Минералогия и геохимия кимберлитов Западной Якутии

Несколько иная ситуация обстоит с выделенными четырьмя геохимическими типами кимберлитов. К числу самостоятельных независимых типов уверенно относятся только 1-й и 3-й, отвечающие, соответственно, кимберлитам южных алмазоносных полей (за исключением Накынского поля) и Накынского поля. Что касается 2-го и 4-го геохимических типов (соответственно, слюдистые кимберлиты Далдынского поля и кимберлиты северных полей провинции), то имеется некоторое сомнение в их независимости. Их различия сводятся, в основном, к более высоким концентрациям некогерентных элементов (по сравнению с 1-м типом), хотя их соотношения сходны между собой. Очень близкий изотопный и микроэлементный состав доминирующей части проявлений кимберлитов свидетельствует об относительной однородности их астеносферного источника под Сибирской платформой.

Заметное место в работе занимают исследования карбонатной составляющей кимберлитов. Сделан вывод о том, что характерная для кимберлитов Якутской провинции высокая насыщенность CO₂ обязана, в первую очередь, гидротермально-метасоматическим процессам, специфика которых зависела от существенно карбонатного состава вмещающих пород и в меньшей мере, - первичной магматической карбонатной компоненте.

Впервые для Якутской кимберлитовой провинции проведена минералогическая паспортизация практически всех известных трубочных тел для ряда алмазоносных полей,- Далдынского, Алакит-Мархинского и Верхнемунского. Выделены разные парагенезисы минералов, соответствующие разным петрохимическим типам кимберлитов. В наиболее распространенном 3-ем Mg-Fe типе в тяжелой фракции всегда присутствуют Ilm и мегакристный Grt. В магнезиальном 1-м типе кимберлитов в тяжелой фракции доминируют шпинелиды. Тяжелая фракция слюдистых кимберлитов (трубка Загадочная и др.) характеризуется необычным составом, проявляющимся в преобладании в нем высоко-Cr ультраосновного парагенезиса, включающего Grt, CrDi, CrSp, Phl.

Значительное место в работе уделено обоснованию генетической связи между мегакристными минералами и вмещающим кимберлитом. Изучение пространственного распределения составов Ilm позволило установить, что его кристаллизация была связана с особенностями формирования магматических очагов (каждому кусту трубок соответствовал собственный очаг). Разные распределения содержания Cr₂O₃ в пикроильменитах, характерные для разных кустов трубок, по нашему мнению, отражают различия в формировании магматических очагов процесса ассимиляции высоко-Cr пород литосферной мантии. Однородный состав Ilm для разных трубок одного куста, а с другой стороны, существенные различия в его составе для разных кустов, открывают возможность использовать Ilm для расшифровки структуры кимберлитового поля, а также прогнозирования новых трубок. Впервые установлен надежный минералогический критерий объединения трубочных тел в кусты, которые ранее выделялись из субъективных соображений пространственной близости трубок.

Аналогичный вывод о влиянии процесса ассимиляции пород литосферной мантии на изменение состава материнского расплава сделан и для мегакристов граната. И опять-таки в качестве критерия такого участия выступает оксид Cr₂O₃. Выяснилось, что спайдерграммы распределения REE для мегакристов граната с повышением содержания Cr₂O₃ изменяют форму кривых от равновесной, с постепенным возрастанием концентрации элементов в сторону HREE, до синусоидальной, характерной для высоко-Cr гранатов алмазного парагенезиса.

И для пикроильменита, и для мегакристного граната предполагается существование единого источника для материнского расплава, который отождествляется с астеносферным, - источником, который явился основным и для кимберлитов. Сходство изотопных (Sr, Nd) и геохимических систематик (модельные расплавы, пересчитанные, исходя из микроэлементного состава гранатов, соответствуют кимберлитовым (Соловьева и др., 2008)) для мегакристов и вмещающих кимберлитов подтверждает данный вывод. На общий источник указывает и близость усредненных составов пикроильменита из разных кимберлитовых полей. Вывод об астеносферном источнике, как основном, был сделан ранее (Boyd et al, 1973, 1997) на основе установления максимальных по значению P-T параметров кристаллизации для мегакристной ассоциации и для деформированных лерцолитов. Последние занимают самое нижнее положение в разрезе литосферной мантии, пограничное с астеносферой. Об астеносферном источнике свидетельствует изотопная систематика кислорода, изученная для мегакристных минералов.

Генетическая связь минералов низко-Cr мегакристной ассоциации (Grt, Cpx, Phl) с вмещающими кимберлитами подтверждена прямыми возрастными определениями, на основании которых сделан вывод о кристаллизации основной части мегакристной ассоциации в период, непосредственно предшествующий кимберлитообразованию. Для высоко-Cr ассоциаций макро-, мегакристных минералов генетическая связь с вмещающими кимберлитами (из трубок Загадочная, им. Кусова (Далдынское поле), из трубки им. Гриба (Архангельская провинция)) подтверждается четкой корреляцией их редкоэлементных составов. Поля фигуративных точек состава минералов данных ассоциаций на корреляционных графиках не совпадают с полями составов минералов, слагающих мантийные ксенолиты.

Изучение корреляционных связей между изотопно-геохимическим и химическим составами пород позволило уточнить модель формирования кимберлитов. Автором выдвинута гипотеза о возможном существовании самостоятельных мантийных источников для петрогенных и редких несовместимых элементов кимберлитов. Предполагается, что мощные потоки расплава-флюида астеносферного происхождения при восхождении в условиях гетерогенной литосферы провоцировали образование локальных кимберлитовых очагов, которые и обуславливали образование контрастных петрохимических типов кимберлитов. Существенная роль при этом принадлежит процессам дезинтеграции и последующего усвоения литосферного материала. Геохимическая специализация кимберлитов полностью обязана астеносферному расплаву-флюиду, значение которого резко доминировало в редкоэлементном балансе гибридного расплава.

Существование линейного тектонического контроля пространственного размещения кимберлитовых трубок, кимберлитовых полей Якутской провинции предполагает, что глубинные разломы, по-видимому, сыграли роль спускового крючка, инициирующего магматическую активность. Кимберлиты следует рассматривать как породы, формирование которых происходило в результате образования глубинных разломов в литосферной мантии, активизации астеносферного слоя, последующего восхождения-прорыва астеносферного расплава-флюида на поверхность Земли, сопровождавшегося дезинтеграцией пород литосферной мантии и образованием гибридного расплава.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что ряд вопросов, важных для понимания генезиса кимберлитов, остался нерешенным. В частности, какова природа основного для кимберлитов астеносферного источника? Чем обусловлена связь между щелочностью кимберлитов и обогащенностью некогерентными элементами, и почему эта связь отсутствует в случае кимберлитов Накынского поля? Аномальные геохимические характеристики кимберлитов Накынского поля объясняются проявлением генетической связи со щелочными базальтоидами. Но возникает вопрос, каков механизм этой связи? Сосредоточив основное внимание на выявлении магматической компоненты кимберлитов, на описании типохимизма барофильных минералов, генетически связанных с кимберлитами, мы мало уделили внимания изучению минералов основной массы. Направление дальнейших исследований автор видит в решении этих и других генетических вопросов.

Литература

Опубликовано более 200 работ, основными из которых являются

Монографии:

1. Костровицкий С. И. Физические условия, гидравлика и кинематика заполнения кимберлитовых трубок. Новосибирск: Наука. 1976. 96 с.

2. Классификация кимберлитов и внутреннее строение кимберлитовых трубок. Коллектив авторов: Владимиров Б.М., Костровицкий С. И., Соловьева Л.В., Боткунов А.И., Фивейская Л.В., Егоров К.Н., М.: Наука. 1981. 131 с.

3. Костровицкий С. И. Геохимические особенности минералов кимберлитов. Новосибирск: Наука. 1986. 263 с.

Статьи:

Воробьев Е.И., Костровицкий С.И., Владимиров Б.М., Арсенюк М.И., Соловьева Л.В. Стронций, барий и редкоземельные элементы в кальцитах из кимберлитов Якутии. Геохимия. 1978. № 9. С.1343-1350.

Масловская М.Н., Лепин В.С., Колосницына Т.И., Костровицкий С.И., Павлова Л.В., Владимиров Б.М., Брандт С.Б. Rb/Sr возрастные исследования кимберлитовой трубки Удачная. ДАН СССР. Т. 242. № 1. 1978. С. 203-206.

Подвысоцкий В.Т., Костровицкий С.И. О ранней стадии карбонатизации кимберлитов. Советская геология. 1980. № 1. С. 92-96.

Соловьева Л.В., Владимиров Б.М., Костровицкий С. И. Автолитовые образования в кимберлитах и вопросы их генезиса. Известия АН СССР, сер. геол. 1981. № 7. С. 5-18.

Чернышева Е.А., Костровицкий С.И. О природе карбонатитовых брекчий восточного склона Анабарской антеклизы. ДАН СССР. Т. 257. 1981. № 5. С. 1211-1213.

Костровицкий С. И., Егоров К.Н. Механизм образования каналов кимберлитовых трубок. Вулканология и сейсмология. 1982. № 1. С. 3-12.

Костровицкий С.И., Егоров К.Н. Многоактность и механизм заполнения кимберлитовых трубок. Геол. и геофиз. 1983. № 5. с. 42-50.

Костровицкий С. И., Фивейская Л.В. Геохимия оливинов из кимберлитов. Геохимия. 1983. № 5. С. 717-730.

Костровицкий С.И., Днепровская М.Н., Брандт С.С., Масловская М.Н., Боткунов А.И., Брандт С.Б. Корреляция изотопных составов Sr, C и О в карбонатной составляющей кимберлитов. ДАН СССР. Т. 272. № 5. 1983. С. 1223-1225.

Костровицкий С. И. О месте кристаллизации пикроильменита в кимберлитах. Записки ВМО. Ч. СХII, вып. 3. 1983. С. 334-337.

Костровицкий С. И., Владимиров Б.М., Соловьева Л.В., Фивейская Л.В., Махотко В.Ф. Ассоциация минералов, включенных в оливин из кимберлитов. ДАН СССР. Т. 276. № 2. 1984. с. 451-454.

Костровицкий С.И., Молчанов Ю.Д., Саврасов Д.И. Линейная зональность и кимберлитовый контроль кимберлитовых трубок. - ДАН СССР. Т. 277. № 5. 1984. С. 1200-1203.

Костровицкий С.И., Пискунова Л.Ф. Две группы симплектитов из одной кимберлитовой трубки. ДАН СССР. 1989. Т. 306. № 5. С. 1213-1216.

Костровицкий С.И., Плюснин Г.С., Скрипниченко В.А., Пахольченко Ю.А., Сандимирова Г.П. Первые Sr-изотопные данные для кимберлитов севера Русской платформы. - ДАН СССР. 1990. Т. 310. № 5. С. 1216-1220.

Воронцов А. Е., Полозов А. Г., Костровицкий С. И., Бобров Ю. Д. К геохимии Ni и Со в постмагматических магнетитах из кимберлитов. - ДАН СССР. 1990. Т. 311. № 1. С. 179-183.

Костровицкий С.И., Адмакин Л.А. Находка ксенолита древесины в кимберлитовой трубке Обнаженная. - Геология и геофизика. 1991. № 11. С. 82-84.

Фефелов Н.Н., Костровицкий С.И., Заруднева Н.В. Изотопный состав Pb и Pb-Pb возраст кимберлитов Сибири. ДАН СССР. 1991. Т. 320. № 6. С. 1466-1469.

Костровицкий С.И., Гаранин В. К. Высокохромистые титанаты в пиропах дайки Алданская (Якутия). Зап. ВМО. 1992. Ч. 121. № 1. С. 67-72.

Воронцов А. Е., Полозов А. Г., Костровицкий С. И., Бобров Ю. Д. Генетические типы минералов серии магнетита и геохимические особенности постмагматических магнетитов из кимберлитовых трубок "Мир", "Айхал", "Удачная". Минералогический журнал. 1992. Т.14. № 4. С. 74-84.

Костровицкий С. И., Клопотов В. И., Гаранин В. К., Серенко В. П. Ильменит-клинопироксеновый симплектит с гранатом из трубки Мир. - Зап. ВМО. 1992. Ч. 121. № 2. С. 47-54.

Фефелов Н. Н., Костровицкий С.И., Заруднева Н. В. Изотопный состав Pb в кимберлитах России. - Геология и геофизика. 1992. № 11. С. 102-108.

Костровицкий С.И., Гаранин В.К., Варламов Д.А. Шриланкит - вторая находка в мире. - ДАН РАН, 1993, т. 328, № 5, С. 601-604.

Варламов Д.А., Гаранин В.К., Костровицкий С.И. Необычная ассоциация рудных минералов во включениях в гранате из трубки Интернациональная. ДАН РАН. 1993. Т. 328. № 5. С. 596-600.

Костровицкий С.И., Илупин И.П., Фивейская Л.В. Состав вкрапленников оливина из кимберлитов Якутии. - Минералогический журнал. 1993. Т. 15. № 3. С. 16-25.

Варламов Д.А., Гаранин В.К., Костровицкий С.И. Экзотические высокотитанистые минералы как включения в гранатах из нижнекоровых и мантийных ксенолитов. Докл. АН (Россия). 1995. Т.345. № 3. С 364-366.

Воробьев Е.И., Костровицкий С.И. Способ обнаружения потенциально алмазоносных кимберлитов. Пат. 1276110 Россия, МКИ 55 0 G 01 V 9/00. Институт геохимии им А.П.Виноградова N 3905957/25 Опубл. 15.11. 94. Бюлл. 21.

Костровицкий С.И., Митчелл Р.Х., Иванова Р.Н., Суворова Л.Ф. Тренды изменчивости состава мегакристов граната из алмазосодержащих и неалмазоносныз кимберлитовых трубок (Якутия, Россия). Геология и геофизика. 1997. Т. 38. № 2. С. 444-453.

Чернышева Е.А., Костровицкий С.И. Оливиновые мелилититы кимберлитовых и карбонатитовых формаций в дайках и диатремах Восточной Сибири. Геохимия. 1998. № 12. С. 1217-1225.

Костровицкий С.И., Чернышева Е.А., Лелюх М.И.,Прокопьев С.А., Серов В.П., Толстов А.В. Геохимия и минералогия пород Дюкенского кимберлитового поля. Известия ВУЗОВ Сибири. Выпуск 4-5. Иркутск. 1999. С. 80-84.

Цыпуков М.Ю., Костровицкий С.И. Мантийная природа ультрамафитов Игильского массива (Канская глыба). Доклады РАН. 1999. Т. 364. № 5. С. 671-675.

Костровицкий С.И., Морикио Т., Владыкин Н.В., Лепин В.С. Sr-Nd изотопная систематика кимберлитов и родственных пород севера Якутской провинции. Доклады РАН. 1999. Т. 369. № 3. С. 371-374. Д.

Litasov K.D., Kostrovitsky, S.I., Ito Y., Kitakaze A., Taniguchi H., 2001, Mineralogy and Geochemistry of Ilmenite-Clinopyroxene Symplectite Xenoliths from Vitim Alkaline Basalts and Yakutian Kimberlites (Siberia, Russia). Northeast Asian Studies. 5: 149-172.

Kostrovitsky S.I., Solovjeva L.V., Suvorova L.Ph., Alymova N.V. Unusual mica peridotites and pyroxenites from Udachnaya kimberlite, Yakutia.// Revista Brasileira de Geociencias. Proceedings of Brazil Intern. Conf. V. 31. 2001. P. 163-167.

Соловьева Л.В., Костровицкий С.И., Уханов А.В., Суворова Л.Ф., Алымова Н.В. Мегакристный ортопироксенит с графитом из трубки Удачная, Якутия. ДАН. 2002. Т.385. № 2. С.231-235.

Костровицкий С.И., Алымова Н.В., Иванов А.С., Серов В.П. Структура Далдынского поля - вещественный аспект проблемы. В кн.: Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге ХХI века. Воронеж. Гос. Университет. 2003. С. 300-306.

Костровицкий С.И., Чернышева Е.А., Алымова Н.В., Белозерова О. Ю. Оливин метасоматического происхождения в кимберлитах Дюкенского поля (Прианабарье). ЗВМО. № 5. 2003. С. 93-102.

Morikiyo T., Kostrovitsky S.I., Moragalle W.K. Weerakoon, Miyazaki T., Vladykin N.V., Kagami H., Shuto K. Sr and Nd isotopic difference between kimberlites and carbonatites from Siberia. Abstracts on CD. 8 International Kimberlite Conference/ 2003. 4p.

Litasov K.D., Malkovets V.G., Kostrovitsky S.I., and Taylor L.A. Petrogenesis of Ilmenite-Bearing Symplectite Xenoliths from Vitim Alkaline Basalts and Yakutian Kimberlites, Russia International Geology Review. 2003. V. 45. № 11. P. 976-997.

Костровицкий С.И., Деон де Бруин. Хромистая ассоциация минералов в слюдистых кимберлитах Далдынского поля (Якутская провинция). Геология и геофизика. 2004. № 5. С. 565-576.

Костровицкий С.И., Специус З. В., Алымова Н.В., Суворова Л.Ф. Клинопироксен-оливин-ильменитовая мегакристная ассоциация из кимберлитов трубки Удачная. Доклады РАН. 2004. Т. 396. № 1. С. 93-97.

Алымова Н.В., С.И. Костровицкий, Иванов А.С., Серов В.П., Суворова Л. Ф. Пикроильменит из кимберлитов Далдынского поля (Якутия). Доклады РАН. 2004. Т. 395. № 6. С. 799-802.

Kostrovitsky S.I., Malkovets V.G., Verichev E.M., Grtanin V.K., Suvorova L.V.. Megacrysts from the Grib kimberlite pipe (Arkhangelsk province, Russia). Lithos. 2004. V.77. P. 511-523.

С.И. Костровицкий, Т. Морикио, И.В. Серов. А.Я. Ротман. О происхождении кимберлитов. Доклады РАН. 2004. Т. 399. № 2. С. 236-240.

Патрин Г.С., Мацюк С.С., Костровицкий С.И., Алымова Н.В. Ильменит глубинных пород и ассоциаций в кимберлитах: минералогия, типохимизм, генетическое и поисковое значение. Минералогический журнал. 2004. Т. 26. № 4. С. 60-77.

Серов И.В., Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П., Костровицкий С.И. Новые данные о мантийных источниках кимберлитового вулканизма Сибирской платформы. Известия ВУЗов. Геология и разведка. 2004. № 5. С. 20-26.

Костровицкий С.И., Алымова Н.В., Яковлев Д.А., Серов В.П., Никулин В.И., Фон-дер-Флаасс Г.С. Петрохимия кимберлитов и родственных пород Прианабарья (Якутия). В кн.: «Геология алмазов - настоящее и будущее». Воронеж: Издание Государственого Университета. 2005. С. 504-515.

Костровицкий С.И., Алымова Н.В., Яковлев Д.А., Серов И.В., Иванов А.С., Серов В.П. Особенности типохимизма пикроильменита из алмазоносных полей Якутской провинции. Доклады РАН. 2006.Том 406. №3. C. 350-354.

Костровицкий С.И., Алымова Н.В., Яковлев Д.А., Серов В.П., Мацюк С.С., Суворова Л.Ф. Минералогическая паспортизация разных таксонов кимберлитового вулканизма - методическая основа поисковых работ на алмазы. Руды и металлы. 2006. № 4. С. 27-37.

Костровицкий С.И., Морикио Т., Серов И.В., Яковлев Д.А., Амиржанов А.А. Изотопно-геохимическая систематика кимберлитов Сибирской платформы. Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 3. С. 350-371.

Соловьева Л.В., Ю.Г. Лаврентьев, К.Н. Егоров, С.И. Костровицкий и др. Природа астеносферных жидкостей в период кимберлитообразующего цикла:геохимия граната и клинопироксена из деформированных перидотитов и мегакрист из трубки Удачная. Геология и геофизика. 2008. Т. 49. № 4. С. 281-301.

Костровицкий С.И., Алымова Н.В., Яковлев Д.А., Соловьева Л.В., Горнова М.А. О происхождении мегакристов граната из кимберлитов. Доклады Академии наук. 2008. Т. 420. № 2. С. 225-230.

Размещено на Allbest.ru