Распределение элементов группы платины в деформированных лерцолитах трубки Удачная (Якутия)

Распределение элементов группы платины в деформированных лерцолитах трубки Удачная (Якутия)

Введение

Элементы группы платины (ЭПГ- Os, Ir, Ru, Rh, Pt, Pd) являются важными показателями процессов, происходящих в мантии и коре в ходе эволюции Земли. Исследования актуальны для выяснения распределения ЭПГ в различных породах мантии, фракционирования ЭПГ на ранних этапах истории Земли, а также в связи с изучением влияния вторичного обогащения мантийных пород на Re-Os изотопную систему. На территории России хорошим материалом для изучения являются породы из кимберлитовых трубок Сибиркой платформы.

Трубка Удачная - одна из наиболее перспективных алмазоносных трубок Далдынского кимберлитового поля Сибирской платформы. Ксенолиты деформированных перидотитов тр. Удачная - это уникальный мантийный материал - нет вторичных (поверхностных) изменений и глубина опробования достигает до 230 километров на Сибирской платформе. Для данной работы была использована коллекция из девяти образцов деформированных лерцолитов тр. Удачная в порошках. Также были сделаны анализы шести образцов кимберлитов тр. Удачная, которые к сожалению в данное исследование не вошли. Деформированные перидотиты являются представителями глубинных мантийных пород, выносимых кимберлитовым магматизмом и, как предполагается, находятся на границе литосферы и астеносферы. По существующим представлениям, деформированные лерцолиты (ДЛ) образуются в результате вторичного обогащения при взаимодействии ультрадеплетированных пород низов литосферной мантии (гарцбургитов, дунитов) с расплавами астеносферного происхождения [Nixon].

Последние исследования Re-Os возраста сингенетичных включений в минералах мантийного происхождения из кимберлитов Сибирской платформы (пиропах и оливинах) указывают на то, что мантийные перидотиты подвергались многостадийному воздействию метасоматических агентов в различное время [неопубликованные данные к.г.-м.н. В.Г. Мальковец, и др.].

В связи с этим, особенно актуальны исследования распределения ЭПГ и Re-Os системы и их изменения при процессах вторичного обогащения пород литосферной мантии.

Целью данной работы является установить особенности изменения распределения ЭПГ в деформированных лерцолитах при вторичных процессах и тем самым выяснить, к какому типу мантийных пород они относятся по содержанию ЭПГ.

Для этого будут выполнены следующие задачи:

) Определение элементов группы платины методом изотопного разбавления с масс-спектрометрическим окончанием.

) Определение изменения содержания ЭПГ при возрастающей степени вторичного обогащения в ДЛ.

) Сравнение крайних значений тренда обогащения ДЛ с составами мантийных пород из разных источников.

) Интерпретация полученных данных.

Дипломная работа выполнена на кафедре минералогии и петрографии НГУ и в лаборатории минералов высоких давлений и алмазных месторождений (№ 451) СО РАН.

Автор благодарит научного руководителя к.г.-м.н Тычкова Николая Сергеевича за помощь и поддержку в написании магистерского диплома и в приобретении навыков работы с литературой, к.г.-м.н. Алексея Михайловича Агашева за предоставленные данные и к.г.-м.н. Ольгу Алекеевну Козьменко за помощь в освоении метода изотопного разбавления.

Глава 1. Происхождение деформированных лерцолитов

Деформированные перидотиты являются отторженцами верхней мантии и выносятся на поверхность кимберлитовым магматизмом, или, что реже, щелочными базальтами. Ксенолиты этих пород встречаются в кимберлитовых трубках всех древних кратонов и по PT- условиям равновесия являются наиболее глубинными из всех мантийных нодулей и несут основной объем информации о составе и эволюции нижних слоев литосферной мантии. Деформированные лерцолиты тр. Удачная находятся в относительно узком диапазоне глубин около 180 км, а диапазон по составу зависит от различной степени вторичного обогащения.

Температуры и давления, оцененные с помощью геотермобарометра (Brey, Kohler, 1990), составляют 1250-1400 °C и 56-70 кбар. Исходя из этих данных, деформированные перидотиты являются наиболее глубинными породами литосферной мантии и располагаются в зоне перехода литосфера-астеносфера (Агашев А.М, 2010). В ряду мантийных пород, располагающихся вдоль континентальной геотермы, эти породы характеризуются существенно повышенным температурным градиентом, что связано с процессами вторичного обогащения на границе литосфера-астеносфера.

Рис.5 Диаграмма содержаний MgO-Al2O3 в ксенолитах деформированных перидотитов и гарцбургит-дунитов тр. Удачная в сравнении с составом примитивной мантии (ПМ).

Составы основных петрогенных компонентов показывают разную степень деплетирования относительно модели примитивной мантии (ПМ). На диаграмме MgO-Al2O3 (Рис. 2) составы деформированных лерцолитов находятся между составами ПМ и ультрадеплетированных пород литоферной мантии

По существующим представлениям, эти породы образуются в результате вторичного обогащения при взаимодействии ультрадеплетированных пород низов литосферной мантии (гарцбургитов, дунитов) с расплавами астеносферного происхождения (Nixon P. H et.al, 1973). В то же время, другие исследователи предполагают метасоматическое происхождение этих пород в связи с расплавами, которые также дают начало образованию мегакристовой магмы (Ehrenberg et.al, 1979, 1982; Gurney & Harte, 1980; Harte, 1983).

Доказательства в пользу метасоматических процессов продолжает расти. В настоящее время уже очевидно, что метасоматические флюиды как правило расплавы (McKenzie et.al, 1989). В то же время обращается внимание на важность обменных реакций в системе порода- флюид, которые оказывают воздействие на химическую эволюцию минералов и флюидов при инфильтрации и протекании метасоматических флюидов или расплавов (Navon & Stolper, 1987). Для кратонных (кимберлито- рожденных) перидотитов, Харт и др. (1993) подчеркнул важность такого обменного взаимодействия в сочетании с фракционной кристаллизацией и сослался на совмещенные процессы как «проникающая фракционная кристаллизация».

Пирсон и др. (2004) в своей статье информирует о том, что изменение положений геохимии ЭПГ перидотитовых ксенолитов и перидотитов из массивов вероятно связано с метасоматическими эффектами, которые включают введение сульфида, и вероятно сопровождается силикатным расплавом.

Глава 2. Распределение ЭПГ в различных породах по данным из литературы

.1 Общие представления о фракционировании ЭПГ

По мнению Гольдшмидта, Земля изначально была полностью расплавленной и при охлаждении разделилась на три несмешивающиеся жидкости. Во время затвердевания из них окончательно сформировалось Fe-Ni ядро и внешняя оболочка из силикатов, которая подстилалась сульфидной жидкостью (Goldschmidt, 1929). Во время дифференциации элементов происходило разделение на слои в соответствии с их геохимическим характером. При металл- силикатном расслоении высоко- сидерофильные (ВСЭ) элементы, к которым и относятся элементы группы платины, ушли из силикатной части планеты и были сконцентрированы в металлическом ядре. Но в какой степени это могло произойти, остается спорным, из-за неопределенности в зависимости от параметров температуры-давления от коэффициентов распределения (Кd = металл/силикат) этих элементов (Becker, 2006; Righter et al., 2000). Как известно, для высоко- сидерофильных элементов Кd> 104. Относительное фракционирование ЭПГ в мантийных породах привлекает все больше внимание ученых из- за их способности сдерживать процессы, которые повлияли на образование и эволюцию мантии (Morgan et.al, 1981). Наличие ЭПГ в мантийных перидотитах может предоставить важную информацию о мантийном метасоматозе, частичном плавлении и экстракции расплава. Несмотря на предполагаемое удаление, количество ВСЭ в верхней мантии только примерно в 150 раз меньше, чем в хондритовых метеоритах и в целом оказывается примерно хондритовым (Becker, 2006). Многими авторами это, как правило, объясняется добавкой позднее накопленного метеоритного материала после формирования ядра (Mario Fischer-Gцdde et. al 2011; Chou, 1978). Наиболее убедительным свидетельством в пользу этой гипотезы является наблюдаемые в широком изобилии хондритовые и изотопные отношения высоко- сидерофильных элементов. Другие модели, предложенные для объяснения нахождения ВСЭ в верхней мантии, включают сценарии неэффективного формирования ядра (Arculus and Delano, 1981; Jones and Drake, 1986), добавки материала из внешнего ядра (Snow and Schmidt, 1998) или уменьшения коэффициентов распределения при высоких PT условиях ядрообразования (Murthy, 1991; Righter and Drake, 1997; Righter et al., 1997, 2008; Li and Agee, 2001). Таким образом, сочетание различных процессов может объяснить наличие распространенности ЭПГ в мантии.

Приток магмы из мантии является основным механизмом корообразования. Несовместимые элементы, такие как Ca, Al, Fe устремляются в кору, которая имеет гранодиоритный состав с относительно высоким Mg# и обогащена несовместимыми элементами (Rudnick and Fountain, 1995; Treatise on geochemistry).

.2 Распределение ЭПГ в различных породах

Существуют данные по исследованию распределения ЭПГ в орогенных перидотитах (Lorand et. al, 1999; Pearson et. al, 2004; Fischer-Gцdde et. al, 2011), в ксенолитах перидотитов из офиолитов (Becker et. al, 2006; Fischer-Gцdde et. al, 2011; Chen et. al, 2008; Hangh et.al, 2010), в абиссальных перидотитах (Becker et. al, 2006; Chesley et. al, 2004), в перидотитах, вынесенных щелочными базальтами (Pearson at. al, 2004; Ionov et. al, 2006), в коматиитах (Maier et. al, 2003).H. и др. (2006) исследовал в своей работе ксенолиты лерцолитов и гарцбургитов из архейской (Пиренейские перидотиты) и пост- архейской континентальной литосферы, перидотиты из ультраосновных массивов, офиолиты и абиссальные перидотиты. Пиренейские орогенные перидотиты (Западн. Пиренеи) имеют следующие средние содержании ЭПГ (мг/т): Os- 4.17; Ir- 3.7; Ru- 7.44; Pt- 7.12; Pd- 6.24 и Re- 0.31. Относительное содержание Os, Ru и Ir в Пиренейских и других перидотитах не показывает корреляцию с Al2O3. Os/Ir отношение является хондритовым в большинстве образцов, в то время как значение Ru/Ir составляет около 30% выше, чем в хондритах. Распространение Pt, Pd и Re, а также их отношения с Ir, Os и Ru показывают положительную корреляцию с Al2O3, что служит признаком несовместимого характера Pt, Pd и Re во время плавления мантии. В этом исследовании содержание ВСЭ по валу, хондритовое отношение Os/Ir, хондритовое и субхондритовое отношение Pt/Ir, Re/Os, Pt/Re и Re/Pd многих лерцолитов согласуется с истощением при плавлении, и возможно с процессами перемешивания твердого вещества в конвектирующей мантии, включающих океаническую литосферу.

Изучение перидотитов Пиренейского массива показало, что они сохранили структуру распределения ЭПГ мантийных перидотитов (Lorand et.al, 1999). В отличие от других орогенных перидотитов (н-р Бени- Бусера), эти породы не загрязнены различными образованиями базальтовых расплавов, которые секут Пиренейский массив в суб- континентальной литосфере. Анализ гарцбургитов доказал, что при низкой степени плавления Pd и Au отделяются от других ЭПГ даже при S- насыщенных условиях. Эти результаты подтверждают современные теории о том, что, кроме Pd, ЭПГ находятся в мантийных сульфидах как тугоплавкие микро-сплавы.

В статье автора Крокета Дж. К. и др. (2000) опубликованы данные по неизмененным толеитам из вулкана Килауеа, Гавайи. Корреляции элементов группы платины с Co, Cr, Cu, Ni, MgO в базальтах показывают, что хромиты содержат Ir и Os, большая часть которых находится в виде включений во вкрапленниках оливина. По другим корреляциям Крокет Дж. К. предположил появление Pd частично в оливине и частично в матрице. Также в работе представлены результаты исследований серии измененных базальтов из пяти разных мест. Обнаружены незначительные изменения в концентрации и элементном соотношении для Ir и Pd при сопоставлении с данными «свежих» базальтов. Эти результаты подтверждают, что Pd и Ir скорее всего сохраняют свой изверженный характер при захоронении в субаэральную изверженную надстройку. Высокотемпературные сульфатные конденсаты образовывают налеты, обогащенные Ir, Os, Pd примерно на 50, 20 и 33, соответственно, относительно неизмененных пород. В противоположность этому, низкотемпературные месторождения самородной серы являются наиболее обедненными по Ir и Pd по сравнению со средним их содержанием в неизмененных породах. Обогащение Ir и Os в высокотемпературных сериях объясняется главным образом повышенной летучестью магматических гидротермальных флюидов, загрязненных метеорными водами вблизи вершин вулканичекого желоба.

Пирсон Д.Г. в своей работе представил данные по исследованию перидотитовых ксенолитов из кратона (Лесото), перидотитов, вынесенных щелочными базальтами (Юж. Намибия; Витимское вулканическое поле), и орогенных перидотитов (Бени- Бусера, Сев. Марокко). Mg-Fe вариации показывают что породы из Лесото претерпели от 30 до 50 % частичного плавления, перидотиты из Витима 5- 10 %, из Намибии 25 - 335 % и Бени-Бусера 5 - 25 % частичного плавления. Ксенолиты перидотитов из Намибии и массивные перидотиты Бени-Бусера не показывают изменения Os, Ir, Ru (И-ЭПГ) или межэлементного фракционирования относительно Mg# и Al2O3. В то время как зернистые перидотиты Лесото показывают существенные изменения в Os, Ir, Ru (Os в пределах 0,2-13 мг/т) при относительно постоянной величине Al2O3. Несмотря на такие широкие вариации, не существует межэлементного фракционирования И-ЭПГ, т.к эти элементы не отделяются даже при очень больших степенях плавления (сверх 50%). Зернистые перидотиты Лесото являются наиболее деплетированными мантийными породами по Pt и Pd из указанных типов. В табл. 1 представлены средние значения ЭПГ для различных типов мантийных пород.

Перидотиты с о. Забаргад (Красное море) содержат концентрации Ir от 1.98 до 3.28 мг/т и по химическому составу относятся к типичным породам верхней мантии (содержание CaO от 3.39 до 0.21%) (Schmidt G. et.al, 2000). В породах на этом острове не наблюдается зависимости содержания Ir и других ЭПГ ни от степени обогащения вмещающих пород, ни от геологического положения ксенолитов или массивных перидотитов. Содержание Pd в дунитах, гарцбургитах и лерцолитах составляет от 5.2 до 8.8 мг/т, Os от 1.84 до 3.48 мг/т, Ru от 3.6 до 5.7 мг/т. Модели фракционирования ЭПГ в породах о. Забаргад указывают либо на дополнительные компоненты ЭПГ в верхней мантии, либо отражают переработку ЭПГ в пределах верхней мантии.

В 2011 году Фишер-Годд М. в своей статье представил данные по исследованию Лигурийских офиолитов (Сев. Апеннины), которые представляют собой остатки юрского океана Тетис. Концентрации Os изменяются от 3.2 до 4.8 мг/т, Ir от 2.7 до 4.1, Pt от 6.5 до 7 мг/т. Обедненные химические и петрографические составы офиолитов интерпретируются как представители остатков субокеанической астеносферной мантии после образования базальтов океанических хребтов (MORB).

Таким образом, выше, чем хондритовые, Ru/Ir, Rh/Ir и Pd/Ir величины установлены для всех массивов орогенных перидотитов, таких как Ланзо, Италия (Lorand et al.,1993); Пиренейский массив (Pattou et al., 1996, Lorand et.al, 1999); Ронда, Юж. Испания и Бени-Бусера, Сев. Марокко (Gueddari et al. 1996; Garuti et al., 1997); и о. Забаргад, Красное море (Schmidt G. et.al, 2000).

В таблице 1 представлены средние значения для мантийных пород, различных по происхождению, из литературных данных.

Табл. 1 Данные по ЭПГ для различных породах. (Pearson et.al, 2004; Becker et.al, 2006)

2.3    Поведение ЭПГ при плавлении и рефертилизации

В таблице 1 показаны степени частичного плавления для мантийных пород, различных по происхождению. Самая высокая степень плавления установлена для перидотитов из кратонов от > 30 % до 50 %, далее для орогенных перидотитов 5- 25 %, и меньшая степень частичного плавления наблюдается в перидотитах, вынесенных щелочными базальтами 5- 10 % (Person et.al., 2004).

Систематика ЭПГ для мантийных пород различных типов позволяет показать относительный порядок совместимости элементов группы платины, легко устанавливаемая для частичного плавления:

Ктв/ж (Os) ~ Ктв/ж (Ir) ~ Ктв/ж (Ru) ~ Ктв/ж (Pt) ~ Ктв/ж (Pd) (Person et.al., 2004)

То есть, при высокой степени плавления вместе с расплавом «уходят» несовместимые элементы Pt и Pd, а совместимые (Ir и Os) остаются в закристаллизованной породе. При рефертилизации породы обогащаются только несовместимыми элементами, а количество совместимых уменьшается. Доказательства этому будут приведены ниже.

.4 К вопросу о том, в каком виде находятся ЭПГ в породах

Как отмечает Барашков Ю.П (1997) ЭПГ обнаружены в сульфидных включениях из оливинов в кимберлитовой тр. Удачная. Сульфидные глобули в оливинах имеют высокую концентрацию ЭПГ и примерно в 50-3000 раз выше, чем в хондритах. Сульфиды из оливинов обогащены Ru, Rh и Os, Ir относительно Pd и Pt соответственно. Включения сульфидов из алмазов схожи с таковыми из оливинов обогащенным содержанием ЭПГ, однако отличаются по содержанию Pt и Pd. Если в первых Pd присутствует в определяемых количествах, а Pt- ниже предела обнаружения, то в сульфидах из оливинов, напротив, Pt образует устойчивую примесь, а Pd не определяется во всех включениях. Отношение Os/Ir в сульфидах из оливинов в среднем равно 1 и судя по этому платиноиды, скорее всего, представлены микровключениями самородного минерала группы осмия-иридия-рутения. По-видимому, микровключения самородного минерала выделились в результате распада первичного высокотемпературного моносульфидного твердого раствора. Обособленные микровключения (< 1 мкм) платинового сульфида и палладиевого станнида в пентландите, который образовался при распаде Fe-Ni моносульфидного твердого раствора, были обнаружены в ксенолите шпинелевого лерцолита в базанитах Австралии (Keays R.R et.al, 1981).

В отличие от включений сульфидов из оливинов, сульфиды из гранатов в кимберлитах тр. Удачная значительно обеднены элементами платиновой группы, а именно концентрации Ru, Os и Pt- в 9 раз, Rh- в 5 раз и Ir- в 14 раз ниже. Характер распределения ЭПГ, нормированных по хондриту, отличаются от подобной картины в сульфидах из оливинов и алмазов. Все сульфиды проявляют единую модель распределения ЭПГ с четко выраженным минимумом концентрации рутения (Барашков Ю.П и др., 1998).

Также по исследованиям Шарыгина И. (2011) в деформированных лерцолитах тр. Удачная в межзерновых пространствах обнаружены срастания сульфидов и самородной Pt, в которых вероятно содержится основное количество ЭПГ.

Рис.1 ЭПГ в ксенолитах ДЛ тр. Удачная в срастании с сульфидами: Po- пирротин, Pn- пентландит, Ccp- халькопирит, Cr- Sp- хромшпинелид, Pt- платина.(Шарыгин И. и др.,2011).

Глава 3. Геология трубки Удачная

.1 Якутская кимберлитовая провинция

Якутская кимберлитовая провинция занимает северо-восточную часть сибирской платформы и с юга на север протягивается на полторы тысячи километров от Малоботуобинского района почти до моря Лаптевых и на тысячу километров с запада на восток от Харамайского поля в Красноярском крае до р. Лены (рис. 2.1). На севере и востоке границами провинции, как и платформы служат Лено-Анабарский и Ангаро-Вилюйский прогибы, на юго-востоке же - вилюйская синеклиза и Ангаро-вилюйский прогиб. На западе Якутскую кимберлитовую провинцию ограничивает восточный склон Тунгусской синеклизы. Таким образом провинция совпадает с областью Анабарского гравитационного максимума, что согласуется с преобладанием здесь структур поднятий. Из кркупных, следует отметить Анабарский щит на северо-западе и Оленекское поднятие на северо-востоке, с разделяющей их Суханской впадиной и Ботуобинской седловиной.

В пределах Якутской алмазоносной провинции расположены многие сотни кимберлитовых трубок и дайкоподобных тел, которые группируются в 20 кимберлитовых полей, обьединяющихся в 8 обособленных районов, среди которых Далдыно-Алакитский второй по значению район коренных месторождеий алмазов. Он включает три поля: Далдынское, Алакит-Мархинское и Моркокинское, которые вписываются в широкую (до 50 км) и довольно протяженную (до 150 км) полосу северо-восточного простирания. Среди многих десятков трубок разной величины, необходимо отметить трубку Удачная- одну из наиболее перспективных алмазоносных трубок, относящуюся к Алакит-Мархинскому кимберлитовому полю Далдыно-Алакитского района кимберлитового магматизма.

3.2 Характеристика геолого-тектонического положения трубки Удачная.

Кимберлитовая трубка Удачная, открытая в 1955г., выходит на дневную поверхность на склоне долины ручья Пиропового и залегает в нижнеордовикских известняках на поверхности, и в породах верхнего и среднего кембрия на глубине. Тело имеет юго-западное склонение, осложнено небольшими дизъюнктивными нарушениями, сопутствующими времени образования кимберлита.

Трубка Удачная состоит из двух сопряженных кимберлитовых тел (западного и восточного) и в плане имеет форму искаженной бесконечности (Рис 2.2). Трубка прослежена буровыми скважинами до глубины 1400 м. В верхней части, до глубины примерно 270 м тела контактируют друг с другом, поверхность контакта падает на запад, а глубже они разобщены (рис 2.3).

Внутреннее строение трубки до недавнего времени считалось относительно простым. Предполагалось, что каждое тело образовалось в самостоятельные фазы внедрения кимберлитового расплава. Однако в процессе доразведки глубоких горизонтов и эксплуатации месторождения было выявлено более сложное строение трубки. Также отмечаются существенные различия в петрографо-минералогических, химических и других особенностях кимберлитов западного и восточного тела. Абсолютный возраст трубки 370 + 3 млн. лет. Большая часть исследователей полагает, что по времени образования западное тело трубки предшествовало восточному.

Восточное тело. При разведке глубоких горизонтов было установлено сложное строение восточного тела, обусловленное многофазным внедрением кимберлитового расплава. Выделяя разное количество фаз внедрения, исследователи расходятся во взглядах на положение границ между ними.

Сотрудниками Амакинской экспедиции Е.Д. Черным, А.И. Крючковым и Г.М. Музыкой выделяется пять разновидностей кимберлитов, образовавшихся в четыре фазы внедрения: 1) брекчия с массивной текстурой цемента, слагающая верхние горизонты трубки до глубины 350-400 м; 2) автолитовая брекчия, распространенная в краевых участках тела ниже глубины 350 м; 3) брекчия в виде субвертикального штоковидного тела в центральной части трубки; 4) брекчии приконтактовых участков, протягивающиеся почти на всю разведанную глубину в виде серий мелких параллельных субвертикальных инъекций; 5) даечный кимберлит. Геологами ГОКа «Удачный» по структурно-текстурным особенностям кимберлиты восточного тела также разделены на пять типов.

Восточное тело является уникальным в отношении количества ксенолитов глубинных пород, их разнообразия, наличия оригинальных нодулей. Распределение этих ксенолитов также неравномерное - в основном они тяготеют к центральным участкам. Среди них наблюдаются как мелкие обломки, так и гигантские глыбы массой более 100 кг.

Представлены ксенолиты большим набором фациальных групп и разновидностей. Обнаружено много алмазоносных парагенезисов ультра-основного и основного (эклогитового состава) (Похиленко 1974; 1990).

Наиболее распространенными являются деформированные лерцолиты, содержащие гранат с широкими вариациями состава (от низко- до высокохромистого). Они и слагают ксенолиты гигантских размеров. Среди деформированных типов пород встречаются оригинальные образования, содержащие пикроильменит. На втором месте по распространенности идут равномернозернистые разновидности ксенолитов, включающие дуниты, гарцбургиты и лерцолиты. Безгранатовые парагенезисы встречаются в явно подчиненном количестве. Ксенолиты основных пород - эклогиты и пироксениты встречаются еще реже. Эти породы характеризуются большим количеством разновидностей. Среди эклогитов, кроме двуминеральных, обнаружены дистеновые, коэситовые, хромпироповые, пикроильменитовые. Выявлены единичные ксенолиты гроспидитов, в том числе алмазоносные. Кроме обычных найдены пироксениты с первичной слюдой, хромпироповые, пироп-альмандиновые и некоторые другие их разновидности.

Западное тело. По данным И.П. Илупина и Г.А. Пономаренко, а также геологов Амакинской экспедиции, [Харькив и др., 1991] в западном теле выделяют 3 разновидности кимберлитовых пород, образование которых связано с самостоятельными фазами внедрения кимберлитового расплава. Кимберлитовые брекчии разных фаз внедрения отличаются друг от друга по соотношению пикроильменита и пиропа, особенностям морфологии алмазов, химическому составу породы. Последовательность внедрения отдельных фаз внутри сочленяющихся тел пока еще однозначно не определена, но по данным глубокого бурения видно, что более поздние фазы кимберлитов приурочены к более глубоким горизонтам трубки, они, как правило, содержат повышенное количество включений глубинных пород.

Западное тело до глубины 450-530 м выполнено кимберлитовыми брекчиями серого и зеленовато-серого цвета (первая фаза внедрения).

Кимберлитовые брекчии второй фазы внедрения выполняют основной объем глубоких горизонтов трубки. Они характеризуются повышенным содержанием псевдоморфоз по оливину (15-30 %), автолитов (до 25 %), ксенолитов осадочных пород (10-25 %). Среди автолитов выделяются разновидности с микролитами карбоната и без таковых. Основная масса брекчий в наиболее свежих участках имеет серпентинитовый и карбонат-серпентинитовый состав, а в участках интенсивного дробления представлена карбонатом.

На глубине 294-409 м вскрыт кимберлит пепельно-серого цвета порфировой структуры с низким содержанием ксенолитов осадочных пород (3-5 %). Основная масса породы имеет серпентин-карбонатный состав и содержит повышенное количество флогопита. По-видимому, порфировые кимберлиты внедрились на заключительном этапе становления трубки.

В обоих телах трубки Удачная содержание ксенолитов глубинных пород повышено. В западном теле их среднее содержание составляет 0,1-0,3 %. Наиболее распространенной группой этих ксенолитов являются деформированные гранатовые серпентиниты (аполерцолиты). Второе место занимают равномернозернистые гранатовые серпентиниты (аподуниты, апогарцбургиты, аполерцолиты). Безгранатовые (шпинелевые и безшпинелевые) аполерцолиты находятся в подчиненном количестве. Породы основного состава (эклогиты и пироксениты) редки. Характерной чертой всех типов ксенолитов является сильная переработка вторичными процессами. Из первичных минералов сохраняются гранат, хромит, пикроильменит, а все прочие превращены в рыхлые, глинистые породы или агрегат серпентина и хлоритоподобного минерала.

Таким образом, трубка Удачная служит ярким примером сочленения двух тел, породы которых отличаются между собой по целому ряду признаков

В трубке Удачная не установлено строгой закономерности в изменении алмазоносности в зависимости от последовательности внедрения кимберлитов различных фаз [ Харькив и др., 1991].

Глава 4. Описание деформированных лерцолитов

.1 Минералогия и петрография

Деформированные перидотиты впервые были выявлены в кимберлитах Якутской провинции Бобриевичем и др. (1959). Boyd and Nixon (1972) определили подобные породы среди ксенолитов в кимберлитах Лесото (ЮАР) как “sheared” - тип (деформированные) в качестве структурной противоположности зернистым типам. Структура деформированных перидотитов характеризуется крупными порфирокластами гранатов, пироксенов и оливина, вытянутых в виде цепочек в матрице, состоящей из мелких полигональных необластов оливина. Считается, что совокупность деформированных структур возникла в процессе деформации и перекристаллизации пород, имевших первично зернистое сложение (Harte, 1977).

Рис. 2 Мозаично - порфирокластическая линейно направленная структура, образованная порфирокластами оливина и пироксенов и граната.

Среди деформированных разновидностей преобладают гранатовые лерцолиты, которым значительно уступают ильменит - гранатовые лерцолиты, а хромшпинелиды, в свою очередь, достаточно редки.

Ксенолиты деформированных лерцолитов зачастую имеют овальную сглаженную форму. Их размеры колеблются в широких пределах. Крупные размеры ксенолитов свидетельствуют о быстром подъеме транспортирующей их магмы. Степень вторичной измененности также различна, от полностью серпентинизированных ксенолитов до почти свежих образцов [А.Д. Харькиев, 1991].

Структуры деформированных перидотитов (Harte):

а) Порфирокластическая - структура породы, где более 10% зерен оливина - порфирокласты.

б) Мозаично - порфирокластическая, где менее 10 % зерен оливина - порфирокласты.

Рис. 3 Структура деформированных лерцолитов тр. Удачная.

Поминерально перидотиты подразделяются на гранатовые лерцолиты, ильменит-гранатовые лерцолиты, гранатовые гарцбургиты и хромшпинелид-гранатовые дуниты.В табл. 1 приведен модальный минеральный состав изучаемых пород и по соотношению минералов они относятся к гранатовым лерцолитам (гранат (Grt) > 5%)

Табл. 2 Модальный минеральный состав деформированных лерцолитов и гарцбургит- дунитов (Похиленко и др., 1993) тр. Удачная (об. %).

Зерна оливина и пироксенов во всех образцах вытянутые, деформированые, местами рекристализованы и переходящие в мелкозернистые агрегаты, часто они образуют структуру течения, создавая линейную однонаправленную текстуру (Рис.2). Во всех образцах оливин имеет две генерации: 1) относительно крупные, деформированные, вытянутые, местами рекристализованные зерна - порфирокласты первичного оливина и 2) мелкозернистые сахаровидные зерна полностью рекристализованного оливина второй генерации. Зерна оливина первой генерации распределены равномерно и их размер 3-5мм (единичные зерна до 1,3 см.), оливин второй генерации заполняет все пространство между минералами и его размер от 0,1-0,3, редко до 0,5мм. Цвет зерен оливина слабо-зеленовато-желтый, иногда слабо-коричневатый, ортопироксен слабо-буровато-желтый, клинопироксен ярко-зеленый. Содержание форстеритовой молекулы в оливине образцов составляет 86,4-91,3%. Таким образом, оливины деформированных перидотитов являются более железистыми по сравнению с оливинами из зернистых перидотитов (Fo=90-93,6% [Малыгина, 2002])

Гранат распределен в породах преимущественно равномерно (рис. 2). Цвет зерен гарната от бордово- красного до красно-коричневого. По размеру зерен граната образцы можно на два типа - крупнопорфировый (зерна граната до 8-9 мм) и мелкопорфировый (зерна граната до 4мм). Гранаты очень часто окружены келифитовой каймой. Келефит является агрегатом минералов, среди которых главными фазами являются шпинель и флогопит, и образуется как результат изохимических субсолидусных реакций между гранатом и оливином в результате изменения РТ-условий при переходе от фации гранатовых лерцолитов к фации шпинелевых лерцолитов [Доусон, 1983].

Гранат мелкопорфирового типа чаще наблюдается в образцах, по общему составу, тяготеющему к гарцбургитам, в то время как крупнопорфировый гранат слагает в основном лерцолитовые разности.

Ортопироксен, как и оливин, присутствует в виде относительно крупных зерен-порфирокласт размером от 2-10 мм и мелких зерен необластов, слагающих каймы и перешейки крупных зерен, размером менее 0,5мм.

Кристаллы клинопироксена в образцах вытянутые, местами разорванные и перекристализованные. Цвет зерен ярко зеленый. Вместе с зернами ортопироксена и оливина образуют структуры течения.

Составы деформированных лерцолитов тр. Удачная группируются в характерный тренд обогащения. По степени обогащенности (Al2O3 + CaO) было выделено две группы ДЛ (рис. 5):

)        Ультрадеплетированные деформированные лерцолиты, близкие по составу к ГД (3 шт).

)        Обогащенные в разной степени ДЛ до составов, близких к ПМ (6 шт).

Наименее обогащенная часть близка к составам гарцбургит -дунитов (ГД), поэтому их можно интерпретировать как составы близкие к ГД, а наиболее обогащенная часть приближается к составу, близкому к ПМ (Рис. 5). Составы по петрогенным компонентам ДЛ представлены в приложении 2.

Составы образцов были нормированы к составу примитивной мантии (по McDonough and Sun, 1995). ДЛ показывают разную степень истощенности относительно ПМ, но видна приближенность по содержанию SiO2, FeO, MgO, MnO и Cr2O3 (рис. 3). Самый обогащенный образец Uv- 268/02 при значении SiO2, FeO, MgO, MnO близком к примитивной мантии, отличается пониженными содержаниями Al2O3 почти на половину, CaO и Na2O.

Рис.4 Петрохимические составы деформированных лерцолитов тр. Удачная, нормированные к составу примитивной мантии (по McDonough, 1995).

Рис. 5 Составы мантийных пород по степени обогащенности. В обведенной области находятся составы ДЛ, близких к составам ультрадеплетированных гаррцбургит- дунитов, ДЛ- деформированные лерцолиты, ПМ- примитивная мантия (McDonough, 1995).

Глава 5. Методы исследований

платина лерполит минералогия геологический

Образцы были получены в готовом виде, т.е. в порошке породы. В процессе выполнения работы был освоен метод изотопного разбавления (ИР) с масс- спектрометрическим окончанием на приборе высокого разрешения ELEMENT Finnigan Mat (Германия) в Институте геологии и минералогии СО РАН для определения наноколичеств элементов платиновой группы- Os, Ir, Ru, Pt, Pd и Re в деформированных лерцолитах тр. Удачная (Козьменко и др., 2011). Этот метод широко используется и обладает низким пределом обнаружения и высокой точностью. Относительное стандартное отклонение результатов анализа составляет от 5 до 20 %.

Навески девяти образцов до 1 грамма вместе с рассчитанным количеством трассеров- растворов, содержащих обогащенные изотопы Ru99, Pd106, Re185, Os190, Ir191 и Pt194, помещались в трубки Кариуса (ТК). Затем добавлялась смесь концентрированных кислот (3 мл HCl + 4 мл HNO3 ). ТК охлаждались, потом запаивались и помещались в автоклав. Далее производился нагрев до температуры 300 oC при давлении порядка 100 Атм. После разложения пробы сразу отделялся Os в виде летучего тетраоксида осмия во избежание его потерь. ТР. Отгонка летучего тетраоксида осмия при 90 оС непосредственно из ТК без дополнительных окислителей в течение 30-40 мин. обеспечивает выход Os больше 50 %. Полученный водно- спиртовый раствор использовался для определения Os изотопным разбавлением в тот же день, без дополнительных операций. После отделения осмия содержимое ТК подвергался выпариванию, переведению в солянокислую форму и хроматографированию на катионите. Полученный раствор по уровню кислотности и общему содержанию солей соответствовал требованиям анализа методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) растворов (менее 5 % кислоты и менее 0,1 % солей) и был пригоден для измерений без разбавления.

Определение концентрации моноизотопного родия, для которого неприменим метод ИР, выполнялось с использованием 195Pt в качестве внутреннего стандарта. Для снижения влияния на измерения «эффекта памяти», который особенно существенно проявляется при определении Os, применялась промывка системы 5 % HCl. В растворе HCl такой концентрации осмий находится не в высшей степени окисления и, соответственно, его летучесть уменьшается ( L. Qi et.al, 2007).

Метод изотопного разбавления с масс- спектрометрическим окончанием имеет ряд преимуществ перед другими способами, а именно (Палесский и др., 2009):

)        После достижения изотопной гомогенизации в смеси трассера- раствора и анализируемого образца возможные потери аналита не влияют на результаты анализа.

)        При ИСП-МС измерении метод изотопного разбавления позволяет учитывать влияние матрицы и изменений параметров плазмы на аналитический сигнал.

)        Метод ИР является наиболее точным для определения концентрации элементов.

В приложении 4 представлены концентрации ЭПГ в стандартном образце шпинелевого лерцолита GP-13, определенные методом изотопного разбавления с масс-спектрометрическим окончанием (Козьменко и др., 2011).

Для анализа содержания главных петрогенных элементов использовался рентгено-флюоресцентный метод. Для анализа подготавливались порошки массой не менее 200г, для анализа отбирались навески весом 20мг. Порошки образцов сплавлялись с метаборатом лития в стекловатые таблетки. Прибор для анализа был откалиброван с использованием ряда международно-признанных стандартов силикатных пород. Использованная аналитическая методика эффективно устраняет проблему размерности частиц и позволяет аккуратно определить содержания как главных, так и некоторых малых элементов. Химический анализ определил содержание в породе SiO2, TiO2, Al2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, K2O , Na2O и Р2О5.Для большинства петрогенных элементов пределы обнаружения на уровне 0,02-0,005%, для Mg -0,1% и Na -0,2%. Анализ проведен на рентгеновском анализаторе VRA-20R (производства фирмы «Карл Цейс Йена», Германия). Аналитик- Холодова Л.Д.

Термодинамические параметры определены с помощью геологических термометров и барометров ( Brey-Kohler-Nickel , 1990).

Глава 6. Полученные результаты

Нами были получены результаты девяти образцов деформированных лерцолитов, проанализированных на содержание элементов группы платины методом изотопного разбавления с масс-спектрометрическим окончанием.

Содержания ЭПГ в деформированных лерцолитах тр.Удачная представлены в приложении 3. Слабообогащенные породы, которые практически соответствуют исходным гарцбургит- дунитам, в целом содержат больше концентраций Os, Ir и Ru по сравнению с обогащенными ДЛ. Обратная ситуация наблюдается по Pt и Pd: в обогащенных образцах содержание этих элементов больше, чем в деплетированных разностях. В двух образцах (Uv- 268/02, Uv-257/02) содержание по Pt и Pd примерно в два раза превышает содержание по Os и Ir.

Совместимые элементы (Os, Ir) имеют небольшие диапазоны значений: Os варьирует от 2.41 до 4.06 мг/т, Ir от 2.79 до 4.02 мг/т. Ru изменяется от 4.27 до 7.96 мг/т. Несовместимые элементы (Pt, Pd) показывают широкий диапазон значений: Pt от 3.05 до 7.06 мг/т, Pd от 0.08 до 6.13 мг/т. Re изменяется от 0.14 до 0.66 мг/т.

Корреляции элементов группы платины изображены на рисунках 6 и 7. Os с Ir имеют плохую корреляцию, в то время как Ru с Ir хорошо скоррелированы (RІ (Os/Ir)= 0.13; RІ (Ru/Ir)= 0.75). Корреляции Pt с Ir не наблюдается (RІ = 0.019), значения по Pt сильно разбросаны. Pd показывает наименьшую степень корреляции c Ir (RІ = 0.155) (рис. 7).

Между ЭПГ и главными элементами в деформированных лерцолитах тр.Удачная наблюдается некоторая взаимосвязь. На рисунке 8 показаны изменения (Ir + Os) с (Al2O3 + CaO) в породах, близких по составу к ГД, и в обогащенных ДЛ. В связи с прогрессирующим обогащением закономерно уменьшается общее содержание Ir и Os от 8.09 до 5.42 мг/т. Корреляций Ir и Os c петрогенными компонентами не наблюдается (RІ (Ir/ Al2O3)= 0.3869; RІ (Os/ Al2O3)= 0.1078; RІ (Ir/CaO)= 0,5875; RІ (Ru/CaO)= 0,4983; RІ (Os/CaO)= 0,3658). Обратная ситуация видна для Pd и Pt. С увеличением концентраций (Al2O3 + CaO) повышается общее количество (Pd +Pd) от 3.13 мг/т в сильно деплетированных образцах до 13.19 мг/т в обогащенных ДЛ (Рис. 9). Однако степени корреляции плохие (RІ (Pd/ Al2O3) = 0,6345; RІ (Pt/ Al2O3)= 0,2086).

В итоге, корреляций ЭПГ с главными элементами как таковых нет, но если брать крайние значения тренда обогащения, то зависимость наблюдается. Таким образом, при воздействии вторичных расплавов на ультрадеплетированные гарцбургит- дуниты происходит обогащение платиной и палладием, и обеднение осмием и иридием.

На рисунке 10 мы видим постепенное уменьшение общего содержания (Ir + Os) с прогрессирующим обогащением (увеличение количества клинопироксена и граната), что вполне объяснимо и отражается также на рис.8. На диаграмме содержаний (Ir + Os) и Opx (рис. 11) значения всех образцов разбросаны. На всем диапазоне состава Opx слабообогащенные ДЛ имеют выше содержание (Ir + Os), чем остальные ДЛ. График (Pd + Pt)/ (Cpx + Ga) показывает постепенное обогащение несовместимыми элементами от деплетированной группы образцов до обогащенной вместе с увеличением количества клинопироксена и граната (рис. 12). На рисунке 10 группа слабообогащенных ДЛ находится в области высоких содержаний оливина, в то же время фертильные ДЛ в области низкого его количества.

Средние значения ЭПГ в хондрите превышают содержания в ДЛ тр. Удачная: Os в 150 раз, Ir в 130 раз, Ru, Rh и Re в 110, Pt в 210 раз и Pd в 280 раз. Значения ЭПГ в хондрите представлены в приложении 1. Величины отношения Os/Ir находятся ниже хондритовой прямой. Среднее значение Ru/Ir отношения составляет 1.86, хондритовое же отношение равно 1.56 (рис.6). Pt/Ir значения находятся в области ниже хондритовой прямой, только образец Uv-268/02 соотношению этих элементов приближается к хондритовому (Pt/Ir (хондрит) = 1.21). Pd/Ir значения самых обогащенных образцов ДЛ формируются выше линии хондрита (рис. 7), а слобообогащенные породы находятся далеко ниже этой линии.

Рис. 6 Ковариации концентраций Os, Ru (в мг/т) с Ir в деформированных лерцолитах тр. Удачная. 1- самые деплетированные ДЛ, 2- обогащенные в разной степени ДЛ, хондритовое отношение из статьи McDonough W.F. and Sun S.-s et. al 1995.

Рис. 7 Ковариации концентраций Pt, Pd (в мг/т) с Ir в деформированных лерцолитах тр. Удачная. 1- самые деплетированные ДЛ, 2- обогащенные в разной степени ДЛ, хондритовое отношение из статьи McDonough W.F. and Sun S.-s et. al 1995.

Рис.8 Ковариации значений (Ir + Os) c (Al2O3 + CaO) в ДЛ тр. Удачная. 1- составы ДЛ, близкие к составу ГД, 2- обогащенные ДЛ.

Рис.9 Ковариации значений (Pd + Pt) c (Al2O3 + CaO) в ДЛ тр. Удачная. 1- составы ДЛ, близкие к составу ГД, 2- обогащенные ДЛ.

Рис 10 Ковариации значений (Ir + Os) и (Cpx + Ga), Ol в ДЛ тр. Удачная. 1- составы ДЛ, близкие к составу ГД, 2- обогащенные ДЛ.

Рис. 11 Ковариации значений (Ir + Os) и Opx в ДЛ тр. Удачная. 1- составы ДЛ, близкие к составу ГД, 2- обогащенные ДЛ.

Рис. 12 Ковариации значений (Pt + Pd) и (Cpx + Ga), Ol в ДЛ тр. Удачная. 1- составы ДЛ, близкие к составу ГД, 2- обогащенные ДЛ.

Глава 7. Обсуждение результатов

В целом, распределение ЭПГ в деформированных лерцолитах тр. Удачная существенно не отличается от распределения в кратонных породах, кроме Pd и Pt. Хорошим показателем отделения несовестимых ЭПГ от совместимых являются модели распределения ЭПГ, нормированных на хондрит (рис.13, 14). Минимальные значения по Pd в слабообогащенных образцах ДЛ схожи со значениями перидотитов из кратонов, а максимальные значения в фертильных ДЛ больше почти в шесть раз, что характерно для перидотитов из орогенов (рис. 17). Минимальные значения по Pt также соответствуют значениям перидотитов из кратонов, а в обогащенных ДЛ увеличиваются почти в два раза. Содержания по совместимым ЭПГ (Ir, Os) в деплетированных лерцолитах тр. Удачная соответствуют перидотитам из кратонов, таким как из Лесото и Танзании (табл. 2, рис.17), а минимальные значения в образцах схожи с составами перидотитов из орогенов.

В итоге деформированные лерцолиты тр. Удачная по совместимым ЭПГ (Ir, Os) соответствуют кратонным деплетированным лерцолитам, таким как из Лесото и Танзании (табл. 2, рис.12), а по несовместимым (Pt, Pd) существенно их превосходят, достигая значений, характерных для фертильных лерцолитов океанической литосферы, таким как Бени-Бусер (Марокко); массив Ронда(Кордильера Бетика); Турон-де-Тикуэ, Зап.Пиренеи (Pearson et. al, 2004; Becker et.al, 2006).

Табл. 2

Рис. 17 Сравнение составов ЭПГ в ДЛ тр. Удачная со средними значениями в мантийных породах из разных источников.

В основании литосферы происходило обогащение несовместимыми ЭПГ (Ir, Os) от составов, характерных для ультрадеплетированных гарцбургит- дунитов, содержащих Pt и Pd меньше, чем в зернистых породах, до составов, характерных для фертильных лерцолитов океанической литосферы. Этот процесс является обратным к процессу частичного плавления, при котором и возникли породы литосферной мантии, и сопутствует аналогичному процессу рефертилизации по петрогенным компонентам. Обогащение платиной и палладием не может объясняться лишь силикатным обогащением и, вероятно, обязано образованию сульфидных включений, осточником которых были расплавы более глубинного (плюмового) типа.

Заключение

Впервые с помощью метода изотопного разбавления стали известны концентрации ЭПГ в деформированных лерцолитах тр. Удачная. Определены изменения содержания элементов группы платины при возрастающей степени вторичного обогащения. Проведено сравнение крайних значений тренда обогащения ДЛ со средними значениями мантийных пород из разных источников.

В ходе проведенных исследований, было выяснено:

)        В итоге деформированные лерцолиты тр. Удачная по совместимым ЭПГ (Ir, Os) соответствуют кратонным деплетированным лерцолитам, а по несовместимым (Pt, Pd) существенно их превосходят, достигая значений, характерных для фертильных лерцолитов океанической литосферы

)        Для крайних членов последовательности обогащения в ДЛ от гарцбургит-дунитов к обогащенным лерцолитам наблюдается закономерное изменение состава и по ЭПГ: уменьшение содержания совместимых ЭПГ (Ir, Ru,Os), увеличение содержания по несовместимым ЭПГ (Pd, Pt), что свидетельствует о связи процессов силикатного обогащения и обогащения по ЭПГ.

)        Учитывая, что ДЛ образуются в процессе вторичного обогащения ультрадеплетированных пород существенно обедненных совместимыми ЭПГ, обогащение платиной и палладием не может объясняться лишь силикатным обогащением и, вероятно, обязано образованию сульфидных включений, источником которых были расплавы более глубинного (плюмового) типа.

Приложение 1

Содержание ЭПГ в примитивной мантии, континентальной коре, хондрите, в базальтах срединно- океанических хребтов и океанических островов. Величины хондритовых отношений.

(Treatise on geochemistry, Table 11 (3.01.4), Table 4 (2.01.4.2.3)), хондритовая модель из McDonough W.F. and Sun S.-s et. al 1995; содержание в MORB и OIB из James C. E et.al, 2003.

Приложение 2

Составы по петрохимическим элементам в обогащенных ДЛ (Uv-268/02, Uv-257/02), средних (Uv-30/04, Uv-3/05, Uv-24/05, Uv-97/02) и самых деплетированных ДЛ (Uv-33/04, Uv-285/02).

Приложение 3

Полученные результаты по содержанию ЭПГ в деформированных лерцолитах тр. Удачная.

Приложение 4

Концентрации ЭПГ, Re в стандартном образце GP-13 (мг/т) и относительные стандартные отклонения (ОСКО) их определения (%) (Козьменко и др., 2011).

Список литературы

Агашев А.М., Похиленко Н.П., Черепанова Ю.В., Головин А.В. Геохимическая эволюция пород основания литосферной мантии по результатам изучения ксенолитов деформированных перидотитов из кимберлитов трубки Удачная//Доклады академии наук, том 432,№ 4, 2010, с. 510-513.

Барашков Ю.П., Гриффин Уи. Л., Тальникова С.Б. Элементы- примеси в сульфидах- включениях из оливинов кимберлитовой трубки Удачная (Якутия)// Геохимия, № 7, 1997, с. 772-777

Барашков Ю.П., Гриффин Уи. Л., Тальникова С.Б. Микроэлементный состав сульфидных включений в гранатах из кимберлитовой трубки Удачная (Якутия)// Геохимия, № 12, 1998, с. 1269-1276.

Бобриевич А.П., Бондаренко М.Н., Гневушев М.А. и др. Алмазные месторождения Якутии. - М.: Госгеолтехиздат, 1959. - 527 с.

Козьменко О.А., Палесский С.В., Николаева И.В., Томас В.Г., Аношин Г.Н. Усовершенствование методики химической подготовки геологических образцов в трубках Кариуса для определения элементов платиновой группы и рения//Аналитика и контроль, т.15, № 4, 2011.

Налдретт А.Дж. Магматические сульфидные месторождения медно- никелевых и платинометальных руд- Санкт- Петербург: СПбГУ, 487 с., 2003.

Палесский С.В., Николаева И.В., Козьменко О.А., Аношин Г.Н. Определение элементов платиновой группы и рения в стандартных геологических образцах изотопным разбавлением с масс- спектрометрическим окончанием//Журнал аналитической химии, т.64, № 3, 2009, с. 287-291.

Похиленко Н.П., Соболев Н.В., Бойд Ф.Р., Пирсон Г.Д., Шимизу Н. Мегакристаллические пироповые перидотиты в литосфере Сибирской платформы: минералогия, геохимические особенности и проблема происхождения//Геология и геофизика, т.34, № 1, 1993.

Тальникова С.Б., Специус З.В., Павлова Л.А. Особенности фазового состава включений сульфидов в гранатах из кимберлитов трубки Удачная//Минерал. Журнал, № 6, 1990.

Шарыгин И. С., Головин А. В., Похиленко Н. П. Джерфишерит в кимберлитах куойкского поля как индикатор обогащения хлором кимберлитовых расплавов// ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, том 436, № 6, 2011,с. 820-826.

Харькив А.Д., Зуенко В.В, Зинчук Н.Н. и др. Петрохимия кимберлитов. - М.: Недра, 1991.-304 с.

Maier W. D., Roelofse F., S-J Barnes.The Concentration of the Platinum-Group Elements in South African Komatiites: Implications for Mantle Sources, Melting Regime and PGE Fractionation during Crystallization// Journal of Petrology, Vol.44, № 10, 2003, 1787-1804 pp.H., Horan M.F., Walker R.J., Gao S., Lorand J.-P., Rudnick R.L. Highly siderophile element composition of the Earth’s primitive upper mantle: Constraints from new data on peridotite massifs and xenoliths// Geochimica et Cosmochimica Acta , Vol. 70, 2006, 4528-4550 pp.S.R, Harte B. (2004) Tracing lithosphere evolution through the analysis of heterogeneous G9-G10 garnets in peridotite xenoliths, II; REE chemistry//Journal of pertology, Vol. 45, 609-634 pp.R. W., Application of the Pt-Re-Os isotopic systems to mantle geochemistry and geochronology// Lithos, Vol. 82, 2005, 249- 272 pp.G., .Xia B. Platinum-group elemental geochemistry of mafic and ultramafic rocks from the Xigaze ophiolite, southern Tibet//Journal of Asian Earth Sciences 32, 2008, 406-422 pp.J., Righter K., Ruiz J., Large-scale mantle metasomatism: a Re-Os perspective//Earth and Planetary Science Letters 219, 2004, 49-60 pp.G.J., Pearson D.G., Kjarsgaard B.A., Carlson R.W., Kopylova M.G., Dreibus G. A Re-Os isotope and PGE study of kimberlite-derived peridotite xenoliths from Somerset Island and a comparison to the Slave and Kaapvaal cratons// Lithos, Vol. 71 , 2003, 461- 488 pp.Gцdde M. , Becker H, Wombacher F.Rhodium, gold and other highly siderophile elements in orogenic peridotites and peridotite xenoliths//Chemical Geology, Vol. 208, 2011, 365-383 pp.W.F., S.- S. Sun. The composition of the Earth// Chemical Geology, Vol. 120, 1995, 223-253 pp.J. H. PGE in fresh basalt, hydrothermal alteration products, and volcanic incrustations of Kilauea volcano, Hawaii// Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 64, № 10, 2000, pp. 1791-1807.D.G, Irvine G.J., Ionov D.A, Boyd F.R., Dreibus G.E. Re-Os isotope systematic and platinum group element fractionation during mantle melt extraction: a study of massif and xenolith peridotite suites//Chemical Geology, Vol. 208, 29-59 pp.J-P., Pattou L., Gros M. Fractionation of Platinum-group Elements and Gold in the Upper Mantle: a Detailed Study in Pyrenean Orogenic Lherzolites//Journal of petrology, VOL. 40, № 6, 1999, pp 957-981.X.-Y., Zhou M.-Fu, Zhi-Min Cao Min Sun, Wang Y-L. Ni-Cu-(PGE) magmatic sulfide deposits in the Yangliuping area, Permian Emeishan igneous province, SW China//Mineralium Deposita 38, 2003, 831-843 ppG., Palme H., Kratz K-L, Kurat G. Are highly siderophile elements PGE, Re and Au/ fractionated in the upper mantle of the earth? New results on peridotites from Zabargad//Chemical Geology, Vol. 163 , 2000, 167-188 pp.

1.   Evaluation of a technique for determining Re and

2.   PGEs in geological samples by ICP-MS coupled

3.   with a modified Carius tube digestion / L. Qi et [al.] //

4.   Geochemical J. 2007. V. 41. P. 407-414

Аннотация

В данной работе приведены первые анализы на содержание элементов группы платины (ЭПГ) 9 образцов не измененных вторичными процессами высокотемпературных деформированных лерцолитов (ДЛ) из кимберлитовой трубки Удачная (метод изотопного разбавления). Три образца близки по составу к ультрадеплетированным гарцбугит- дунитам, шесть образцов имеют разную степень обогащения, вплоть до состава близкому к ПМ.

Для крайних членов последовательности обогащения в ДЛ от гарцбургит-дунитов к обогащенным лерцолитам наблюдается закономерное изменение состава и по ЭПГ: уменьшение содержания совместимых ЭПГ (Ir, Ru,Os), увеличение содержания по несовместимым ЭПГ (Pd, Pt), что свидетельствует о связи процессов силикатного обогащения и обогащения по ЭПГ.

Учитывая, что ДЛ образуются в процессе вторичного обогащения ультрадеплетированных пород существенное обедненных совместимыми ЭПГ, обогащение платиной и палладием не может объясняться лишь силикатным этапом и, вероятно, обязано образованию сульфидных включений, источником которых были расплавы более глубинного (плюмового) типа.