научная статья по теме КИМБЕРЛИТЫ ВОСТОЧНОГО ПРИАЗОВЬЯ (УКРАИНА) И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИХ ИСТОЧНИКОВ Геология

Текст научной статьи на тему «КИМБЕРЛИТЫ ВОСТОЧНОГО ПРИАЗОВЬЯ (УКРАИНА) И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИХ ИСТОЧНИКОВ»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2004, том 12, № 2, с. 159-175

УДК 550.4

КИМБЕРЛИТЫ ВОСТОЧНОГО ПРИАЗОВЬЯ (УКРАИНА) И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИХ ИСТОЧНИКОВ

© 2004 г. Е. В. Юткина*, В. Ä. Кононова*, О. Ä. Богатиков*, Ä. П. Князьков**, Н. Ä. Козарь***, Г. В. Овчинникова****, Л. К. Левский****

*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017 Москва, Старомонетный пер., д. 35, Россия; e-mail: evgesha@igem.ru **Акционерная компания "АЛРОСА" 678170 Мирный, Чернышевское шоссе, д. 11, Россия ***Государственное предприятие "Южукргеология" 49005 Днепропетровск, ул. Чернышевского, 11, Украина ****Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия Поступила в редакцию 27.05.2003 г.

На обширной территории Восточно-Европейской платформы, помимо девонских кимберлитов, в том числе алмазоносных, известных на северной ее окраине (район Архангельска, Терского Берега и др.), сравнительно недавно обнаружены трубки взрыва калиевых ультраосновных пород (также девонского возраста) на юге - в Восточном Приазовье. Однако природа последних дискутируется: их относят то к кимберлитам, то к пикрит-мелилититам. Для получения объективных критериев диагностики этих пород, выяснения характера их источника и оценки перспектив алмазоносности было выполнено комплексное петролого-геохимическое и минералогическое исследование серии образцов из коллекции А.П. Князькова (АК "АЛРОСА"). При этом четыре наименее контаминиро-ванных образца трубок Южная и Новоласпинская, а также дайки Новоласпинская исследовались с применением прецизионных методов, в том числе ICP-MS геохимии и Sr-Nd-Pb изотопии. Получены данные о Rb-Sr (383.3 ± 3.8 млн. лет - трубка Новоласпинская, 384.7 ± 3.9 млн. лет - трубка Южная) и Pb-Pb (390 млн. лет - трубка Новоласпинская, 370 млн. лет - трубка Южная) возрастах. Судя по дискриминантным диаграммам MgO-Ni, TiO2-K2O и TiO2-SiO2, три исследованных образца близки по составу к кимберлитам Кепинского поля Архангельской провинции и ряда других объектов северной окраины платформы. Изотопный состав стронция и неодима в кимберлитах Восточного Приазовья варьирует в небольших пределах (eSr от 0.7 до 29, eNd от +1.9 до -0.1). Их источник располагался, по-видимому, в мантии типа BSE, как и источник кимберлитов северной окраины Восточно-Европейской платформы (Кепинское поле Архангельского ареала, Тиманский и др. объекты). Изотопный состав свинца восточно-приазовских кимберлитов (точки составов попадают в область между кривыми эволюции свинца мантии и нижней коры) указывает на участие в их формировании процессов контаминации. Минеральный состав кимберлитов Восточного Приазовья следующий: серпентинизированный оливин (mg# до 0.9), флогопит (mg# до 0.92), хлорит, пикроиль-менит (MgO до 15.8 мас. %), перовскит, титаномагнетит, сфен, кальцит и ряд минералов-спутников алмаза (пироп, хромшпинелиды). В числе региональных особенностей геохимического состава кимберлитов обращают на себя внимание повышенные содержания Zr, причем как в породах, так и в некоторых минералах (пироп). Источником базальта, встреченного в трубке Южная, судя по изотопному составу (eSr -20.46, eNd +3.3), была мантия более деплетированная, чем BSE, переходная к PREMA. Кимберлиты и базальты Восточного Приазовья хотя и присутствуют в единых геологических толщах, но формировались из различных мантийных источников.

Как известно, центральные части ВосточноЕвропейской платформы перекрыты мощным осадочным чехлом, и, видимо, в связи с этим кимберлиты пока известны только на ее периферии. На севере это девонские кимберлиты, в том числе алмазоносные, в районе Архангельска, в сопредельных ареалах, а также в Финляндии (Богатиков и др., 1999, 2001). На юге известны трубки взрыва кимберлитов также девонского возраста, приуроченные к восточной части Приазовского

блока. Сопоставление кимберлитов северной и южной окраин Восточно-Европейской платформы позволяет выявить специфику их формирования, включая особенности мантийных источников.

На основании работ, выполненных в 70-е годы прошлого века (Кимберлитовые породы Приазовья, 1978), был выделен восточно-приазовский комплекс, включающий кимберлиты. Позднее этот комплекс детально исследовался Приазов-

ской геологоразведочной экспедицией ГП "Южукргеология" при участии ряда других организаций. Главным образом было изучено геологическое строение трубок (Князьков и др., 1999), а также состав минералов-спутников алмаза (гранаты, хромшпинелиды) (Панов, 2001 и др.).

Вместе с тем вопрос о природе калиевых ульт-рабазитов Восточного Приазовья до сих пор остается дискуссионным. Так, в публикациях 2003 года украинских исследователей эти породы относятся то к кимберлитам (Гейко и др., 2003), то к пикрит-мелилититам (Металиди и др., 2003). Заметим, что приазовские трубки взрыва и дайки представляют собой довольно пестрые по составу субвулканические тела - кимберлиты, разнообразные брекчии, базальтоиды и т.д. Для уточнения природы этих пород нами были исследованы образцы из коллекции А.П. Князькова. При этом для детальных петролого-геохимических и минералогических исследований с применением комплекса прецизионных методов, в том числе ГСР-МБ и Бг-Ш-РЬ изотопии, выбраны только представительные образцы по возможности массивных разностей пород с минимальной степенью вторичных изменений. Полученные новые петроло-го-геохимические характеристики пород позволили ряд исследованных образцов классифицировать как кимберлиты. С использованием полученных ранее результатов изучения средне-палеозойских кимберлитов северной окраины Восточно-Европейской платформы (Богатиков и др., 2001) проведен сравнительный анализ особенностей состава кимберлитов и их источников, возникших примерно в одно время (около 380 млн. лет назад), но в разных блоках Восточно-Европейской платформы.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Анализ породообразующих элементов выполнен рентгенофлюоресцентным методом в ОИГГиГ СО РАН (г. Новосибирск) с дополнительными определениями Н2О, С02, РеО в химической лаборатории ИГЕМ РАН. Редкие и редкоземельные элементы определены методом ГСР-МБ Д.З. Журавлевым (ИМГРЭ). Измерение изотопного состава Бг и Ш осуществлено в лаборатории изотопной геохронологии и геохимии ИГГД РАН (г. Санкт-Петербург) на твердофазном 8-коллек-торном масс-спектрометре Ртш§ап МАТ-261 в статическом режиме. Методика анализа содержания и изотопного состава свинца, урана, самария, неодима, рубидия и стронция подробно описана в наших предыдущих публикациях (Беляцкий и др., 1992; Кононова и др., 2002). Составы минералов измерены на микрозонде "СатБсап" кафедры петрографии Геологического факультета МГУ им. Ломоносова.

ГЕОЛОГИЯ И ПЕТРОГРАФО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОД

Геологическая позиция трубок взрыва и их возраст

Южная окраина Восточно-Европейской платформы в палеозое характеризовалась наличием двух крупных структур: Украинского щита и Дне-провско-Донецкого авлакогена. В пределах самого восточного блока Украинского щита - Приазовского кристаллического массива (ПКМ), вблизи его северного сочленения с Донбассом, известны эффузивные и эксплозивные толщи разнообразных по составу пород (лимбургиты, авги-титы, верлиты и др.), в том числе жилы, дайки и трубки взрыва кимберлитов, возраст которых оценивается (K-Ar метод) как ранний девон - около 414-394 ± 20 млн. лет (Кимберлитовые породы Приазовья, 1978). В последние годы на рассматриваемой территории были выявлены кимберлиты Петровско-Кумачовской площади (рис. 1). Они контролируются субширотным Южно-Донбасским глубинным разломом протерозойского заложения. По геофизическим данным в этом блоке фиксируется подъем поверхности Мохо на 10-15 км по сравнению с центральной частью Донбасса. В пределах Петровско-Кумачовской площади выявлено 2 куста кимберлитового магматизма: Петровско-Горняцкий (трубка Петровская, Горняцкое проявление) и Новоласпинский (трубки Надежда, Южная, Новоласпинская и сопряженные с двумя последними дайки).

В геолого-структурном плане Петровско-Гор-няцкий узел расположен в зоне сочленения Донбасса с ПКМ в поле развития девонских вулкано-генно-осадочных пород. Новоласпинский ким-берлитовый узел приурочен к северной части пКм, сложенной гранитоидами восточно-приазовского комплекса нижнего протерозоя.

В рамках авторских исследований трубок Южная и Новоласпинская были получены данные о Rb-Sr и Pb-Pb возрастах пород. Rb-Sr возраст, измеренный по биотитам и породе, составил 383.3 ± ± 3.8 млн. лет (обр. 293/11, трубка Новоласпинская) и 384.7 ± 3.9 млн. лет (обр. 1459-а, трубка Южная). Pb-Pb возраст, рассчитанный по трем точкам (вал породы, выщелат, остаток), составляет 390 млн. лет для обр. 293/11, трубка Новоласпинская, и 370 млн. лет для обр. 1459-а, трубка Южная, что в пределах погрешностей не противоречит геологическому возрасту кимберлитов (порядка 380 млн. лет).

Строение трубок взрыва кимберлитов

Среди известных к настоящему времени в Восточном Приазовье трубок кимберлитов (рис. 1) только трубка Петровская выражена в рельефе.

Рис. 1. Схема расположения трубок взрыва Восточного Приазовья по (Князьков и др., 1999; Васильченко и др., 1999; Металиди и др., 2003) с изменениями.

1 - трубки взрыва; 2 - тектонические нарушения; 3 - базальтоиды ^2_з); 4 - вулканогенно-осадочные брекчии Ф2_з); 5 -известняки, песчаники Ф2); 6 - андезитодациты, ортофиры; 7 - граниты, граносиениты (РЯ).

Цифрами в кружках показаны: 1-4 - зоны разломов: 1 - Южно-Донбасская, 2 - Малояснянская, 3 - Еланчикская, 4 -Конская; 5 - Бердянский сброс.

Римскими цифрами обозначены: I - Днепрово-Донецкая впадина, II - Складчатый Донбасс; Ш-У - Приазовский блок Украинского щита: III - Гуляйпольский субблок, IV - Бердянский субблок, У - Восточно-Приазовский субблок; VI -Ростовский выступ; VII -Причерноморская впадина.

Мощность перекрывающих четвертичных суглинков составляет от 0-2 м на некоторых участках южного фланга трубки до 10-11 м для остальной части. Другие трубки расположены на пахотных землях, перекрыты четвертичными суглинками мощностью 8-20 м и не выражены в рельефе.

При опробовании трубки Петровская

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком