Региональные особенности лампроитового и кимберлитового магматизма юго-западной части Сибирской платформы

Егоров К.Н., Киселев А.И., Минаева Ю.А.

Институт земной коры СО РАН, Иркутск, Россия

egorov@crust.irk.ru

 

В пределах юго-западной части Сибирской платформы выделяется три этапа внедрения лампроитов и кимберлитов: мезопротерозой (средний рифей, около 1200 млн. лет), неопротерозой (венд, около 630 млн. лет) и средний палеозой (девон, около 370 млн. лет). Алмазоносность калиевых мантийных пород юго-западной части Сибирской платформы ранее была установлена только для среднерифейских лампроитов Ингашинского поля. В 2008 г. в одной из даек лампроитоидов среднепалеозойского возраста бассейна р. Бирюсы после термохимического разложения 25 кг материала пробы класса -0,5 мм сотрудниками филиала Компании «Сибирские алмазы» извлечены 10 микроалмазов размером 0,1-0,5 мм. Все кристаллы прозрачны, окрашены в интенсивный желтый, зеленовато-желтый цвет. По кристаллографической форме алмазы относятся к комбинационным кристаллам, морфология которых усложнена сочетанием граней гексаоктаэдров, тетрагексаэдров и куба. Существование двух (среднерифейской и среднепалеозойской) эпох тектоно-магматической активности, сопровождающейся формированием алмазоносных лампроитовых (кимберлитовых) тел в пределах южной окраины Сибирской платформы подтверждается наличием «древних» докембрийских и фанерозойских типов алмазов в россыпях р. Бирюсы и Ингашет (Егоров и др. 2009).

Мезопротерозойский этап (средний рифей)

В настоящее время единственными проявлениями среднерифейского алмазоносного магматизма на территории Сибирской платформы являются лампроиты Присаянья с возрастом внедрения 1268±12 млн. лет. По классификации (Богатиков и др.,1991) лампроиты относятся к флогопит-оливиновым ультраосновным разновидностям с содержанием оксида титана от 0.92 до 3.89 мас.%. Породы содержат ряд типоморфных минералов, характерных для ультраосновных лампроитов: тетраферрифлогопит (TiO₂ 6-8 мас.%, Al₂O₃ 5-7 мас.%), прайдерит, Nb-рутил (Nb₂О₅ до 1.61 мас. %), Mn-ильменит (MnО 2-3 мас.%, примесь Nb₂О₅ до 3.5 мас. %), F-Sr-апатит (SrО 1.5-12 мас.%, F 2-4 мас. %), La-Ce рабдофанит (La₂О₃ 20-22 мас.%, Ce₂О₃ 34-36 мас. %), армолколит (Cr₂О₃ до 0.5 мас.%). Среди барофильных акцессорных минералов установлены алмазы, пиропы ультраосновного и эклогитового (в т.ч. алмазоносных) парагенезисов. Кроме того, в лампроитах присутствуют хромшпинелиды (Cr₂O₃ до 65.2 мас.%) и хромдиопсиды (Cr₂O₃ до 3.6 мас.%); пикроильменит в породах не обнаружен.

Лампроиты характеризуются повышенными концентрациями LILE и отрицательными аномалиями Nb, Ta в спектрах редких элементов. Изотопный состав лампроитов (e_Nd = -9.9 ÷ -3.8; ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(t) = 0.7044 ÷ 0.7061) указывает на формирование мантийного источника этих пород в обогащенной мантии первого типа (EM-1). Модельный возраст T_Nd(DM) обогащения мантийного источника лампроитов равен 2.1-2.0 млрд. лет.

Неопротерозойский этап (венд)

В пределах Присаянья широко проявлены разнообразные калиевые щелочно-ультраосновные породы зиминского комплекса с возрастом 650-630 млн. лет. Слюдяные кимберлиты, выявленные в бассейне р. Ярмы, слагают отдельные дайки или ассоциируют с пикритами в сложнопостроенных дайковых телах.

Слюдяной кимберлит дайки «Бушканайская» сложен порфировыми выделениями измененного оливина, флогопита, кальциевого диопсида и хромдиопсида (Cr₂O₃ 1.5-2.5 мас.%). Основная масса породы представлена псевдоморфозами по оливину II генерации, лейстами флогопита, микролитами диопсида, шпинелидами и серпентин-карбонатным матриксом. Шпинелиды по составу образуют широкий ряд: от титансодержащих алюмомагнезиохромитов до титаномагнетитов. Высокое содержание в основной массе кимберлита хромшпинелидов (Cr₂O₃ 45-55 мас.%) и незначительное количество ульвошпинелей, титаномагнетитов свидетельствуют о его потенциальной алмазоносности (Архангельская…, 1999). В кимберлите отмечаются редкие зерна пикроильменита, а также манганоильменита с аномально высокими содержаниями оксида марганца (до 17 мас.%).

Слюдяной кимберлит дайки «Бушканайская» относится к низкотитанистому петрогеохимическому типу (0.6-0.7 мас.% TiO₂) по классификации (Богатиков и др., 2007). Для кимберлита характерны пониженные количества Zr (100.68 ppm ), Nb (37.85), Ce (26.61), La (17.26) Y (6.65) и низкая сумма REE (64.37 ppm). Кимберлит имеет повышенные значения индикаторных отношений Zr/Nb (2.66), Ba/Nb (9.81), Rb/Nb (0.87), Ba/La (21.51), Ba/Th (531.11) и низкие величины - La/Yb (23.15), Ce/Y (4.0). Кимберлит характеризуется отрицательными аномалиями Th, U, Ce и максимумами Ba, Pb, Zr, а также слабо дифференцированным, пологим наклоном спектра распределения HFSE и REE. Судя по изотопному составу кимберлита (-9.0 e_Nd и 0.7050 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(t)) его мантийный источник соответствует обогащенной мантии первого типа (EM-1). Модельный возраст T_Nd(DM) обогащения мантийного источника кимберлита равен 2.1 млрд. лет.

Палеозойский этап (девон)

В пределах Присаянского прогиба (бассейн р. Бирюсы) известны дайковые тела, выполненные лампроитоподобными калиевыми породами, одна из которых датирована Rb-Sr методом 370 млн. лет. Петрографо-минералогические и петрогеохимические особенности калиевых мантийных магматитов позволяют отнести их к лампроитам основного состава по классификации (Богатиков и др., 1991).

Лампроитоиды сложены вкрапленниками хромистого авгита, хромдиопсида (Cr₂O₃ до 1.2-2 мас.%, Na₂O 0.6-1.8 мас.%), измененного оливина и реже титан-бариевого флогопита. Основная масса состоит из субкальциевого салита, псевдоморфоз по оливину, санидина, железистого флогопита, девитрифицированного стекла. Среди оксидно-рудных минералов основной массы преобладают шпинелиды составом от алюмомагнезиальных хромшпинелидов до титаноферрихромитов, реже встречаются титаномагнетиты и ильмениты с содержанием MnO до 4 мас.%. Среди акцессорных минералов отмечаются микроалмазы, единичные зерна пиропов лерцолитового парагенезиса (Cr₂О₃ не более 3 мас.%), пироп-альмандины, гранаты голдмандит-уваровитового ряда, хромгроссуляры, хромшпинелиды (Cr₂О₃ 40-59 мас.%).

Петрохимическая специфика лампроитоидов отражена в пониженной титанистости (TiO₂ 0.55 мас.%), умеренной магнезиальности (MgO 12.88 мас.%), повышенной глиноземистости (Al₂O₃ 13.41 мас.%) и калиевости (K₂O 3.4 мас.%) пород, а также высоком содержании в них хрома (до 1330 ppm). Для лампроитоидов характерны повышенные концентрации бария (4413.84 ppm), умеренные количества лантана, церия и низкие концентрации ниобия (67.02 ppm), тантала (5.76 ppm), циркония (53.25 ppm). Особенности распределения редких элементов (отрицательные аномалии Th, U, Nb, в меньшей степени Ta) в лампроитоиде свидетельствуют о выплавлении первичных расплавов из литосферы со следами коровой контаминации.

Согласно полученным изотопным данным (εNd = -8.39, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(t) = 0.7086) мантийный источник лампроитоида соответствует обогащенной мантии EM1-типа. Повышенное значение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(t) в лампроитоиде может быть связано с ассимиляцией расплавом корового материала, обладающим высоким отношением ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Модельный возраст T_Nd(DM) обогащения мантийного источника среднепалеозойских лампроитоидов равен 1.8 млрд. лет, то есть характерный для модельных возрастов источников EM1-типа (AR₃-PR₁) (Архангельская…, 1999).

Таким образом, в юго-западной части Сибирской платформы выделяются три этапа (среднерифейский, вендский и девонский) проявления калиевого (в т. ч алмазоносного) мантийного магматизма. Модельный возраст T_Nd(DM) обогащения мантийных источников алмазоносных лампроитов и лампроитоидов, а также слюдяных кимберлитов варьирует от 2.1 до 1.8 млрд. лет. Этот временной отрезок соответствует коллизионным событиям, связанными с аккрецией террейнов и образованием Сибирского кратона в его современной структуре. На финальной стадии развития коллизонной системы тектонически утолщенная литосфера становилась гравитационно нестабильной. Это сопровождалось деструкцией (деламинацией) низов литосферной мантии и погружением ее блоков в астеносферу. Подъем более горячей астеносферы в местах литосферного утонения способствовал усилению дегазации флюидов и их метасоматического воздействия и обогащения некогерентными элементами низов литосферной мантии. Дополнительными источниками обогащения могли быть деламинированные блоки мантийной литосферы, а также фрагменты древней субдуцированной коры (Богатиков и др., 2007 и др.). В результате на рубеже 2.1-1.8 млрд. лет на южной окраине Сибирского кратона в ходе коллизионного торошения микроконтинентов и деламинации литосферы сформировались метасоматизированные области, способные генерировать разнообразные калиевые магматиты. Разрыв во времени между внедрением лампроитов, кимберлитов Присаянья и метасоматическим обогащением их мантийных источников достаточно велик: от 0.8 до 1.4 млрд. лет. Такой значительный временной интервал создавал, благоприятные условия для обогащения источника флюидами и/или коровым материалом.

Следует особо подчеркнуть, что алмазоносные лампроиты, лампроитоиды и кимберлиты юго-западной части Сибирской платформы имеют общие изотопно-геохимические признаки (отрицательные значения e_Nd, древний модельный возраст, источник EM1-типа) резко отличные от слюдяных пикритов и щелочных пород зиминского комплекса Присаянья. Пространственная совмещенность в пределах Урикско-Ийского грабена алмазоносных лампроитовых даек Ингашинского поля, многочисленных ореолов рассеяния минералов-спутников алмазов, а также даек слюдистых кимберлитов, группирующихся в единой линейной зоне северо-западного простирания, значительно повышают перспективы коренной алмазоносности Восточного Присаянья.

 

Литература

 

Архангельская алмазоносная провинция (геология, петрография, геохимия и минералогия) / Под ред. Богатикова О.А. М.: Изд-во МГУ, 1999. 524 с. Богатиков О.А., Рябчиков И.Д., Кононова В.А. и др. Лампроиты. М.: Наука. 1991.302 с. Богатиков О.А., Кононова В.А., Носова А.А. и др. Кимберлиты и лампроиты Восточно-Европейской платформы: петрология и геохимия // Петрология. 2007. Т.15. № 4. С. 339-360. Егоров К.Н., Галенко В.П., Скляров В.Е. Типоморфные особенности алмазов бассейна р. Бирюсы (Восточное Присаянье) в связи с поисками коренных источников // Материалы конференции «Онтогения минералов и ее значение для решения геологических прикладных и научных задач. Санкт-Петербург: СПГГИ, 2009. С. 45-47.