ГРАНАТЫ ИЗ КИМБЕРЛИТОВОЙ ТРУБКИ МИР: ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СВИДЕТЕЛЬСТВА МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ

Целью работы являлось изучение состава литосферной мантии под кимберлитовой трубкой Мир. Авторами была исследована коллекция мантийных ксенолитов из трубки Мир (57 образцов). Образцы представлены перидотитами (зернистые гранатовые лерцолиты) и пироксенитами (гранатовые вебстериты, гранатовые клинопироксениты и эклогиты). На основе данных по петрографическим особенностям, составу минералов (гранат, клинопироксен) составлена вещественная характеристика различных типов пород в литосферной мантии под кимберлитовой трубкой Мир, также с помощью различных геотермобарометров были рассчитаны Р-Т-условия кристаллизации пород. Гранаты из перидотитов отличаются относительно высокой магнезиальностью (75–83) и низким содержанием TiO₂ (до 0.2 мас. %). Эклогиты характеризуются высококальциевым (3.78–9.46 мас. %) и высокожелезистым (7.77–17.20 мас. %) составом граната, на диаграмме Н.В. Соболева попадая в область верлитового парагенезиса. В целом гранаты из литосферной мантии под Мирнинским кимберлитовым полем характеризуются низкотитанистым составом граната (до 0.7 мас. %), отличаясь от высокотитанистых гранатов Далдынского кимберлитового поля. Таким образом, литосферная мантия под Мирнинским кимберлитовым полем отличается от литосферной мантии под другими алмазоносными полями более широким развитием эклогитов и пироксенитов (до 50 %), низко-Ti составом пород и отсутствием деформированных лерцолитов. Данные признаки, вероятно, свидетельствуют о минимальном проявлении силикатного метасоматоза в литосферной мантии под кимберлитовой трубкой Мир (в отличие от центра Сибирского кратона).

1. Ai Y., 1994. A Revision of the Garnet-Clinopyroxene Fe2+–Mg Exchange Geothermometer. Contributions to Mineralogy and Petrology 115, 467–473. https://doi.org/10.1007/BF00320979.

2. Ashchepkov I.V., Vladykin N.V., Ntaflos T., Downes H., Mitchell R., Smelov A.P., Alymova N.V., Kostrovitsky S.I., Rotman A.Ya., Smarov G.P. et al., 2013. Regularities and Mechanism of Formation of the Mantle Lithosphere Structure beneath the Siberian Craton in Comparison with Other Cratons. Gondwana Research 23 (1), 4–24. https://doi.org/10.1016/j.gr.2012.03.009.

3. Aulbach S., Jacob D.E., 2016. Major- And Trace-Elements in Cratonic Mantle Eclogites and Pyroxenites Reveal Heterogeneous Sources and Metamorphic Processing of Low-Pressure Protoliths. Lithos 262, 586–605. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2016.07.026.

4. Beard B.L., Fraracci K.N., Taylor L.A., Snyder G.A., Clayton R.A., Mayeda T.K., Sobolev N.V., 1996. Petrography and Geochemistry of Eclogites from the Mir Kimberlite, Yakutia, Russia. Contributions to Mineralogy and Petrology 125, 293–310. https://doi.org/10.1007/s004100050223.

5. Brey G.P., Köhler T., 1990. Geothermobarometry in Four-Phase Lherzolites II. New Thermobarometers, and Practical Assessment of Existing Thermobarometers. Journal of Petrology 31 (6), 1353–1378. https://doi.org/10.1093/petrology/31.6.1353.

6. Brey G.P., Köhler T., Nickel K.G., 1990. Geothermobarometry in Four-Phase Lherzolites. I. Experimental Results from 10 to 60 Kbar. Journal of Petrology 31 (6), 1313–1352. https://doi.org/10.1093/petrology/31.6.1313.

7. Ellis D.J., Green D.H., 1979. An Experimental Study of the Effect of Ca upon Garnet-Clinopyroxene Fe-Mg Exchange Equilibria. Contributions to Mineralogy and Petrology 71, 13–22. https://doi.org/10.1007/BF00371878.

8. Griffin W.L., Ryan C.G., Kaminsky F.V., O’Reilly S.Y., Natapov L.M., Win T.T., Kinny P.D., Ilupin I.P., 1999. The Siberian Lithosphere Traverse: Mantle Terranes and the Assembly of the Siberian Craton. Tectonophysics 310 (1–4), 1–35. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(99)00156-0.

9. Hasterok D., Chapman D.C., 2011. Heat Production and Geotherms for the Continental Lithosphere. Earth and Planetary Science Letters 307 (1–2), 59–70. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2011.04.034.

10. Howarth G.H., Barry P.H., Pernet-Fisher J.F., Baziotis I.P., Pokhilenko N.P., Pokhilenko L.N., Bodnar R.J., Taylor L.A., Agashev A.M., 2014. Superplume Metasomatism: Evidence from Siberian Mantle Xenoliths. Lithos 184–185, 209–224. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2013.09.006.

11. Ionov D.A., Doucet L.S., Ashchepkov I.V., 2010. Composition of the Lithospheric Mantle in the Siberian Craton: New Constraints from Fresh Peridotites in the Udachnaya-East Kimberlite. Journal of Petrology 51 (11), 2177–2210. https://doi.org/10.1093/petrology/egq053.

12. Ionov D.A., Doucet L.S., Carlson R.W., Golovin A.V., Korsakov A.V., 2015. Post Archean Formation of the Lithospheric Mantle in the Central Siberian Craton: Re-Os and PGE Study of Peridotite Xenoliths from the Udachnaya Kimberlite. Geochimica et Cosmochimica Acta 165, 466–483. https://doi.org/10.1016/j.gca.2015.06.035.

13. Krogh E.J., 1988. The Garnet-Clinopyroxene Fe-Mg Geothermometer – A Reinterpretation of Existing Experimental Data. Contributions to Mineralogy and Petrology 99, 44–48. https://doi.org/10.1007/BF00399364.

14. Krogh Ravna E., 2000. The Garnet-Clinopyroxene Fe2+–Mg Geothermometer: An Updated Calibration. Journal of Metamorphic Geology 18 (2), 211–219. https://doi.org/10.1046/j.1525-1314.2000.00247.x.

15. Mattey D., Lowry D., Macpherson C., 1994. Oxygen Isotope Composition of Mantle Peridotite. Earth Planetary Science Letters 128 (3–4), 231–241. https://doi.org/10.1016/0012-821X(94)90147-3.

16. Nickel K.G., Green D.H., 1985. Empirical Geothermobarometry for Garnet Peridotites and Implications for the Nature of the Lithosphere, Kimberlites and Diamonds. Earth and Planetary Science Letters 73 (1), 158–170. https://doi.org/10.1016/0012-821X(85)90043-3.

17. Nimis P., Grutter H., 2010. Internally Consistent Geothermometers for Garnet Peridotites and Pyroxenites. Contribution to Mineralogy and Petrology 154, 411–427. https://doi.org/10.1007/s00410-009-0455-9.

18. Nimis P., Taylor W.R., 2000. Single Clinopyroxene Thermobarometery for Garnet Peridotites. Part 1, Calibration and Testing of a Cr-in-Cpx Barometer and an Enstatite-in-Cpx Thermometer. Contributions to Mineralogy and Petrology 139, 541–554. https://doi.org/10.1007/s004100000156.

19. Pokhilenko N.P., Sobolev N.V., Kuligin S.S., Shimizu N., 1999. Peculiarities of Distribution of Pyroxenite Paragenesis Garnets in Yakutian Kimberlites and Some Aspects of the Evolution of the Siberian Craton Lithospheric Mantle. In: Proceedings of the 7th International Kimberlite Conference (April 11–17, 1998, Cape Town, South Africa). Vol. 2. Red Roof Design, Cape Town, p. 689–698.

20. Rosen O.M., 2003. The Siberian Craton: Tectonic Zonation and Stages of Evolution. Geotectonics 37 (3), 175–192.

21. Соболев Н.В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. Новосибирск: Наука, 1974. 263 с.

22. Solov’eva L.V., Lavrent’ev Y.G., Egorov K.N., Kostrovitsky S.I., Suvorova L.F., 2008. The Genetic Relationship of the Deformed Peridotites and Garnet Megacrysts from Kimberlites with Asthenospheric Melts. Russian Geology and Geophysics 49 (4), 207–224. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.09.008.

23. Соловьева Л.В., Владимиров Б.М., Днепровская Л.В., Масловская М.Н., Брандт С.Б. Кимберлиты и кимберлитоподобные породы. Вещество верхней мантии под древними платформами. Новосибирск: Наука, 1994. 256 с.

24. Уханов А.В., Рябчиков И.Д., Харькив А.Д. Литосферная мантия Якутской кимберлитовой провинции. М.: Наука, 1988. 286 с.

25. Valley J.W., Kinny P.D., Schulze D.J., Spicuzza M.J., 1998. Zircon Megacrysts from Kimberlite: Oxigen Isotope Heterogeneity among Mantle Melt. Contributions to Mineralogy and Petrology 133, 1–11. https://doi.org/10.1007/s004100050432.

26. Valley J.W., Kitchen N., Kohn M.J., Niendorf C.R., Spicuzza M.J., 1995. UWG-2, a Garnet Standard for Oxygen Isotope Ratios: Strategies for High Precision and Accuracy with Laser Heating. Geochimica et Cosmochimica Acta 59 (24), 5223–5231. https://doi.org/10.1016/0016-7037(95)00386-X.