Кимберлитовые силлы по р. Мела (Зимнебережный алмазоносный район):

возраст, состав, петрогенезис

Первов В.А.* Ларченко В.А.** Степанов В.П.** Минченко Г.В.**

Богомолов Е.С*** Кряжев С.А.****

*ИГЕМ РАН **╚АЛРОСА-Поморье╩ ***ИГГД РАН ****ЦНИГРИ МПР

Важнейшая роль CO₂ в генерации и эволюции кимберлитовых магм широко известна и подтверждается значительным развитием карбонатов в кимберлитах (Mitchell, 1986) и экспериментальными данными о значительной растворимости CO₂ в кимберлитовых магмах при высоких давлениях и резком падении растворимости при снижении давления, что, вероятнее всего, и определяет взрывной характер кимберлитового магматизма (Girnis et al., 1995).

Однако известны случаи (хотя и довольно редкие), когда богатая CO₂ кимберлитовая магма достигала поверхности, где происходила ее дифференциация с отделением богатых карбонатами фракций. Классическим примером этого являются силлы Бенфонтейн в Южной Африке (Dawson, Hawthorn, 1973). Другой пример √ силлы по р. Мела, которые являются наиболее ранней (1975 г.) находкой кимберлитов в Архангельской области (Веричев, 2000). Первые детальные исследования мельских силлов были проведены в 1976√1984 годах (Станковский и др., 1979; Саблуков и Ерохин (1984). В последние годы связи с поиском новых кимберлитовых тел на Товской площади были поставлены работы по доизучению ультраосновных пород по р. Мела. В настоящих тезисах приводятся некоторые новые данные, полученные при изучении этих уникальных природных объектов.

(1) Силлы согласно залегают в терригенных породах мезенской свиты верхнего венда и имеет позднедевонский возраст (366.4 млн. лет). Они вскрыты скважинами в полосе 2.5 х 0.8 км. Их мощность варьирует от нескольких миллиметров до 4.3 м.

(2) Следующие особенности пород свидетельствуют о наличии в них ранних карбонатов и отделении богатых карбонатами жидкостей еще на магматической стадии: (а) развитие доломита совместно с серпентином в интерстициях между вкрапленниками флогопита и измененного оливина в порфировых кимберлитах, (б) теневая структура карбонатного спинифекса в основной массе многих порфировых кимберлитов, (в) полосчатость пород, связанная с развитием богатых карбонатом лентовидных обособлений, (г) наличие полосчатых флогопит-доломитовых пород с отдельными прослоями, обогащенными доломитом, пластинчатые кристаллы которого ориентированы параллельно общей полосчатости, (д) присутствие линз карбонатных пород с закалочными структурами типа спинифекс с перпендикулярным расположением кристаллов карбоната по отношению к контакту с порфировыми кимберлитами и слюдисто-карбонатными породами, (е) наличие барит-апатит-кальцитовых пород со структурами закалки.

(3) Большинство разнообразных по составу пород силлов Мела (от оливин-порфировых кимберлитов до богатых карбонатами пород) характеризуются низкими изотопными отношениями Sr и Nd в узких интервалах значений (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_366,4 = 0,703837-0,704350 и ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0,511851-0,511930 (εNd = -5,0┘-6,1). Изотопный состав Sr доломита из основной массы оливин-порфирового кимберлита также попадает в указанный интервал значений (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_366,4. Эти данные указывают на генетическое единство силикатного и карбонатного вещества силлов. Контаминация вмещающими породами венда, по-видимому, была незначительной и в большинстве случаев существенно не влияла на изотопный состав кимберлитов.

По изотопному составу углерода карбонатное вещество силлов (δ¹³C от -5.0 до -6.0┴) не отличается от карбонатов типичных карбонатитов и кимберлитов. Однако по изотопному составу кислорода (δ¹⁸О = +21.5 ┘ +25) карбонатный материал силлов существенно отличается от первичных глубинных карбонатов. Возможно, что установленное обогащение рассматриваемых пород тяжелым изотопом кислорода могло быть связано с фракционированием изотопов при снижении температуры.

(4) В эволюции химического состава пород, связанной, по-видимому, как с кристаллизационной дифференциацией, так и жидкостным расслоением, наблюдается главная линия с уменьшением компонентов хромистой шпинели и оливина (Ti, Cr, Zn, Co, Ni, Li и Mg) и увеличением содержания элементов, концентрирующихся в апатите (все редкие земли, Y, Sr и P). Распределение редких элементов характеризуется некоторыми переходными чертами между кепинскими и золотицкими кимберлитами данного алмазоносного района. Кимберлиты силлов близки к породам тр. Пионерская по содержания Ti, Zr, и Hf, а также наклону кривых распределения REE. Наличие древнего литосферного компонента в источнике мельских кимберлитов подтверждается их специфическим изотопным составом. Изотопные характеристики пород согласуются с общими латеральными вариациями изотопного состава пород по площади Зимнебережного алмазоносного района.

Работа подготовлена в рамках договора ИГЕМ РАН и Филиала "АЛРОСА-Поморье" АК "АЛРОСА" и поддержана грантами РФФИ 03-05-64214 и НШ-1251.2003.5.