Введение. Влияние процессов мантийного метасоматизма и магматизма на эволюцию литосферной мантии в северо-восточном Биректинском террейне Сибирского кратона рассмотрено на примере флогопит- и флогопит-амфиболсодержащих глубинных ксенолитов из кимберлитов Куойкского поля (рис. 1). Глубинные ксенолиты с мантийной флогопитовой и флогопит-амфиболовой минерализацией в кимберлитовых трубках поля развиты в двух генетически разных сериях пород: магнезиальной (Mg) пироксенит-перидотитовой (с магнезиальным составом пород и минералов) и в серии флогопит-ильменитовых (Phl-Ilm) ги- пербазитов (с железистым типом пород и минералов). В настоящей работе уделяется большое внимание петрографии и минералогии ксенолитов с мантийной флогопитовой и флогопит-амфиболовой минерализацией, и приводятся новые данные по 40Ar/39Ar возрасту флогопита.

Методы исследований. Флогопит- и флогопит-амфиболсодержащие парагенезисы ксенолитов были детально изучены в образцах и шлифах. Зерна минералов были проанализированы на содержания главных оксидов на рентгеновском электронно-зондовом микроанализаторе JXA-8200 в Институте геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН (г. Иркутск). Анализ изотопного состава кислорода в гранате выполнен в аналитическом центре ДВГИ ДВО РАН (г. Владивосток) на масс-спектрометре Finnigan MAT 252, [Ignatiev, Velivetskaya, 2004]. Определение возраста флогопита 40Ar/39Ar методом произведено в Институте земной коры СО РАН (г. Иркутск) с использованием мультиколлекторного масс-спектрометра Argus VI.

Петрография и минералогия. Магнезиальная (Mg) серия представлена непрерывным переходом пород от Sp, Sp-Grt, Grt клинопироксенитов, ортопироксенитов к вебстеритам, оливиновым вебстеритам и лерцолитам и рассматривается рядом исследователей как расслоенная интрузия в мантии [Ukhanov et al., 1988; Solov’eva et al., 1994]. Мантийная метасоматическая флогопит-амфиболовая минерализация проявлена во всех петрографических типах пород серии и развита в виде секущих прожилков и неправильных участков по границам зерен первичных минералов (рис. 4, 5). В ксенолитах с мегакристаллами пироксенов, состоящих из параллельных пластинок клино- и ортопироксена ± граната ± шпинели (структуры распада высокотемпературного пижонита [Solov’eva et al., 1994]), метасоматический флогопит-амфиболовый агрегат развивается преимущественно по пластинчатым вросткам одного из пироксенов и граната и в перекристаллизованной мелкозернистой матрице пород. Это указывает на значительный интервал времени между кристаллизацией пород пироксенит-перидотитовой серии и развитием флогопит-амфиболового метасоматизма. Phl-Ilm гипербазиты также образуют сложную ассоциацию парагенезисов, представленных Phl-Ilm гранатовыми и безгранатовыми пироксенитами, вебстеритами, оливиновыми вебстеритами, ортопироксенитами, лерцолитами и оливинитами. Характерной особенностью серии являются высокие содержания K, Ti, Fe в породах и минералах. Содержание флогопита в породах широко варьируется – от первых процентов до 40–80 %, ильменита – от первых до 15 %, реже до 30–40 %. Количество слюды и ильменита резко уменьшается в гранатизированных ксенолитах, в которых гранат интенсивно замещает эти минералы, а также первичные силикаты. Панидиоморфнозернистые, гипидиоморфнозернистые, сидеронитовые и порфировидные структуры в негранатизированных ксенолитах указывают на первичный магматический генезис пород. Для пород серии характерно также разнообразие автометасоматических и метасоматических структур. Гранат и флогопит развиваются на субсолидусном этапе близко одновременно: первый за счет охлаждения первичных магматических пород (рис. 11, 12, 14), а второй при воздействии на них остаточных флюидов-расплавов, обогащенных калием и летучими (рис. 8). Особый тип парагенезисов в серии Phl-Ilm гипербазитов представляют сильно деформированные флогопит-амфиболовые породы с новообразованным хромитом и с реликтовыми резорбированными ильменитом и клинопироксеном (рис. 21–23). Дифференцированная серия флогопит-ильменитовых гипербазитов по петрографическим признакам относится к мантийным магматитам, за исключением более поздних деформированных флогопит-амфиболовых пород из зон глубинных разломов. В отличие от соответствующих минералов Mg пироксенит-перидотитовой серии, минералы из Phl-Ilm гипербазитов имеют значительно меньшую магнезиальность (Mg#) и содержат существенно больше TiO2, FeO и меньше Cr2O3 (таблица). Точки метасоматических флогопитов из пород Mg серии на диаграммах Mg# – TiO2 и Mg# – Cr2O3 существенно отделены от поля точек слюд из флогопит-ильменитовых парагенезисов (рис. 24). Амфибол, представленный в Phl-Amph метасоматитах Mg серии типичным паргаситом по химическому составу резко отличается от K-рихтерита из деформированных флогопит-амфиболовых пород серии Phl-Ilm гипербазитов (таблица).

40Ar/39Ar датирование слюды. 40Ar/39Ar возраст флогопита из метасоматических флогопит-амфиболовых прожилков и межзерновых реакционных обособлений в гранатовом оливиновом вебстерите Mg серии варьируется в пределах 1640–1800 млн лет (рис. 25). Слюды из негранатизированных Phl-Ilm вебстеритов показали возраст 869 и 851 млн лет (рис. 25). В гранатизированных Phl-Ilm лерцолитах возраст слюд значительно меньше (608 и 495 млн лет). Слюда из деформированной флогопит-амфиболовой породы показала возраст 167 млн лет, близкий возрасту кимберлитов Куойкского поля.

Дискуссия и результаты. Возраст метасоматического флогопита (1640–1800 млн лет) несколько ниже возраста присоединения Биректинского террейна к Сибирскому кратону (1.8–1.9 млн лет [Rosen, 2003]), что, возможно, объясняется частичной потерей 40Ar в анализируемой слюде. С другой стороны, это значение близко интервалу позднего эпизода формирования коры в Биректинском блоке 1.8–2.1 млрд лет [Nasdala et al., 2014] и соответствует времени привноса радиогенного осмия в мантийную литосферу из зоны субдукции (1.7–2.2 лет [Pernet-Fisher et al., 2015]). Геохимия изотопов кислорода в породах перидотит-пироксенитовой серии из трубки Обнаженная также свидетельствует о присутствии в них древней субдукционной компоненты (рис. 26). Это позволяет предположить, что мантийный флогопит-амфиболовый метасоматизм в литосферной мантии Биректинского террейна осуществлялся флюидами – расплавами, поступавшими из зоны субдукции примерно 1.8 млрд лет назад, и соответствует эпизоду присоединения этого блока к Сибирскому кратону. Сложная магматическая серия Phl-Ilm пород является более поздней по сравнению с Mg пироксенит-перидотитовой серией. Древний возраст флогопита (869–851 млн лет) из Phl-Ilm гипербазитов несколько превышает наиболее древние датировки щелочного ультраосновного – карбонатитового Томторского массива (800 млн лет [Entin et al., 1990]) и время начала распада суперконтинента Родиния (825 млн лет [Li et al., 2008]). Эта разница может быть объяснена опережающим проявлением высококалиевых, титанистых, железистых магматитов в мантийной литосфере Биректинского блока по сравнению с их проявлением на поверхности. Флогопит из ксенолитов с субсолидусной гранатизацией показывает существенно меньшие значения возраста (500–600 млн лет), вероятно, из-за потери радиогенного аргона при замещении слюды. Этот процесс высвобождал большое количество H2O, K, Ba, F и Cl, поступавших в верхние горизонты коры и мантии. Мантийная высококалиевая и высокотитанистая Phl-Ilm серия, по-видимому, комагматична поверхностным калиевым ультрамафитам и мафитам на Сибирской платформе и связана с ранним эпизодом раскола суперконтинента Родиния. Главные выводы. 1. Рассмотренные флогопитсодержащие серии ксенолитов из кимберлитовых трубок Куойкского поля принадлежат к разным генетическим образованиям и к разным этапам эволюции литосферной мантии Биректинского террейна. 2. Phl-Amph метасоматизм развивается по породам сложной магнезиальной пироксенит-перидотитовой серии ксенолитов, имеет геохимические черты зоны субдукции и маркирует этап, связанный с присоединением Биректинского континентального блока к Сибирскому кратону ~1.8–1.9 млрд лет. 3. Сложная железистая серия Phl-Ilm гипербазитов относится к типичным мантийным калиевым ультраосновным – основным магматитам. Начало формирования магматической серии Phl-Ilm гипербазитов в мантийной литосфере Биректинского террейна (~869–851 млн лет), возможно, соответствует самому раннему этапу распада суперконтинента Родиния.