Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Геохимическая специфика базитов древних палеорифтов Сибирской платформы

 Копылова А.Г., Томшин М.Д.

Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, Якутск, Россия; kopylova@diamond.ysn.ru

            Восточная периферия Сибирской платформы в среднепалеозойское время отличалась активной магматической деятельностью, связанной с заложением в раннем девоне серии палеорифтовых систем. Наиболее крупными из них являются Вилюйское и  Оленекское ответвления Предверхоянского палеорифта. Вдоль северо-западного борта Вилюйского палеорифта формировался Вилюйско-Мархинский дайковый пояс (ВМДП), протяженностью 700 км и шириной от 30 на юге до 150 км  в северной части. На юго-западном борту и в центриклинальном замыкании Оленекского палеорифта   рои базитовых даек объединены в Молодинский дайковый пояс (МДП), протяженность которого около 300 км, ширина 180 км.  Магматическая деятельность в пределах рифтовых зон была продолжительной, а геодинамическая обстановка ее сопровождающая – неоднородной. Режим растяжения неоднократно менялся на режим сжатия и обратно. В центральных частях дайковых поясов в режиме преобладающего растяжения доминируют базиты, выполненные плагиоклаз-пироксен-оливиновой минеральной ассоциацией с незначительным (> 3 %) содержанием фенокристаллов в породах краевых зон. Петрохимические и геохимические данные показывают близость вещественного состава типичных базитов ВМДП и МДП (таблица).  Индекс магнезиальности в них Mg# 40-44, содержание титана варьирует в пределах  2 - 3 % TiO₂. Близки они по величине содержаний микроэлементов, по сумме REE (136,6 и 133,4 соответственно), отношению La/Yb_n  (4,8 и 4,7) и другим индикаторным отношениям.  Отсутствие Ta-Nb минимума на мультидиаграммах, относительно высокие значения Nb/Nb* (1,24 и 1,01) исключают заметное влияние материала коры на состав исходных для них расплавов (рис.). Во внешней зоне дайковых поясов на удалении 20-70 км от их осевых частей в областях, где доминирует режим компенсационного сжатия, формируются немногочисленные рои даек с признаками задержки и интенсивной кристаллизации расплава в докамерной обстановке. Этот процесс сопровождается появлением значительных количеств протофаз. В периферических расколах Молодинского роя располагаются дайки лейкократовых субщелочных габбро-долеритов с содержанием до 30% протофаз плагиоклаза, со шлирами плагиоклазитов. В этих условиях происходит накопление комплекса наиболее подвижных элементов – щелочей, H₂O, всех несовместимых элементов, но более всего  мобильных крупноионных литофильных элементов – Rb, Ba, Sr, Pb.

Условные обозначения. ВМДП: 1 – типичные долериты; 2 –  плагиодолериты Чимидикянского роя даек, 3 – долериты даек с горизонтом анортозитовых габбро-долеритов; дифференциаты Нюрбинской дайки: 4  –  мелкозернистые долериты краевых зон, 5 – кварцевые габбро-долериты, 6 – монцонит-порфиры; МДП: 7  – типичные долериты, 8 – плагиодолериты и лейкократовые габбро-долериты, 9 – околотрубочные долериты

В ВМДП примером интрузивов, сформированных из расплава, кристаллизовавшегося в условиях сжатия в рамповой структуре рифта, служит Чимидикянский рой кулисообразных даек плагиодолеритов, расположенный на северном фланге пояса. Плагиодолериты роя отличаются от всех остальных базитов ВМДП высоким содержанием плагиоклаза An_60-50 (до 60-70 %), окисно-рудных минералов (до 7-8 %), в интерстициях кварц-полевошпатовый агрегат, апатит и сфена. Отсутствие в магматитах  Чимидикянского роя оливина допускает отсадку его фенокристаллов, о чем свидетельствует более низкое содержание в них Mg, Fe, Ni, Co, Cr. В то же время в плагиодолеритах значительно выше содержание целого комплекса элементов как породообразующих (Ti, K, P), так и примесных (Rb, Ba, Th, U, LREE, Zr, Nb, Hf). Сумма REE (254,17) возрастает в основном за счет легких редкоземельных. Высокое отношение La/Yb_n = 11,2, скорее всего, объясняется активным накоплением LREE в объеме плагиоклаза, необычно большом для базитов. Низкая основность протоплагиоклаза в лейкократовых габбро-долеритах и плагиодолеритах, отсутствие в них ранних высокотемпературных и высокобарических Fe-Mg-минералов свидетельствует о том, что кристаллизация расплава началась в малоглубинной обстановке в магмоподводящем канале, либо в промежуточной камере.

               Среди секущих интрузий ВМДП есть группа тел с обособлениями  анортозитовых габбро-долеритов. Они сформированы расплавом с анортозитовой тенденцией дифференциации, реализующейся в обстановке глубинного промежуточного очага [Олейников, Томшин,1976]. Среди ранних минералов в них установлены битовнит, хризолит, хромшпинель, пироп, муассанит. Расплав начал эволюционировать на глубине 35-40 км от палеоповерхности в промежуточном очаге и как показали результаты гомогенизации расплавных включений в битовните при температуре1450-1300°C. Анализ распределения микроэлементов в породах содержащих протофазы основного плагиоклаза  показал, что глубина становления не изменяет направленности дифференциации расплава. Относительно типичных базитов повышается сумма редких земель (∑=187,76) и отношение La/Yb_n=6,36. Не так активно как в плагиодолеритах накапливаются LILE и HFSE. Отличительной чертой анортозитовых габбро-долеритов является увеличение в 2-3 раза содержания стронция, положительная аномалия европия (Eu/Eu*=1,11), что связано с фракционированием высокотемпературных высококальциевых плагиоклазов.

               В ВМДП  двухфазная Нюрбинская дайка, интрудирующая кимберлиты одноименной трубки, – с одной стороны, это околотрубочный  интрузив, в долеритах краевых зон которой содержится > 4 % TiO₂, с другой – яркий пример проявления монцоитоидной тенденции дифференциации базитового расплава [Олейников и др.,1984]. Мелкозернистые породы краевых зон дайки сменяются кварцевыми габбро-долеритами, а центральная её часть выполнена монцонит-порфирами. Низкие значения Mg# = 36, пониженные содержания Ni, Co, Cr и повышенные несовместимых элементов  в породах краевых зон свидетельствуют о фракционировании расплава ещё до подъема в камеру. Во внутрикамерных условиях происходило дальнейшее разделение расплава с постепенным образованием дифференциатов все более богатых SiO₂, щелочами, несовместимыми элементами (табл.). Резкое увеличение кремнекислотности (на более 5,5 %) и почти вдвое калия,  при переходе от кварцевых габбро-долеритов к монцонит-порфирам невозможно объяснить только процессами внутрикамерной дифференциации. Это связано с эволюцией и длительным взаимодействием базальтового расплава и вещества флюида, богатого калием, летучими компонентами в малоглубинном (15-20 км от палеоповерхности) промежуточном очаге при P=5-8 кбар. Повторное раскрытие магмопроводника обусловило разрыв сплошности ранее уже частично раскристаллизованной дайки габбро-долеритов.  Монцоитоидный расплав в виде второй фазы внедрился в её центральную часть, образуя четкие контакты без зон закалки, и в нескольких километрах от дайки  сформировал самостоятельное тело, сложенное монцонит-порфирами. По вещественному составу монцонит-порфиры резко отличаются от всех базитов ВМДП. Это мелкозернистые пористые порфирового облика породы, вкрапленники в которых представлены плагиоклазом (An_50-44), основная масса породы – агрегат кварца, ортоклаза, с призмами роговой обманки, кристаллами апатита и титаномагнетита.   В монцонит-порфирах установлены максимальные содержания Rb, Th, U, всех элементов циркониевой группы – Nb, Ta, Hf, Y и REE (∑=611,6), отношение (La/Yb)_n увеличивается до значений 9,8. По сравнению с остальными дифференциатами дайки они имеют относительно пониженные содержания Sr и максимальную отрицательную аномалию европия  (Eu/Eu*=0,65). В МДП высокотитанистые околотрубочные дайки, также как и Нюрбинская дайка, сформированы из расплава, прошедшего стадию дифференцации до поступления  в современную камеру. Об этом можно судить по низкому значению  Mg# = 34 и высоким содержаниям несовместимых элементов. Отношение (La/Yb)_n=5,95 в околотрубочных базитах МДП немного выше, чем в доминирующей группе    пород пояса.  Среди этих даек есть и двухфазные. Расплав поступал по генеральным разломам МДП почти без изменения состава и двухфазность в данном случае связана, по-видимому,  с кратковременным закрытием системы.

               В пределах даечных поясов палеорифтов выделяются  несколько групп базитов, отличающихся по своему вещественному составу. Наиболее распространены базиты, становление которых происходило в режиме растяжения – магма после ухода из зоны магмообразования не испытала заметных преобразований. Это типичные базиты среднепалеозойских палеорифтов восточной части Сибирской платформы. Формирование   группы  лейкократовых габбро-долеритов и плагиодолеритов происходило в условиях  смены режима растяжения на режим  сжатия в периферийных зонах дайковых поясов. Такие магматиты отражают проявление латеральной зональности в пределах мощных дайковых поясов. Отдельную группу составляют тела магматитов, в веществе которых фиксируется длительное фракционирование расплава в докамерной глубинной обстановке. В результате длительного закрытия системы в глубинных очагах реализуются анортозитовый или монцоитоидный тип дифференциации магмы. И отдельную группу составляют дайки высокотитанистых базитов, группирующихся вблизи кимберлитовых трубок.

       Литература:

Олейников Б.В., Томшин М.Д. Глубинная дифференциация магмы платформенных базитов // Докл. АН СССР. 1976. Т.231. № 1. С.177-180

      Олейников Б.В., Томшин М.Д., Королева О.В. и др. Глубинная эволюция субщелочной толеит-базальтовой магмы в режиме палеорифтогенеза (на примере Чаро-Синской зоны). Препринт.  – Якутск. Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1984. 32 с.