научная статья по теме ОЛИВИН КИМБЕРЛИТОВ ТРУБОК ПИОНЕРСКАЯ И ИМ. В. ГРИБА (АРХАНГЕЛЬСКАЯ АЛМАЗОНОСНАЯ ПРОВИНЦИЯ): ТИПЫ, СОСТАВ, ПРОИСХОЖДЕНИЕ Геология

Текст научной статьи на тему «ОЛИВИН КИМБЕРЛИТОВ ТРУБОК ПИОНЕРСКАЯ И ИМ. В. ГРИБА (АРХАНГЕЛЬСКАЯ АЛМАЗОНОСНАЯ ПРОВИНЦИЯ): ТИПЫ, СОСТАВ, ПРОИСХОЖДЕНИЕ»

УДК 552.323.6

ОЛИВИН КИМБЕРЛИТОВ ТРУБОК ПИОНЕРСКАЯ И ИМ. В. ГРИБА (АРХАНГЕЛЬСКАЯ АЛМАЗОНОСНАЯ ПРОВИНЦИЯ): ТИПЫ, СОСТАВ, ПРОИСХОЖДЕНИЕ

© 2015 г. Л. В. Сазонова*, **, А. А. Носова*, А. В. Каргин*, С. Е. Борисовский*, В. В. Третяченко***, З. М. Абазова*, Ю. Г. Грибань*, **

*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии PAH Старомонетный пер., 35, Москва, 119017, Россия; e-mail: sazonovalv52@mail.ru **Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет

Воробьевы горы, Москва, 119839, Россия ***Научно-исследовательское геолого-разведочное предприятие АК "АЛРОСА" Кузнечихинский промузел, четвертый проезд, 7, Архангельск, 163045, Россия Поступила в редакцию 22.07.2014 г.

Получена после доработки 10.09.2014 г.

Настоящая работа представляет первое систематическое исследование оливинов различной структурной позиции (оливины из перидотитовых ксенолитов, оливины макрокристового типа (Ol-I), зональные оливины фенокристового типа (Ol-II) из кимберлитов двух алмазоносных трубок Архангельской алмазоносной провинции (трубка им. В. Гриба и трубка Пионерская), различающихся геолого-структурным положением, геохимическими, изотопно-геохимическими характеристиками и уровнем алмазоносности. Было выполнено около 550 микрозондовых анализов оливина методом EPMA по прецизионной методике (Sobolev et al., 2007), адаптированной в ИГЕМ РАН (Каргин и др., 2014). Среди оливинов из кимберлитов трубки им. В. Гриба, имеющих умеренно-Ti состав, по геохимическим и Sr-Nd изотопным характеристикам, относительно близким к кимберлитам I группы, и отличающихся высокой алмазоносностью, преобладают высоко-Mg# низко-Ti Ol-I, формировавшиеся за счет фракционной кристаллизации протокимберлитового существенно карбонатного расплава при его взаимодействии с перидотитовым Орх-содержащим субстратом; доля высоко-Ti Ol-I, образованных метасоматическим путем при воздействии водно-силикатных флюидов на пери-дотитовый субстрат значительно ниже, а ксенокристовый материал, слабо проработанный метасо-матическими агентами (расплавами, флюидами), представлен ограниченно. Среди оливинов из кимберлитов трубки Пионерская, отличающихся низко-Ti составом, с геохимическими и Sr-Nd изотопными характеристиками, близкими к кимберлитам II группы, и умеренной алмазоносно-стью, напротив, преобладают высоко-Ti Ol-I и значительна доля ксенокристового материала, слабо проработанного метасоматическими агентами. В кимберлитах обеих трубок в качестве ядер Ol-II преобладают низко-Ti оливины, имеющие значительное сходство составов с Ol-I; в трубке Пионерская присутствуют как высоко-Ti, так и низко-Ti ядра; в трубке им. В. Гриба не было обнаружено ядер, соответствующих высоко-Ti Ol-I. Внешние зоны оливинов, как и мелкие оливины основной массы, отличаются значительными вариациями содержаний малых элементов в узком интервале значений Mg#. Предполагается, что поздняя кристаллизация из кимберлитового расплава формирует высоко-Ti внешние зоны Ol-II в кимберлитах трубок им. В. Гриба и Пионерская, а уравновешивание на поздних стадиях с отделившимся от кимберлитового расплава водным флюидом и/или возможные кинетические эффекты образуют низко-Ti каймы на внешних зонах Ol-II в кимберлитах трубки Пионерская. Проведенные исследования показали, что оливины в кимберлитах гетероген-ны по происхождению и не существует единого механизма их формирования.

DOI: 10.7868/S086959031503005X

ВВЕДЕНИЕ

Оливин в кимберлитах почти всегда частично или полностью замещен вторичными минералами, что усложняет его использование при изучении генезиса и эволюции кимберлитовой магмы. Однако в некоторых трубках обнаружены отдельные интервалы разрезов (например, трубка Удачная, Якутия, Kamenetsky et 2008; Ionov et 2010 и др.), содержащие свежий оливин. Соответ-

ственно, в последние годы накопился достаточно обширный материал по особенностям состава оливина кимберлитов (Gaul et al., 2000; Moore, 2012; Kamenetsky et al., 2008; Brett et al., 2009; Moss et al., 2010; Костровицкий, 2009 и др.).

По размерам и морфологии зерен в кимберлитах отчетливо выделяется две группы оливинов: 1) относительно большие зерна (>1 мм), обычно с округлыми или угловато-округленными форма-

ми (0/-I), часто называемые "макрокристами"; 2) более мелкие зерна оливина, имеющие идио-морфные и субидиоморфные очертания (0/-II), часто эти зерна зональны. Некоторые исследователи считают, что генезис двух групп оливинов различен: 0/-I относят к ксенокристам, отделившимся от разрушенных и растащенных мантийных ксенолитов, а 0/-II — к фенокристам, родственным кимберлитовому расплаву (Skinner, 1989; Skinner, Clement, 1979; Парсаданян и др., 1996; Архангельская..., 1999).

Кроме того, существует мнение, что не только оливин второй группы, но большинство зерен оливина кимберлитов являются родственными кимберлитовому расплаву, и их различия по составу, размерам и другим свойствам отражают полибарическую историю кристаллизации (Mitchell, 1986; Moore, 1988, 2012). По мнению авторов, поддерживающих эту позицию, такие представления подтверждаются данными о том, что многие неизмененные кимберлиты содержат и крупные и мелкие зерна оливина, сильно перекрывающиеся по составу, хотя мелкие зерна и имеют тенденцию к смещению в область более железистых составов (Moss et al., 2010; Kamenetsky et al., 2008; Moore, 1988).

Ряд исследователей (Brett et al., 2009; Arndt et al., 2010) считают, что крупный оливин (0/-I) и ядра мелких субидиоморфных зерен (0/-II) являются ксенокристами, а внешние каймы зерен 0/-II кристаллизуются из кимберлитового расплава (Kamenetsky et al., 2008).

Цель настоящей работы состояла в определении природы оливинов из двух промышленно-алмазоносных трубок Архангельской алмазоносной провинции, кимберлиты которых значительно различаются по геохимическим и изотопным характеристикам, а также уровнем алмазоносно-сти — трубок Пионерская и им. В. Гриба (Парсаданян, 1996; Архангельская., 1999; Кононова и др., 2006; Богатиков и др., 2007, 2009; Afanasiev et al., 2013 и др.).

Присутствие в кимберлитах трубки Пионерская двух типов ("двух генераций") оливина отмечалось ранее (Mahotkin et al., 2000; Парсаданян и др., 1996; Архангельская., 1999), однако его детальных исследований не проводилось; в кимберлитах трубки им. В. Гриба оливин изучался только в перидотитовых ксенолитах и включениях в алмазах (Мальковец и др., 2011).

Настоящая работа представляет собой первое систематическое исследование оливинов из кимберлитов разных типов Архангельской алмазоносной провинции, включающих не только оливины макрокристов и перидотитовых ксенолитов, но и оливины-фенокристы и оливины основной массы. Она показала, что геохимические различия кимберлитов находят отражение в

составах содержащихся в них оливинов, и определяются составом и характером взаимодействия протокимберлитового расплава и глубинных флюидов с веществом литосферной мантии.

По аналогии с предыдущими исследователями (Mitchell, 1973, 1978; Arndt et al., 2010; Kamenetsky et al., 2008 и др.) в дальнейшем более крупные незональные зерна оливина округлого габитуса будем называть Ol-I, а более мелкие угловатые или субидиоморфные, часто зональные зерна оливина - Ol-II.

КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК

Архангельская алмазоносная провинция расположена на севере Восточно-Европейской платформы (рис. 1). На территории провинции выделяется несколько полей кимберлитов и родственных им пород. Трубка Пионерская расположена в пределах Золотицкого алмазоносного поля и вместе с трубками Архангельская, им. Карпинского-1, им. Карпинского-2 и Ломоносовская входит в состав месторождения алмазов им. М.В. Ломоносова. Ее геологическое строение подробно охарактеризовано в работе (Mahotkin et al., 2000; Первов и др., 2005). Трубка им. В. Гриба находится в центральной части Архангельской алмазоносной провинции, в Верхотинском, по (Архангельская., 1999), или в Черноозерском, по (Третяченко, 2008), поле кимберлитов, в 30 км к северо-востоку от трубки Пионерская. Подробно строение трубки рассмотрено в работах (Веричев и др., 2003; Кононова и др., 2007).

Кимберлиты Архангельской алмазоносной провинции разнообразны по геохимическим особенностям и изотопному составу (Саблуков, 1990; Beard et al., 1998; Архангельская., 1999; Mahotkin et al., 2000; Богатиков и др., 2001, 2007; Кононова и др., 2002, 2006 и др.). Практически все исследователи выделяют два, а иногда три минералогических, петрогеохимических и изотопно-геохимических типа кимберлитов в провинции. Кимберлиты Золотицкого поля относят к слюдяным кимберлитам с признаками кимберлитов группы II Южной Африки (Mahotkin et al., 2000), к Mg-Al серии (Саблуков, 1990; Beard et al., 1998), низко-Ti типу (Кононова и др., 2002, 2006; Богатиков и др., 2007).

Кимберлиты трубки Пионерская, для которой определен Rb-Sr изотопный возраст по флогопиту и валовым пробам в 380.1 млн лет (Первов и др., 2005), характеризуются низкими содержаниями TiO2 (<1.1 мас. %), слабым обогащением LREE — отношение (La/Yb)n составляет около 18—44. Для них характерны (Кононова и др., 2006; Богатиков и др., 2007) отрицательные значения

42° в.д.

66° с.ш.

65°

41°

42°

1

О

5

Рис. 1. Схематическая карта Архангельской алмазоносной провинции с изменениями по (Синицын и др., 1992). 1—3 — отложения платформенного чехла: 1 — терригенные отложения V2; 2 — терригенные и карбонатные отложения С1_з; 3 — хемогенные и карбонатные породы Р1; 4 — трубки кимберлитов и родственных им пород; 5 — контуры ким-берлитовых полей, согласно (Третяченко, 2008).

На врезке схема тектонического районирования севера Восточно-Европейской платформы с вынесенными на нее местами положения кимберлитовых проявлений. Составлена на основе (8аш80И0У е! а1., 2012). 1 — блоки коры архейского возраста; 2 — архейская кора, переработанная в течение палеопротерозоя (1.95—1.90 млрд лет); 3 — блоки коры па-леопротерозойского возраста; 4 — ТТГ-ортогнейсы, гранитоиды, 2.00—1.80 млрд лет. К — Карельский кратон, М — мурманский кратон, Л-К — Лапландско-Кольский колли

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

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»