Минералогия ксенолита слюдяного кимберлита

из трубки Удачная-Восточная

Шарыгин В.В.*, Каменецкий В.С.**, Маас Р.***

*ИГМ СО РАН, Новосибирск;

**School of Earth Sciences, University of Tasmania, Hobart, Australia;

***School of Earth Sciences, University of Melbourne, Australia

Уникальный ксенолит слюдяного кимберлита округлой формы (размер - 6 см) был найден в глыбе неизмененного кимберлита тр. Удачная-Восточная на рудном складе (примерный интервал - 450-500 м). В этом ксенолите на фоне среднезернистой массы выделяются крупные ксенокристы оливина (3-7 мм) округлой или неправильной формы. Ксенолит содержит значительное количество пустот, которые частично заполнены крупными кристаллами флогопита и иногда губчатого кальцита (до 1 мм). Реже здесь присутствуют кристаллы перовскита, джерфишерита, шпинели и содалита. Среднезернистая основная масса содержит оливин, флогопит, зональную шпинель, перовскит. В качестве акцессорных минералов выявлены содалит, джерфишерит, кальцит, монтичеллит, Mg-ильменит, апатит, афтиталит, хлориды и Mg-силикат (гумит или серпентин). Контакт между ксенолитом и вмещающим кимберлитом резкий, без каких-либо реакционных взаимодействий. По минеральному составу слюдяной кимберлит принципиально отличается от вмещающего кимберлита обилием флогопита, оливина, шпинели и перовскита и минимальными концентрациями карбонатов, сульфидов и хлоридов.

Породообразующие минералы слюдяного кимберлита имеют зональное строение. Для оливина характерна такая же зональность, как и в оливинах вмещающих кимберлитов (Kamenetsky e a., 2008). Зональность шпинели в ксенолите также не отличается от таковой для шпинели из вмещающих кимберлитов: центр - Cr-шпинель (Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)₂O₄, промежуточная зона - Ti-магнетит (Mg,Fe)(Fe,Ti,Al)₂O₄, край - Mg-магнетит (Mg,Fe)Fe₂O₄. Флогопит имеет менее выраженную зональность, вариации его состава (в мас.%): SiO₂ - 37.0-38.3; TiO₂ - 3.2-4.0; Cr₂O₃ - 0-0.9; Al₂O₃ - 14.6-15.9; FeO - 6.0-7.1; MgO -22.4-23.3; BaO - 0.4-1.5; Na₂O - до 0.3; K₂O - 9.7-10.2; F - 0.1-0.3. Лишь в некоторых зернах выявляется высокохромистый центр или оторочка, обогащенная SiO₂, MgO, F и Na₂O и обедненная FeO, TiO₂, Al₂O₃ и BaO. Наиболее интересна зональность в перовскитах (рис. 1). В отраженном свете и на сканирующем микроскопе большинство зерен имеют обычную зональность (яркий центр, темный край). Это наиболее характерно для перовскита вблизи контакта с вмещающим кимберлитом: от центра к краю наблюдается резкое падение концентраций LREE₂O₃ (от 4.0-5.0 до 2-2.5 мас.%) и ThO₂ (от 0.5-1.6 до 0 мас.%), иногда совмещенное с понижением Nb₂O₅ (от 1.5-2.0 до 0.7-1.0 мас.%). Перовскит из центральной части ксенолита характеризуется отсутствием яркого центра и тонкоритмичной зональностью. Различия по составу отдельных зон незначительны по содержанию Ca, Ti, LREE and Nb, хотя общая тенденция по понижению LREE и Nb от центра к краю сохраняется. По составу перовскит из слюдяного ксенолита принципиально не отличается от минерала из вмещающих кимберлитов. В обоих случаях он близок к идеальному CaTiO₃, а общее содержание других миналов (Na_0.5Ce_0.5TiO₃, NaNbO₃, CeFeO₃ и Th_0.5TiO₃) обычно не превышает 8 мол.% (рис. 1), что характерно для большинства кимберлитов мира (Chakhmouradian, Mitchell, 2000). Сопоставление ICP-MS данных по перовскиту и слюдяному кимберлиту показывает, что перовскит является главным минералом, контролирующим редкоэлементный состав породы (рис. 2).

Рис. 1. BSE фотографии и вариации состава для перовскитов из ксенолита слюдяного кимберлита и вмещающего кимберлита, тр. Удачная-Восточная.

Шкала на BSE фотографиях - 10 ╣m. Prv10-1 √ вмещающий кимберлит; Prv1-1, Prv3-4 √ ксенолит вблизи контакта с вмещающим кимберлитом; Prv17-1 √ ксенолит, центральная часть. Символы: черный квадрат √ вмещающий кимберлит; белый квадрат √ ксенолит, контакт; крестик √ ксенолит, центральная часть. Mgt √ магнетит.

Рис. 2. Спайдер-диаграмма для перовскита и породы, ксенолит слюдяного кимберлита, тр. Удачная-Восточная. Данные LA-ICP-MS и ICP-MS.

Rb-Sr и Ar-Ar датирование по флогопиту из слюдяного кимберлита указывает на возраст ≈370 млн. лет (Maas e. a., 2007), что согласуется с более ранними датировками для тр. Удачная. Скорректированные на возраст Sr и Nd изотопные отношения в перовските ксенолита слюдяного кимберлита тр. Удачная (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7030, еNd=+5.5) подтверждают предположение об участии рециклированной океанической коры в мантийном источнике кимберлитов, сделанное ранее по Hf-Nd изотопным данным (Nowell e a., 2004).

Таким образом, полученные данные не выявляют существенных различий между ксенолитом слюдяного кимберлита и вмещающим кимберлитом тр. Удачная. Слюдяной кимберлит представляет собой фрагмент предшествующего этапа внедрения или дифференциат исходного кимберлитового расплава. В связи с этим возникает вопрос, что произошло с сульфид-хлорид-карбонатной составляющей, характерной для основной массы вмещающих кимберлитов? Хлоридные и хлоридно-карбонатные нодули в свежих кимберлитах тр. Удачная-Восточная (Каменецкий и др., 2006) вполне могут быть тем недостающим компонентом.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 07-05-00072) и СО РАН (интегр. проект 6.15).

Литература

Каменецкий В.С., Шарыгин В.В., Каменецкая М.Б., Головин А.В. Хлоридно-карбонатные нодули в кимберлитах трубки Удачная: альтернативный взгляд на эволюцию кимберлитовых магм // Геохимия. 2006. Т. 44. ╧ 9. С. 1006-1012.

Chakhmouradian A.R., Mitchell R.H. Occurrence, alteration patterns and compositional variation of perovskite in kimberlite // Canad. Miner. 2000. V. 38. P. 975-994.

Kamenetsky V.S., Kamenetsky М.B., Sobolev A.V., Golovin A.V., Demouchy S., Faure K., Sharygin V.V., Kuzmin D.V. Olivine in the Udachnaya-East Kimberlite (Yakutia, Russia): Types, Compositions and Origins // J. Petrol. 2008. V. 49. P. 823-839.

Maas R., Kamenetsky V.S., Sharygin V.V. Recycled oceanic crust as a possible source of kimberlites - Isotopic evidence from perovskite, Udachnaya-East pipe, Siberia // Geochim. Cosmochim. Acta. 2007. V. 71(15). P. A608-A608.

Nowell G.M., Pearson D.G., Bell D.R., Carlson R.W., Smith C.B., Kempton P.D., Noble S.R. Hf isotope systematics of kimberlites and their megacrysts: New constraints on their source regions // J. Petrol. 2004. V.45. P. 1583-1612.

зеркало на сайте "Все о геологии"