ГЕОХИМИЯ, 2007, № 12, с. 1292-1304
ПЕТРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КИМБЕРЛИТОВ СРЕДНЕ-МАРХИНСКОГО РАЙОНА В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ КИМБЕРЛИТОВ
© 2007 г. А. В. Лапин*, А. В. Толстов**, В. Б Василенко***
*Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов 121357 Москва, ул. Вересаева, 15 e-mail: lapin@imgre.ru **Ботуобинская геолого-разведочная экспедиция А/К АЛРОСА 678170 Республика Саха (Якутия), г. Мирный, ул. Ленина, 44 Б ***Институт геологии и минералогии СО РАН 630090 Новосибирск, ул. акад. Коптюга, 3 Поступила в редакцию 02.10.2006 г.
Сравнительное геохимическое изучение кимберлитов Средне-Мархинского района и традиционных алмазоносных районов Якутии подтверждает разделение кимберлитов на два геохимических типа. Один из них представлен кимберлитами традиционных алмазоносных районов Якутии, другой наряду с кимберлитами Средне-Мархинского района включает породы Золотицкого поля и трубки им. В. Гриба в Архангельской провинции. Полученные представительные параметры двух типов кимберлитов свидетельствует о высокой степени геохимической контрастности этих пород, а индивидуальные особенности корреляционных связей элементов в породах двух типов говорят о глубоких генетических причинах их различий, которые затрагивают прежде всего группу несовместимых высокозарядных редких и радиоактивных элементов. Наличие геохимически контрастных пород внутри пет-рохимически достаточно однородной формации, так же как и геохимически специализированных проявлений кимберлитов и конвергентных с ними пород, является следствием неоднократных ме-тасоматических преобразований мантийных пород под воздействием глубинных флюидов, либо летучих, отделившихся в ходе рециклинга вещества субдуцированной коры. Метасоматические процессы обусловливают возникновение геохимически неоднородного субстрата и последующее зарождение геохимически специализированных типов глубинных магм, обладающих признаками индивидуальных мантийных источников.
В связи с прогрессом минералогических и петро-геохимических исследований, направленных на более надежную диагностику алмазоносных пород, стала очевидной целесообразность применения понятия "кимберлит" senso stricto, ограничивая его породами, содержащими алмаз и минералы алмазного парагенезиса и отличающимися специфическими петрогеохимическими и минералогическими признаками.
Важную роль в обосновании такого подхода сыграла проведенная в последние годы ревизия структуры семейства кимберлитов и конвергентных пород, которая позволила в рамках естественного фор-мационного ряда соотнести алмазоносные кимберлиты или кимберлиты senso stricto с близкими по составу неалмазоносными и убогоалмазоносными породами других формационно-минерагенических типов (кимпикритами и альпикритами), определить индикаторные параметры каждого из членов этого формационного ряда и предложить диагностические диаграммы, позволяющие идентифицировать исследуемые породы с тем или иным формационно-мине-
рагеническим типом [1]. Крайними членами рассматриваемого естественного формационного ряда являются алмазоносные кимберлиты с одной стороны и пикрит-альнеитовые породы, ассоциирующиеся с редкометальными карбонатитовыми комплексами, альпикриты - с другой. Промежуточное положение между ними занимает обширный класс неалмазоносных и убогоалмазоносных щелочных пикритов, которые не обладают явно выраженной минераге-нической специализацией (кимпикриты).
Породы рассматриваемого естественного формационного ряда в систематике кимберлитов и конвергентных с ними пород образуют особое сообщество или подсемейство, которое по петрогеохимическим и изотопным параметрам может быть противопоставлено другому сообществу или подсемейству, объединяющему оливиновые лампроиты, оранже-иты и маджгаваниты. Один из результатов более четкой систематизации семейства кимберлитов и конвергентных пород заключается в том, что это предопределило возможность корректного решения следующей задачи - изучения петрогеохимиче-
ской неоднородности и внутренней структуры каждого из формационных типов магматитов и прежде всего пород кимберлитовой формации.
ПЕТРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КИМБЕРЛИТОВ СРЕДНЕ-МАРХИНСКОГО РАЙОНА
Существенным достижением последних лет стало выявление геохимической неоднородности кимберлитов, которая была впервые продемонстрирована при изучении Архангельской провинции. Геохимические параметры кимберлитов этой провинции оказались существенно отличными от параметров алмазоносных пород традиционных алмазоносных районов Якутии, которые считаются формационным эталоном алмазоносных кимберлитов [2]. Позднее в связи с открытием алмазоносных кимберлитовых трубок в Средне-Мархинском районе (Накынское поле) неоднородность кимберлитов была установлена и внутри самой Якутской алмазоносной провинции [1, 3-5]. Геохимически аномальные кимберлиты недавно выявлены так же в провинции Слейв, Канада [6, 7].
Очевидно, что исследование геохимической неоднородности кимберлитов имеет важное значение для эффективного минерагенического прогнозирования и перспективной оценки щелочных ультраосновных магматитов, поскольку позволяет более точно обозначить параметры потенциально алмазоносных объектов. В то же время решение этой проблемы представляет и несомненный научный интерес, так как обеспечивает необходимые условия для создания адекватных петрологических моделей наиболее глубокогенерированных магматических формаций.
Учитывая это, с целью углубленного исследования рассматриваемой проблемы, получения достоверных характеристик контрастных геохимических типов пород и анализа вероятной природы геохимической неоднородности кимберлитов авторы провели сравнительное петрогеохимическое изучение кимберлитов Средне-Мархинского района и традиционных алмазоносных районов Якутии. Для кимберлитов Накынского поля в таблице 1 приводятся анализы индивидуальных проб, а для кимберлитов традиционных алмазоносных районов Якутии, учитывая большой объем информации, для компактности даются только средние составы кимберлитов по отдельным трубкам. В то же время при графической интерпретации результатов и построении пет-рохимических и геохимических диаграмм используются результаты анализа индивидуальных проб по всем исследуемым объектам.
Для интерпретации полученных результатов прежде всего воспользуемся предложенными нами ранее диагностическими петрохимическими диаграммами [1]. На петрохимических диаграммах
(рис. 1) породы Средне-Мархинского района вполне определенно идентифицируются с алмазоносными кимберлитами, поле которых оконтурено на основе составов кимберлитов из традиционных алмазоносных районов Якутии, принятых в качестве формационного эталона. Индикаторные петрохи-мические параметры пород Накынского поля находятся в пределах интервалов значений, свойственных кимберлитам традиционных алмазоносных районов Якутии.
Некоторая специфичность кимберлитов Накынского поля проявляется в преимущественной группировке их фигуративных точек в части ким-берлитового поля с наиболее низкими содержаниями титана (рисунок 1, в), а так же в незначительном смещении этих точек в сторону более высоких значений параметра (Al2O3 + Na^ + K2O) (рис. 16). Однако, эти особенности не дают оснований для противопоставления рассматриваемых групп кимберлитов по петрохимическому составу, который, исходя из полученных данных, представляется достаточно однородным.
Совершенно иные выводы вытекают из сравнения геохимических параметров кимберлитов Сред-не-Мархинского района и традиционных алмазоносных районов Якутии. По геохимическим параметрам эти группы кимберлитов существенно различаются, что позволяет выделять два геохимических типа пород. Основной геохимический тип соответствует формационному петротипу кимберлитов, в качестве которого могут рассматриваться породы традиционных алмазоносных районов Якутии - Мало-Ботуобинского, Далдыно-Алакитского и Верхне-Мунского. Породы этого типа характеризуются умеренно повышенными содержаниями высокозарядных редких и радиоактивных элементов.
С этими породами резко контрастируют кимберлиты Накынского поля, отличающиеся существенно пониженными концентрациями Nb, Ta, Ce, U и Th. Этот геохимический тип кимберлитов определяется отрицательной аномалией высокозарядных редких и радиоактивных элементов, а так же пониженными по сравнению с другими проявлениями кимберлитовых пород концентрациями титана и более низкими величинами отношений Ce/Y, Nb/Zr и Th/U. Кроме кимберлитов Накынского поля подобные характеристики свойственны так же породам алмазоносных трубок Архангельской провинции [1, 2, 7, 8].
Разделение кимберлитов на два геохимических типа четко проявляется на графиках зависимости между содержаниями высокозарядных литофиль-ных элементов Zr-Nb (рис. 2а), Ce-Y (рис. 2, б), U-Th (рис. 2в) и их индикаторными отношениями Zr/Nb-Ce/Y (рис. 3а) и Ce/Y-Th/U (рис. 36). На всех графиках породы Накынского поля отчетливо обособляются от кимберлитов традиционных алмазоносных районов Якутии, занимая положение,
Таблица 1. Химический состав (мае, %) и содержания элементов - примесей (г/т) в кимберлитах Якутии
Компонент Ботуобинская Нюрбинская
E-407 E-408 E-409 E-410 E-411 E-412 E-413 E-416 E-417 E-418 16/4/310 16/4/320 среднее Г-880 Г-881 Г-882
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
SÎÛ2 30.22 28.25 30.33 27.31 29.68 31.96 32.82 31.73 33.17 32.66 27.62 30.90 30.55 25.47 50.53 30.40
TiO2 0.63 0.61 0.59 0.54 0.62 0.63 0.54 0.56 0.53 0.67 0.52 0.54 0.58 0.41 0.31 0.46
AI2O3 3.39 3.12 3.38 3.23 3.18 3.72 3.48 3.79 3.85 4.92 2.81 2.18 3.42 4.27 2.71 3.97
Fe2O3 6.55 7.07 6.41 5.69 6.60 6.97 6.76 3.96 5.76 6.05 6.69 7.10 6.30 6.39 4.41 6.92
Feu MnO 0.12 0.12 0.12 0.13 0.13 0.12 0.14 0.11 0.11 0.12 0.08 0.07 0.11 0.14 0.12 0.13
MgU 28.78 26.41 26.41 22.94 27.40 30.86 29.85 21.76 28.30 26.28 28.66 28.26 27.16 21.17 20.72 29.45
CaO 10.39 13.69 12.21 16.99 12.48 7.45 8.57 15.97 9.91 10.05 11.69 9.91 11.61 15.17 6.01 8.22
Na2O 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.08 0.05 0.01 0.00 0.00 0.00
K2O 1.14 1.32 1.72 1.69 1.34 1.10 1.36 2.38 1.92 2.76 1.51
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.