CC BY
23УДК 552.331.6(470.51/.54)
М. Н. ГОЛОБУРДИНА, Л. И. ЛУКЬЯНОВА, Е. Н. ЛЕПЕХИНА (ВСЕГЕИ)
ЩЕЛОЧНО-УЛЬТРАОСНОВНЫЕ ПОРОДЫ РАЙОНА ГОРЫ БЛАГОДАТЬ (ЗАПАДНЫЙ СКЛОН СРЕДНЕГО УРАЛА)
Рассмотрены состав и возраст калиевых щелочно-ультраосновных пород горы Благодать западного склона Среднего Урала. Маломощные тела щелочно-ультраосновных пород представлены диатремами, дайками и жилами. Показано, что по вещественному составу (петрографическому, минералогическому, петрогеохимическому) брекчии и порфировые щелочно-ультраосновные породы значительно отличаются от типичных кимберлитов, но близки к специфическим разновидностям кимберлитов гр. II. По геологическим данным и по результатам локального U-Pb датирования цирконов на ионном зонде SHRIMP II установлен среднепалеозойский (D3—Cj) возраст кимберлитов. Магматические щелочно-ультраосновные породы предлагается выделить в самостоятельный чикманский кимберлитовый комплекс. До настоящего времени изученный магматизм считался докембрийским, однако новые данные позволяют отнести его к среднепалеозойскому этапу активизации ВосточноЕвропейской платформы, продуктивному на алмазоносные кимберлиты, и прогнозировать в пределах Западного Урала алмазоносные кимберлиты или лампроиты.
Ключевые слова: Западный Урал, гора Благодать, кимберлиты, циркон, U-Pb датирование, среднепалеозойский возраст, комплекс.
Composition and age of potassic alkaline ultramafic rocks of the Blagodat mountain in the western slope of the Middle Urals are considered. Thin alkaline ultramafic rock bodies in the form of diatremes, dikes, and veins. It is shown that by material composition (petrographic, mineralogical, geochemical) breccias and porphyritic alkaline-ultramafic rocks are significantly different from typical kimberlites, but close to the specific types kimberlites of gr. II. According to the geological data and results of local U-Pb dating of zircons by ion microprobe SHRIMP II, Middle Paleozoic (D3—Cj) age of kimberlites was determined. It is proposed to distinguish magmatic alkaline ultramafic rocks into an independent Chikmansky kimberlite complex. To date, studied magmatism has been considered Precambrian, however new data enable to attribute it to the Middle Paleozoic stage of the East European Platform activation, productive for diamondiferous kimberlites, and to predict diamondiferous kimberlites or lamproites within the Western Urals.
Keywords: Western Ural, Mt. Blagodat, kimberlites, zircon, U-Pb dating, Middle Paleozoic age, complex.
В 1973—1978 гг. в процессе проведения поисковых работ на алмазы в бассейнах рек Косьва и Чикман были выявлены и в дальнейшем изучены магматические породы, определенные как брекчии лимбургитов, пикриты и карбонатиты. Было установлено, что они в керне скважин чередуются с эссексит-долеритами, трахидолеритами, долери-тами и трахибазальтами, но их взаимоотношения точно не определены. Ассоциация этих пород, выявленная в районах пос. Семеновка и р. Полуденная и наиболее полно представленная в районе горы Благодать, была выделена А. М. Зильбер-маном с соавторами [10] в единый благодатский вулканический комплекс, отнесенный к пикрит-тра-хибазальтовой формации [21].
В 2004—2005 гг. сотрудниками ЗАО «Пермгео-логодобыча» и ВСЕГЕИ в связи с поисками коренных источников алмазов в районе горы Благодать проводились более детальные исследования магматических пород этого комплекса. Они были вскрыты несколькими траншеями глубиной до 3,5 м и протяженностью до 2 км, а также скважинами, что позволило закартировать и изучить большинство разновидностей пород, объединенных в благодатский комплекс, их отношения между собой и с вмещающими терригенными отложениями. Наибольшее внимание при исследованиях на этом этапе уделялось диагностике ультраосновных
брекчий, так как в них были найдены алмазы [10, 16]. Эти породы, отнесенные к щелочно-ультраос-новным, изучались Т. М. Рыбальченко, среди них были определены кимберлиты и кимальнеиты [1], которые ранее Е. М. Чернышовой (1978) [10] рассматривались в качестве высокоглиноземистых железо-титанистых кимберлитов.
В рамках подготовки к изданию Госгеолкарты РФ масштаба 1 : 1 000 000 листа 0-40 (Пермь) нами уточнены состав и возраст щелочно-ультра-основных и основных пород в районе горы Благодать. Исследованный материал собран сотрудниками ВСЕГЕИ Л. И. Лукьяновой, Л. П. Лобковой, И. Г. Федоровой в 1978, 1979, 2005 и 2013 гг. при описании керна скважин, шурфов и траншей.
Благодаря применению новых прецизионных методик исследования пород района горы Благодать (ICP MS, AS, микрозондовый анализ пород в шлифах, рентгенофазовый анализ, локальное U-Pb датирование цирконов на ионном зонде SHRIMP II) диагностированы главные разновидности пород и определен их возраст. Результаты свидетельствуют о принадлежности этих пород к различным по составу и возрасту магматическим породам, относящимся к разным формационным типам (трахибазальтовой, долеритовой и щелочно-ультраосновной), что противоречит объединению их в один комплекс.
Региональная геология и металлогения, № 59, 2014
© М. Н. Голобурдина, Л. И. Лукьянова, Е. Н. Лепехина, 2014
Стратифицированные породы (базальты, тра-хибазальты и их туфы), включенные ранее в состав благодатского комплекса, в настоящее время, согласно Уральской серийной легенде [14], входят в состав верхней подсвиты керносской свиты (шпалорезовский комплекс по Н. А. Румянцевой [9]). Дайки долеритов и трахидолеритов, прорывающие отложения керносской свиты, как нами установлено, относятся к усьвинскому гипабис-сальному комплексу позднедевонско-раннекамен-ноугольного возраста (389 ± 2 млн лет по локальному U-Pb датированию цирконов, SHRIMP II, ЦИИ ВСЕГЕИ).
Поскольку выделенный А. М. Зильберманом с соавторами благодатский комплекс в действи-
тельности объединяет разновозрастные образования, предлагается изученные нами щелочно-уль-траосновные породы, ранее включавшиеся в этот комплекс, выделить в самостоятельный комплекс — чикманский кимберлитовый.
Породы чикманского комплекса находятся в пределах Западно-Уральской мегазоны, в восточном крыле Благодатской блок-антиклинали (рис. 1), расположенной в крайней северо-западной части Кваркушско-Каменногорского ме-гантиклинория. В геологическом строении Бла-годатской блок-антиклинали принимают участие вулканогенно-осадочные образования керносской свиты нижнего венда (У^г), а также старопечнин-ской свиты позднего венда (V2sp). В обрамлении
Рис. 1. Местоположение щелочно-ультраосновных пород чикманского комплекса и геологическое строение северной части Благодатской блок-антиклинали, по данным [1]
1 — гора Благодать; 2 — полюдово-ксенофонтовский комплекс аргиллизированных лампроитоподобных ксенотуффизи-тов; 3 — чикманский кимберлитовый комплекс; 4 — усьвинский долерит-трахидолеритовый комплекс; 5 — койвенская и бийская свиты нерасчленённые (аргиллиты, алевролиты, известняки); 6 — такатинская свита (кварцевые песчаники, редкие прослои алевролитов, аргиллитов); 7 — старопечнинская свита (алевролиты, аргиллиты, песчаники, в основании конгломераты); 8 — верхнекерносская подсвита (алевролиты, аргиллиты, песчаники, гравелитопесчаники; трахибазальты, трахиандезибазальты); 9 — нижнекерносская подсвита (песчаники, аргиллиты, алевролиты); 10 — геологические границы (а — достоверные, б — предполагаемые); 11 — разломы (а — достоверные, б — предполагаемые по геофизическим данным); 12 — надвиги (а — достоверные, б — предполагаемые)
блок-антиклинали находятся кварцевые песчаники такатинской свиты нижнего девона и карбонатно-терригенные отложения среднего девона.
Глубинное строение рассматриваемой территории характеризуется присутствием кристаллического AR—PR1 фундамента, залегающего на глубине 4—5 км и погружающегося в восточном направлении. Породы чикманского комплекса приурочены к зоне пересечения трех региональных тектонических структур — рифейской Тиманской и нижнепротерозойской Пермской рифтогенных зон, на которые накладываются более поздние субмеридиональные Уральские структуры [3, 15].
Условия залегания пород чикманского комплекса.
В районе горы Благодать породы чикманского комплекса вместе с трахидолеритами усьвинского комплекса слагают два сближенных линзовидных меридионально вытянутых тела размером ~ 2 х 0,5 км (рис. 1), расположенных кулисообразно и локализованных в крыльях синклинальной складки [1]. Они залегают в тектоническом блоке ромбовидной формы, ограниченном разломами меридионального и северо-западного простирания. Коренные выходы магматических пород отсутствуют, в северной части они перекрыты маломощными четвертичными образованиями, в южной, судя по геофизическим данным, опущены на значительную глубину и вскрыты бурением.
Породы комплекса на глубинном геомагнитном разрезе, построенном по материалам различных поисковых геофизических методов масштаба 1 : 10 000, слагают относительно крупное вертикальное тело, прослеженное до 500 м. На глубине
до 9—10 км здесь предполагается наличие субвертикальных зон разуплотнения, которые, возможно, являются флюидопроводящими зонами и участками эксплозивных брекчий [1].
Внутреннее строение трубообразного тела восстановить трудно, так как на глубину оно вскрыто лишь немногочисленными скважинами. Для интерпретации его строения в основном был использован материал, полученный при изучении пород, вскрытых траншеями, карьерами и мелкими скважинами.
Строение тел магматических пород района горы Благодать обусловлено сочетанием трубо-образных тел эксплозивных брекчий, а также дайковых тел, сложенных различными породами, имеющими или тектонические, или интрузивные взаимоотношения как с вмещающими породами керносской свиты верхнего венда и песчаниками такатинской свиты нижнего девона, так и между собой (рис. 1, 2). Присутствие тектонических брекчий на контактах и внутри сложнопостроенного многофазного тела свидетельствует о проявлении тектонических процессов, которые привели к его расчленению на отдельные блоки.
На контакте с интрузивными породами вмещающие осадочные породы трещиноватые с зонами интенсивного дробления мощностью 20—50 м, оро-говикования, окремнения, хлоритизации и гема-титизации.
Среди щелочно-ультраосновных пород преобладают измененные, в том числе карбонатизирован-ные мелилитсодержащие кимберлитовые брекчии, содержащие многочисленные, но неравномерно распределенные ксенолиты глубинных (мантий-
Рис. 2. Разрез южной части восточного тела щелочно-ультраосновных пород горы Благодать (по материалам А. М. Зиль-бермана и др., 1978, с корректировкой авторов)
1 — брекчия мелилитсодержащих кимберлитов; 2 — туфы, туфобрекчии кимберлитов; 3 — трахидолериты усьвинского комплекса; 4 — туфы трахиандезибазальтов верхнекерносской подсвиты (У1кг2); 5 — пестроцветные глинистые сланцы верхнекерносской подсвиты (У1кг2); 6 — тектонические брекчии (а — по магматическим породам, б — по терригенным породам); 7 — делювий; 8 — предполагаемые тектонические нарушения; 9 — скважины; 10 — шурфы
СВ 210° ЮЗ
Рис. 3. Геологический разрез фрагмента пород чикманского комплекса в восточном теле горы Благодать (по материалам Л. П. Лобковой, 1978)
1 — брекчия мелилитсодержащих кимберлитов; 2 — лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты; 3 — зона аргиллизации; 4 — делювий; 5 — осыпь; 6 — гематитизация
ных) пород, обломки пород фундамента, осадочного чехла, трахибазальтов керносской свиты.
Дайки, представленные порфировыми кимберлитами и оливин-калиевополевошпатовыми лам-проитами (?), прорывают кимберлитовые брекчии (рис. 3). Кроме того, среди мелилитсодержащих кимберлитовых брекчий закартированы маломощные дайки и блоки долеритов и трахидолеритов усьвинского комплекса (рис. 2). Контакты между разновидностями изучены недостаточно, как будет показано ниже, возраст этих пород близок. В траншеях в единичных случаях были встречены жилы аргиллизированных лампроитоподобных ксенотуф-физитов полюдово-ксенофонтовского комплекса, алмазоносные породы которого широко распространены в районе горы Благодать [1].
Петрографическое описание пород. Породы чикманского комплекса отнесены к щелочно-уль-траосновным по их петрографическим, петрогео-химическим и минералогическим особенностям. Они могут принадлежать к специфическим разновидностям кимберлитов гр. II (типа кимберлитов р-на Кроонстад, Юж. Африка), по классификации Р. Х. Митчелла [23]. Породообразующие минералы (оливин, мелилит, лейцит, санидин, слюда) в них замещены и диагностированы на основе характерных кристаллографических очертаний и состава продуктов их замещения. Замещена вторичными продуктами и основная масса. Тем не менее детальные исследования позволяют реконструировать петрографический состав пород комплекса, среди которых выделены брекчии мелилитсодержащих кимберлитов; лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты; мелилитсодержащие кимберлиты; оливин-калиевополевошпатовые породы.
Брекчии мелилитсодержащих кимберлитов темно-серого, серого, голубовато-серого, буровато-серого цвета макроскопически и микроскопически (рис. 4, А, Б) имеют пятнистый облик, таксито-вую, миндалекаменную, реже массивную текстуру с элементами катаклаза и флюидальности, кла-стопорфировую, порфировую структуру основной массы. В связующей массе брекчий основные породообразующие минералы представлены оливином
(до 30—40%), мелилитом (3%) и слюдой (7%). На отдельных участках основная масса брекчий апо-стекловатая, миндалекаменная или микролитовая замещена хлоритовым и иллит-смектитовым агрегатом, в разной степени обогащена пылевидным окисленным рудным минералом.
В породе наблюдаются псевдоморфозы по оливину трех генераций. Оливин (ксенокристы) первой генерации имеет обломочный облик и субизомет-ричные, иногда удлиненные формы с очертаниями псевдоморфоз, наследующими редкие первичные грани, размер ксенокрист от 0,3 х 0,18 до 0,68 х х 0,35 мм. Оливин второй генерации, судя по контуру псевдоморфоз, отличается более идиоморфны-ми формами (от 0,24 х 0,14 до 0,12 х 0,1 мм), но нередко корродирован и изъеден. Самая поздняя его генерация представлена идиоморфными микролитами размером менее 0,1 мм. Оливин замещен хлоритом, хлорит-гидрослюдистым и кремнистым агрегатами, гематитом. Из протолочных проб выделен оливин и определен его состав (табл. 1), но поскольку в шлифах свежий оливин не обнаружен, трудно судить, к каким генерациям относится проанализированный минерал.
Слюда (флогопит?) во вкрапленниках имеет форму табличек (~0,24 х 0,15 мм), а в связующей массе брекчии в виде тонких лейст (до 10%). Она в разной степени замещена хлоритом, гидрослюдой и гематитом. В центральной части некоторых вкрапленников слюды иногда наблюдаются менее измененные участки, имеющие плеохроизм по биотитовой схеме абсорбции от соломенной до рыжеватой окраски.
Мелилит присутствует в виде псевдоморфно замещенных редких кристаллов призматического облика (~0,4 х 0,2 мм). Продукты его замещения — гидрослюда, хлорит, кварц. Минерал имеет поперечную удлинению спайность и срединный шов, характерные для мелилита.
Миндалины (10—30%) в апостекловатой связующей массе брекчий имеют различную форму (размер от 0,15 х 0,15 до 2 х 0,9 мм) и выполнены хлоритом.
Петрографическими методами определить состав вторичных минералов сильно измененной
Рис. 4. Шлифы ксенолита и щелочно-ультраосновных пород чикманского комплекса. Фото А — николи скрещены, остальные фото — николи параллельны
А, Б — мелилитсодержащие кимберлиты. А — связующая масса брекчий. В правой нижней части — псевдоморфоза по оливину (Ol') хлорит-слюдисто-кремнистого агрегата. В гематитизированной апостекловатой связующей массе прослеживаются ориентированные вкрапленники (псевдоморфозы) по оливину (ОГ), его микролиты и лейсты слюды (Mc'). Минералы замещены хлорит-гидрослюдистым агрегатом. Б — субидиоморфные вкрапленники измененного оливина (ОГ), заключенные в апостекловатую, хлоритизированную, гематитизированную основную массу. В центральной части — основная масса с флюидальной текстурой. В, Г — лейцит-мелилитсодержащий кимберлит. В — в левой части — вкрапленник измененного лейцита (Lc'). В связующей массе — псевдоморфозы хлорит-слюдистого агрегата по оливину (Ol') и по мелилиту (Mel'). Г — в левой части — измененный ксено- (фено-)крист оливина (Ol'), замещенный хлорит-кремнистым агрегатом, по контуру и трещинам наблюдаются скопления гидроокислов железа. В верхней части — псевдоморфозы гидрослюды по вкрапленникам мелилита (Mel'). В нижней правой части — вкрапленник частично хлоритизированной слюды (Mc'), по его контуру наблюдается каемка гидроокислов железа. В центральной части фотографии — концентрически зональная миндалина, выполненная хлоритом. Д — оливин-калиевополевошпатовый лампроит (?). На фотографии шлифа присутствуют псевдоморфозы биотита и хлорит-слюдисто-гематитового агрегата по вкрапленникам и микролитам оливина (Ol'), таблички пелитизированного калиевого полевого шпата (KFsp'). Е — измененный шпинелевый перидотит. Ксеноморфный хромшпинелид (Chr) бурого цвета, псевдоморфозы кремнезема (Q) по оливину заключены в микрокристаллический карбонат (Са), замещающий, по-видимому, пироксен и оливин
Примечания. 1, 2, 4, 5, 13, 14, 20 - брекчии мелилитсодержащих кимберлитов; 6, 7, 8, 12, 15, 21 - лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты;
3, 11, 18, 19 - ксенолиты, включенные в брекчию мелилитсодержащих кимберлитов; 9, 10, 16, 17, 22 - оливин-калиевополевошпатовые лампроиты (?). Ксенолиты гематитизированных желваков: 23, 24 - заключенные в брекчии мелилитсодержащие кимберлиты; 25 -заключенные в лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты. Анализы 1-3, 13, 25 по материалам Е. И. Шеманиной, Л. И. Лукьяновой и др., 1981;
4, 5, 11, 14 по материалам А. М. Зильбермана, Е. М. Чернышовой и др., 1978; 6-8, 12, 15, 21 по материалам Л. И. Лукьяновой, Л. П. Лобковой, 1979; 18, 19 по [18]; 23, 24 по [8]; 9, 10, 16, 17, 20, 22 по материалам ЗАО «Пермгеологодобыча» (2005).
В сумму включены 9 - К20 = 0,061; 16 - N10 = 0,326, СоО = 0,059, 2иО = 0,147, У203 = 0,054, №>205 = 0,065; 17 - N10 = 0,218, У203 = 0,139; 20 - N10 = 0,202, У203 = 0,711, №205 = 0,147; 22 - Со0 = 0,097, 2и0 = 0,076, У203 = 0,391, №205 = 0,044.
Химический состав акцессорных минералов из тяжелой фракции ксенолитов и кимберлитов чикманского комплекса
Мине- Оливины Пиропы Клинопироксены Ортопиро-ксен
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
SiO2 40,21 40,51 33,61 42,1 40,78 42,32 41,9 55,04 51,965 54,046 53,34 56,78
TiO2 - 0,1 - 0,58 0,51 0,13 0,25 0,2 0,477 - 0,34 0,12
A12O3 - 0,4 0,42 23,35 22,74 23,44 22,12 1,72 4,838 1,606 4,22 0,7
СГ203 0,08 - - 1,0 1,84 1,89 3,57 1,33 1,697 1,757 1,25 -
FeO 9,33 11,11 44,72 7,47 6,75 6,82 5,84 2,59 1,838 2,156 2,13 10,7
MnO 0,22 0,08 0,43 0,22 0,22 0,39 0,28 «-« 0,186 0,116 0,06 -
MgO 50,42 47,81 20,81 20,48 21,72 20,32 20,92 15,2 15,381 17,01 15,39 32,11
СаО 0,08 - - 4,8 5,05 4,79 5,14 18,12 20,127 21,919 21,35 0,44
Na2O - - - - - - - 1,93 2,78 1,504 1,46 -
Сумма 100,17 100,01 100,0 100,0 99,64 100,1 100,02 96,13 99,341 * 100,114 99,5 100,85
Минералы Хромшпинелиды Пикроильмениты
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
SiO2 - - - 1,836 0,477 - - 1,398 - 4,436 - - -
TiO2 1,26 0,1 - 0,454 0,971 0,18 0,1 56,99 53,41 51,863 54,1 48,65 56,82
AlA 19,44 19,1 48,56 40,503 22,816 27,52 53,23 2,38 0,51 1,376 0,36 0,58 1,19
CrA 47,86 50,2 12,54 25,487 43,873 41,54 15,99 0,052 0,38 0,038 0,04 0,01 «-«
FeO 15,26 14,58 14,6 12,966 14,713 14,08 12,43 30,21 38,71 34,55 36,6 46,27 37,6
MnO 0,57 0,18 «-« 0,201 0,208 0,15 0,08 0,29 0,06 0,393 0,35 0,37 0,28
MgO 15,76 15,7 22,76 18,339 16,353 16,33 18,74 6,85 8,92 6,223 6,02 7,0 4,53
СаО - - - 0,046 0 - - - - - - - -
Сумма 100,15 100,26 98,46 100,484 * 99,768 * 100,1 100,62 99,23 * 101,99 99,486* 97,47 102,88 100,42
породы трудно, в результате рентгенофазового анализа (аналитик В. Ф. Сапега, ВСЕГЕИ) в брекчиях мелилитсодержащих кимберлитов установлены следующие вторичные минералы: кварц, гематит, сапонит, иллит триоктаэдрический, корренсит, се-ладонит, шамозит. Наблюдаемое в шлифах количество вторичных минералов в породах непостоянно, преобладают хлорит-слюдистые и кремнистые агрегаты, гематит.
Лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты слагают маломощные (от 0,5 до 2 м) дайковые тела, залегающие среди брекчий мелилитсодержащих кимберлитов (рис. 3). Внутри тел и на контактах отмечаются зоны кавернозности и гематитизации мощностью 5—10 см. Для пород характерны зеленовато-темно-серая и горчично-серая окраска, порфировая структура, миндалекаменная и массивная текстура.
Псевдоморфно замещенный оливин (до 20%) в породе представлен тремя генерациями: ксено-(фено-)кристами, вкрапленниками и микролитами
в связующей массе (рис. 4, В, Г). Оливин первой генерации имеет овальную, сглаженную форму (1,35 х 1,0 мм). Оливин второй генерации, судя по облику псевдоморфоз, имеет частично корродированные дипирамидально-призматические формы (1,35—0,4 мм). Микролиты измененного оливина в связующей массе отличаются более мелкими размерами и идиоморфными очертаниями. Оливин замещен теми же вторичными минералами, как и оливин в брекчиях мелилитсодержащих кимберлитов.
Вкрапленники лейцита (5—7%) псевдоморфно замещены вторичными продуктами (рис. 4, В). Минерал диагностируется по характерной изометрич-ной форме кристаллов буроватого цвета размером от 1,5 до 0,15 мм и их сростков. Лейцит в результате вторичных преобразований замещен калиевым полевым шпатом, иллитом и агрегатами смешано-слойных минералов. По контуру псевдоморфоз по лейциту наблюдается тонкая каемка гидрослюды. Мелилит (10%) имеет удлиненно-призматические
(0,45 х 0,2 мм) и субпризматические формы (0,3 х х 0,1 мм), полностью замещен хлорит-гидрослюдистым агрегатом. Слюда в виде призматических лейст размером от 0,6 х 0,12 мм имеет биотитовую схему абсорбции, частично хлоритизирована, гема-титизирована, нередко изъедена вдоль спайности. Округло-овальные с неровными очертаниями миндалины (от 0 до 20%) размером от 2,2 до 0,3 мм выполнены хлоритом и имеют концентрически-зональное строение.
Апостекловатая связующая масса хлоритизиро-вана, в разной степени насыщена гидроксидами железа, поэтому неоднородна по цвету: от светло-зеленовато-бурого до буро-черного.
По результатам рентгенофазового анализа (аналитик В. Ф. Сапега, ВСЕГЕИ), лейцит-мелилит-содержащий кимберлит в настоящее время превращен в смесь вторичных минералов — кварца, корренсита, бариевого полевого шпата (цельзиан?), А1-сапонита, вермикулита, хлорита, иллита, пирофиллита, микроклина, талька, галлуазита; анатаза, псевдорутила, марказита, гематита, гётита, что свидетельствует о сильном преобразовании пород под влиянием метасоматических процессов. Рентгено-фазовый количественный анализ свидетельствует о преобладании в породе кварца от 38 до 50 и гематита от 10 до 32%.
Мелилитсодержащие кимберлиты слагают редкие дайки мощностью до 1,5 м. Цвет пород серо-зеленый. Микроскопически они отличаются от вышеописанных лейцит-мелилитсодержащих кимберлитов отсутствием лейцита и меньшим количеством мелилита (1%). Минеральный состав измененной породы по результатам рентгенофазового анализа (аналитик В. Ф. Сапега, ВСЕГЕИ) представлен вторичными минералами — кварцем, корренси-том, гидробиотитом, галлуазитом, жисмондином, хромитом, гематитом, гетитом.
Описанные кимберлиты в различной степени карбонатизированы. Особенностью карбонатизи-рованных пород является существенное развитие карбонатов (кальцита, доломита), которые выпол-
няют пустоты (миндалины, прожилки), замещают цемент брекчий, а иногда породу полностью. Всё это ранее служило основанием для отнесения их к магматическим карбонатитам [10] или к гидро-термально-метасоматическим апосиликатным породам [20].
В отдельную группу выделяются оливин-калие-вополевошпатовые породы. По петрографическому составу эти породы наиболее близки к оливино-вым минеттам или орендитовым лампроитам. Как показано ниже, есть основание предполагать их генетическую связь с вышеописанными кимбер-литовыми породами.
Оливин-калиевополевошпатовые лампроиты (?) образуют дайки мощностью до 30 м и прорывают брекчии мелилитсодержащих кимберлитов. Для них характерна табачно-желтая окраска и неравно-мернозернистая, крупнокристаллическая, местами пойкилитовая структура. Основные минералы породы (рис. 4, Д) — оливин трех генераций (до 30%), псевдоморфно замещенный хлоритом, биотитом, гематитом, халцедоном, кварцем, и калиевый полевой шпат (30—55%), частично или полностью пелитизированный и альбитизированный. Размер вкрапленников псевдоморфоз по оливину от 5 до 25 мм. Пойкилитовая структура породы определяется включением мелких, в основном идиоморф-ных псевдоморфоз оливина в калиевый полевой шпат. Калиевый полевой шпат, несмотря на пе-литизацию и частичную альбитизацию, уверенно диагностируется по морфологии кристаллов, образует хорошо сохранившиеся короткостолбчатые простые двойники, в то время как для альбита характерны полисинтетические двойники и свежий облик. Реликты не полностью замещенного калиевого полевого шпата были установлены в шлифах микрозондовым анализом (табл. 2). Он характеризуется низким содержанием натрия, что отличает его от калиевых полевых шпатов других щелочных пород [24].
В породе присутствуют равномерно распределенные мелкие выделения лейкоксена и сфена.
Таблица 2
Состав полевого шпата оливин-калиевополевошпатовых лампроитов (?) чикманского комплекса и санидина из лампроитов Юж. Африки и Зап. Австралии
Номер анализа Состав, %
SiO2 AI2O3 Fe2O3 CaO Na2O K2O BaO Сумма
1 60,05 21,34 — — 1,85 16,3 — 100,0
2 60,85 21,15 - 0,05 0,52 17,43 — 100,0
3 63,96 18,4 0,07 — 0,06 16,61 0,11 98,85
4 64,91 18,11 0,32 0,03 0,06 17,03 — 100,46
Номер анализа Кристаллохимические коэффициенты Сумма катионов
Si Al Fe+3 Ca Na K Ba
1 2,8 1,2 — — 0,2 1 — 5,15
2 2,9 1,2 — — 0,1 1 — 5,11
3 2,994 0,996 0,003 — 0,006 0,993 0,002 4,994
4 2,994 0,985 0,011 0,002 0,005 1,003 — 5,0
Примечание: 1, 2 - оливин-калиевополевошпатовые лампроиты (?) чикманского комплекса; 3 - лампроиты Капамбы, Юж. Африка [24]; 4 - лампроиты Зап. Кимберли, Зап. Австралия [24]. Микрозондовый анализ 1, 2 выполнил аналитик В. В. Павшуков, ВСЕГЕИ.
Гидроокислы железа (гематитизированный магнетит) частично либо полностью замещают оливин и слагают цемент основной массы.
Рентгенофазовый анализ породы показал (аналитик В. Ф. Сапега, ВСЕГЕИ), что в ней присутствуют кварц, хлорит, форстерит, триоктаэдри-ческий иллит, сапонит, калиевый полевой шпат, упорядоченный альбит, магнетит, гематит, анатаз.
Акцессорные минералы извлекались из протолоч-ных проб брекчий мелилитсодержащих кимберлитов, лейцит-мелилитсодержащих кимберлитов и оливин-калиевополевошпатовых лампроитов (?). Породы близки по набору акцессорных минералов и содержат минералы-индикаторы (табл. 1) классических кимберлитов. Они представлены пироп-альмандином, хромдиопсидом, пикроильменитом, хромшпинелидом, алюмохромитом, ильменитом, цирконом, муассанитом, апатитом, баритом, сфе-ном, корундом и, возможно, ксеногенными дисте-ном, ставролитом, анатазом. В кимберлитах, кроме перечисленных минералов, присутствуют единичные пиропы лерцолитового парагенезиса (Сг203 от 0,62 до 5,89, СаО от 4,66 до 6,53, MgO от 19,12 до 21,72%) и реликты пикроильменита, который частично сохраняется внутри его гематитизированных желваков размером до нескольких сантиметров. В брекчии мелилитсодержащих кимберлитов обнаружены алмазы (описаны ниже). Поскольку акцессорные минералы выделены из протолочных проб пород, в которых присутствуют коровые и глубинные ксенолиты, то, вероятно, часть их относится к породам ксенолитов.
Характеристика глубинных ксенолитов. В брекчии мелилитсодержащих кимберлитов присутствуют ксенолиты перидотитов, оливинитов и эклогитов. Наиболее детально они изучены Е. М. Чернышовой с соавторами (1978) [10]. Ксенолиты представляют собой овальные, вытянуто-сплюснутые, округлые включения с гладкой поверхностью, от микроскопических до первых десятков сантиметров. Они имеют массивную текстуру и неравномернозерни-стую структуру, пятнистый серовато-зеленоватый, буроватый, желтовато-серый цвет.
Ксенолиты, как и вмещающие их породы, полностью изменены. Первичные минералы включений замещены карбонатом, гематитом, хлоритом и кремнистым агрегатом.
Ксенолиты шпинелевых перидотитов (рис. 4, Е), характеризуются реликтовой петельчатой структурой и присутствием ксеноморфного хромшпинели-да бурого цвета размером от 0,1 до 0,5 мм. Псевдоморфозы кремнистого агрегата с микровкраплениями гидроокислов железа, вероятно, по оливину заключены в микрокристаллический карбонат. По результатам рентгенофазового количественного анализа (аналитик В. Ф. Сапега, ВСЕГЕИ), вторичные минералы ксенолита представлены (%) доломитом 79, кварцем 12, кальцитом 3, хлоритом 2, корренситом 2, в незначительных количествах определены стронцианит, гематит, анатаз. Хром-шпинелид ксенолитов содержит Сг203 от 41,54 до 43,03, А1203 от 25,07 до 27,52%.
Ксенолиты гранатовых перидотитов (размер до 0,5 см) определены в шлифах по полнокристаллической полигональной структуре и присутствию ксеноморфных, мелких (0,02—0,1 мм) зерен граната бледно-розовато-сиреневого цвета, включенных в крупные псевдоморфозы по оливину либо
в сростках с ним. Гранат иногда полностью хлори-тизирован. Кроме этих минералов, отмечаются реликты диопсида, псевдоморфозы хлорита и бастита по пироксену, серпентина и монтмориллонита по оливину, которые окаймлены гидроокислами железа. По реликтам первичных минералов ксенолиты гранатовых перидотитов могут быть отнесены к лерцолитам.
Ксенолиты оливинитов (0,5—1,5 мм) определены только в шлифах, имеют панидиоморфнозернистую структуру и состоят из псевдоморфоз по оливину, замещенному серпентин-хлоритовыми и кремнистыми агрегатами, карбонатом, пылевидным магнетитом.
Измененные ксенолиты эклогитов содержат гранаты пироп-альмандинового ряда (Сг203 от 0,03 до 0,09, СаО ~ 5,5 и MgO от 12,8 до 14,6%).
Алмазоносность пород. Одним из важных вопросов изучения щелочно-ультраосновных пород чикманского комплекса является оценка их алмазо-носности. Единичные алмазы установлены в крупнообъемных пробах брекчий мелилитсодержащих кимберлитов района горы Благодать [1, 10]. Два наиболее крупных кристалла представлены доде-каэдроидами весом 7,2 и 12,9 мг. В пробе весом 16 кг щелочно-ультраосновных пород, аналогичных брекчиям мелилитсодержащих кимберлитов горы Благодать, района пос. Семеновка [16], выявлены два осколка алмаза размером ~0,30 х 0,25 мм и один прозрачный слабо-желтоватый алмаз в виде додекаэдроида размером ~0,4 мм. Один из осколков прозрачный, бесцветный, со слабым голубоватым оттенком имеет реликты сохранившихся граней деформированного додекаэдроида. Эти кристаллы исследованы Т. М. Рыбальченко и Г. И. Шаф-рановским. По их мнению, алмазы представлены кристаллами, типичными для алмазных месторождений Западного Урала.
Скорее всего, алмаз в брекчии мелилитсодер-жащих кимберлитов чикманского комплекса — акцессорный минерал, не исключено, что при размыве этих пород могло происходить его накопление в бассейнах рядом находящихся рек Чикман и Чаньва, где установлены россыпные проявления алмазов [9].
Петрогеохимические особенности и возраст пород.
Для изученных кимберлитовых пород характерны вторичные изменения, которые свойственны также кимберлитам Золотицкого поля (ААП) — сапонити-зация, хлоритизация [ААП], кимберлитам Накын-ского поля (ЯПА) — карбонатизация, окремнение [11] и многим другим, что позволяет сопоставлять измененные кимберлиты друг с другом и выявлять их особенности. Для кимберлитовых пород, что давно установлено, характерны признаки как ультрабазитов, так и щелочных базальтоидов [7]. Среди них выделяют различные петрохимические типы [4, 12, 19] — от ультраосновных разновидностей без щелочного уклона до разновидностей, примыкающих к группе щелочных базальтоидов.
Отличительной чертой кимберлитовых пород чикманского комплекса по сравнению с кимберлитами нормальной щелочности является повышенное содержание титана, железа, калия и глинозема (табл. 3). Наиболее высокие содержания кремнезема характерны для кимберлитовых брекчий, так как они насыщены многочисленными ксенолитами.
Состав щелочно-ультраосновных пород чикманского комплекса
Компоненты 1 2 3 4 5
SiO2 50,4 50,8 50,7 41,8 36,5 24,9 45,85 44,2 34,7 39,0 46,53
тю2 2,53 2,64 2,62 1,63 2,01 1,06 3,33 3,79 4,16 3,87 2,88
А1203 11,9 12,4 13,8 7,88 8,78 5,02 11,99 14,9 12,9 12,2 13,6
Fe2Oз 10,3 12,8 13,1 9,86 4,97 5,93 14 12,8 15,5 13,1 13,9
FeO 1,05 1,15 0,72 2,36 4,42 1,29 0,8 0,84 3,58 3,58 0,72
МпО 0,089 0,029 0,14 0,079 0,14 0,21 0,09 0,12 0,14 0,063 0,087
MgO 8,84 8,89 6,04 8,68 9,88 10,4 10,95 9,98 15,4 15,0 8,82
СаО 2,74 0,95 1,2 9,41 15,2 23,8 1,56 2,18 1,8 1,72 2,97
Na2O 0,44 0,025 0,025 0,025 0,05 0,025 0,025 0,11 0,025 0,025 0,49
К20 4,08 3,6 4,43 1,94 0,97 1,11 1,52 2,33 1,79 1,96 2,72
Р205 1,68 0,35 0,28 0,37 0,43 0,25 0,857 0,9 0,82 0,84 0,46
п.п.п. 5,67 6,39 7,07 15,8 16,1 25,9 8,61 7,54 8,77 8,28 7,06
Сумма 99,8 100 100 100 99,9 100 99,66 99,7 99,9 100 100
V 177 162 205 160 - 97,4 265 238 328 264 214
Сг 890 425 599 424 305 337 550 333 358 323 280
Со 67,9 68,3 43,4 30,1 52,1 38,5 100 88,8 75,9 67,7 69,3
№ 318 333 217 239 182 284 415 282 324 274 241
Си 103 100 70,9 31,2 40,9 29,7 83,9 21,4 75,9 44,4 55,5
Zn 98,8 130 86 69,9 109 60,7 175 183 169 148,0 135
Ga 20,7 19,4 20,7 11,5 14,7 9,12 25,15 - 22,1 20,4 20
Rb 90,3 73,5 94,3 36,5 20,6 23,6 48,75 70,4 56,1 67,8 66,5
Sг 50 15,8 24,5 19,1 110 86,8 130 161 248 196 91,3
Y 39,1 19,6 19,6 13,5 19,8 11,6 21,15 34 31,3 33,1 20,9
Zг 143 144 132 81,3 126 68,3 150 209 235 227 132
Nb 58 58,6 49,8 30,2 52,2 26,3 62,55 87,3 81,7 78,5 44,2
Cs 2,65 1,93 2,84 1,04 - 0,66 1,73 2,02 1,49 1,89 0,97
Ва 146 112 135 84,6 421 116 310 526 832 687 305
La 77,7 35,8 27,4 27,4 37,6 47 33,25 50,4 61,8 48,6 35,8
Се 126 64,2 54 47,8 72,8 61,7 65,2 72,2 112 87,8 55,1
Рг 17,2 7,4 6,23 5,39 8,1 4,43 7,60 10,7 12,1 10,7 7,5
Nd 69,3 30,5 25 21,2 34,8 17,8 28,85 42,6 43,4 40,6 30,6
Sm 14,6 5,91 5,55 4,37 6,76 3,46 5,84 9,37 7,52 8,35 6,25
Еи 4,32 1,98 1,74 1,31 2,19 1,13 2,05 2,43 2,66 2,91 2,02
Gd 13,4 5,63 5,04 4,49 5,95 3,4 6,32 8,55 8,18 8,71 6,09
ть 1,75 0,77 0,74 0,52 0,86 0,44 0,88 1,12 1,18 1,22 0,86
Dy 8 4,17 3,99 2,61 4,56 2,29 4,55 6,27 6,4 6,82 4,38
Но 1,43 0,77 0,77 0,51 0,74 0,43 0,85 1,2 1,19 1,21 0,83
Ег 3,32 1,64 1,76 1,25 1,93 0,85 2,15 3,14 2,8 2,76 2,02
Тт 0,37 0,22 0,22 0,14 0,2 0,13 0,29 0,37 0,34 0,34 0,22
УЬ 2,17 1,29 1,37 0,96 1,28 0,8 1,65 2,5 2,0 2,05 1,49
Lu 0,31 0,19 0,21 0,16 0,17 0,11 0,255 0,35 0,29 0,3 0,22
Ш 3,57 3,42 2,82 1,74 2,9 1,41 4,21 4,38 5,25 4,91 3,11
Та 3,1 3,25 2,54 1,72 2,86 1,14 4,48 1,22 4,65 4,5 2,47
Th 5,85 6,66 6,07 3,67 4,89 2,81 6,83 10,3 8,55 7,86 4,62
и 1,85 0,78 0,98 0,53 1,15 1,07 1,65 1,4 1,11 1,41 0,63
1а/УЬ 35,81 27,75 20,00 28,54 29,37 58,75 20,15 20,16 30,9 23,71 24,03
Примечание: Петрохимические элементы приведены в мас. % по результатам рентгеноспектрального флуоресцентного силикатного анализа (аналитик Б. А. Цимошенко, ВСЕГЕИ); сидерофильные, редкие и редкоземельные элементы приведены в г/т и определены методом масс-спектрометрии (1СР М8) с индуктивно-связанной плазмой (аналитик В. А. Шишлов, ВСЕГЕИ). 1 - брекчии мелилитсодержащих кимберлитов; 2 - карбонатизированные брекчии мелилитсодержащих кимберлитов; 3 - лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты; 4 -мелилитсодержащие кимберлиты; 5 - оливин-калиевополевошпатовые лампроиты (?).
Рис. 5. Вариации содержаний TiO2 и K2O (мас. %) в породах чикманского комплекса
1 — брекчия мелилитсодержащих кимберлитов; 2 — карбо-натизированные брекчии мелилитсодержащих кимберлитов; 3 — лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты; 4 — мелилитсодержащие кимберлиты, 5 — оливин-калиевополевошпа-товые лампроиты (?). Поля [25]: 1 — кимберлиты гр. I; 2 — кимберлиты гр. II; 3 — оливиновые лампроиты
В карбонатизированных породах (табл. 3) с увеличением содержаний кальцита и доломита наблюдается заметное уменьшение содержания кремнезема, глинозема, окисного железа, калия и увеличение содержания кальция, магния и закисного железа.
Кимберлиты и оливин-калиевополевошпатовые лампроиты (?) чикманского комплекса относятся к высокотитанистым породам [5]. Точки составов всех некарбонатизированных разновидностей пород по содержаниям титана и калия в основном приурочены к полю оливиновых лампроитов (рис. 5).
По содержанию Nb и Zr все разновидности щелочно-ультраосновных пород чикманского комплекса имеют тренд распределения, характерный для кимберлитов гр. II (рис. 6); по содержанию эти элементы перекрываются с составами кимберлитов Золотицкого поля (ААП), Накынского поля (ЯАП), Среднего Тимана и частично кимберлитов гр. II района Кроонстад (Юж. Африка). Исследуемые породы чикманского комплекса близки по содержанию редких и редкоземельных элементов (рис. 7) и характеризуются сравнительно низкими отношениями La/Yb (от 20 до 36,4 г/т), что сближает их с кимберлитами Среднего Тимана, Золотицкого и Накынского полей. Однако все изученные породы значительно обеднены редкими (Ba, Sr и др.) и редкоземельными элементами по сравнению с классическими кимберлитами и лампроитами.
В карбонатизированных породах резко снижаются содержания редких (Nb, Zr, Ta и др.) и редкоземельных элементов (рис. 7). Изотопные данные (513С = —4,7...2,9, 518О = 19,3-31,4%о и 86Sr/87Sr = = 0,7090) карбонатов из щелочно-ультраоснов-ных пород позволяют предполагать, что источник
Рис. 6. Соотношение Nb и Zr (г/т) в породах чикманского комплекса в сравнении с кимберлитами разных регионов мира
1 — брекчии мелилитсодержащих кимберлитов; 2 — лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты; 3 — мелилитсодержащие кимберлиты; 4 — оливин-калиевополевошпатовые лампроиты (?); 5 — кимберлиты Среднего Тимана [6]; 6 — кимберлитовые трубки Золотицкого поля [2]; 7 — кимберлиты Накынского поля (ЯАП) [5]; кимберлиты гр. II района Кроонстад (Юж. Африка) [22]: 8 — мелилит- и апатитсодержащий монтичеллит-флогопитовый кимберлит (тр. Lace), 9 — диопсидсодержащая кальцит-флогопитовая брекчия кимберлита (тр. Voorspoed), глинизированный санидин- и диопсид-эгиринсодержащий флогопитовый кимберлит (силл Voorspoed). Поля [25]: 1 — кимберлиты гр. I; 2 — кимберлиты гр. II, 3 — оливиновые лампроиты, 4 — лейцитовые лампроиты
1
-I—I-I—I—I—I—I—I-I—I—I—I—I-I-1—I—I—I—I—I—I-1—I—I—I—I—I-I—I—I—I—I-1—I—I—I—
Rh Bi Th и К Nb Ta La Ce Pï Sr \d 7x Hf P Sm Fu fîd Tb Dy Tl Y Ho Fj- Tn Yh Lu
Рис. 7. Распределение редких и редкоземельных элементов в породах чикманского комплекса в сравнении с кимберлитами Тшана, ААП, ЯАП и Юж. Африки (район Кроонстад). Нормирование содержаний редких и редкоземельных элементов проведено по составу примитивной мантии (Тейлор, Мак-Леннан, 1988)
Породы чикманского комплекса: 1 — брекчии мелилитсодержащих кимберлитов; 2 — лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты; 3 — мелилитсодержащие кимберлиты; 4 — оливин-калиевополевошпатовые лампроиты (?); 5 — карбонатизированные брекчии мелилитсодержащих кимберлитов; кимберлиты разных регионов мира (по рис. 6): 6 — тр. Умбинская (Средний Тиман); 7— тр. Пионерская (ААП); 8 — тр. Нюрбинская (ЯАП); 9 — тр. Фоорспойд (Юж. Африка)
Рис. 8. Морфологические особенности цирконов из щелочно-ультраосновных пород чикманского комплекса в катодолюминесцентных (КЛ) лучах и в проходящем свете. Белыми кружками на КЛ изображениях цирконов показаны точки датирования (см. порядковый номер в табл. 4)
Результаты и-РЬ датирования цирконов из щелочно-ультраосновных пород Благодатского массива
Номер п.п. 206РЬС, % Концентрации, мкг/г 232Т11/238и Возраст, млн лет Изотопные отношения К, отн. ед.
и ТЬ 206рЬ (1) 206рь/238и + (1) 207РЪ* /206РЬ* +% (1) 207РЬ* /235и +% (1) 206р^* /238у +%
1 0,24 457 236 19,6 0,53 313 4 0,0525 2,9 0,361 3,1 0,04982 1,2 0,378
2 0,81 100 58 4,37 0,60 317 5 0,0480 14 0,333 14 0,05039 1,7 0,115
3 0,5 314 280 13,7 0,92 319 3 0,0506 4,5 0,353 4,7 0,05067 1,1 0,239
4 0,95 187 155 8,24 0,85 319 4 0,0550 7,8 0,384 7,9 0,05069 1,3 0,163
5 0,24 1378 693 73,1 0,52 385 3 0,0554 2,0 0,471 2,1 0,06157 0,76 0,356
6 1,25 821 214 44,4 0,27 389 3 0,0548 4,2 0,470 4,3 0,06214 0,77 0,179
7 0,08 1396 1164 74,8 0,86 390 3 0,0544 1,6 0,468 1,8 0,06233 0,74 0,412
8 0,26 759 357 41,1 0,49 393 3 0,0546 2,5 0,473 2,6 0,06286 0,81 0,306
9 0,09 1214 523 65,8 0,45 394 3 0,0544 2,0 0,472 2,1 0,06297 0,77 0,367
10 0,82 4010 3117 219 0,80 394 3 0,0546 2,3 0,475 2,5 0,06302 0,89 0,361
И 0,13 632 318 34,5 0,52 397 3 0,0539 2,1 0,472 2,3 0,06347 0,85 0,371
12 0,98 3194 2354 168 0,76 378 3 0,0545 2,5 0,454 2,6 0,06042 0,81 0,315
13 1,46 3166 1785 169 0,58 382 3 0,0530 3,5 0,447 3,6 0,06112 0,86 0,240
14 0,23 1078 499 56,9 0,48 383 3 0,0527 2,1 0,445 2,2 0,06126 0,74 0,331
15 0,23 620 498 32,8 0,83 384 3 0,0535 3,9 0,453 4,0 0,06139 0,84 0,209
16 0,29 288 159 15,3 0,57 386 4 0,0539 5,0 0,458 5,1 0,06164 1,0 0,204
17 0,28 1002 497 53,6 0,51 389 3 0,0553 3,2 0,474 3,2 0,06214 0,75 0,231
18 0,34 730 342 39,2 0,48 390 3 0,0530 3,0 0,456 3,1 0,06238 0,68 0,217
19 0,30 478 258 25,7 0,56 390 3 0,0522 3,1 0,449 3,2 0,06241 0,88 0,273
20 0,09 1136 817 61,0 0,74 391 2 0,0545 1,8 0,470 1,9 0,06245 0,58 0,308
21 0,35 1869 731 101 0,40 391 2 0,0545 2,3 0,469 2,4 0,06249 0,56 0,232
22 0,05 1015 463 54,8 0,47 393 3 0,0550 1,5 0,476 1,6 0,06283 0,72 0,434
23 0,21 744 333 38,0 0,46 371 3 0,0533 2,5 0,435 2,6 0,05930 0,83 0,315
24 0,05 1024 399 54,1 0,40 385 3 0,0548 1,8 0,465 1,9 0,06147 0,78 0,404
25 7,56 14 5 1,25 0,41 605 34 0,044 95 0,60 95 0,0985 5,9 0,062
26 7,77 13 5 1,31 0,42 636 37 0,055 78 0,78 79 0,1038 6,1 0,078
27 4,54 20 8 2,18 0,40 718 26 0,045 55 0,74 55 0,1178 3,8 0,069
28 6,47 18 7 1,69 0,41 621 30 0,054 65 0,75 66 0,1011 5,1 0,078
Примечание: 1—11 — брекчии мелилитсодержащих кимберлитов; 12—22 — лейцит-мелилитсодержащие кимберлиты; 23—28 — оливин-калиевополевошпатовые лампроиты (?). Ошибки приведены для интервала 1 -сигма. РЬС и РЬ" — доли обыкновенного и радиогенного свинца. Ошибка калибровки стандарта не превышает 0,5%. (1) — коррекция на обыкновенный свинец проведена по измеренному 204РЬ. К — коэффициент корреляции ошибок отношений 207РЬ/2,5и — 206РЬ/2,8и. Аналитик Е. Н. Лепехина.
карбонатизирующих флюидов связан с вмещающими карбонатными толщами [13].
Кимберлиты, в которых присутствуют мелилит, санидин и эпилейцит, известны в районе Кроонстад Юж. Африки [22] и, по классификации Р. Х. Митчелла [23], они были отнесены к крайним членам кимберлитов гр. II, т. е. к переходным породам между кимберлитами и лампроитами. Таким образом, большинство щелочно-ультраосновных пород чикманского комплекса следует рассматривать как редкие разновидности кимберлитов.
Как было сказано выше, породы чикманского комплекса прорывают, наряду с вулканогенно-осадочными породами венда, терригенные образования такатинской свиты нижнего девона. Для уточнения возраста щелочно-ультраосновных пород в ЦИИ ВСЕГЕИ проведено изотопное датирование цирконов на ионном зонде SHRIMP II. Крупные цирконы (более 2 мм) выделены на обогатительной фабрике из крупнообъемных проб на алмазы, так как они попадают в накопитель вместе с алмазами, обладая люминесцентными свойствами, отобраны и описаны Г. И. Шафрановским. По морфологии, внутреннему строению (рис. 8, 27), геохимическим и другим свойствам (табл. 4) эти цирконы оказались однотипными и дали кон-кордантный возраст 652 ± 10 млн лет [17]. По совокупности признаков они наиболее близки к кимберлитовым цирконам и, по-видимому, являются ксеногенными для вмещающих их кимбер-литовых и лампроитовых (?) пород комплекса, как и глубинные ксенолиты. В некоторых цирконах Г. И. Шафрановским были обнаружены и изучены минералы-включения эклогитового парагенезиса (дистен, ильменит, рутил).
Для получения данных по геологическому возрасту внедрения пород чикманского комплекса отобраны образцы главных разновидностей пород из наших коллекций разных лет. После дробления и сепарации из тяжелых фракций этих образцов и получения снимков в катодных лучах в ЦИИ ВСЕГЕИ были выбраны цирконы для изотопного датирования. Эти цирконы имеют различные размеры и морфологию (рис. 8), анализировались идиоморфные призматические (от 150 х 75 до 60 х х 30 мкм) и изометричные (75 х 75 мкм) зерна. В КЛ лучах они характеризуются темным цветом и зональностью, выраженной в чередовании темных и более светлых полос. Темные оболочки, иногда достаточно мощные, окаймляют большинство кристаллов. По отношению к крупным древним цирконам (табл. 4, 25—28) они отличаются очень высоким содержанием U и Th (табл. 4) и повышенным по сравнению с содержанием этих элементов в цирконах долеритов усьвинского комплекса горы Благодать (Un=10 ~690, Thn =10 ~317 мкг/г).
По результатам изотопного U-Pb датирования цирконов получены конкордантные возрасты (табл. 4): 391 ± 2,3 (N = 7; СКВО = 0,054), 316,8 ± 3,9 (N = 4; СКВО = 0,32) для брекчий мелилитсодержащих кимберлитов и 388 ± 2,2 млн лет (N = 11; СКВО = 0,66) для лейцит-мелилит-содержащих кимберлитов. Единичные цирконы из оливин-калиевополевошпатовых лампроитов (?) имеют возраст, близкий к возрасту цирконов из кимберлитов — 371 ± 3,0 и 385 ± 3,0 млн лет.
В результате проведенных комплексных исследований из состава ранее описывавшегося вендско-
го благодатского комплекса выделен среднепалео-зойский кимберлитовый чикманский комплекс. Установлено, что его породы слагают маломощные интрузивные и эксплозивные тела и представлены мелилитсодержащими кимберлитами и их брекчиями, лейцит-мелилитсодержащими кимберлитами, оливин-калиевополевошпатовыми лампро-итами (?). По вещественному составу кимберлиты чикманского комплекса близки к специфическим разновидностям кимберлитов гр. II, т. е. к промежуточным породам между кимберлитами и лам-проитами.
При крупнообъемном опробовании выявлена убогая алмазоносность брекчий мелилитсодержа-щих кимберлитов. Установлено, что по типоморф-ным особенностям алмазы этих пород не отличаются от алмазов россыпных месторождений района.
Геологические данные, исследование и датирование цирконов на ионном зонде SHRIMP II позволили установить среднепалеозойский (D3—Cj) возраст щелочно-ультраосновных пород чикман-ского комплекса.
На территории Восточно-Европейской платформы континентальный рифтогенез среднепалео-зойского (D3—Cj) тектоно-магматического этапа характеризуется развитием основного и щелочно-ультраосновного магматизма, в том числе проявлениями алмазоносных кимберлитов. В основном щелочно-ультраосновной магматизм установлен и изучен на окраинах платформы Терский Берег, Архангельская кимберлитовая провинция, Средний Тиман, Волноваха (Донецкая область Украины).
Проведенные исследования подтверждают, что среднепалеозойский кимберлитовый, в том числе алмазоносный магматизм характерен и для Западного Урала, являющегося окраиной платформы.
1. Алмазоносные флюидно-эксплозивные образования Пермского Приуралья / Л.И. Лукьянова, В.Р. Остроумов, А.Я. Рыбальченко, Г.Г. Морозов, О.В. Петров, И.П. Те-терин и др. - М.; СПб.: ГЕОКАРТ, ГЕОС, ВСЕГЕИ, 2011. - 240 с.
2. Архангельская алмазоносная провинция. Геология, петрография, геохимия и минералогия / под ред. О.А. Бо-гатикова. - М.: Изд-во МГУ, 1999. - 524 с.
3. Берлянд Н.Г. Глубинное строение и эволюция литосферы Урала. - СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2007. - 256 с.
4. Благулькина В.А. Петрохимические типы кимберлитов Сибири // Сов. геология. 1969. № 7. - С. 60-70.
5. Богатиков О.А, Кононова В.А, Голубева Ю.Ю. и др. Петрохимические и изотопные вариации состава кимберлитов Якутии и их причины // Геохимия. 2004. № 3. -С. 915-939.
6. Богатиков О.А., Кононова В.А, Первов В.А. и др. Потенциально алмазоносный магматизм Восточно-Европейской платформы // Проблемы рудной геологии, петрологии, минералогии и геохимии. - М., 2004. - С. 225-245.
7. Гапеева Г.М. Положение кимберлитов в генетической классификации горных пород // Бюлл. ВСЕГЕИ. 1958. № 1. - С. 137-139.
8. Гаранин В.К, Зильберман А.М., Кудрявцева Г.П. и др. О составе ильменита в щелочно-ультраосновных вулканических брекчиях западного склона Среднего Урала // ДАН СССР. Т 248. 1979. № 4. - С. 923-926.
9. Геология и полезные ископаемые России. В шести томах. Т 1: Запад России и Урал. Кн. 2: Урал / ред. О.А. Кондиайн; соредакторы А.А. Беляев, А.Н. Мельгу-нов, Н.А. Румянцева. - СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2011. -584 с.
10. Зильберман А.М., Чернышова Е.М., Кичигин Ю.Н. Новые проявления щелочно-ультраосновного вулканизма на западном склоне Среднего Урала // Доор-довикская история Урала. Вып. 3: Вулканизм. 1980. — С. 30-46.
11. Зинчук Н.Н. Постмагматические минералы кимберлитов. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. — 538 с.
12. Илупин И.П., Каминский Ф.В., Францессон Е.В. Геохимия кимберлитов. — М.: Недра, 1978. — 352 с.
13. Ланда Э.А., Голобурдина М.Н. О природе карбонатного материала в породах Благодатского массива (Средний Урал) // Магматизм и метаморфизм в истории Земли: Материалы XI Всерос. петрограф. совещ. — Екатеринбург, 2010. Т. 2. — С. 9—10.
14. Легенда Уральской серии листов Госгеолкар-ты-1000/3 (актуализированная версия). — СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2009. — 383 с.
15. Лукьянова Л.И., Румянцева Н.А., Ланда Э.А., Шаф-рановский Г.И. Алмазоносность Урала: история исследований, состояние проблемы // Регион. геология и металлогения. 2005. № 26. — С. 58—66.
16. Лукьянова Л.И., Смирнов Ю.Д., Зильберман A.M., Чернышова Е.М. О находках алмазов в пикритах Урала // Записки ВМО. 1978. Ч. 107. Вып. 5. — С. 580—585.
17. Лукьянова Л.И., Шафрановский Г.И., Лепехина Е.Н., Матуков Д.И. Геохимические особенности и возраст цирконов из алмазоносных пород Западного Урала по данным локального датирования U-Pb методом (SHRIMP II) // Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона: Материалы Всерос. совещ. — Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2006. — С. 84—86.
18. Малахов И.А., Ильясов Л.К. О составе гранатов и хромшпинелидов из ксеногенных включений в щелочных вулканитах горы Благодать (Средний Урал) // Еже-годник-1978: Информ. материалы. — Свердловск: ИГиГ УНЦ АН СССР, 1979. - С. 100-102.
19. Петрографический кодекс России: Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования: 2-е изд. — СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2009. — 200 с. Прил. 7.
20. Пятенко И.К., Сапрыкина Л.Г. Петрологические особенности щелочных базальтоидов и вулканических карбонатитов Русской платформы // Петрология и пе-трохимия рудоносных магматических формаций: Сб. статей. — М.: Наука, 1981. — С. 233—255.
21. Румянцева НА, Чурилин Н.С., Лукьянова Л.И. Базальтовые формации Урала // Вопросы петрологии Урала (магматизм, метаморфизм, литология): Сб. статей. — Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. — С. 48—65.
22. Howarth G.H., Michael E, Skinner W, Prevec S.A. Petrology of the hypabyssal kimberlite of the Kroonstad group II kimberlite (orangeite) cluster, South Africa: Evolution of the magma within the cluster // Lithos. 2011. Vol. 125 (1—2). — P. 795—808.
23. Mitchell R.H. Kimberlite, orangeites and related rocks. — New York: Plenum Press, 1995. — 410 p.
24. MitchellR..H., Bergman S.B. Petrology of lamproites. — New York: Plenum Рress, 1991. — 472 p.
25. Paton C., Hergt J.M., Woodhead J.D. et al. Identifying the asthenospheric component of kimberlite magmas from the Dharwar Craton, India // Lithos. 2009. Vol. 112. Supp.1. — P. 296—310.
Голобурдина Марина Николаевна - инженер I кат., ВСЕГЕИ. <Maгina_GoloЬuгdina@vsegei.гu>.
Лукьянова Людмила Ивановна - канд. геол.-минер. наук, зав. отделом аспирантуры, ВСЕГЕИ. <Lyudmila_Lyukianova@ vsegei.гu>.
Лепехина Елена Николаевна - науч. сотрудник, ВСЕГЕИ. <[email protected]>.
