2014

Бадделеит и кальциртит из матрикса кимберлитов Кировоградского мегаблока Украинского щита

Цымбал С.Н.¹, Цымбал Ю.С.¹, Соболев В.Б.²

¹Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины, Киев, Украина

tsymbal@igmof.gov.ua

²Технический центр НАН Украины, Киев, Украина

В центральной части Кировоградского (Ингульского) мегаблока Украинского щита (УЩ) палеопротерозойского возраста известно два проявления кимберлитов гипабиссальной фации – Лелековское и Щорсовское. Они расположены в пределах Лелековской зоны глубинных разломов северо-западного простирания и представляют собой маломощные дайки того же направления. Дайки прорывают гнейсы ингуло-ингулецкой сери (> 2100 млн лет), граниты кировоградского комплекса (2065-2045 млн лет) и ураноносные альбититы (1850-1800 млн лет). Изотопный возраст кимберлитов 1770±9 млн лет (определен изохронным Rb-Sr методом [4]. Кимберлиты относятся к слюдяному типу. По минеральному составу и геохимическим особенностям они имеют сходство с кимберлитами Южной Африки, а отдельные их разновидности – с кимберлитами Коиду Западной Африки. Для этих кимберлитов характерно наличие многочисленных мелких ксенолитов хромшпинелевых перидотитов и продуктов их дезинтеграции. Связующая масса (матрикс) кимберлитов состоит из оливина (нацело серпентинизирован), флогопита и кальцита в разных соотношениях. В небольшом количестве встречаются также титаномагнетит, хромшпинель, перовскит, рутил, марганцевый ильменит, сфен, диопсид, амфибол и апатит. Данные о составе кимберлитов приведены в работах [1, 3]. Уже после их публикации в матриксе кимберлитов Лелековского и Щорсовского проявлений были выявлены фенокристы бадделеита и кальциртита.

Бадделеит образует индивидуальные кристаллы и их сростки размером 5-15 мк (рис. 1, а, б). В отраженных электронах они обнаруживают фиолетово-синее свечение, благодаря чему их легко идентифицироватья при микрозондовых исследованиях. Содержание ZrO₂ в бадделеите варьирует от 92 до 98 %, HfO₂ – от 0,74 до 1,58 %, величина отношения Zr/Hf – от 52 до 110. Из примесей определены FeO (0,7-3,1 %), TiO₂ (0,75-3,10 %), Nb₂O₅ (0,2-1,5 %), Ta₂O₅ (<0,14 %), UO₂ (до 0,15 %) и РЗЭ. По составу бадделеит из матрикса кировоградских кимберлитов близок к таковому из матрикса кимберлитов Новоласпинских трубки и дайки, расположенных в восточной части Приазовского мегаблока УЩ (рис. 2). Вместе с тем он существенно отличается от бадделеита, слагающего реакционные каймы на обломках мегакристных цирконов, выявленных нами ранее в кимберлитах Новоласпинских трубки и дайки [4].

Кальциртит распространен в матриксе кировоградских кимберлитов значительно шире, чем бадделеит. Он представлен обычно скелетными футляроподобными кристаллами размером 5-15 мк (рис. 1, в, г). Их рост начинался с одной из вершин и от нее происходило наращивание ребер. В большинстве случаев рост кристаллов приостановился на этапе образования ребер и грани не успели сформироваться. Особенности морфологии кристаллов указывают на то, что они образовались из остаточного расплава-флюида, в котором необходимые для их роста элементы находились в малом количестве. Некоторые кристаллы имеют признаки более позднего растворения вершин и ребер. Кристаллы с почти полностью заросшими гранями встречаются редко. Содержание минералообразующих компонентов в изученных кальциртитах изменяется в пределах, %: ZrO₂ – 60,6-68,5; TiO₂ – 11,5-17,0; CaO – 8,5-14,6; FeO – 1,5-4,5; HfO₂ – 0,57-1,30; MgO – 0,25-1,60. Постоянными примесями в них являются Nb₂O₅ (0,25-2,20 %), РЗЭ (0,2-0,5 %), UO₂ (0,16-0,24 %), Y₂O₃ (0,08-0,30 %) и Na₂O (0,08-0,36 %). Величина отношения Zr/Hf варьирует от 50-60 до 90-100. В отдельных кристаллах кальциртита определено высокое содержание Na₂O (2,0-5,4 %), но причина такого обогащения их не выяснена.

Как видно на рис. 3, кальциртиты из матрикса кимберлитов Кировоградского мегаблока заметно отличаются от кальциртитов из матрикса кимберлитов Новоласпинских трубки и дайки прежде всего более высокой концентрацией FeO и Nb₂O₅. На диаграммах FeO – ZrO₂, FeO – TiO₂, TiO₂ – и CaO – ZrO₂ поля фигуративних точек их состава не перекрываются. Кальциртиты в матриксе кимберлитов Новоласпинских трубки и дайки образуют идиоморфные изометричные кристаллы в срастании с бадделеитом и перовскитом, а скелетные кристаллы их здесь не установлены.

Таким образом, в палеопротерозойских слюдяных кимберлитах Кировоградского мегаблока УЩ впервые идентифицированы и изучены микрофенокристаллы бадделеита и кальциртита. Судя по взаимоотношению с другими минералами матрикса этих кимберлитов, они кристаллизовались позже титаномагнетита, перовскита и Mn-ильменита, но раньше диопсида, амфибола, апатита и кальцита. Позднемагматический генезис их не вызывает сомнения. Наличие этих циркониевых минералов в матриксе слюдяных кимберлитов позволяет предполагать, что они образовались из остаточного расплава-флюида, обогащеного карбонатной составляющей, Ti, Fe, Zr, Nb_, но недосыщенного кремнеземом. Имеется возможность определить U-Pb методом по бадделеиту и перовскиту время становления кимберлитовых даек на гипабиссальном уровне

Литература:

1.                Tsymbal S.N., Tsymbal Y.S. Mineralogy of great bulk of kimberlites of the Kirovograd megablock of the Ukrainian Shield / Geochemistry of magmatic rocks-2010. Abstract of XXVII International conference School "Geochemistry of Alkaline rocks" Moscow-Koktebel. 2010. P. 205-206

2.                Цымбал С.Н., Кременецкий А.А., Соболев В.Б., Цымбал Ю.С. Минералы циркония из кимберлитов Новоласпинской трубки и дайки (юго-восток Украинского щита) Минерал. журн. 2011. 33, №1. с. 41-62

3.                Цымбал С.Н., Кривдик С.Г, Кирьянов Н.Н., Макивчук О.Ф. Вещественный состав кимберлитов Кировоградского геоблока (Украинский щит) Минерал. журн. 1999. 21, № 2/3. С. 22-38.

4.                Юткина Е.В., Кононова В.А., Цымбал С.Н., Левский Л.К., Кирьянов Н.Н. Изотопно-геохимическая специализация мантийного источника кимберлитов кировоградского комплекса (Украинский щит) Доклады РАН. 2005. 402, № 1. С. 87-91.