. С. 371-374.

49. Костровицкий С.И., Алымова Н.В., Иванов A.C., Серов В.П. Структура Далдынскогополя вещественный аспект проблемы / Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге

50. XXI века. Воронеж: Воронежский гос. унив. 2003. С. 300-306.

51. Костровицкий С.И., Алымова Н.В., Яковлев Д.А., Серов В.П., Мацюк С.С.

52. Минералогические паспорта известных кимберлитовых трубок как методическая основа при поисковых работах / Эффективность прогнозирования и поисков месторождений алмазов: прошлое, настоящее и будущее (АЛМАЗЫ-50). МПР РФ, ВСЕГЕИ, «АЛРОСА». С. 185-187.

53. Лапин A.B., Харькив А.Д. Маджгаваниты особый петрогеохимический тип• алмазоносных магматитов. // Геохимия. 2003. № 11. С. 1181-1190.

54. Магматические горные породы. Классификация, номенклатура, петрография. Часть1.М.: Наука, 1985. 367 с.

55. Манаков A.B. Технология выделения литосферного корня на основеинтегрированного анализа геофизических данных / Проблемы алмазнойгеологии и некоторые пути их решения. Воронеж: Воронежский государственный университет, 2001, с. 270-277.

56. Милашев В.А. Термин «кимберлит» и классификация кимберлитовых пород /

57. Геология и геофизика, 1963. №4. С.42-52.

58. Олейников Б.В., Никишов К.Н., Ковальский В.В. и др. Петролого-геохимическиечерты глубинной эволюции вещества кимберлитовой и базитовой магматических систем. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1985. 200 с.

59. Основы региональной геологии СССР. Цейслер В.М., Караулов В.Б., Успенская Е.А.,

60. Чернова Е.С. М.: Недра, 1984. 358 с.

61. Петрохимия кимберлитов. Харькив А.Д., Зуенко В.В., Зинчук H.H. М.: Недра, 1991.304 с.

62. Розен О.М. Мантийный магматизм в фанерозое Сибирской платформы: некоторыеограничения на модели мантийной конвекции // Докл. АН, 2000. Т. 370. №6. С. 785-788.

63. Розен О.М., Серенко В.П., Специус З.В. и др. Якутская кимберлитовая провинция:положение в структуре Сибирского кратона, особенности состава верхней и нижней коры // Геология и геофизика. 2002. Т. 43. № 1. С. 326.

64. Рябчиков И.Д. Флюидный режим мантийных плюмов / Мантийные плюмы иметаллогения. Петрозаводск-Москва: Пробел-2000, 2002. С. 194-195.

65. Серов И.В., Гаранин В.К., Зинчук H.H., Ротман А.Я. Мантийные источникикимберлитового вулканизма Сибирской платформы// Петрология. 2001. Т.9. №.6. С. 657-670.

66. Смелов А.П., Ковач В.П., Габышев В.Д. и др. Тектоническое строение и возрастфундамента восточной части Северо-Азиатского кратона // Отечественная геология. №6. 1998. С. 6-10.

67. Соловьева Л.В., Егоров К.Н., Маркова М.Е. и др. Мантийный метасоматоз иплавление в глубинных ксенолитах из трубки Удачная, их возможнаясвязь с алмазо- и кимберлитообразованием // Геология и геофизика.1997. Т. 38. № 1.С. 172-193.

68. Соловьева JI.B. Горнова М.А., Маркова М.Е., Ложкин В.И. Геохимическаяидентификация гранулитов из ксенолитов в кимберлитах Якутии // Геохимия. 2004. № 3. С. 270-287.

69. Сорохтин О.Г., Митрофанов Ф.П., Сорохтин Н.О. Глобальная эволюция Земли ипроисхождение алмазов. М.: Наука, 2004. 269 с.

70. Томшин М.Д., Фомин А.С., Корнилова В.П. и др. Особенности магмообразования

71. Накынского кимберлитового поля Якутской провинции// Геол. и геоф.1998. Т.39. № 12. С. 1693-1703.

72. Францессон Е.Ф., Лутц Б.Г. Кимберлитовый магматизм древних платформ. М.: Нац.геоф. комитет, 1995. 342 с.

73. Уханов А.В., Рябчиков И.Д., Харькив А.Д. Литосферная мантия Якутскойкимберлитовой провинции. М.: Наука. 1988. 286 с.

74. Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Крючков А.И. Коренные месторождения алмазов Мира.1. М.: "Недра", 1998. 555 с.

75. Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Крючков А.И. Геолого-вещественные моделиалмазоносных магматитов. В кн. Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века. Воронеж: Воронежский гос.унив, 2003. С. 162-168.

76. Agashev A.M., Fomin A.S., Watanabe Т., Pokhilenko N.P. Preliminery Age Determinationof Recently Discovered Kimberlites of the Siberian Kimberlite Province / Extended abstracts. Seventh International Kimberlite Conference. Cape Town, SA, 1998. P. 9-10.

77. Agashev A.M., Watanabe Т., Budaev D.A. et al. Geochemistry of kimberlites from Nakynfield, Siberia: evidence for unique source composition // Geology. 2001. V 29. № 3. P. 267- 270.

78. Berry F.J., Hermann J., O'Neill H.St.C. The water site in mantle olivine / Goldschmidt

79. Conference Abstracts, Copenhagen, 2004.

80. Bonadiman C., Beccaluva L., Coltorti M., Siena F. Garnet-spinel subsolidus reequilibrationand K-metasomatism in Cape Verde lithospheric mantle / Goldschmidt Conference Abstracts, Copenhagen, 2004.

81. Ciuffi S., Rivalenti G., Vannucci R. et al. Are the glasses in mantle xenolitha witness of themetasomatic agent composition? / Goldschmidt Conference Abstracts, Copenhagen, 2004.

82. Clement C.R. A comparative geological study of some major kimberlite pipes in thenorthern Cape and Orange Free State. PhD thesis, Univ. Cape Town. 1982. 250 p.

83. Clement C.R., Skinner E.M.W. A textural-genetic classification of kimberlites / Trans.

84. Geol. Soc. S. Afr., V. 88. 1985. P. 403-409.

85. Dencker I., Nimis P., Zanetti A., Sobolev N.V. Major and trace elements composition of

86. Cr-diopsides from the Zagadochnaya kimberlite pipe (Yakutia, Russia):• insights into metasomatic processes in the Yakutian lithosphere // 8 Int. kimb.

87. Conference, Victoria, BC, Canada, 2003.

88. Foley S.F., Wheller G.E. Parralels in the origin of the geochemical signatures of island arcvolcanics and continental potassic igneous rocks: the role of residual titanates //Chemical geology. V. 85. 1990. P. 1-18.

89. Helmstaedt H.H., Gurney J.J. Geotectonic controls of primary diamond deposits:implications for area selections // Journal of geochemical exploration (special issue), 1995. V. 53. P. 1-3

90. Kornilova V.P., Safronov A.F. Kimberlites from Yakutia and South Africa. Aspects ofcomparative study // Extended Abs. 6 IKC. Novosibirsk, 1995, p. 295-297.

91. McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. V. 120. P.223.253.

92. Mitchell R.H. A review of the mineralogy of lamproites// Tran. geol. Soc. S.Afr., 1985.1. V.88. P. 411-437.

93. Mitchell R. H. Kimberlites. Their Mineralogy, Geochemistry and Petrology, 1986. 454 p.

94. Mitchell R. H. Suggestions for revisions to the terminology of kimberlites andlamprophyres from a genetic viewpoint / Proceeding of the Fifth International Kimberlite Conference. Araxa, Brasil. V. 1. 1991. P. 15-26.

95. Mitchell R.H. Kimberlites, Orangeites, and Related Rocks // Plenum Press: New York and1.ndon. 1995. 410 p.

96. Mogg T., Kopylova M., Smith B.S., Kirkley M. Petrology of the Snap Lake kimberlite,

97. NWT, Canada // 8th IKC, 2003.

98. Morikiyo T., Kostrovitsky S.I., Weerakoon M.W.K. et al. Sr and Nd isotopic differencebetween kimberlites and carbonatites from Siberia // 8th IKC, 2003.

99. Nowell G.M., Kempton P.D., Pearson D.G. // Extended abstracts VII Int. Kimberlite Conf.

100. Cape Town. 1998. P. 631-633.

101. Paquin J., Altherr R. Subduction-related lithium metasomatism during exhumation of the

102. Alpe Arami ultrahigh-pressure garnet peridotite (Central Alps, Switzerland) // Contrib. Mineral. Petrol. 2002. V. 143. P. 623-640.

103. Pearce J. A. Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continentalmargins / Eds. Hawkesworth C.J., Norry M.J. Continental basalts and mantle xenoliths. Shiva, Nantwich, 1983. P.230-249.

104. Pokhilenko N., Agashev A., McDonald J. et al. Kimberlites of the Nakyn Field, Siberia,and the SnapLake/King gyke system, Slave Craton, Canada: a new variety of kimberlite with a proposed ultradeep origin // 8th IKC, 2003 a.

105. Pokhilenko N.P., McDonald J.A., Vavilov M.A. et al. Kimberlites and carbonatites of the

106. Snap Lake/King Lake dyke system: structural setting, petrochemistry and petrology of a unique type of association II 8th IKC, 2003b.

107. Rosen O.M., Condie K.C., Natapov L.M., Nozhkin A.D., Archean and early Proterozoicevolution of the Siberian Craton: a preliminary assessment // Archean Crustal Evolution. Elsevier, Amsterdam, 1994. P. 411-459.

108. Shamshina E.A., Zaitsev A.I. New age of Yakutian kimberlites / Extended abstracts

109. Seventh International Kimberlite Conference. Cape Town, SA, 1998. P. 783784.

110. Skinner E.M, Clement C.R. Mineralogical classification of Southern African kimberlites.

111. Kimberlites, Diatremes and Diamonds. // Geol. Petr. And Geochem. Proc. 2th Int. Kimberlite Conf. V. 1. 1979. P. 129-139.

112. Smith C.B. Pb, Sr, and Nd isotopic evidence for sources of southern African Cretaceouskimberlites//Nature. 1983. V. 304. P. 51-54.

113. Smith C.B., Gurney J.J., Skinner E.M.W. et al. Geochemical character of Southern Africankimberlites: a new approach based on isotopic constraints // Trans. Geol. Soc. S. Afr. 1985. V.88. P. 267-280.

114. Stacey J.S., Kramers J.D. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a twostage model // Earth and planet, sci. letters. 1975. V.26. №2. P. 207-221.

115. Taylor W.R., Tompkins L.A., Haggerty S.E. Comparative geochemistry of West Africankimberlites: Evidence for a micaceous kimberlite end member of sublithospheric origin // Geochem. et Cosmoch. Acta. 1994. V.58. № 19. P. 4017-4037.

116. Vasilenko V.B. Petrochemistry of the major diamind deposits of Yakutia./ Sixth1.ternational Kimberlite Conference. Field Guide book, Kimberlites of Yakutia. Novosibirsk, 1995. P. 46-60.

117. Woolley A. R., Bergman S.C., Edgar A.D. et al. Classification of lamprophyres,lamproites, kimberlites and the kalsilitic, melilitic and leucitic rocks. // The Canadian Mineralogist. 1996. V. 34. P. 175-186.

Информация о работе

Голубева, Юлия Юрьевна
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2005
ВАК 25.00.04

Диссертация

Сравнительная петрогеохимия кимберлитов Якутии и гетерогенность их источников - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы