Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Литофациальные разновидности палеопротерозойских метакимберлитов проявления Кимозеро и их петрогеохимические характеристики (Центральная Карелия, Россия)

Каргин А.В.^*, Носова А.А.^*, Ручьев А.М.^**

* - Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН), Москва, Россия

** - Геологический институт КарНЦ РАН, Петрозаводск, Россия

kargin@igem.ru

Кимберлиты Кимозера относятся к уникальным проявлениям древнего, палеопротерозойского кимберлитового магматизма. Проявление Кимозеро локализовано в центральной части Онежской депрессии среди шунгитовых сланцев, базальтов и габбродолеритов заонежского комплекса палеопротерозойского возраста (~2000 млн. лет). Возраст формирования кимберлитов соответствует 1986 ±4 млн. лет (Самсонов и др., 2009). Первые находки кимберлитов были в 1992 г., однако на настоящий момент известны единичные обобщающие публикации (Ушков, 2001; Устинов и др., 2009).

Основными трудностями при изучении кимберлитов Кимозера являются метаморфизм в условиях зеленосланцевой фации и интенсивные сдвиговые деформации, имеющие посткимберлитовый возраст, порядка 1700 млн. лет. Наличие таких деформаций ставят под сомнение сохранность первичных морфологических особенностей диатремовой части, современные контуры структуры могут не соответствовать исходным, к тому же выходы кимберлитовых пород в различных частях структуры имеют различный эрозионный срез. Однако, несмотря на вышеперечисленные ограничения, в кимберлитах внутри тектонических блоков сохраняются исходные текстурно-структурные характеристики, которые в совокупности с характером вторичных изменений и петрогеохимическими особенностями, позволяют выделить два типа кимберлитов, образующие различные литофациальные разновидности: магнезиальные (Mg-кимберлиты) и карбонатные (Carb-кимберлиты). Наличие нескольких типов кимберлитов, различающихся по соотношению магнезиального и карбонатного компонентов, также характерно для других кимберлитовых провинций мира, например, Далдыно-Алакитский район, Якутия (Илупин и 1981).

Литофацильные разновидности всех кимберлитов Кимозера можно объединить в две зоны – диатремовую и кратерную. Помимо этого известны маломощные дайковые тела как Mg-, так и Carb-кимберлитов.

Диатремовая зона представлена автолитовыми кимберлитовыми брекчиями (АКБ), кимберлитовыми брекчиями (КБ) и ксенотуфорбрекчиями (КТБ). Породы состоят из ксенолитов, мегакрист и основной массы. Среди ксенолитов доминируют обломки долеритов, а в подчиненном количестве присутствуют углеродистые сланцы. Размер обломков в КБ и АКБ достигает первых см, при их содержании до 15-20 об. %; в КТБ размер обломков может достигать несколько дециметров, при их содержании до 50-60 об. %. Мегакристы, главным образом представлены оливином и слюдой. Оливин полностью замещается минералами группы серпентина, по которым, в свою очередь развивается хлорит, а также карбонатами. Слюда образует листочки, часто деформированные, размерами до 5-6 мм, практически полностью хлоритизированные. Основная масса состоит из серпентин-хлоритового агрегата с примесью карбонатного материала от первых до 30-40 об. %, мелких изометричных зерен полностью измененного оливина второй генерации, а также мелкой вкрапленностью рудного минерала до 10-15 об %. В АКБ отмечается наличие автолитов до 20 об. %. Автолиты обладают более мелкозернистой структурой с мегакристами оливина, полностью замещенного минералами группы серпентина, и хлоритизированной слюды, погруженных в карбонат-серпентиновую основную массу с мелкой вкрапленностью рудного минерала до 20 об. %. Часто автолиты имеют ядерное строение – ядрами служат ксенолиты вмещающих пород или крупные ксенокристы измененного оливина. Среди акцессорных минералов присутствуют гранаты, пироксены, шпинели, ильмениты и алмазы.

Кратерная зона представлена кимберлитовыми туфами и туффитами пиро- и эпикластических фаций, среди которых последние образовались за счет последующего переотложения пирокластического материала и материала диатремовых зон. Породы состоят из дезинтегрированного кимберлитового материала (аналогичного кимберлитам брекчий) с неравномерным добавлением обломков вмещающих пород, представленных долеритами или углеродистыми сланцами. Иногда содержание обломочного материала, в частности углеродистых сланцев, может доминировать в составе пород. Структуры пород изменяются от мелкозернистых до среднезернистых; в породах варьируют пропорции содержаний обломков оливина, слюды и количество рудного минерала. Зачастую сохраняются реликтовые слоистые и градационные текстуры, указывающие на процессы переотложения и перемыва кимберлитового материала. Например, отмечаются участки с чередованием слоев обогащенных рудным минералом (преимущественно магнетитом, до 80 об. %) и слоев обогащенных кимберлитовым материалом (или слюдой, или оливином или тем и иным материалом). По наличию вариаций в размерах, степени сортировки минеральных агрегатов, а также распределения пачек, сложенных различным кимберлитовым материалом по площади проявления, можно предположить наличие вариации в эрозионных срезах кратерной зоны в различных частях кимберлитовой структуры.

Все породы подверглись метаморфизму в условиях зеленосланцевой фации, в результате которого первичные породообразующие минеральные парагенезисы сильно преобразованы, они замещены карбонат-хлорит-актинолитовой ассоциацией. Среди туфов и туффитов, особенно вблизи контактов с вмещающими породами, проявлены наложенные процессы амфиболитизации и карбонатизации.

По геохимическим характеристикам Carb-кимберлиты обогащены Al₂O₃, CaO, P₂O₅, Li, Sr, Y, Nb, REE, Th, U и обеднены SiO₂, MgO, Cr и Ni, по сравнению с Mg-кимберлитами. На рис., отображающем спектры распределения редких несовместимых элементов видно, что Carb-кимберлиты отличаются от Mg-кимберлитов отсутствием положительной аномалии Zr-Hf и наличием отрицательной аномалии Ti. При этом для Carb-кимберлитов характерен более высокий уровень фракционирования REE: отношения (La/Yb)_n и (Gd/Yb)_n варьируют в интервале, соответственно 71-115 и 5.7-7.0 для Carb-кимберлитов, 20-48 и 3.1-5.2 для Mg-кимберлитов. Из рисунка также видно, что характер распределения редких элементов для большинства представительных образцов туффитов сопоставим со спектрами распределения Mg-кимберлитов, что подчеркивает их пиро- и эпикластическое происхождение.

Рис. Спектры распределения редких элементов, нормированных к примитивной мантии по () для кимберлитов Кимозера.

Полученные петрогеохимические различия предполагают наличие более геохимически обогащенного источника для Carb-кимберлитов Кимозера, чем для Mg-кимберлитов. Возможно, высокое содержание магнезиальной компоненты в расплавах Mg-кимберлитов связано с повышенной степенью ассимиляции перидотитов литосферной мантии в области генерации кимберлитовых магм (Sparks et al., 2008), в отличие от Carb-кимберлитов.

Таким образом, образование кимберлитового проявления Кимозеро происходила в два этапа: 1) внедрение магнезиальных кимберлитов, их туфов, а также продукты их перемыва; 2) внедрение кимберлитов, обогащенных карбонатной компонентой.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых, МК-2723.2012.5.

Литература:

Илупин И.П., Ваганов В.И., Осипов Ю.А., Подчасов В.М. Две группы кимберлитов в Далдынском поле сибирской кимберлитовой провинции // Докл. АН СССР, 1981. Т. 261. № 4. С. 957-960.

Самсонов А.В., Ларионова Ю.О., Сальникова Е.Б. и др. Изотопная геохимия и геохронология палеопротерозойских метакимберлитов Кимозерского проявления (Центральная Карелия) // Материалы IV Российской конференции по изотопной геохронологии «Изотопные системы и время геологических процессов». Санкт-Петербург, 2011. Т. 2. С. 158-161.

Устинов В.Н., Загайный А.К., Смит К.Б., Ушков В.В., Лазько Е.Е., Лукьянова Л.И., Лобкова Л.П. Раннепротерозойские алмазоносные кимберлиты Карелии и особенности их формирования // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 9. С. 963-977.

Ушков В.В. Кимозерское проявление алмазоносных кимберлитов в Онежской структуре // Геология и полезные ископаемые Карелии. 2001. №. №. С. 94-98.

Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Крючков А.И. Коренные месторождения алмазов мира. М.: ОАО «Издательство «Недра», 1998. 555 с.

McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. V. 120. P. 223-253.

Sparks R.S.J., Brooker R.A., Brown R.J. et al. The nature of kimberlite melts, rock and magmas // IX Kimberlite Conf., Extended abstract, 2008. №9IKC-A00260. P. 1-3.