2011

News Registration Abstract submission Deadlines Excursions Accommodation Organizing committee
First circular Second circular Abstracts Seminar History Program Travel Contact us
Новости
Первый циркуляр
Второй циркуляр
Регистрация
Оформление тезисов
Тезисы
Программа
Участники
Размещение
Экскурсии
Проезд
Важные даты
Оргкомитет
Обратная связь

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

   

Расплавные включения в мантийных ксенолитах из кимберлитов – прямое свидетельство существования наиболее глубинных мантийных карбонатитовых расплавов.

Головин А.В., Шарыгин И.С., Корсаков А.В.

Институт геологии и минералогии СО РАН им. В.С. Соболева, г. Новосибирск,Россия

 

e-mail: avg@igm.nsc.ru

 

В настоящей работе представлены результаты детального изучения расплавных включений в наиболее глубинных мантийных ксенолитах – деформированных гранатовых лерцолитах из неизмененных кимберлитов трубки Удачная-Восточная. P-T параметры равновесия этих ксенолитов составляют 60-73 кбар, Т=1230-1370 оС. В породообразующих минералах ксенолитов (оливине и клинопироксене) в залеченных трещинках были установлены вторичные расплавные включения (размером от первых до 100 мкм), состоящие из пузырька + тонкораскристаллизованного агрегата (карбонаты, сульфаты, хлориды) + прозрачных дочерних кристаллических фаз + рудных фаз (Рис. 1).

 

Рис. 1. Вторичные включения расплава в необласте оливина из ксенолита деформированного лерцолита.

 

Методами КР-спектроскопии, сканирующей микроскопии и микрозондового анализа был определен минеральный состав дочерних фаз из этих включений, среди которых присутствуют различные карбонаты: нортупит, шортит, ньеререит, Na-Mg карбонат, Ba-Na-Sr карбонат, доломит, арагонит; сульфаты: буркеит, афтиталит; хлориды: галит, сильвин, хлормагнезит; сульфиды: пирротин, пентландит, джерфишерит, K-Fe сульфид; фосфаты: апатит; оксиды: перовскит, хромит, магнетит, ильменит; силикаты: флогопит, тетраферрифлогопит, оливин, диопсид, содалит. Температуры гомогенизации включений составляют 800 оС и эти температуры могут быть приняты за минимальные температуры взаимодействия ксенолитов с расплавом, реликтами которого являются включения. Следует отметить - CaCO3 карбонатом в расплавных включениях является арагонит, что неоднократно было подтверждено методом КР-спектроскопии по линиям (153, 181, 208, 704, 1086, 1464 см-1). Арагонит по экспериментальным исследованиям является надежным барометром. Исходя из линии фазовых переходов арагонит-кальцит минимальные давления образования включений при температуре 800 оС составляют более 2 GPa, а если принять во внимание присутствие во включениях доломита, то минимальные давления исходя из линии реакции Mg-кальцит = арагонит + доломит будут составлять порядка 3 GPa (Рис. 2А). Полное КР-картирование 10 включений показывает, что более 50 об. % вещества включений составляют карбонаты, причем щелочесодержащие карбонаты существенно преобладают над арагонитом. Таким образом, расплав, взаимодействовавший с мантийными ксенолитами имел щелочно-карбонатитовый состав, а присутствие арагонита и доломита во включениях указывает на то, что это взаимодействие происходило на глубинах не менее 90 км, то есть в мантийных условиях (Рис. 2Б). По современным представлениям кимберлиты считаются ультраосновными породами мантийного происхождения, причем химический состав кимберлитовых пород обычно сопоставляют химическому составу кимберлитовых расплавов. Основными химическими компонентами (в сумме до 90 мас.%), определяющими тренды эволюции и кристаллизации кимберлитов мира считаются: SiO2, MgO, CaO и летучие H2O, CO2. Концентрации  SiO2 + MgO в кимберлитах составляют порядка и более 55 мас.%. Породообразующими минералами кимберлитов являются серпентин (или оливин в неизмененных породах) и карбонаты, при этом содержания серпентина или оливина нередко достигают и даже превышают 50 об. %  породы. Следовательно, присутствие серпентина или оливина, которые являются основными концентраторами SiO2 и MgO в кимберлитах и определяет ультраосновной состав этих пород.

Результаты исследований расплавных включений (которые имеют щелочно-карбонатитовый состав) в оливинах кимберлитов (Kamenetsky et al., 2004; Golovin et al., 2007) и зональности микрофенокристов оливина  в кимберлитах из различных регионов мира подвергают сомнению устоявшуюся парадигму относительно ультраосновных составов кимберлитовых магм. Изучение строения и вариаций составов микрофенокристов  оливина из неизмененных кимберлитов показали, что, существенная часть центральных зон оливина может иметь ксеногенное происхождение и являться реститами мантийных ксенолитов (Kamenetsky et al., 2008; Brett et al., 2009). В работе (Brett et al., 2009) предполагается, что до 95 % массы микрофенокристов оливина из кимберлитов является в действительности реликтами мантийных пород и лишь только 5 % массы оливина действительно кристаллизовалась из кимберлитового расплава. В настоящий момент эта гипотеза только развивается и  достоверно статистически не проверена.

 

Рис. 2.Схемы, иллюстрирующие возможные глубины захвата расплавных включений. A) Проекция температур гомогенизации расплавных включений на линии фазовых переходов кальцит (Cal) – арагонит и линию реакции магнезиальный кальцит (Mg-Cal) = арагонит (Arg) + доломит (Dol) по (Irving, Wyllie 1975; Suito et al., 2001) B) Схематичный разрез мантии под трубкой Удачная на время ~370 Ma по (Pokhilenko et al., 1999) А - Б – интервал глубин возможной инфильтрации мантийных расплавов в минералы деформированных перидотитов: A – минимальная глубина ~ 70 км или 2.1 ГПа; Б – максимальная глубина ~ 225 км или 7.3 ГПа. Легенда: 1 – шпинелевые перидотиты; 2- гранат-шпинелевые перидотиты; 3 – гранатовые зернистые перидотиты; 4 – гранатовые деформированные перидотиты; 5 – переход графит-алмаз.

 

Результаты изучения состава вторичных расплавных включений в минералах мантийных ксенолитов показывают существенное сходство с полученными ранее данными по расплавным включениям в оливинах из кимберлитов трубки Удачная-Восточная (Kamenetsky et al., 2004; Golovin et al., 2007). Кроме того, среди минералов основной массы в самих кимберлитах, содержащих ксенолиты, были  установлены хлориды, щелочесодержащие карбонаты и сульфиды, причем в некоторых образцах кимберлитов содержание суммы щелочей и хлора достигало 8 и 6 мас.% соответственно (Kamenetsky et al., 2007). Совокупность полученных данных, несомненно свидетельствует о генетической связи между расплавом, взаимодействовавшим с деформированными лерцолитами и кимберлитовым магматизмом. Присутствующие в деформированный гранатовых лерцолитах расплавные включения, по нашему мнению, являются прямым свидетельством того, что кимберлитовые расплавы по крайней мере на ранних этапах своей эволюции уже имели щелочно-карбонатитовый состав. Поскольку в последнее время в алмазах так же находят все больше и больше включений карбонатитового состава с широкими вариациями щелочей, кальция, магния (см. например, Зедгенизов и др., 2007; Araujo et al., 2009) признание  того, что протокимберлитовые расплавы были щелочно-карбонатитовыми несомненно ставит ряд вопросов о связи по крайней мере части алмазов с кимберлитовым магматизмом (Araujo et al., 2009). В целом, присутствие таких расплавных включений в наиболее глубинных мантийных ксенолитах из кимберлитов несомненно доказывает возможность генерации на границе литосферы и астеносферы щелочно-карбонатитовых расплавов.

 

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 10-05-00575-a)

Литература:

Головин А.В., Шарыгин В.В., Похиленко Н.П. Расплавные включения во вкрапленниках оливина из неизмененных кимберлитов трубки Удачная-Восточная (Якутия): Некоторые аспекты эволюции кимберлитовых магм на поздних стадиях кристаллизации // Петрология. 2007. т. 15. № 2. С. 178-195.

Kamenetsky M.B., Sobolev A.V., Kamenetsky V.S., Maas R., Danyushevsky L.V., Thomas R., Pokhilenko N.P., Sobolev N.V. Kimberlite melts rich in alkali chlorides and carbonates: A potent metasomatic agent in the mantle // Geology. 2004. v. 32. No. 10.  P. 845–848.

Kamenetsky V.S., Kamenetsky M.B., Sobolev A.V., Golovin A.V., Demouchy S., Faure K., Sharygin, V.V., Kuzmin, D.V. Olivine in the Udachnaya-East kimberlite (Yakutia, Russia): types, compositions and origins // J. Petrology. 2008. v. 49. P. 823–839.

Brett R.C., Russell J.K., Moss S. Origin of olivine in kimberlite: Phenocryst or impostor? // Lithos. 2009. v. 112S. P. 201-212.

Kamenetsky V.S., Kamenetsky M.B., Sharygin V.V., Golovin A.V. Carbonate-chloride enrichment in fresh kimberlites of the Udachnaya-East pipe, Siberia: a clue to physical properties of kimberlite magmas? // Geophys. Res. Lett.. 2007. v. 34. P. 9316-9321.

Зедгенизов Д.А., Рагозин А.Л., Шацкий В.С. Хлоридно-карбонатный флюид в алмазах из ксенолита эклогита // Доклады РАН. 2007. т. 415. №6. С. 800-803.

Araujo D.P., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., Grant K.J., Ireland T., Holden P., van Achterbergh E. Microinclusions in monocrystalline octahedral diamonds and coated diamonds from Diavik, Slave Craton: Clues to diamond genesis // Lithos. 2009. V. 112S. P. 724-735.