ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 457, № 5, с. 579-585
= ГЕОХИМИЯ =
УДК 552.31.5+552.321.6(571.56)
ЗОНАЛЬНОСТЬ ГРАНАТОВ В ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПЕРИДОТИТАХ ИЗ КИМБЕРЛИТОВОЙ ТРУБКИ УДАЧНАЯ
© 2014 г. Л. В. Соловьева, Т. В. Калашникова, С. И. Костровицкий, Л. Ф. Суворова
Представлено академиком М.И. Кузьминым 02.04.2013 г. Поступило 06.06.2013 г.
DOI: 10.7868/S0869565214230248
Развитие среднепалеозойского кимберлитово-го магматизма, наиболее продуктивного на алма-зоносность на Сибирском кратоне, связывается с подъемом Якутского термохимического плюма, существование которого обосновывается целым рядом геологических и петролого-геохимических свидетельств [1—3]. Под литосферой Сибирского кратона в этот период развиваются очаги базито-вых расплавов, в результате просачивания которых через вещество верхней части астеносферно-го слоя и нижних слоев литосферы формируются низкохромистые мегакристы и деформированные перидотиты [3]. Данные по геохимии редких элементов и изотопная Sr-Nd-систематика этих образований свидетельствуют о том, что источником их вещества является, с одной стороны, глубинное вещество плюма, а с другой — материал древней литосферы [2, 3].
Авторы настоящего сообщения исследовали распределение главных и редких элементов в различных зонах зерен граната и клинопироксена из двух неизмененных ксенолитов деформированных лерцолитов кимберлитовой трубки Удачная. Ксенолиты были изучены в образцах и шлифах. Зерна минералов были проанализированы на содержание главных оксидов с помощью рентгеновского электронно-зондового микроанализатора JXA-8200 в Институте геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН (Иркутск). Содержание редких элементов в минералах (гранат — Grt, кли-нопироксен — Cpx, оливин — Ol, ортопироксен — Opx) определяли методом вторично-ионной спектрометрии (SIMS) на микроанализаторе Сатеса IMS Ion probe в Ярославском филиале Физико-технологического института РАН. Метод
Институт земной коры
Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
обеспечивал точность определений 10—15 отн. % для редких элементов с концентрацией более 0.1 мкг/г и 40—50 отн. % для элементов с концентрацией менее 0.1 мкг/г [4]. В двух зернах граната из каждого ксенолита содержание редких элементов было определено в разных зонах — от келифи-товой каймы до центра зерна.
Ксенолит 00-69 (10 х 12 х 20 см) представлен деформированным гранатовым лерцолитом крупнопорфирового типа с порфирокластовой слаболаминарной структурой. Порфирокласты ОН (2-7 мм, 15-17%), Срх (15-17%), Орх (710%), О1 (3-5%) окружены тонкозернистой (~0.1 мм) необластовой матрицей из зерен оливина (~60%). На порфирокластах развиты полупрозрачные келифитовые каймы. Клинопироксен образует крупные деформированные зерна (до 4 мм) и более мелкие (до 1 мм) правильные кристаллы. И те, и другие окружены белесыми пористыми каймами (50-100 мкм). В зернах граната нередко отмечают бывшие расплавные включения (200-500 мкм), также окруженные келифито-выми каймами (рис. 1а, 1в). В бывших расплавных включениях определены закалочные микрозерна (10-100 мкм) И-флогопита, А1-клинопироксена, Бе-оливина, А1-шпинели.
Ксенолит 4-06 (5 х 5 х 7 см) является деформированным мелкопорфировым гранатовым лерцо-литом: порфирокласты Ой (0.5-2.5 мм, 3-5%), Срх (1-3%), Орх (20-23%), необластовый О1 (7075%). Порфирокласты Ой окружены непрозрачными широкими каймами келифита (рис. 1д). Структура породы порфирокластовая, ламинарная. В ксенолите найдено реликтовое включение (0.5 х 1 см) зернистого гранатового лерцолита.
Содержание главных оксидов и несовместимых редких элементов в минералах из образцов 00-69 и 4-06 приведено в табл. 1, где представлены составы одного зонального зерна граната из каждого ксенолита. Химизм минералов в обр. 00-69 типичен для деформированных крупнопорфировых гранатовых лерцолитов из трубки Удачная [3]. Гранат из центральных частей зерен, за исключе-
Рис. 1. Слева: изображения в обратно-рассеянных электронах зерен граната, в которых было определено содержание главных и редких элементов.
а) Образец 00-69 — часть более крупного зерна Ох!, в центре которого находится включение овального зерна клинопи-роксена — Срх 28 (на фото — часть включения). В гранате видно бывшее расплавное включение, окруженное келифи-товой каймой. Буквы и цифры соответствуют анализам в табл. 1.
в) Образец 00-69 — часть другого зерна граната с бывшими расплавными включениями. Точки Р1—Р6 соответствуют номерам анализов на рис. 1г.
д) Образец 4-06 — часть зерна граната с цифрами, соответствующими анализам в табл. 1.
нием краевой зоны (-70—100 мкм), имеет фактически одинаковый состав по главным оксидам (0.16-0.3% 1Ю2, -3% Сг203, величина М§# - 74— 74.5) и относится к лерцолитовому парагенезису.
На границе с келифитом в Ой заметно увеличивается содержание И02 и уменьшается СаО (табл. 1 — ан. 3, 4). Клинопироксен из правильного зерна, включенного в гранат (рис. 1а, табл. 1 — ан. 28ц и
ЗОНАЛЬНОСТЬ ГРАНАТОВ В ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПЕРИДОТИТАХ
581
0.01
Rb Ва та и № Та La Се Яг Ш 7г Ш Яш Ей Т1 Оё Dy Y Ег Yb
100
н &
ч
Я 10
ал 00-69
100
10
Rb Ва та и № Та La Се Яг Ш 7г Ш Яш Ей Т1 Оё Dy Y Ег Yb
ОЛ 4-06
0.1
(е)
Р1 Р2 Р3 Р4 Р5 Р6
1 2
2а 3а
3
4
5
Rb Ва та и № Та La Се Яг Ш 7г Ш Яш Ей Т1 Оё Dy Y Ег Yb
Рис. 1. Справа: спайдерграммы нормированных по хондриту [5] концентраций редких элементов и РЗЭ в зернах граната (обр. 00-69 и 4-0б).
б) Зерно Ох! из обр. 00-69, номера линий соответствуют точкам анализов на рис. 1а и номерам анализов в табл. 1. г) Зерно ОЛ из обр. 00-69, номера линий соответствуют точкам анализов на рис. 1в.
е) Зерно ОЛ из обр. 4-06, номера линий соответствуют точкам анализов на рис. 1д и номерам анализов в табл. 1.
1
28к), по сравнению с клинопироксеном из крупных деформированных порфирокласт (ан. 30ц) содержит заметно меньше ТЮ2, Сг203, БеО, №20. Закалочные клинопироксены из расплавного включения (табл. 1 — ан. 28зак) являются высокоглиноземистыми и низкокремниевыми, содержат существенно больше ТЮ2, БеО и мень-
ше Ма20, чем клинопироксены первичного парагенезиса.
В зерне граната из мелкопорфирового гранатового лерцолита 4-06 (рис. 1д) центральная часть (табл. 1 — ан. 1, 2, 2а) имеет практически одинаковый состав и характеризуется высоким содержанием Сг203 и СаО (8.7—8.8 и 6.6—6.8% соответ-
Таблица 1. Содержание главных и редких элементов в минералах из деформированных гранатовых лерцолитов 00-69 и 4-06 (кимберлитовая трубка Удачная)
Оксид, элемент
Образец 00-69 (крупнопорфиробластовый гранатовый лерцолит)
ал Срх Орх О1
1 2ц 3 4 28ц 28к 30ц 30к 28 зак 32ц 2 нео 1 зак
41.97 42.41 41.77 41.78 55.22 55.08 55.60 55.28 48.36 57.36 40.77 38.16
0.26 0.18 0.35 0.51 0.07 0.10 0.38 0.25 1.19 0.14 <0.05 <0.05
20.43 20.50 20.58 20.90 1.65 1.69 1.77 1.63 10.41 0.67 <0.05 <0.05
2.92 2.94 3.06 2.89 0.89 0.85 1.27 0.80 1.08 0.18 <0.05 0.05
7.71 7.65 7.20 7.66 3.17 3.17 3.80 3.61 4.26 5.87 9.30 11.95
0.32 0.31 0.30 0.31 0.11 0.09 0.10 0.11 0.21 0.12 0.12 0.13
21.82 22.23 22.50 21.98 18.92 19.11 18.48 19.59 12.78 34.54 49.13 49.42
4.85 4.60 4.45 4.40 18.95 18.91 17.57 17.72 20.20 0.86 0.05 0.05
<0.05 <0.05 0.07 <0.05 1.44 1.57 1.74 1.58 1.15 0.16 0.11 <0.05
<0.04 <0.04 <0.04 <0.04 <0.04 0.05 0.10 <0.04 <0.04 <0.04 <0.04 <0.04
<0.05 <0.05 <0.05 <0.05 0.05 0.07 0.06 0.07 <0.05 0.14 0.40 0.21
100.37 100.87 100.31 100.49 100.53 100.82 100.88 100.68 99.67 100.04 99.91 100.07
73.9 74.4 75.8 74.2 85.7 85.8 82.9 84.4 75.0 85.5 84.1 80.5
8.73 7.41 6.78 7.25 3.75 4.13 4.06 4.24 8.05 15.64 14.89 16.56
1.71 0.15 0.18 0.27 0.41 0.63 0.54 0.50 39.10 - 0.68 0.48
- - - 0.02 0.029 0.031 0.045 0.028 0.763 - 0.004 0.007
0.04 0.02 0.01 - - 0.01 0.04 0.03 0.02 - 0.016 0.066
0.69 0.46 0.44 0.38 0.43 0.54 0.44 0.51 4.76 0.20 0.12 0.31
0.27 0.18 0.12 0.19 0.03 0.03 0.09 0.05 0.85 - 0.004 0.014
0.05 0.04 0.02 0.02 2.59 2.86 3.08 3.39 6.67 - 0.013 0.002
0.35 0.27 0.26 0.24 7.52 8.40 10.90 11.06 27.99 - 0.030 0.013
2.23 0.67 0.68 1.00 67.49 79.11 131.73 138.90 81.63 1.16 1.86 0.98
0.60 0.51 0.76 0.78 2.76 3.22 8.69 9.22 23.97 - 0.006 -
5.73 5.97 12.27 26.88 0.58 0.69 7.47 7.64 55.12 0.54 0.34 0.66
0.42 0.41 0.45 0.67 0.06 0.09 0.40 0.50 1.63 - 0.01 0.04
0.24 0.27 0.37 0.56 0.50 0.47 2.01 1.92 6.01 - 0.02 -
0.13 0.12 0.14 0.24 0.12 0.13 0.65 0.59 1.59 - 0.002 0.012
1251 1047 1760 3000 344 349 2080 2307 6723 443 141 322
0.58 0.58 0.76 0.84 0.44 0.58 1.62 1.62 4.52 - - 0.005
1.41 1.14 1.19 1.34 0.26 0.34 0.93 0.98 4.29 - - 0.004
11.78 10.69 10.65 10.36 1.39 1.41 3.20 3.46 25.17 0.08 0.059 0.042
1.63 1.40 1.37 1.12 0.13 0.10 0.30 0.32 3.30 - 0.005 0.003
1.78 1.90 1.75 1.53 0.08 0.04 0.17 0.20 3.56 - 0.008 0.006
вЮ2
ТЮ2
А1203
СГ2О3
БеО
МпО
МБО
СаО
№2О К2О
Rb Ва Th
и № Та La Се Яг Ш 7г Ш Ят Ей Т1
аа
Dy Y Ег УЬ
ЗОНАЛЬНОСТЬ ГРАНАТОВ В ДЕФОРМИРОВАННЫХ ПЕРИДОТИТАХ Таблица 1. Окончание
Оксид, элемент
Образец 4-06 (мелкопорфиробластовый гранатовый лерцолит)
Огг Кел Срх Орх О1
1 2 2а 3а 3 4 5 6ц 6к2 6к1 44ц 7 нео
41.54 41.62 41.43 39.05 39.21 39.89 41.30 55.43 55.64 53.48 57.70 41.21
0.10 0.20 0.23 0.42 0.59 0.99 1.09 0.25 0.30 0.25 0.19 <0.05
15.69 15.51 15.85 15.48 15.51 15.25 15.82 1.59 1.57 0.48 0.70 0.04
8.69 8.78 8.78 9.16 8.86 8.33 5.91 1.08 1.21 0.39 0.36 0.10
7.60 7.84 7.80 7.95 8.07 8.14 8.11 3.88 3.80 2.39 5.62 9.64
0.25 0.27 0.31 0.29 0.33 0.34 0.30 0.11 0.13 0.03 0.14 0.08
18.60 18.76 19.08 19.90 19.94 20.76 21.73 18.82 18.65 16.60 34.44 48.00
6.64 6.77 6.57 5.86 5.89 5.74 3.98 16.55 16.88 22.97 0.98 0.10
0.09 0.10 0.06 0.73 0.55 0.42 0.42 1.72 1.52 0.79 0.29 <0.05
<0.04 <0.04 <0.04 0.89 0.99 0.83 1.44 0.07 <0.04 0.90 <0.04 <0.04
<0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 0.36
99.23 99.86 100.10 99.75 99.96 100.74 100.10 99.56 99.80 98.30 100.42 99.57
71.0 70.5 71.0 71.5 71.2 71.8 72.8 82.9 83.1 87.4 86.0 83.3
8.82 10.87 27.68 25.77 31.18 29.24 37.40 4.48 5.22 63.93
0.58 1.51 9.72 9.50 13.57 93.90 83.57 0.91 16.84
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.