Геохимическая характеристика дайковых пород Костомукшского железорудного месторождения: систематика стабильных и радиогенных изотопов.

Антонов А.В.¹, Лохов К.И.¹, Прилепский Э.Б.¹, Богомолов Е.С.¹,

Лукьянова Л.И.¹, Устинов В.Н.²

1-     ФГУП ВСЕГЕИ, 2 √ АК ╚АЛРОСА╩, Санкт-Петербург

В пределах костомукшского железорудного месторождения (территория карьра) развито несколько разноформационных дайковых серий [1]. Щелочно-ультраосновная серия (более 30 даек) представлена оливин-флогопитовыми и лейцит-флогопитовыми лампроитами [2].  Контрастирующие по геологическому положению (залегание и фациальная принадлежность) с лампроитовой серией слюдиты,  представленные дайками сопоставимой мощности (~ 1-2 м) заинтересовали нас обилием карбоната, входящего в их флогопит-биотитовой матрикс.

Возрастные генетические отношения между ними не всегда ясны, хотя минералогические и петрологические данные предполагают разницу. Мы изучили  изотопный состав углерода и кислорода для того, чтобы охарактеризовать состав и генезис породообразующих флюидов, а также Rb-Sr и Sm-Nd в слюдах из слюдитов. Для лампроитов данные были получены ранее [2]. Полученные изотопные данные указывают на контрастные различия пород. В карбонатах из лампроитов содерижится углерод с типично мантийным d¹³С, а большее, по сравнению  с карбонатитами d¹⁸O, своим происхождением обязанно низкотемпературным процессам взаимодействием флюид-порода на постмагматической стадии. Для карбонатов из слюдитов характерен изотопный состав углерода и кислорода в ╚метаногенных╩ карбонатах (возникших в результате окисления метана), что определяет исключительно низкие величины d¹³С.

Начальный состав стронция в лампроитах близок к таковому, наблюдаемому в мантийных карбонатитах, а величины еNd(T) указывают на то, что они произошли произошли из обогащенного мантийного источника. При том, что возраст внедрения лампроитов составлят 1230 млн. лет, модельный возраст источника около 2 млрд. лет [2]. Для слюдитов характерны исключительно высокие начальные отношения для стронция ((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i >1) и отрицательные величины еNd(T). Rb-Sr датирование слюдитов позволило установить, что их возраст составляет примерно 2 млрд. лет, а исследование Sm-Nd системы указывает на модельный возраст источника порядка 2.7 млрд. лет. Таким образом, модельный возраст лампроитов и возраст внедрения слюдитов совпадают, т.е. образование обогащенного мантийного источника лампроитов маркируется внедрением слюдитов, представляющих собой, по-видимому, гибридные породы (смесь мантийного и нижнекорового вещества). Приняв начальный изотопный состав стронция для этого вещества как 0.715 мы расчитали, что за время 0.7 млрд. лет (интервал 2.7 млрд. лет √ 2 млрд. лет) для образования аномально высоких начальных отношений стронция, определенных по карбонатам из слюдитов, требуется чтобы  рубидий-стронциевое отношение в источнике находилось в пределах от 7 до 35. Это указывает на то, что источник слюдитов имеет коровую компоненту вещества, а присутствие метана во флюидной фазе определяется присутствием графита (что обычно для нижнекоровых гранулитов).

Рис. 1. Изотопная систематика C, O, Sr и Nd для слюдитов и лампроитов Костомукшского железорудного меторождения.

Различия в составе флюидов находит отражение в характерах распределения РЗЭ в исследуемых породах. Для лампроитов характерны типы распределения сходные с карбонатитами, в то время как для слюдитов, в составе флюидной фазы которых преобладал метан, характерны спектры с существенно меньшей величиной La/Lu_N. Эти данные подтверждают выводы о том, что метановый флюид, в отличие от углекислотного, не является эффективным носителем легких РЗЭ [3].

В результате изучения слюдитов было установлено, что существует глюбинный источник смешанного генезиса, доставлюющий в верхние горизонты коры изотпно легкий углерод. Примечательно, что возраст магматических производных этого источника около 2 млрд. лет, т.е. соответствует людиковийскому времени вулканизма и осадконакопления в палеопротерозое Балтийского щита. Полученные данные могут свидетельсьвовать, что накопление огромных количеств изотопно легкого  углерода в осадочных комплесах людиковия связанно не с активностью биоты того  времени, а  с активизацией упомянутого глубинного источника за счет активности ранне протерозойского суперплюма.

1. Горьковец В.Я., Раевская М.Б., Белоусов Е.Ф., Инина К.А. Геология и металлогения района Костомукшского железорудного месторождения. Петразоводск ╚Карелия╩ 1981, 142 с.

2.  Никитина Л.П., Левский Л.К., Лохов К.И., Беляцкий Б.В., Журавлев В.А., Лепехина Е.Н., Антонов А.В. Протерозойский щелочно-ультраосновной магматизм восточной части Балтийского щита. Петрология, 1999, том 7, ╧3, с. 252-275.

3. Лохов К.И., Астафьев Б.Ю., Воинова О.А., Матуков Д.И., Антонов А.В., Прасолов Э.М., Прилепский Э.Б., Богомолов Е.С. Возраст и генезис раннедокембрийской графитовой минерализации лапландского гранулитового пояса (Кольский полуостров). Региональная геология и металлогения, 2006, 28, с. 89-100.