2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Геохимия щелочных пород Анабаро-Уджинского междуречья

Копылова А.Г., Томшин М.Д.

Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, Якутск, Россия

kopylova@diamond.ysn.ru

В пределах Эбехаинского дайкового пояса пространственно совмещены дайки и силлы долеритов, производные толеитовой магмы, и дайки трахидолеритов, монцонитпорфиров и трахиандезитов, сформированные из расплавов щелочного оливин-базальтового состава. Особенности геохимического состава указывают на то, что толеитовая магма поступала из мантийного источника, соответствующего устойчивости шпинели, а щелочно-базальтовая – из более глубинного источника, равновесного с гранатом.

Проявления щелочно-базальтового магматизма на Сибирской платформе носит локальный характер и представлены отдельными телами трахидолеритов. Одна из таких провинций располагается  в Анабаро-Уджинском междуречье. Здесь серия сближенных даек субщелочного состава (трахидолериты, монцонитпорфиры и андезиты) объединена в протяженный Эбехаинский дайковый пояс (Томшин и др., 1997). По геологическим данным щелочные разности пород прорывают широко распространенные в районе пермотриасовые силлы и дайки долеритов, что свидетельствует об их более молодом возрасте. Присутствие обломков щелочных пород в конгломератах карния (T₃) свидетельствует о том, что формирование даек Эбехаинского пояса произошло на рубеже нижнего и среднего триаса. Цель данного сообщения – геохимическая  характеристика состава основных пород района. Химический и микроэлементный состав долеритов достаточно выдержан и является типичным для траппов Сибирской платформы с умеренным содержанием щелочей (сумма щелочей не превышает 2,5-3%), при доминирующей роли натрия (Олейников, Томшин,1991). Спектр распределения REE характеризуется умеренными концентрациями (La/Yb_n= 3,45-3,62), слабо проявленным Eu минимумом (Eu/Eu^*=0,59-0,74) и почти горизонтальным трендом HREE  (Gd/Lu=1,37).

Все исследованные тела трахидолеритов в петрографическом отношении отвечают по составу клинопироксеновым трахидолеритовым порфиритам. Они относятся к классу пород недосыщенных SiO₂ (Q от -7,8 до -10,9). Весьма показательно необычно  высокое содержание в трахидолеритах титана (>6 %  TiO₂), фосфора (> 1,2 % P₂O₅), летучих, повышенное железа (FeO_сум. свыше 14 %) и калия (в среднем до 2 %). Для распределения микроэлементов в трахидолеритах прежде всего характерно обогащение их элементами группы титана -  Zr, Nb, Y, Yb, Hf, Ta, заметно возрастает содержание LILE. В трахидолеритах установлено максимальное среди всех разностей пород Анабаро-Уджинского междуречья общее содержание редкоземельных элементов (∑=670), при этом наклон спектра REE достаточно крутой La/Yb_n=24,87,  La/Sm_n=2,59, Gd/Yb_n=5,42.  Доля сидерофильных элементов – Ni, Co, Cr, Sc   в трахидолеритах ниже, чем в долеритах. Исключение составляет ванадий, накапливающийся в более железистых разностях.

Монцонитпорфиры наиболее богатые кремнеземом и щелочами породы. Рост щелочности происходит в основном за счет высокого содержания калия, которое достигает в отдельных случаях значений > 7 % K₂O. Существенно увеличивается в монцонит-порфирах и доля Na₂O (иногда его значения превышают 5 %).   С  ростом лейкократовости пород возрастает роль алюминия. Cреди всех пород Анабаро-Уджинского междуречья в монцонитах фиксируется минимальное количество магния, железа, кальция, а также микроэлементов группы железа. По сравнению с трахидолеритами в них снижена доля титана (в среднем до 2,12 % TiO₂). Содержания крупноионных литофилов (Rb, Ba, Sr, Th, U) в монцонитпорфирах как и в трахидолеритах достаточно высоки и  резко отличаются от их значений в долеритах. Для монцонитпорфиров характерна наибольшая степень дифференцированности редкоземельных элементов La/Yb_n=30,5-45,0, при этом по содержанию тяжелых редкоземельных элементов – Ho, Er, Tm, Yb, Lu монцонитпорфиры приближаются к долеритам. Количество элементов группы титана – Zr, Hf, Ta, Nb в монцонитпорфирах  существенно выше, чем в долеритах, но значительно ниже их значений в трахидолеритах. На мультиэлементных спектрах монцонитпорфиров отмечаются хорошо выраженные отрицательные аномалии по Nb, Ti, Sr. По величине  отрицательной аномалии по ниобию (Nb/Nb*=0,45) монцониты сопоставимы с долеритами  (Nb/Nb*=0,55).

Тела трахиандезитов встречаются только в сочетании с интрузиями монцонитпорфиров. Химический состав трахиандезитов занимает промежуточное положение между трахидолеритами и монцонитпорфирами. В них достаточно высокое содержание SiO₂ (49-54 %), в среднем больше чем в монцонитах титана (> 3 % TiO₂), общего железа (> 9 % FeO), фосфора (0,75 % P₂O₅). Суммарное содержание щелочей достигает 7, 5 % при равной или иногда доминирующей роли калия. Содержание MgO, CaO, Ni, Co, Cr незначительно превышает их значения в монцонитах. Подобно трахидолеритам и монцонитпорфирам, трахиандезиты обогащены несовместимыми элементами. Спектры распределения REE для всей триады щелочных пород крутые, субпараллельные и в отличие от долеритов района в них не фиксируется европиевый минимум. На мультиэлементных трендах щелочных пород отчетливо проявлены отрицательные аномалии Sr и Ti, а в спектре  трахидолеритов не фиксируется ниобиевый минимум.

Интрузивы долеритов, становление которых закончилось в раннетриасовое время, связаны с комплексами трапповой формации и являются типично платформенными образованиями.  Существенное повышение щелочности расплава и соответственно обогащение легкими лантаноидами трахидолеритов, трахиандезитов и монцонитов обусловлено более глубоким погружением очагов магмообразования. Становление в последующее время Енисейско-Хатангского и Лено-Анабарского прогибов привело к смещению очагов магмообразования в более глубокие зоны и выплавлению щелочного оливин-базальтового расплава, из которого формировались вначале дайки трахидолеритов, а затем дайки и штокообразные тела монцонитпорфиров и трахиандезитов (Томшин, 2010). В качестве индикаторных оценок глубины формирования расплава воспользуемся отношением Tb/Yb_n, которое выше значения 1,8 в магмах образованных из мантийного источника, контролируемого гранатом и ниже 1,8 в менее глубинных расплавах, равновесных со шпинелью (Wang et al.,2002). Самые низкие значения отношений Tb/Yb_n  установлены  в долеритах (в среднем 1,2), тогда как в породах щелочного ряда оно значительно превосходит 1,8 (в трахидолеритах 3,6, в монцонитах 2,6, в трахиандезитах 3,1). Это дает основание предположить, что толеитовая магма, формирующая тела долеритов, поступала из мантийного источника, соответствующего устойчивости шпинели, а щелочно-базальтовая – из более глубинного источника, равновесного с гранатом. Данный вывод подтверждается также величинами отношений Sm/Yb_n = 1,68, Lu/Hf = 0,11, Ti/Y = 290 в долеритах, характерными для области контролируемой шпинелью. В щелочных породах эти отношения  равны: Sm/Yb_n, =9,38, Lu/Hf = 0,018, Ti/Y=530 , в трахидолеритах, Sm/Yb_n, =7,05, Lu/Hf =0,017, Ti/Y = 487 в монцонитпорфирах и Sm/Yb_n, =7,80, Lu/Hf = 0,015, Ti/Y = 470 в трахиандезитах, что указывает на присутствие граната в источнике.

Список литературы:

Олейников Б.В., Томшин М.Д. Эволюция состава интрузивного базитового магматизма Сибирской платформы во времени. // Траппы Сибири и Декана.  Новосибирск: Наука, 1991.  С. 39-63.

Томшин М.Д. Магматиты Эбехаинского дайкового пояса как возможный коренной источник россыпных алмазов на Северо-Востоке Сибирской платформы. //ДАН АН. 2010. Т.431. №1.С. 78-80

Томшин М.Д., Округин А.В., Саввинов В.Т., Шахотько Л.И. Эбехаинский дайковый пояс трахидолеритов на севере Сибирской платформы // Геология и геофизика. 1997. Т. 38. № 9. С.1475-1483

McDonough W, Sun S. The composition of the Earth // Chem. Geol., 1995. V. 120. № 3-4. P. 223-253.

Wang K., Plank T., Walker J.D., Smith E.L. A mantle melting profile across the Basin and Range, SW USA // J. Geophys. Res., 2002. V.107. № B1. 10.1029/2001JB000209.