ПЕТРОЛОГИЯ, 2011, том 19, № 5, с. 520-545
УДК 552.323.6
КИМБЕРЛИТЫ ДАЛДЫНО-АЛАКИТСКОГО РАЙОНА (ЯКУТИЯ): ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОД С РАЗЛИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ © 2011 г. А. В. Каргин*, Ю. Ю. Голубева**, В. А. Кононова*
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН Старомонетный пер., 35, Москва, 119017, Россия; e-mail: kargin@igem.ru **ФГУПЦентральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов Варшавское шоссе, 129, Москва, 113545, Россия; e-mail: jugolubeva@gmail.com Поступила в редакцию 10.12.2010 г. Получена после доработки 21.01.2011 г.
Работа посвящена интерпретации новых петрогеохимических данных коллекции, включающей 138 образцов из 101 кимберлитового тела Далдыно-Алакитского района Якутии. Сделан вывод, что все изученные кимберлиты обладают однородным геохимическим составом и сопоставимы с кимберлитами группы I Южной Африки.
Методом кластерного анализа кимберлиты района были разделены на 6 кластеров. От первого к шестому кластеру уменьшается содержание карбонатного материала и возрастает магнезиальная компонента. По характеру распределения кластеров в пространстве были выделены зональные участки, в центрах которых сосредоточены кимберлиты с повышенным содержанием CaO, CO2, Rb, Sr, Ba и пониженным SiO2, TiO2, Fe2Oj, FeO, MgO, V, Cr и Ni. От центра к краю происходит уменьшение значений величин sNd и (87Sr/Sr);, что указывает на увеличение вклада литосферного источника. На периферии при формировании наиболее магнезиальных кимберлитов происходило интенсивное взаимодействие протокимберлитового расплава с литосферной мантией и имело место как ме-тасоматическое изменение мантийных пород с образованием минералов мегакристной ассоциации, так и ассимиляция мантийного материала.
Промышленно алмазоносные кимберлиты приурочены к периферийным частям выделенных зон, т.е. к кимберлитам 5—6 кластеров.
ВВЕДЕНИЕ
Настоящая работа посвящена интерпретации новых петрогеохимических данных для кимберлитов Далдыно-Алакитского района Якутии. Выбор данного района как объекта исследований связан, прежде всего, с достаточно высокой степенью его геологической и минералогической изученности, а также с наличием проявлений кимберлитового магматизма с разной степенью алмазоносности (от промышленно алмазоносных до неалмазоносных кимберлитов). Установленные к настоящему времени закономерности размещения кимберлитовых тел в пространстве не были подтверждены достаточным количеством петрогеохимических данных. В основном были детально изучены геолого-тектонические, минералогические и петрохимические аспекты (Илупин и др., 1978, 1990; Ваганов, 2000; Василенко и др., 1997; Костровицкий и др., 2006, 2008; Милашев 1965; Соболев и др., 1986; Харькив и др., 1991, 1998 и ссылки в них).
Основная цель исследования — изучение характера размещения кимберлитов с различными вещественными характеристиками и определение
положения промышленно-алмазоносных разновидностей в пределах района.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ ДАЛДЫНО-АЛАКИТСКОГО РАЙОНА
Далдыно-Алакитский район расположен в центральной части Якутской алмазоносной провинции в пределах северо-восточной окраины Тунгусской синеклизы на ее стыке с Анабарской антек-лизой (рис. 1). Глубина залегания пород фундамента составляет от 2500 м на севере-востоке до 3100 м в его юго-западной части. Район пересекает региональная Вилюйско-Котуйская зона глубинных разломов северо-западного простирания. В тектоническом аспекте этот район приурочен к Мархинскому гранит-зеленокаменному террейну, который представляет собой коллаж гранитоидов и зеленокаменных поясов. Возраст формирования террейна был оценен в 2.5 млрд. лет, а метаморфизма — в 1.76 млрд. лет (Розен и др., 2006). Мантийный литосферный корень имеет мощность порядка 180 км и состоит из шпинелевых лерцолитов, ассоциации гранатовых лерцолитов и эклогитов, а также потенциально алмазоносного горизонта де-
плетированных гарцбургитов ^гШт й а1., 1999; Розен и др., 2006). Разрез платформенных отложений представлен преимущественно карбонатными породами нижнего ордовика и верхнего кембрия, а также терригенно-карбонатными отложениями верхнепалеозойского-нижнемезозойского структурного яруса.
В настоящее время в Далдыно-Алакитском районе известно около 130 кимберлитовых объектов (Харькив и др., 1998). Кимберлитовые тела располагаются в виде прерывистой полосы протяженностью в 110 км, ориентированной в северо-восточном направлении. Их принято выделять в составе двух полей Алакит-Мархинского (юго-запад района) и Далдынского (северо-восток района). Согласно многочисленным изотопным датировкам (Девис и др., 1980; Брахфогель и др., 1997; Агашев и др., 2004; Lepekhina й а1., 2008 и др.), возраст кимберлитовых тел оценивается в 360 млн. лет.
АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Для решения поставленных задач была создана представительная коллекция кимберлитов Далдыно-Алакитского района, которая включает 138 образцов из 101 кимберлитового тела (табл. 1). Образцы предоставлены ФГУП ЦНИГРИ (коллекция И.П. Илупина). При формировании коллекции учитывалась неоднородность кимберлитов в пределах отдельно взятого магматического тела, связанная со сложностью его строения или многофазностью, а также пространственное положение кимберлитовых тел.
Породообразующие элементы определены методом рентгенофлюоресцентной спектрометрии на спектрометре последовательного действия PW-2400 производства компании Philips Analytical B.V Подготовка препаратов для анализа выполнена путем плавления 0.3 г порошка пробы с 3 г тетрабората лития в индукционной печи. Точность анализа составляла 1—5 отн. % для элементов с концентрациями выше 0.5 мас. % и до 12 отн. % для элементов с концентрацией ниже 0.5 мас. %. Определение CO2, H2O, Na2O, K2O, FeO выполнено классическими химическими методами. Малые и редкие элементы определены методом индукционно-связанной плазмы с масс-спектрометрическим окончанием анализа. Пределы обнаружения для REE, Hf, Ta, Th, U составляли 0.02—0.03 ppm, для Nb, Be, Co — 0.03— 0.05 ppm, для Li, Ni, Ga, Y — 0.1 ppm, для Zr — 0.2 ppm, для Rb, Sr, Ba — 0.3 ppm, для Cu, Zn, V Cr — 1—2 ppm. Корректность анализа контролировали путем измерения международных и российских стандартных образцов GSP-2, ВМ, СГД-1А, СТ-1. Изучение изотопных систем (Rb-Sr, Sm-Nd и Pb-Pb) было выполнено на приборе Finnigan MAT-261 по методике, описанной в (Кононова и др., 2002). В коллекцию не вышли образцы, отвечающие конта-
300 км
щ> 1 i/II 2 • 3 о
Рис. 1. Схема расположения кимберлитовых полей Сибирской провинции, по (Харькив и др., 1998). 1 — предполагаемая граница Сибирской кимберлитовой провинции; 2 — кимберлитовые субпровинции: I — Ви-люйская, II — Анабаро-Оленекская; 3—4 — поля развития кимберлитов и кимберлитоподобных пород средне-палеозойского (3) и мезозойского (4) возраста. Названия полей: 1 — Мало-Ботуобинское; 2 — Накынское; 3 — Ала-кит-Мархинское; 4 — Далдынское; 5 — Верхне-Мунское; 6 — Чомурдахское; 7 — Западно-Укукитское; 8 — Восточ-но-Укукитское; 9 — Огоньор-Моторчунское; 10 — Мэр-чимденское; 11 — Верхне-Молодинское; 12 — Толуоп-ское; 13 — Куойское; 14 — Хорбусуонское; 15 — Мало-Ку-онамское (Куранахское); 16 — Лучаканское; 17 — Дьюкенское; 18 — Средне-Куонамское; 19 — Нижне-Ку-онамское; 20 — Орто-Ыаргинское; 21 — Далбыхское (Ко-туйское); 22 — Харамайское.
минированным породам с индексами контаминации C.I. = (SiO2 + Al2O3 + Na2O)/(2K2O + MgO) > 1.5 (Clement, 1982).
ПЕТРОГРАФИЯ ПОРОД ДАЛДЫНО-АЛАКИТСКОГО РАЙОНА
При детальном микроскопическом изучении образцов были выделены три основные петрографические разновидности кимберлитов: порфировый кимберлит (ПК), автолитовая кимберлито-
0
4
Таблица 1. Вещественный состав кимберлитов Далдыно-Алакитского района
Далдынское поле
Удачная- Удачная- Сибир- Полу- Синильга Волжан- Студен- Поляр- Фести- Буковин-
Ком- Зап. Вост. ская ночная ка ческая ная вальная ская
поненты 1* 2 3 4 5 6 8 9 10 11
АКБ ПК АКБ АКБ АКБ АКБ ПК АКБ ПК КБ
з** 6 5 4 4 3 4 5 5 2
8Ю2 26.06 29.29 26.84 29.59 28.69 26.47 27.34 28.29 27.39 23.80
Т1О2 0.85 1.23 2.31 0.78 1.66 2.17 1.76 2.22 2.26 0.23
А12О3 2.26 2.07 3.53 2.82 4.18 2.56 3.04 3.03 2.55 3.28
Fe2Oз 2.47 2.71 8.99 5.81 2.93 6.18 6.21 4.83 8.05 3.75
FeO 1.51 5.81 0.58 0.30 0.99 1.12 0.67 0.65 0.85 0.34
МпО 0.04 0.17 0.22 0.05 0.08 0.09 0.06 0.16 0.13 0.06
МБО 24.20 32.57 24.92 23.28 21.71 20.84 22.61 27.44 24.53 17.25
СаО 18.30 12.10 12.65 14.57 14.74 15.88 14.96 13.37 12.02 20.39
Na2O 0.09 0.56 0.03 0.03 0.04 0.06 0.02 0.02 0.03 0.08
К2О 1.10 1.11 0.05 0.84 1.44 0.18 0.15 0.05 0.24 0.59
Р2О5 0.27 0.36 0.57 0.74 0.41 0.30 0.33 0.39 0.39 0.47
СО2 13.16 7.50 8.06 10.10 16.32 13.51 11.50 9.75 8.66 21.42
Н2О- 1.68 0.10 2.40 3.42 2.64 3.27 2.86 1.33 3.29 3.85
Н2О+ 7.69 4.16 8.62 6.95 4.02 7.04 8.03 8.46 9.06 3.87
Сумма 99.68 99.76 99.78 99.28 99.85 99.67 99.55 99.98 99.45 99.38
Ве 1.5 1.0 1.9 2.0 1.8 1.2 1.1 1.0 1.5 1.5
Яс 9 10 14 14 13 13 11 13 12 11
V 95 95 166 85 124 142 276 197 1343 55
Сг 794 1333 1290 856 903 1182 1036 1103 1109 737
Со 64 76 68 62 45 61 45 55 67 35
N1 884 1761 746 786 509 792 702 815 970 668
Си 24 44 56 11 16 61 47 32 28 23
7п 29 58 51 34 53 63 56 48 56 33
яъ 41 62 4 62 83 11 11 4 17 28
Яг 421 717 511 1504 145 372 317 338 575 619
Y 13 10 11 10 11 8 11 15 12 12
7г 101 100 143 192 120 101 112 129 145 156
NЪ 66 211 128 107 84 133 98 115 115 61
С8 1.5 0.7 0.2 0.8 1.5 0.5 0.6 0.3 0.5 1.0
Ва 467 974 158 2204 946 1427 271 100 590 650
La 50 78 121 143 71 62 66 67 118 111
Се 89 137 233 251 130 112 124 122 206 188
Рг 9.3 14.6 22.5 24.4 13.8 11.8 13.5 13.1 21.4 20.8
Nd 32 48 76 78 47 41 47 45 71 71
Ят 4.4 6.5 10.0 9.7 6.8 5.4 6.3 6.4 9.1 9.3
Еи 1.23 1.59 2.47 2.22 1.71 1.31 1.59 1.29 2.19 2.14
Gd 3.02 4.15 6.32 5.96 4.62 3.47 4.26 4.27 6.39 5.88
Тъ 0.39 0.51 0.70 0.71 0.56 0.40 0.51 0.53 0.76 0.66
Dy 1.78 2.28 2.96 2.94 2.56 1.79 2.35 2.44 3.33 2.80
Но 0.31 0.36 0.47 0.44 0.44 0.31 0.41 0.41 0.56 0.47
Ег 0.76 0.79 1.06 1.07 1.10 0.76 1.08 1.01 1.34 1.15
Тт 0.09 0.10 0.13 0.13 0.13 0.10 0.
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.