664

 

Проведенная в последние годы ревизия структуры семейства кимберлитов и конвергентных с ними пород позволила предложить современный вариант структуры этого семейства, в котором выделяется два формационных сообщества или подсемейства, различающихся комплексом признаков. Первое из них включает традиционные формационные типы платформенного щелочного ультраосновного магматизма – алмазоносные кимберлиты, пикрит-альнеитовые породы, ассоциирующиеся с редкометальными карбонатитовыми комплексами (альпикриты), а так же обширный класс щелочных пикритоидов, которые занимают промежуточное положение между первыми двумя формациями и не обладают явно выраженной минерагенической специализацией (кимпикриты). Вторая группа формаций включает алмазоносные оливиновые лампроиты, оранжеиты и маджгаваниты [1].

Одна из существенных особенностей предложенной структуры заключается в том, что понятие кимберлит используется в ней в узком смысле, ограничивая его породами, содержащими алмаз и минералы алмазного парагенезиса. Предложенная структура позволяет в рамках естественного формационного ряда соотнести алмазоносные кимберлиты с неалмазоносными и убогоалмазоносными кимпикритами, а так же с альпикритами, сопутствующими редкометальным карбонатитовым комплексам, противопоставив их алмазоносным породам другого формационного ряда – оливиновых лампроитов – маджгаванитов.

Представители рассматриваемых рядов, исключая кимберлиты и лампроиты, пока еще недостаточно охарактеризованы геохимическими и изотопными данными, что затрудняет интерпретацию генетических взаимоотношений пород как внутри естественных формационных рядов, так и между породами различных рядов. Так, практически отсутствуют данные об изотопном составе Sr и Nd кимпикритов и альпикритов. Учитывая это, в настоящей публикации приводятся новые данные об изотопном составе стронция и неодима в классических проявлениях альпикритов Сибирской платформы, к которым принадлежат дайки флогопитовых пикритов карбонатитового массива Арбарастах (Алданский щит), дайки и трубки альнеитов и пикритов Чадобецкого комплекса (ЮЗ окраина Сибирской платформы) и массива Томтор (Уджинское поднятие) (таблица). В качестве сравнительного материала в таблице приведены так же оригинальные данные по изотопному составу Sr и Nd кимберлитов из трубок Юбилейная, Айхал, Удачная, Комсомольская, Мир, Интернациональная, Ботуобинская, Нюрбинская, которые при построении графиков дополнены литературными данными [2, 3]. Кимпикриты на графиках изотопного состава охарактеризованы данными, полученными в последние годы по типичным проявлениям этих пород на севере Сибирской платформы (Вост. Прианабарья) [3].

Анализ Rb-Sr и Sm-Nd систем исследуемых пород производился в ЦИИ ВСЕГЕИ с применением метода изотопного разбавления. Изотопный состав стронция и неодима альпикритов, кимпикритов и кимберлитов Сибирской платформы графически изображен на диаграмме eSr – eNd (рис.). Наиболее важные выводы из анализа данных таблицы и диаграммы eSr – eNd сводятся к следующему.

Все породы формационного ряда кимберлит-альпикрит на диаграмме имеют значительные области перекрытия с кимберлитами гр. 1, которые располагаются преимущественно во II квадранте диаграммы. Это свидетельствует о том, что, по крайней мере, часть этих пород происходит из слабо деплетированной сублитосферной мантии. В то же время изотопные отношения Sr и Nd всех формационных типов пород, в отличие от кимберлитов гр. 1 образуют достаточно протяженные поля, вытянутые от квандранта II к квадранту I в направлении увеличения отношения Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ при сравнительно постоянных положительных значениях показателя eNd. Подобные вариации изотопных отношений довольно необычны и заслуживают отдельного анализа.

Весьма показательно, что все породы формационно – минерагенического ряда кимберлит-кимпикрит-альпикрит на Сибирской платформе имеют сходные характеристики изотопного состава Sr и Nd, что проявляется в значительном перекрытии, вплоть до почти полного совпадения полей этих пород на диаграмме eSr – eNd. Это указывает на принципиальное сходство их мантийных источников, одним из которых служит слабо деплетированная сублитосферная мантия, а так же на сходство процессов, определяющих вариативность изотопных параметров этих пород.

Полученные результаты, а так же неоднократно отмечавшееся ранее сходство изотопного состава кимберлитов и карбонатитов подтверждают возможность генетического противопоставления двух естественных формационных рядов глубинных щелочных ультраосновных магматитов, один из которых включает охарактеризованные выше породы традиционных платформенных формаций – кимберлиты, альпикриты и карбонатиты, а так же промежуточные между ними породы кимпикритовой формации, а другой представлен оливиновыми лампроитами, оранжеитами и маджгаванитами, которые на диаграмме eSr – eNd четко обособляются от пород кимберлит-карбонатитового формационного ряда (см. рис.) располагаясь в области диаграммы с изотопными параметрами, которые свидетельствуют об участии в генезисе этих пород наряду с примитивным субстратом обогащенных источников типа ЕМ-1 и ЕМ-2.

Значительная вариативность изотопных отношений стронция кимберлитов, кимпикритов и альпикритов Сибирской платформы, проявляющаяся в отчетливой вытянутости полей изотопного состава Sr и Nd в этих породах вдоль оси Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ с переходом от отрицательных к положительным значениям показателя eSr при относительной стабильности параметра eNd, может быть следствием изотопного смешения различных источников, один из которых соответствует слабо деплетированной сублитосферной мантии, а другой – обогащенному литосферному источнику ЕМ-2, обладающему изотопными параметрами континентальной верхней коры. В пользу этого может свидетельствовать прослеживаемая в целом ряде провинций зависимость химического состава кимберлитов от состава вмещающих пород [8].

Так, кимберлиты Центрально-Якутской субпровинции содержат повышенные количества ксенолитов карбонатных пород, а их химический состав отличается от состава кимберлитов других провинций более высокими концентрациями СаО и СО₂ при пониженных содержаниях силикатных компонентов, прежде всего SiO₂ и MgO. В Архангельском регионе среди вмещающих кимберлиты пород преобладают слабо метаморфизованные глинисто-кварцевые осадочные породы. Кимберлитам этой провинции свойственны относительно высокие содержания SiO₂ и повышенные содержания Al₂O₃, которые заимствуются из вмещающих пород, но низкие содержания карбонатного материала. Кимберлиты Архангельской провинции отличаются своеобразными вторичными изменениями, которые проявляются в развитии сапонитизациивместо традиционных серпентинизации и карбонатизации. Последнее обстоятельство говорит о том, что обмен веществом между кимберлитами и ксеногенным материалом вмещающих пород, вероятно, происходит и на послемагматической стадии.

Эти особенности кимберлитов служат веским аргументом в пользу модели формирования их изотопного состава в результате добавления переменных количеств стронция из вмещающих пород континентальной коры. Это согласуется так же и с тем, что изотопный состав Южно-африканских кимберлитов группы 1, которые в целом наименее засорены ксеногенным материалом и в меньшей степени подвержены коровой контаминации, на диаграмме (см. рис.) занимает сравнительно компактную область, лишенную линейного тренда, субпараллельного оси Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ , и соответствует изотопным характеристикам слабо деплетированной астеносферной мантии.

Вместе с тем, несмотря на кажущуюся привлекательность приведенной интерпретации изотопного состава Sr и Nd в кимберлитах, которая основывается на реально наблюдаемых явлениях контаминации кимберлитов материалом земной коры, расчеты показывают недостаточность подобной модели для объяснения вариаций изотопных отношений стронция в кимберлитах [2].

Альтернативным объяснением вариаций изотопного состава Sr и Nd в кимберлитах может служить наличие гетерогенных мантийных источников, образовавшихся в результате поступления в них глубинного материала с высокими отношениями Rb/Sr, низкими отношениями Sm/Nd. Согласно модели Зиндлера и др. [9], частичное плавление такой изотопно гетерогенной мантии может привести к образованию жидкостей, в которых отношения Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ и Nd¹⁴³/Nd¹⁴⁴ колеблются в некотором интервале вследствие переменных содержаний в источнике глубинного обогащенного материала.

Наиболее вероятно, что оба эти фактора – изотопное смешение в процессе контаминации кимберлитов материалом земной коры и изотопная неоднородность мантии, обусловленная неравномерным привносом в нее обогащенного материала в ходе неоднократно проявляющегося глубинного метасоматоза – реально участвуют в формировании изотопного состава кимберлитов.

Получены новые данные, позволяющие сопоставить изотопный состав Sr и Nd геохимически аномальных кимберлитов недавно открытого Накынского поля и пород традиционных алмазоносных районов Якутии. Породы трубки Ботуобинская располагаются в пределах основного поля алмазоносных кимберлитов Якутии, хотя и несколько смещены в сторону более высоких значений изотопных отношений Sr⁸⁷/Sr⁸⁶. Поле кимберлитов трубки Нюрбинская кроме такого смещения имеет так же заметный сдвиг по оси eNd в направлении отрицательных значений этого показателя. Заметим, что подобный же сдвиг характерен для геохимически аномальных кимберлитов Золотицкого поля Архангельской провинции и кимберлитов провинции Слейв в Канаде. По-видимому, не лишено оснований предположение о связи геохимически аномальных кимберлитов с наиболее глубоким источником, расположенным в проходной зоне мантии (более 300 км) в сегментах с повышенной мощностью литосферы [10].

Сходство изотопных параметров Sr и Nd кимберлитов, кимпикритов и альпикритов Сибирской платформы, подчеркивающее генетическую общность этих формационно–минерагенических типов магматитов и принципиальное сходство их мантийных источников, не противоречит представлениям о том, что главными факторами, определяющими формационно–минерагеническое разнообразие магматитов, могут служить различная глубина генерации магматизма, которой соответствуют закономерные изменения состава субстрата, и различная проницаемость сублитосферных блоков для глубинных растворов и расплавов, которая коррелируется с величиной термального потока и положением геотерм [11]. Следствием этого являются различия в степени частичного плавления мантийного вещества, составе, объемах и энергетических ресурсах выплавляемых магм, а так же путях их дальнейшей эволюции при движении к поверхности.

 

Литература

1. Лапин А.В., А.В.Толстов, Лисицин Д.В. Кимберлиты и конвергентные породы. М. ИМГРЭ, 2004. 226 с.

2. Агашев А.М., Орихаши Ю., Ватанабе Т., Похиленко Н.П., Серенко В.П. // Геология и геофизика. 2000. Т. 41. № 1. С. 90-99.

3. Morikiyo T, Kostrovitsky S.I., Weerakoons M.K., Miyazaki, T., Vladykin, N.V., Kagami H., Shuto K. // VIII Intern Kimb. Conf. Long Abstract. Canada, 2003.

4. Smith C.B. 1995 // Nature.1983. V.304. P. 51-54.

5. Mitchell R.H., Bergman S.C. Petrology of lamproites. Plenum Publishing Corporation. New York, 1991.

6. Mitchell R.H., Smith C.B., Vladykin N.V. // Lithos. 1994. V. 32. P. 243 – 248.

7. Fraser K.J., Hawkesworth C.J. Erlank A.J., Mitchell R.H., Scott-Smith B.H. // Earth Planet Sci Lett. 1995. 76. P. 57-70.

8. Харькив А.Д., Зуенко В.В., Зинчук Н.Н. и др. Петрохимия кимберлитов. М., 1991. 303 с.

9. ZindlerA., HartS.R., FreyF.A., JacobssonS.P. // EarthPlanet. Sci. Letters. 1979. 45. P. 249-262.

10. Похиленко Н.П., Агашев А.М., Вавилов М.А., Соболев Н.В. // Матер. Х Всерос. петрограф. совещ. «Петрография ХХI века». Т. 2. «Происхождение магматических пород». Апатиты, 2005. С. 199-201.

11. Лапин А.В. // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1986. №12. С. 36–46.