Труды российских конференций

Особое значение петрохимии в исследовании магматических формаций было отмечено Ю.А. Кузнецовым, утверждавшим, что эффузивные и эффузивно-интрузивные комплексы хорошо различаются по типу эволюционного изменения химических составов пород. Используя петрохимию при формационном анализе магматических комплексов, А.Ф.Белоусов предложил дискретную популяционно-видовую модель составов магматических ассоциаций – структурную системную модель. Ю.А. Кузнецовым и А.Ф. Белоусовым был дан ряд рекомендаций по методологии исследования конкретных магматических комплексов. На основе базы данных химических анализов алмазных месторождений Якутии В.Б. Василенко, Н.Н. Зинчуком и Л.Г. Кузнецовой было выполнено подобное моделирование, что позволило предложить популяционную модель кимберлитовой формации Якутии, а в дальнейшем исследовать петрологические факторы, взаимодействие которых определило строение и эволюцию химического состава пород формации, выявить причины формирования текстурно-структурных свойств пород, характер взаимоотношений между кимберлитами и находящимися в них мантийными и коровыми ксенолитами, установить зависимость между составом кимберлитов и их потенциальной алмазоносностью. Большое внимание было уделено исследованию закономерностей размещения кимберлитов разного состава в кимберлитовых полях субпровинцияй Якутской кимберлитовой провинции. К числу особенностей магматических комплексов разных формационных типов Ю.А. Кузнецов относил их металлогеническую характеристику. Для кимберлитов это означает выявление распределений содержаний алмазов в кимберлитах разного состава. Нами проведены такие исследования, и впервые был предложен метод петрохимической оценки потенциальной алмазоносности кимберлитов. Выполненный на петрохимической основе формационный анализ кимберлитовой формации завершен исследованием процессов массопереноса в кимберлитовых телах на постмагматической и гипергенной стадиях, поскольку в этих условиях происходит перераспределение алмаза. При исследовании кор выветривания кимберлитов, конечной стадией преобразования которых являются вторичные кварциты, был предложен метод идентификации вторичного кварца кимберлитов по величине параметров его элементарной ячейки. Все полученные результаты хорошо согласованы в лоне одной петрологической гипотезы, верификация которой проведена на основе результатов физико-химических экспериментов и фундаментальных исследований минералогии спутников алмазов, глубинных включений и включений в алмазах, нашедших отражение в многочисленных работах В.С.Соболева и особенно Н.В.Соболева. Остановимся на главных особенностях петрохимической популяционной модели и вытекающих из нее следствий. Химические составы кимберлитовой ассоциации состоят из 7 крупных групп – популяций. Составы популяций могут быть ранжированы в полную последовательность по TiO2, Fe2O3 и Al2O3, K2O. Содержания TiO2, Fe2O3 обратно пропорциональны содержаниям Al2O3, K2O. Главным фактором, определившим возникновение последовательности является давление: наименее глубинные популяции содержат минимальные количества TiO2 и максимальные–K2O. Последовательное увеличение титанистости популяций с уменьшением давления определяется тем, что в моноклинном пироксене мантийных перидотитов с глубиной уменьшается примесь титана. Поскольку моноклинный пироксен-оливиновая котектика–главный источник селективного плавления, то и выплавки протокимберлитовых расплавов ведут себя в отношении содержания титана аналогично моноклинному пироксену. Каждая из кимберлитовых ассоциаций образует составы пород, отражающие прогрессирующее плавление. Петрохимически это выражается в наличии в популяциях хорошо выраженного тренда замены относительно низкотемпературных кальциевых разновидностей более высокотемпературными магниевыми. Этот тренд характеризуется дискретным строением, так что в каждой из популяций могут быть выделены 12 разновидностей с последовательным изменением отношения CaO/MgO. Приведенная дихотомическая иерархия составов (популяция, разновидность) описывает все колебания составов кимберлитовой формации, полученных при селективном плавлении перидотитов. Если в составе магмообразующего субстрата находились эклогиты или пироксениты, то составы кимберлитов обогащены соответственно натрием или калием. Кимберлиты повышенной щелочности рассматриваются как вариации разновидностей. Попутно заметим, что повышение натровости снижает алмазоносность, а повышение калиевости повышает ее. Петрохимическая популяционная модель описывает все вариации химического состава кимберлитов и может использоваться для петрохимического картирования кимберлитовых тел. Опыт такого картирования показал, что в конкретных кимберлитовых телах популяции представлены одной-двумя петрохимическими рназновидностями. Каждая популяция формирует одно внедрение. Всего в трубках может быть до 6–7 внедрений, при этом по объему, занимаемому в кимберлитовом теле, выделяется одна превалирующая популяция и одна популяция, близкая к превалирующей. Это так называемые модальные популяции, являющиеся типохимическим признаком данного тела. Наиболее ранними внедрениями в кимберлитовых телах являются дайки наиболее глубинных популяций. Последующие внедрения не рвут, а облекают продукты предыдущих внедрений в силу низкой вязкости кимберлитов. Попутно заметим, что низкая вязкость кимберлитовых расплавов, определяемая присутствием значительного количества магматического кальцита, определяет высокие скорости подъема кимберлитовых проторасплавов, что способствует сохранности метастабильных алмазов. В одном кимберлитовом поле отсутствуют кимберлитовые тела идентичные по популяционному набору и представленности популяций. Все тела данного кимберлитового поля могут быть выстроены по популяционной принадлежности в полную последовательность от наиболее глубинных до наименее глубинных типов расплавов. На земной поверхности все тела одного поля формируют зональную структуру эллипсовидной формы, по длинной оси которой располагаются тела, в которые внедрились наиболее глубинные расплавы. Эта зона окаймляется телами с наиболее глубинными, а периферическая – с наименее глубинными кимберлитовыми проторасплавами. Наличие таких структур дает возможность сознательно организовать поисковую стратегию.Установленное нами строение кимберлитовых полей очевидно является следствием непрерывного подъема очагов образования от глубин 240–220 км до 150 км при условии, что над горячей точкой оказываются наиболее глубинные части литосферных плит мощностью более 200 км (Витимо-Мархинская субпровинция). При меньшей мощности фрагментов литосферы происходит формирование расплавов щелочных пикритов (Анабаро-Оленекская субпровинция). В связи с особенностями условий образования в кимберлитах существуют два типа алмазов: а) образованные при селективном плавлении и связанные с карбонатными щелочными разновидностями наиболее глубинных популяций, б) ксеногенные алмазы магмогенерирующего субстрата.Химический состав кимберлитов весьма информативен в петрологическом отношении. Он отражает состав субстрата, Р–Т-условия выплавления протокимберлитовых расплавов, их алмазоносность, транспортировку расплавов в земную кору и кристаллизацию их в кимберлитовых трубках. Петрохимия– мощный инструмент формационного анализа магматических комплексов.