793

 

Магматизм играет важную роль в качестве одного из показателей эволюции литосферы и геотектонического режима развития земной коры, а также является предметом изучения для многих исследователей, занимающихся проблемами широкого спектра эндогенных полезных ископаемых, включая коренные месторождения алмазов. В этой связи вопросы диагностики изверженных пород, их происхождения и соотношения с процессами мантийно-корового взаимодействия представляются весьма актуальными.

Магматические образования в пределах алмазоносных районов востока и северо-востока Сибирской платформы представлены весьма широким набором разнофациальных образований. Среди них особый интерес вызывают калиевые породы, представленные в нескольких циклах тектоно-магматической активизации региона: диатремы вулканических брекчий санидиновых лампроитов позднерифейского (левый берег р. Б. Куонапки напротив устья ручья Талахтах) и поздневендского возраста (бассейн р. Хорбусуонки, Чимара-Уджинское междуречье), рифейские дайкообразные секущие тела ультракалиевых высокомагнезиальных базитов на Анабарском щите и позднедокембрийские тела калиевых магматитов на периферии Анабарского щита, среднепалеозойские вулканические брекчии калиевых пикритобазальтов и эксплозивные брекчии ультракалиевых трахитов, кимберлитовые проявления среднепалеозойской, триасовой и позднеюрской эпох, разновозрастные (обычно синхронные и субсинхронные кимберлитам) конвергентные кимберлитам породы на Уджинском поднятии, на юго-восточном склоне Анабарского поднятия, Алданском щите. Отмеченные породы, вслед за огромными объемами толеит-базальтовых излияний и наличием известных комплексов ультраосновных щелочных пород и карбонатитов (массивы центрального типа, сложенные мелитолитами, якупирангитами и мельтейгитами, ийолитами, нефелиновыми и щелочными сиенитами, фоскоритами – Томтор и Богдо в Уджинском авлакогене, Озерный, Воин, Гек и Поворотный в Сетте-Дабанском авлакогене), подчеркивают своеобразие как восточной части, так всей Сибирской платформы.

Почти все тела калиевых пород на Анабарском поднятии, по данным [1], представлены красновато-зелеными тонко- и мелкозернистыми образованиями с миндалекаменной или массивной текстурой. Они состоят из лейст ортоклаза (30–40%), заключенных в хлоритовой (50–40%) основной массе с мелкими зернами титаномагнетита (3–5%), а миндалины выполнены халцедоном, хлоритом, гидрослюдами и карбонатами (кальцитом, реже доломитом, содержащими до 1. 5% MnO). Среди акцессорных минералов присутствуют авгит, оливин, ильменит, рутил и хромпикотит. В кластолавах и туфах Талахтахской диатремы дополнительно обнаружены гиперстен в срастании с плагиоклазом, гранат пироп-альмандинового состава, биотит, амфибол, марганцовистый ильменит и диопсид. Изредка встречаются кварц–кальцитовые прожилки. Магматиты, выполняющие дайки, отличаются от кластолав и туфов Талахтахской диатремы, большей крупнозернистостью, присутствием, наряду с ортоклазом, кислого плагиоклаза, тонких иголочек апатита, обилием (5-7%) мелких изометричных кристаллов титаномагнетита.

Довольно многочисленны поздневендские диатремы калиевых щелочных вулканитов на Оленекском поднятии [2], прорывающие карбонатные породы венда и сложенные туфоагломератами, вулкано- и литокластами, реже кластолавами. Туфы состоят из мелких лапиллей пузыристых лав калишпатового состава, ожелезненных вулканических стекол и обломков кристаллов санидина. Миндалины заполнены кальцитом, хлоритом, гематитом, иногда цеолитами. В составе вулканокластических компонентов встречаются ксенолиты трахидолеритов, однотипных по химическому и минеральному составу близлежащим трахидолеритам субвулканических силлов и относимых, как и трубки взрыва, к поздневендскому магматическому комплексу. Литические компоненты туфов представлены обломками доломитов, алевропесчаными оскольчатыми зернами кварца. Кластолавы, слагающие «языки» в жерлах, состоят в основном из слабо раскристаллизованной массы, цементирующей таблитчатые вкрапленники санидина и обломки ожелезненных пузырчатых лав. Порода пятнисто замещена кальцитом. Среди акцессорных минералов установлены моноклинный пироксен, оливин, хромшпинелиды, в том числе алмазной ассоциации, ильменит, слюды, гранат и др. Среди особенностей химизма (Si0₂ = 44.8-50.4; Ti0₂ = 2.19-3.53; Al₂0₃ = 12.4-15.3; Fе₂0₃ = 3.43-8.52; Fe0 = 3.40-8.77; Mn0 = 0.02-0.06; Mg0 = 7.76-11.01; CaO = 1-2.46; Na₂0 = 0.14-0.94; K₂0 = 4.59-7.35; P₂0₅ = 0.25-0.96; п.п.п. = 3.32-6.93 масс. %) следует выделить существенно калиевый уклон щелочности при относительно высокой для таких пород магнезиальности. Широко варьируют и концентрации элементов-примесей (г/т): Ni 60-190, Со 30-62, Cr 50-190, V 210-310, Sc 21-40, Ba 200-1200, Sr 53-410, Li 53-130, Rb 30-62 и др.

Своеобразными породами являются калиевые полифировые оливиновые базальты и пикрито-базальты (оливин-санидиновый и оливин-(пироксен)-плагиоклаз-санидиновый парагенезисы фенокристов в стекловатом базисе; акцессории – ильменит, титаномагнетит, апатит, редко гранаты и др. минералы), вулканические брекчии которых слагают ряд трубок (Ан-10, Ан-27, ан-195, Ан-446, Маар-Сиэнэ) в Малоботуобинском алмазоносном районе. Эти среднепалеозойские образования (средний химический состав Si0₂ 43.33; Ti0₂ 2.01; Аl₂О₃ 12.46; Fe₂0₃ 7.52; Fe0 4.28; Мn0 0.09; Mg0 9,93; Ca0 4.59; Na₂0 0.56; K₂0 3.85; P₂0₅ 0.26; п.п.п. 10.86 масс.% ) отличаются от среднего состава пород базальт-долеритовой формации повышенными количествами титана и, что особенно характерно, калия и магния при наибольших содержаниях оксидов двух последних элементов 7.5 и 17.3 масс. %, соответственно. Сходные по вещественному составу брекчии с повышенными концентрациями титана и калия вскрыты Ботуобинской экспедицией при заверке локальных геофизических аномалий в Средне-Мархинском алмазоносном районе. Несколько другого типа образования обнаружены при заверке магнитной аномалии Ан-Т-10/72 (Бахчинская площадь в бассейне реки Вилюй). Они представляют собой горизонтально залегающее в разрезе нижнепалеозойской терригенно-карбонатной толщи тело эксплозивных брекчий, характеризующихся сфероидной текстурой. Магматический материал в них представлен округлыми обломками калиевых трахитов со стекловатой основной массой и редкими микролитами (переходящими в шестоватые вкрапленники) щелочного полевого шпата. Содержание K₂O обычно превышает 7 масс. %, а Na₂O – около 0.1 масс. %. Среди их характерных особенностей – повышение концентраций таких элементов, как Li, Sr, Ba, Cr и некоторых других.

Петрохимические аналоги отмеченных вулканических брекчии установлены в мезозойских трубках взрыва Центрального Алдана [3]. Они представлены вулканическими брекчиями трахипорфировых лампрофиров и калиевых меланократовых трахитов. Породы (средний состав Si0₂ 44.46; Ti0₂ 0.59; Аl₂0₃ 9.13; Fe₂0₃+FeO 7.50; MnO 0.12; Mg0 9.84; Ca0 8.65; Na₂O 1.03;K₂0 4.63; P₂0₅ 0.79; п.п.п. 10.78 вес.%) характеризуются “орендитовой” тенденцией химизма, а также сходным с вулканитами этой группы минеральным составом (слюда, щелочный полевой шпат, клинопироксен, оливин, эпилейцит и стекловатый базис; акцессории- апатит, титаномагнетит, шпинель, ильменит, гранаты). Отличиями от орендитов являются существенная роль полевых шпатов и авгита, отсутствие или редкая встречаемость лейцита и других характерных минералов, более низкая кремнеземистость, титанистость, глиноземистость, щелочность, наряду с более высоким содержанием железа, магния, кальция. Ксенолиты глубинных пород крайне редки. Ассоциируют лампрофиры со слюдистыми пикритовыми порфиритами калиевой ветви щелочности.

Одной из наиболее привлекательных групп в ряду калиевых пород являются кимберлиты – как основной коренной источник алмаза и как главный носитель самого богатого набора фрагментов наиболее глубинных ультраосновных и основных верхнемантийных образований. Кимберлиты представляют собой богатую летучими (СО₂ и Н₂О) субщелочную изверженную ультраосновную породу сложного состава, которую, кроме небольшого количества отмеченных мантийных фрагментов (нодулей) и продуктов их дезинтеграции – отдельных минералов, слагают крайне невыдержанные по размерам макрокристы (оливин – форстерит, слюда – флогопит, хромисто-магнезиальные гранаты – пиропы и альмандин-пиропы, магнезиальный ильменит с

низким содержанием марганцевой компоненты, пироксены – преимущественно хромдиопсид, хромшпинели, иногда циркон), матрикс (фенокристы оливина и флогопита, редко диопсида, монтичеллита) и тонкозернистая основная масса (кальцит, серпентин, слюда, ильменит, перовскит, Ti-Mg хромит, иногда обедненные Al и Ti клинопироксены, монтичеллит, апатит, доломит, хлорит и другие представители различных классов) собственно кимберлитового вещества. Форма проявления: трубки взрыва, реже дайки, иногда силлы. Основные петрографические разновидности: кимберлитовая брекчия и массивный (или порфировый) кимберлит, а петролого-минералогические: базальтоидные и слюдистые кимберлиты. В целом, в минеральном спектре кимберлитов фиксируется около 8 десятков минералов при более широком присутствии в слюдистом типе таковых со щелочной тенденцией (слюды, щелочные амфиболы и пироксены и др.), а характерным редким акцессорием является алмаз. В тоже время необходимо отметить, что единого подхода к количественной границе между базальтоидными и слюдистыми кимберлитами нет вследствие ее “плавающего” характера: от первых процентов до первых десятков процентов. Вероятно, обоснованным будет “номенклатурный” рубеж, отвечающий 5-7 объем. % минерала. Основные парагенетические ассоциации: флогопит-(пироксен) во вкрапленниках двух генераций, оливин-(пироксен)-флогопит-монтичеллит-перовскит-апатит-шпинель-магнетит в микролитах основной массы, хотя парагенетические аспекты в большинстве случаев требуют самостоятельного анализа. Значительная часть из перечисленных минералов (клинопироксен, гранат, шпинель, ортопироксен, ильменит, флогопит и оливин) встречаются в виде включений в оливине, вследствие чего отнесены к протомагматическим [4]. Необходимо отметить и предкимберлитовую метасоматическую ассоциацию [5] ильменит-флогопит-рутил-циркон-апатит с пирротином, пиритом, халькопиритом, пентландитом и джерфишеритом.

По содержаниям петрогенных оксидов TiO₂ и K₂O намечаются различия промышленно алмазоносных и неалмазоносных кимберлитов: соответственно до 2.5 и 2.0 в первых, выше этих значений – во вторых, формирующих поля восточного Прианабарья. Элементный состав характеризуется повышенными количествами литофильных и некогерентных элементов: La, Ta, Th, Ce, Nb, Pr, U, Ba, Nd, Sr, Sm, Cr, Eu, Y, Ti, Tb, Gd, Hf, Rb, K, в меньшей мере Zr, Ho, P, Er, Yb, Tm, Lu, Sc и др. При этом концентрации первых 15 элементов составляют 100 и более хондритовых норм.

Еще одна особенность кимберлитового магматизма – латеральные вариации состава. При этом, если в южных полях такие вариации в рамках «кимберлитовых» норм, то с продвижением на север вдоль восточного обрамления Анабарского щита колебания более существенны – здесь в ассоциации с «классическими» кимберлитами встречаются дайки и диатремы пород альнеит-тингуаитовой группы (альнеиты и пикритовые порфириты) и карбонатитов, что в целом свидетельствует об уменьшении мощности литосферы с юга (Мирнинское кимберлитовое поле) на север.

Таким образом, в различных алмазоносных районах востока Сибирской платформы установлены калиевые породы, которые вряд ли могут быть образованы в результате типовых условий выплавления магм или в процессе дифференциации мантийных расплавов. Более вероятной представляется возможность образования многих из них в результате смешения субщелочной и ультраосновной магм (признаки чего наблюдаются в трубках взрыва Ан-446 и Маар-Сиэнэ) или, наоборот, при глубинном расщеплении (ликвации) щелочно-ультраосновных расплавов с отделением карбонатных (карбонатно-магнезиальных) и калиево-силикатных дериватов. Следствием последнего процесса могут быть проявления калиевых трахитов (с низкими кальциевостью и магнезиальностью), ассоциирующие с карбонатитами или кимберлитами.

Таким образом, калиевые породы представлены в различных рядах и семействах, а их особенностью является преимущественно порфировое строение и значительное преобладание калия над натрием, что находит свое отражение в присутствии флогопита (биотита), калиевого полевого шпата или фельдшпатоида в минеральном составе. Мантийный субстрат характеризуется высокобарическим фазовым составом, в который входят пироп-альмандины, омфацит, форстерит с последовательностью кристаллизации Jd→Gr→Px→Ol. На прогрессивной стадии плавления континентальной верхней мантии перидотитового состава непосредственно выплавляются высокомагнезиальные жидкости с составом коматиитов при подчиненной доли менее магнезиальных производных (пироксенитов, эклогитов), рассеянных в виде линз среди вовлекаемых в плавление перидотитов. Постоянной фазой во всех типах пород является оливин, состав которого наиболее магнезиальный в кимберлитах. Специфика кимберлитовых пород выражается в развитии нескольких фаз минералообразования: докимберлитовой (оливин и флогопит, иногда циркон, апатит), мегакристовой кимберлитовой (пикроильменит, титанистый пироп, флогопит, реже пироксен и шпинель), собственно кимберлитовой (форстерит, флогопит, пироп и альмандин-пироп, пикроильменит с низким содержанием марганцевой компоненты, пироксены – преимущественно хромдиопсид, хромшпинели, иногда циркон, монтичеллит и тонкозернистая основная масса – кальцит, серпентин, слюда, ильменит, перовскит, Ti-Mg хромит, иногда обедненные Al и Ti клинопироксены, монтичеллит, апатит, доломит, хлорит и др.) с частым присутствием нодулей мантийных образований (перидотитов, реже эклогитов и пироксенитов). Обособляются также так называемые санидиновые лампроиты и калиевые пикриты: с одной стороны появлением полевых шпатов, с другой – более железистым составом оливина и пироксенов, другими тенденциями эволюции шпинелей и ильменита. В то же время очевидны вариации минералогических и геохимических спектров всех отмеченных типов пород, особенно в эксплозивных фациях, что подчеркивает их транссериальный характер и является результатом формирования генетически взаимосвязанных трансформационных комагматических продуктов. Это имеет весьма важное значение при оценке коренной алмазоносности областей развития калиевых пород.

 

Литература

2. Шпунт Б.Р., Шамшина Э.А. Поздневендские калиевые щелочные вулканиты Оленекского поднятия (Северо-Восток Сибирской платформы) // Докл. АН СССР. 1989. Т. 307, №3. С. 678-682.

3 .Ротман А.Я. Калиевые базальтоиды и лампрофиры в трубках взрыва Якутии // Докл. АН СССР. – 1992. Т.322, № 1. С. 121-124.

4. Владимиров Л.В., Соловьева А.И., Киселев Б.М. и др. Кимберлиты и кимберлитоподобные породы: Кимберлиты – ультраосновная формация древних платформ. Новосибирск, 1990. 264 с.

5. Соловьева Л.В., Владимиров Б.М., Семенова В.Г.и др. Мантийный метасоматоз и его роль в образовании кимберлитовых и щелочных оливин-базальтовых расплавов // Метасоматизм и рудообразование. М., 1984. С. 4-18.