Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Минетты Порьей губы Белого моря: новые минералогические и изотопно-геохимические данные.

Корешкова М.Ю.*, Лохов К.И.*^,**, Корнаков А.С.*, Пресняков С.Л.**, Капитонов И.Н.**, Богомолов Е.С.**

*Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

**Всероссийский геологический институт, Санкт-Петербург, Россия

mk6456@mail.ru

В районе Порьей губы Кандалакшского залива Белого моря расположены дайки слюдяных лампрофиров, обладающих несомненным сходством по минералогическому и химическому составу с лампроитами, как было показано в работах (Проскуряков, Увадьев, 1992; Никитина и др., 1999). Л.П. Никитиной с соавторами (1999) Rb-Sr изохронным методом установлен их возраст – 1719±8 млн лет, который однако не подтвердился Sm-Nd данными. В этом же дайковом поле находятся дайки нефелиновых пикритов, предположительно, девонского возраста. Взаимные пересечения даек отсутствуют. Дайки лампрофиров секутся карбонатными жилами с сульфидами, широко известными благодаря серебряному оруденению, с возрастом 802 млн лет (Лохов и др., 2010). Нами проведено исследование минералогического и химического состава лампрофиров, определен U-Pb возраст циркона с помощью SIMS SHRIMP II и параметры Lu-Hf изотопной системы с помощью LA-MCICPMS Finnigan Neptune/DUV-193 по методике (Лохов и др., 2009).

В дополнение к сведениям, представленным в работах (Проскуряков, Увадьев, 1992;Никитина и др., 1999; и других), необходимо указать, что минералогический состав лампрофиров варьирует от пород с флогопитом (Phl) и диопсидом (Di) во вкрапленниках и основной массой, сложенной кальцитом, Di и Phl, до пород, в которых вкрапленники представлены Phl, а основную массу составляют К-полевой шпат, К-рихтерит, Sr-апатит и Phl. Оливин и лейцит отсутствуют. В изученных нами 22 дайках преобладают породы, содержащие карбонат в основной массе. Одно из тел представляет собой карбонатитовую дайку, внедрившуюся в ранее существовавшую дайку лампрофира. Флогопит зональный, и во вкрапленниках, и в основной массе. Хотя вариации состава невелики (10-12 мас.% Al₂O₃, 2-4 мас.% TiO₂), в целом к кайме зерен состав смещается в сторону тетраферрифлогопита, но в некоторых случаях наблюдается увеличение содержаний Al₂O₃ и BaO. Часто встречаются ритмичная зональность и ксеногенные ядра. Бедный Ti, Na и Al (до 2 мас.% Al₂O₃) диопсид имеет обрастания эгирин-авгита. Амфибол – калиевый рихтерит, но бедный Ti (0.3-1.3 мас.% TiO₂). Калиевый полевой шпат (Kfs) представлен ортоклазом и микроклином, содержит до 3 мас.% FeO и до 13 мас.% BaO. В некоторых дайках наряду с Kfs присутствует альбит. Возможно, его появление связано с наложенными изменениями, также как и выделение гематита из твердого раствора, и обособление богатого Ва шпата, и переход ортоклаза в микроклин. Акцессорные минералы - рутил, монацит и циркон. Последний является минералом основной массы, кристаллизовавшимся после Phl и апатита, но раньше карбоната и Kfs. Это определяет неправильную форму зерен с развитием граней и вершин на границах с кальцитом и Kfs. В проходящем свете и в BSE наблюдается ритмичная зональность, невидимая в CL из-за низкой люминесценции, обусловленной высоким содержанием Th (440-3880 ppm) и U (330-1380 ppm) и, как следствие, большим количеством дефектов кристаллической решетки. Циркон характеризуется высоким Th/U отношением (0.7-3.8). Большинство зерен трещиноватые; по трещинам развиваются узкие зоны изменения.

Исследование изотопного состава U и Pb в 10 зернах циркона показало, что 8 из них обратно-дискордантные, что связано, вероятно, с выходом избыточного радиогенного Pb из частично измененного циркона (Wiedenbeck, 1995) и с отличием по составу от циркона, использованного в качестве стандарта. Большинство зерен имеет возраст по ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb в диапазоне 1760-1830 млн лет. Одно из нормально-дискордантных зерен значительно моложе. Пересечения полученной дискордии с конкордией дают значения возраста 1738±22 и 827±150 млн лет, соответствующие внедрению даек и наложенному изменению. Последнее значение близко времени формирования серебросодержащих жил. Внедрение щелочных пикритов и/или кальцитовых жил с сульфидами могло вызвать вторичные изменения в лампрофирах и частичную потерю радиогенного Pb цирконом. Исследование Lu-Hf изотопной системы показало, что цирконы имеют низкую величину ¹⁷⁷Lu/¹⁷⁶Hf <0.001 и в них присутствует компонента с избыточным радиогенным гафнием. Начальный изотопный состав широко варирует: eHf(Т) от -7 до +42, что невозможно для единой магматической генерации. Не наблюдается корреляции отношений ¹⁷⁷Hf/¹⁷⁶Hf и ¹⁷⁷Lu/¹⁷⁶Hf, следовательно, радиогенный Hf не связан с включениями минералов с высоким ¹⁷⁷Lu/¹⁷⁶Hf отношением, таких как апатит, гранат или карбонат. Это дает основание полагать, что компонента с избыточным радиогенным гафнием была захвачена цирконами при их кристаллизации на позднемагматической стадии при реакции с расплавом или флюидом. Изотопная Hf-Nd систематика (рис.1) показывает, что избыточный радиогенный гафний распределен в цирконах крайне гетерогенно. Аналогичное явление обнаружено в некоторых кальцифирах (Лохов и др., 2009). Для генерации флюида/расплава с избыточным радиогенным Hf требуется селективная перекристаллизация или замещение минералов с повышенным Lu/Hf отношением в глубинном источнике. Таким минералом может быть гранат из Phl-эклогитов, присутствующих в качестве ксенолитов в лампрофирах. Наблюдаемое замещение граната флогопитом в ходе глубинного метасоматоза могло привести к появлению флюида с избытком радиогенного Hf. Полученные изотопные данные для лампроитов: εNd(T) = -8 и (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I = 0.7027, как минимум, не отвергают такую интерпретацию.

Рис.1. Изотопная Hf-Nd систематика. Пунктирные серые линии показывают полосу корреляции для магматических пород - “terrestrial array”, эллипсы - поля составов кимберлитов первого (1), второго (2), переходного (3) типов и лампроитов и минетт (4) (Davies et al., 2006; Nowell et al., 2004).

Хотя сходство с лампроитами очевидно, есть и отличия, а присутствие карбоната и богатого Na полевого шпата исключают возможность употребления термина лампроит в отношении этих пород. Наиболее оправданным является использование термина минетта. По составу ближайшими аналогами являются минетты, в том числе алмазоносные, провинции Churchill, Канада (Peterson et al., 2002). Эти авторы и Л.П. Никитина с соавторами (1999) связывают происхождение минетт с постколлизионным плавлением смешанного корово-мантийного источника. Для решения вопроса о происхождении необходимо дальнейшее изучение магматической эволюции. Сложный характер зональности минералов и присутствие карбонатита может свидетельствовать о взаимодействии расплавов разного происхождения.

Работа выполнена в рамках НИР из средств федерального бюджета № 3.37.81.2011 и № 3.37.86.2011.

Литература:

Лохов Д.К., Лохов К.И., Прасолов Э.М. и др. Возраст и флюидный режим формирования серебросодержащих руд о. Медвежий (Порьегубский покров Лапландского гранулитового комплекса). Материалы конференции «Новые горизонты в изучении процессов магмо- и рудообразования» ИГЕМ РАН, 2010, С.430-432.

Лохов К.И., Капитонов И.Н., Прасолов Э.М., Сергеев С.А. Экстремально радиогенный гафний в цирконах из докембрийских кальцифиров. ДАН, 2009. Т. 425, № 5, с. 660 – 663.

Никитина Л.П., Левский Л.К., Лохов К.И. и др. Протерозойский щелочно-ультраосновной магматизм восточной части Балтийского щита. Петрология. 1999. Т. 7, № 3, С. 252-275.

Проскуряков В.В., Увадьев Л.И. Лампроиты Восточной части Балтийского щита. Изв. АН СССР. Сер. Геол. 1992. №8. С. 65-75.

Davies G.R., Stolz A.J., Makhotkin I.L., Nowell G.M., Pearson D.G. Trace element and Sr-Pb-Nd-Hf isotope evidence for ancient, fluid-dominated enrichment of the source of Aldan shield lamproites. J. Petrol., 2006. V.47. P.1119-1146.

Nowell D.M, Pearson D.G., Bell D.R., Carlson R.W., Smith C.B., Kemton P.D., Noble S.R. Hf isotope systematics of Kimberlites and their Megacrysts: New constrains on their Source regions. J. Petrol. 2004. P. 1-30.

Peterson T.D., O. Van Breemen, H. Sandeman, B. Cousens. Proterozoic (1.85–1.75 Ga) igneous suites of the Western Churchill Province: granitoid and ultrapotassic magmatism in a reworked Archean hinterland. Precam.Res. 2002. V.119. P.73-100.

Wiedenbeck, M. An example of reverse discordance during ion microprobe zircon dating: an artifact of enhanced ion yields from a radiogenic labile Pb. Chem.Geol. 1995. V.125. P. 197-218.