2011

News	Registration	Abstract submission	Deadlines	Excursions	Accommodation	Organizing committee
First circular	Second circular	Abstracts	Seminar History	Program	Travel	Contact us

Геохимия и петрохимия карбонатитов и дайковых ультрабазитов Четласского комплекса (Тиман)

Недосекова И.Л.*, Владыкин Н.В.**, Удоратина О.В.***, Прибавкин С.В.*

*ИГГ УрО РАН Екатеринбург, Россия; vladi49@yandex.ru

** ИГ СО РАН Иркутск, Россия

***ИГ Коми УрО РАН, Россия

Изучены геохимические, петрохимические особенности, а также изотопный состав С и О дайковых ультрабазитов и карбонатитов Четласского комплекса (С. Тиман). Проведено сопоставление петрохимических трендов магматизма Четласского комплекса с эволюцией гипабиссального щелочно-ультраосновного магматизма в комплексах ультраосновной щелочной формации (УЩК) (на примере Кольской провинции) и с петроэволюцией кимберлитовых магм, а также сопоставление геохимических особенностей карбонатитов Четласского комплекса с карбонатитами основных формационных типов щелочно-ультраосновного магматизма (карбонатитового и кимберлитового).

Четласский дайковый комплекс субщелочных ультрабазитов, фенитов и карбонатитов находится на Среднем Тимане, в ю-в части Четласского Камня. Дайковые тела ультрабазитов залегают в терригенных породах четласской и быстринской серий (R₂-R₃), трассируя разломы с-в простирания. С дайками ультрабазитов сопряжены щелочные метасоматиты (фениты, флогопитовые слюдиты, полевошпатовые метасоматиты) и карбонатиты с акцессорной редкометальной минерализацией – пирохлором, колумбитом, ильменорутилом, монацитом, а также гидротермальные гетит-полевошпатовые и кварц-гетит-гематитовые породы (Костюхин, Степаненко, 1987).

Дайковые ультрабазиты Четласского комплекса представляют собой полнокристаллические породы порфировой и «миндалекаменной» структуры, содержащие вкрапленники фенокристов Ol, Cpx – авгит-Ti-авгит, Phl, а также пойкилокристы Phl в микролитовом Phl-Сpx базисе. В базисе часто присутствует карбонат (Сarb), иногда Apt, Gr, Amf. Наряду с вкрапленниками в породах отмечаются мегакристы Ol, ярко-зеленого Cpx и буро-зеленой шпинели (Sp), а также ксенолиты серпентинитов и фенитизированных гнейсов. Акцессорные минералы ультрабазитов – Sp, Mgt, Apt, Gr. Миндалины в ультрабазитах сложены Alb-Apt-Gr-Carb агрегатом. Необходимо отметить, что в лампрофирах Четласского камня известна находка алмаза (Макеев и др, 2008).

В наиболее мощных дайковых телах (на участке Косью) в ультрабазитах, содержащих вкрапленники Ol, Cpx и Phl, а также мегакристы Ol и буровато-зеленой Sp, базис сложен игольчатым синевато-зеленым Amf, Carb, Apt и тетраферрифлогопитом. Вкрапленники Ol замещены Serp и Carb, а по краям зерен Ol образуется кайма, сложенная волокнистым Amf, тетраферрифлогопитом и Mgt. К этим породам приурочены жилы карбонатитов с редкометальной минерализацией. Карбонатиты сложены доломитом, анкеритом, кальцитом и содержат слюды, амфиболы, эгирин, КПШ, альбит, иногда кварц. Акцессорные минералы карбонатитов – пирохлор, колумбит, монацит, ильменорутил, бастнезит, бадделеит, циркон, сфен, апатит, магнетит, ильменит, барит, торит, ортит.

Согласно номенклатуре ультраосновных дайковых пород ультрабазиты Четласского камня идентифицируются как кальциево-щелочные лампрофиры спессартит-керсантитового ряда (Макеев и др., 2008). Наиболее магнезиальные члены дайковых ультрабазитов Четласского камня представляют собой субщелочные пикриты. Значительная часть пород Четласского комплекса представлена карбонатсодержащими лампрофирами, которые содержат в базисе наряду с флогопитом и пироксеном карбонат, апатит, амфибол, гранат, оксиды. Эти породы согласно классификации ультрамафитовых лампрофиров (Rock, 1986) могут быть отнесены к айликитам.

От пород автономных пикрит-лампрофировых серий УЩК Четласский комплекс отличается присутствием магнезиальных разностей субщелочных пикритов, по петрохимическим и геохимическим особенностям близких жильным кимберлит-пикритам. При этом лампрофиры Четласского комплекса соответствуют ранним и средним членам пикрит-лампрофировых серий формации УЩК, не достигая максимальных содержаний Al, Ti, Ca, P и щелочей, и, как следствие, не содержат мелилита и фельдшпатоидов, характерных для карбонатитовых комплексов УЩК. Необходимо отметить низкие содержания Тi и более высокие содержания Al в лампрофирах Тимана по сравнению с породами соответствующей магнезиальности из дайковых серий УЩК Карело-Кольской провинции.

Карбонатсодержащие лампрофиры (айликиты) Четласского комплекса по содержанию редких элементов близки, но не идентичны карбонатитам кимберлитовых ассоциаций (Rock, 1986, Фролов и др., 2005) и также отличаются от классических карбонатитов различных формационных типов (рис. 1). Они характеризуются высокими содержаниями (г/т) Ni (20-460), Co (7-87), Cr (50-895), и несколько пониженными Ba (280-1780), Sr (447-2150), Nb (6-110), REE (175-1340) по сравнению с карбонатитами (рис. 2 А), а также более высокими Ni/Co (3-11) и низкими Nb/Ti (0.005-0.04) отношениями.

Анкерит-доломитовые карбонатиты Четласского комплекса имеют высокие и сильно варьирующие содержания (г/т) Ba (1600-9600), Sr (1060-9700), Nb (до 300), REE (8800-35300) и более низкие содержания Ni (8-110), Co (1-44), Cr (9-187) по сравнению с лампрофирами и айликитами. В целом, карбонатиты Четласского комплекса по содержаниям редких элементов близки магнезио- и феррокарбонатитам (Wooley, Kempe, 1989), отличаясь очень низкими содержаниями HREE и соответственно высокими La/Yb (до 35200) и LREE/HREE (до 435) отношениями (рис. 2Б). Необходимо отметить низкое Sr/Ba (0.4-4) отношение в карбонатитах Тимана, что характерно для вулканических и малоглубинных карбонатитов (Самойлов, 1984), а также несколько повышенные содержания в них Cr, Ni, Сo, что характерно для карбонатитов, образующихся из К-ультраосновных пикрит-кимберлитовых магм (Владыкин, 1989).

Рис. 1. Диаграммы Ni-Co (А) и Ni-Cr (Б) (г/т) в карбонатитах Четласского комплекса.

1-6 – породы Четласского комплекса: 1 – REE-карбонатиты, 2 – айликиты, 3 – карбонатные прожилки в фенитах, 4 – пикриты и лампрофиры, 5 – карбонатиты, ассоциирующие с кимберлитами (Якутия), 6 – средний кимберлитовый карбонатит (Лапин, Маршинцев, 1984); 7 – средний состав карбонатитов К-щелочных комплексов (Самойлов, 1984); 8 – карбонатиты Na-щелочных комплексов: 8-10 – формации УЩК, Карело-Кольская провинция (Самойлов, 1984), 9 – формации линейно-трещинных зон, Ильмено-Вишневогорский комплекс, 10 – средний состав магнезиокарбонатита (Wooley, Kempe, 1978).

Рис. 2. Хондритнормализованное распределение REE в пикритах, лампрофирах, айликитах (А) и карбонатитах (Б) Четласского комплекса.

Вариации изотопного состава С и О в карбонатах из пород Четласского комплекса находятся в пределах полей составов, характерных для мантийных систем и первично-магматогенных карбонатитов (Yavoy, Pineau, 1986; Ray, Ramesh, 2000) (рис. 2). Точки составов изотопов С и О формируют тренд от айликитов к карбонатитам с утяжелением изотопного состава δ¹⁸О (от 8.3 до 15.2 ‰) при менее значительном увеличении δ¹³С (-3.1…-4.9‰), в целом соответствующий тренду фракционирования изотопов С и О при эволюции карбонатных мантийных систем.

Рис. 3. Изотопный состав С и О в карбонатитах, айликитах и пикритах Четласского комплекса.

Поля составов: PC I – первичных карбонатитов (Keller, Hoefs, 1995), PC II – первичных карбонатитов (Ray, Ramesh, 2000), NSC – морских нормально-осадочных карбонатов, SC – почвенных карбонатов (Salomons, 1975). Сплошной жирной линией обозначен мантийный квадрат с линиями трендов дифференциации карбонатитовых магм по (Yavoy, Pineau, 1986).

1– айликиты, 2 – карбонатиты, 3 – карбонатные прожилки в фенитах, 4 – карбонатиты по (Костюхин, Степаненко, 1987), 5 – карбонат в основной массе в пикритах (Костюхин, Степаненко, 1987).

Выводы. Сопоставление петрохимических трендов магматизма Четласского комплекса с эволюцией гипабиссального (дайкового) щелочно-ультраосновного магматизма в комплексах формации УЩК и с петроэволюцией кимберлитовых магм показало, что дайковый ультраосновной магматизм Тимана близок ранним и средним стадиям автономных пикрит-лампрофировых серий, ассоциирующих с ультраосновными щелочными комплексами, отличаясь прежде всего отсутствием фельдшпатоидов, более низкими содержаниями Ti, P и более высокими – Al, а также присутствием более магнезиальных разновидностей субщелочных пикритов, близких жильным кимберлитам. Геохимическое исследование пород Четласского комплекса показало широкое развитие карбонатсодержащих лампрофиров (айликитов) с высокими содержаниями Ni, Co, Cr и пониженными Ba, Sr, Nb, REE по сравнению с карбонатитами. Карбонатиты Четласского комплекса характеризуются высокими содержаниями Ba, Sr, Nb, REE и более низкими содержаниями Ni, Co, Cr (по сравнению с айликитами и лампрофирами) и по геохимическим особенностям сопоставимы с классическими карбонатитами различных формационных типов.

Работа выполнена по интеграционному проекту УрО, СО и ДВО РАН № 09-С-5-10142009-2011 г.

Литература

Макеев А.Б., Лебедев В.А., Брянчанинова Н.И. Магматиты Среднего Тимана. Екатеринбург: УрО РАН, 2008. 348с.

Костюхин М.Н., Степаненко В.И. Байкальский магматизм Канино-Тиманского региона. Л.: Наука. 1987. 232 с.

Фролов А.А., Лапин А.В., Толстов А.В. и др. Карбонатиты и кимберлиты. М.: НИА-Природа, 2005. 540 с.

Vladykin N.V. Potassium alkaline lamproite-carbonatite complexes: petrology, genesis, and ore reserves // Geology and Geophysics. 2009. №50. P. 1–10.

Rock N.M.S. The nature and origin of Ultramafic Lamprophyres: Alnoites and Allied Rocks // J. Petrology. 1986. № 27. P. 155–196.