ГЛУБИННЫЕ КСЕНОЛИТЫ

МАГМЫ

Кимберлитовые магмы, как это ни странно звучит, - понятие неоднозначное. Дело в том, что в чистом виде кимберлиты в земной коре не встречаются: обычно они переполнены дезинтегрированными и разнородными остатками ксенолитов, вплоть до гетерогенной смеси отдельных зерен гранатов, пироксенов, оливинов, алмаза и других минералов, утративших признаки химического равновесия [4]. В ряде случаев кимберлитовые трубки выносят почти на поверхность гигантские, весом до одной тонны ксенолиты гранатовых лерцолитов. Трубка Таба Путсоа в Лесото (Южная Африка) почти на 80% состоит из ксенолитов гранатовых лерцолитов, верлитов и клинопироксенитов. Цементом всех этих частиц служат карбонаты и гидросиликаты, значительная часть которых представляет раскристаллизованную кимберлитовую магму (см. табл.1). Исходя из этого на рис. 2 составлена диаграмма в координатах SiO₂-CO₂-H₂O для палеозойских кимберлитов Якутии. Содержание данного оксида в каждом углу треугольника составов равно 100 мольным процентам. Очевидно, что точки составов этих пород образуют четкий тренд от водно-силикатной до карбонатной породы. Это значит, что ведущим параметром состава кимберлитовой системы является отношение СО₂/(Н₂О+SiO₂). Следовательно, кимберлитовые магмы - это в основном флюидные системы низкой плотности, состав которых варьирует от чисто водных до карбонатных. 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. Из самих кимберлитовых расплавов, однако, алмаз не кристаллизуется: в них он ксеногенный (чужеродный). Доказано, что кимберлитовые магмы - лишь транспортеры разнообразных ксенолитов, в том числе и алмазоносных, захваченных при подъеме их к поверхности Земли с разных уровней глубинности.

Из существенно флюидного состава кимберлитовых, лампроитовых и карбонатитовых магм (табл. 1) становятся понятными очень высокие скорости этого подъема [2]. Отсюда же 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 - 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 (рис.1).

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.

Щелочные базальты.

От простых (<примитивных>) базальтов они отличаются повышенным содержанием K₂O и Na₂O (более 3 масс. %), TiO₂ и другими параметрами химического состава. В частности, они обогащены легкими редкими землями и стабильными изотопами. Лавы щелочных базальтов, как правило, появляются на поверхности в виде трещинных излияний, исключительно редко - из конусных вулканов, образованных в основном толеитовыми лавами (такие потоки известны теперь на вулкане Мануа Лоа, Большие Гавайи). Это обусловлено низкой вязкостью щелочной магмы, которая на несколько порядков меньше вязкости толеитовых и, тем более, андезитовых магм. Именно поэтому магмы щелочных базальтов не способны создавать конусные вулканы.

Низкая вязкость магмы щелочного базальта обуславливает высокие скорости ее перемещения в породах мантии и земной коры. Этим же объясняется достаточно хорошая сохранность в ней ксенолитов. Однако в отличие от ксенолитов из кимберлитовых трубок нодули в щелочных базальтах мелкие, максимум до 25 см в диаметре. Как отмечено выше эти магмы никогда не содержат алмазоносных ксенолитов, поскольку большинство из них зарождается вне поля стабильности алмаза. Вместе с тем экспериментально установлено:

чем выше K\Na отношение в щелочном базальте, тем при большем давлении выплавляются магмы щелочных базальтов.

Однако сохранность в них ксенолитов, в том числе и алмазоносных, видимо определяется флюидонасыщенностью этих магм. В этом отношении очень показательны лампроиты. В Северной Австралии они богаты летучими компонентами (см. табл.1), часто Н₂О/CO₂ >1, но они всегда богаты титаном и K₂O>Na₂O. Лампроиты содержат большое количество разнообразных по составу алмазоносных ксенолитов, а иногда - ураганные концентрации алмазов. Аналогичные лампроитам породы - лампрофиры широко распространены на многих континентах.

Содержание в них К₂О иногда достигает 10 масс. % и более. Но они бедны водой, углекислотой и другими летучими компонентами, понижающими вязкость их расплавов на несколько порядков.. Поэтому в них очень редки ксенолиты и полностью отсутствуют алмазы. Таковы, например, так называемые лампроиты Алданского и Канадского щитов - жестких кристаллических массивов, консолидация которых завершилась раньше 1,9 млрд. лет тому назад.Из-за исключительно высокой смачиваемости (при этом резко выражен отрицательный мениск) расплав щелочного базальта нельзя удержать в керамическом тигле, стенки которого немедленно покрываются тонкой пленкой базальтовой жидкости. С этим свойством в какой-то мере связана способность магм щелочного базальта к внедрению по трещинам в менее плотных осадочных и изверженных породах.

1 - ксенолиты эклогитов из щелочного базальта, Оаху, Гавайи, 2 - состав кимберлита из трубок Южной Африки; 3 и 4 - средние составы ксенолитов гранатовых лерцолитов из щелочных базальтов (3) и кимберлитов (4); 5 - типичный щелочной базальт, Алтай; 6 - средний из 1020 анализов состав кимберлита Якутии; 7 - лампроит из трубки Аргайл, Австралия; 8 - карбонатит, Гулинский массив, Восточная Сибирь.

Следующая страница| Назад