О ЧЕМ МОГУТ РАССКАЗАТЬ КСЕНОЛИТЫ ИЗ КИМБЕРЛИТОВ И ТРАППОВ?

Где зародились кимберлитовы магмы?

Как это ни странно звучит, кимберлитовые магмы - понятие неоднозначное. Как отмечено выше, в чистом виде кимберлиты в земной коре не встречаются, поскольку содержат в себе большое количество разнородных ксенолитов пород коры и верхней мантии. Механическая их дезинтеграция порой настолько велика, что кимберлит представляют собой неоднородную смесь отдельных зерен граната,пироксена, шпинели, оливина, ильменита, алмаза и других минералов, утративших признаки химического равновесия. Так или иначе, но из кимберлитовой магмы кристаллизовалась лишь та часть породы, которая явилась цементом этих минералов. И тем не менее, как отмечалось выше, между разновидностями кимберлитов существуют постепенные переходы: богатые гидросиликатами (Phl, Srр, Chl) постепенно переходят в карбонатные, вплоть до чистых карбонатитов. Исходя из этого на рис. 3 составлена диаграмма в координатах SiO₂-CO₂-H₂O для палеозойских кимберлитов Якутии.  Точки составов этих пород образуют четкий тренд от водно-силикатной до карбонатной породы.

Рис. 3. Составы палеозойских кимберлитов и карбонатитов Якутии, спроектированные на плоскость SiO2-CO2-H2O образуют единый петрохимический тренд [4]. В каждом углу треугольника содержание данного компонента равно 100 мольным (пояснения в тексте).

На этот тренд попадают все алмазоносные кимберлиты Якутии. Завершается он карбонатитами, в которых алмазы пока не найдены, но уже появились экспериментальные работы по стабильности алмаза в карбонатно-силикатных системах при давлениях до 110 000 атм. Эти сведения, а также широкое развитие автолитовых структур в кимберлитах свидетельствует о том, что они являются продуктами кристаллизации низкоплотной магмы переменного состава, от гидросиликатной до карбонатной. Вместе с тем, из самих кимберлитовых расплавов алмаз не кристаллизуется: в них он ксеногенный (чужеродный), возникший при дезинтеграции глубинных ксенолитов. Следовательно, кимберлитовые магмы - лишь транспортеры разнообразных ксенолитов, в том числе и алмазоносных, захваченных при подъеме кимберлитовой магмы к поверхности Земли с разных уровней глубинности [5].

Из существенно флюидного состава кимберлитовых, лампроитовых и карбонатитовых магм (табл. 1) становятся понятными очень высокие скорости этого подъема [2], что следует из широкого развития автолитовых кимберлитов - застывшего турбулентного потока. Отсюда ясна высокая сохранность в этих магмах как самих глубинных ксенолитов, так и отдельных кристаллов алмаза: за относительно короткий промежуток времени (несколько часов) силикаты не успевают раствориться в магме, а алмаз - существенно окислиться. Ксенолиты во время транспортировки успевают лишь разрушиться механически. Да и то далеко не полностью. И чем короче время взаимодействия ксенолита с магмой, тем более качественные алмазы сохранятся в кимберлитовой трубке. И не только в ней. Опыт детального изучения трубки "Мир" и других трубок Якутии, позволил в свое время главному геологу объединения "Якуталмаз" А.И.Боткунову сделать очень важный вывод: наиболее свежие и хорошо ограненные кристаллы алмаза находятся в верхней части трубки, а также в тонких, прожилках кимберлитового вещества, импрегнированного (впрыснутого) в трещины вмещающих осадочных пород. На такие участки приходятся и наиболее высокие, порой ураганные концентрации алмаза. Это и понятно: верхняя часть магматической "колоны", равно как и импрегнации кимберлитов во вмещающие породы затвердели почти мгновенно из-за резкого перепада температуры. В более глубоких горизонтах трубок алмаз сохраняется в основном в ксенолитах эклогита и ультрабазита. Экспериментально доказано, что скорость подъема кимберлитовых магм к поверхности Земли может достигает не менее 40 км/час.

Существует несколько моделей происхождения кимберлитов. Наиболее распространенная рассматривает их как продукты глубокой дифференциации вещества глубинных плюмов (диапиров), зарожденных в ядре Земли. В силу гравитационной неустойчивости эти плюмы подобно солнечным протуберанцам периодически отделяются от внешнего жидкого ядра Земли и устремляются в сторону поверхности Земли. По мере подъеме в них происходит разделение вещества по плотности так, что передовой фронт обогащается летучими компонентами (Н₂, СО, СО₂, Н₂О, SO₂, СН₄, N₂ и др.). Такие низкоплотные потоки летучих при очень высоких Т и Р способны растворять в себе некоторые компоненты силикатной мантии и с огромными скоростями достигать поверхности, захватывая на своем пути куски литосферы. Такая своеобразная модель "газового бура" была разработана почти 30 лет тому назад, но лишь сравнительно недавно нашла свое подтверждение в экспериментальных исследованиях группы австралийских ученых во главе А.Е.Рингвудом. Из этого, однако, не следует, что проблема генезиса кимберлитов нашла свое решение. Геология во многом остается еще эмпирической наукой. Это значит, что новые геологические данные заставляют ученых время от времени переосмысливать старые гипотезы.

Я оставил за рамками этой статьи обсуждение механизма подъема кимберлитовых магм к поверхности Земли, поскольку это часть общей проблемы, которую можно обозначить так: "модели подъема флюидов и силикатных магм в коре и мантии Земли". Не исключено, что этой проблеме будет посвящена отдельная статья в Соросовском образовательном журнале.

Следующая страница| Назад