ГЛАВА 2
ПРОИСХОЖДЕНИЕ КИМБЕРЛИТОВ
2.1. Введение.
Из обсуждения в предыдущей главе следует, что горячие и, вероятно, час-тично
расплавленные подкоровые объекты (астенолинзы), наблюдаемые непо-средственно
над зоной пониженных скоростей сейсмических волн в Цент-ральной Европе (ЗПССВ)
[Nolet and Zielhuis, 1994; Zielhuis and Nolet, 1994], являются продуктами ее
тепловой неустойчивости. В то же время противоречие между большой мощностью
ЗПССВ (примерно 150 км) и сравнительно неболь-шими размерами астенолинз (50—100
км) невозможно разрешить, не привлекая результатов лабораторных экспериментов,
продемонстрировавших, что плот-ность расплавов в интервале давлений примерно
8—13 ГПа выше плотности твердой матрицы [Rigden et al., 1984; Agee and Walker,
1993]. Физическая ситуация в ЗПССВ (расплав имеет плотность большую, чем
рестит) не уникальна. Ниже показано, что слои частичного плавления, целиком
лежащие ниже уровня инверсии плотностей (УИП), являются источниками
кимберлитов.
Кимберлиты — чрезвычайно незначительные по объему ультраосновные магматические
породы весьма специфического состава, содержащие большое количество ксенолитов,
представляют большой коммерческий интерес, поскольку с ними связаны коренные
месторождения алмазов. Кимберлиты очень интенсивно исследовались по этой
причине, а также вследствие их необычной глубинности, позволяющей изучать по
ксенолитам и включениям в алмазы верхнюю мантию до глубин, по крайней мере, 200
км [Доусон 1983; Уханов и др., 1988; Кимберлиты…, 1990; Кимберлиты…, 1994]
(обнаружены ксенолиты и значительно большей глубинности, поступившие из нижней
части верхней мантии [Haggerty and Sautter, 1990; Moore and Gurney, 1985; Moore
et al., 1991], переходного слоя [Sautter et al., 1991] и даже нижней мантии
[Kesson and Fitz Gerald, 1991; Harte et al., 1999]).
Кимберлитовые проявления (трубки, дайки, силлы) приурочены, в основном, а
алмазосодержащие кимберлиты исключительно, к областям древних платформ
(кратонов) и циркумкратонных докембрийских складчатых поясов. При этом в
центральных частях кратонов кимберлиты, как правило, алмазоносны, а синхронный
им магматизм иного состава отсутствует. Напротив, на периферии кратонов
продуктивность кимберлитов низка, и они часто соседствуют с разновозрастными
щелочно-ультраосновными интрузивными или вулканическими комплексами. В
циркумкратонных древ-нейших складчатых поясах кимберлиты преимущественно не
алмазоносные и составляют лишь небольшую часть одновозрастных с ними щелочных и
щелочно-ультраосновных пород (Е. Е. Лазько [Магматические…, 1988, с. 196—197]).
На примере Якутской кимберлитовой провинции можно заключить, что кимберлитовые
извержения происходили в течение нескольких сравнитель-но кратковременных эпох
продолжительностью 10—20 млн. лет [А. В. Уханов и др. 1988, с. 21]. На
поверхности кимберлитовые аппараты сконцентрированы в структуры, обнаруживающие
выдержанную иерархию масштабов. Наиболее крупными элементами этой иерархии
являются линейные зоны протяженностью сотни и шириной десятки километров.
Другая, необходимая для анализа информация приведена ниже, а здесь ограничимся
ссылками на прекрасные обзоры Дж. Доусона [1983], О. А. Бога-тикова и др.
[1987], Е.Е Лазько [Магматические…, 1988], А. В. Уханова и др. [1988], Б. М.
Владимирова и др., [Кимберлиты…, 1990], И. П. Илупина и др. [1990], Л. В.
Соловьевой и др. [Кимберлиты…, 1994], откуда заимствовано большинство
использованных фактических данных и где можно найти ссылки на оригинальные
работы.
Гипотезы о происхождении кимберлитов.
Проблема происхождения кимберлитов трактуется обычно как проблема состава
кимберлитовых магм, то есть как проблема преимущественно геохимическая. Иначе
говоря, модели происхождения кимберлитов строились без учета ограничений,
налагаемых геодинамической стороной процессов. В частности, любые попытки
объяснить доставку кимберлитов в диапирах, всплывающих к поверхности c глубин
і200—300 км (например, [Wyllie, 1980]), неизбежно сталкиваются с неразрешимой
проблемой незначительности объема кимберлитовых излияний, поскольку сквозь
холодную мантию кратонов пройти без затухания могут только термики достаточно
больших диаметров (видимо, около 100 км; см. ниже). Такие термики неизбежно
испытают значительное декомпрессионное плавление, так что нет никаких оснований
ожидать, что объем инициированного ими магматизма будет столь мал, как это
характерно для кимберлитов. Тем не менее, основной результат этих геохимических
построений скорее отрицательный в том смысле, что он зафиксировал невозможность
генерации наблюдаемого состава как результата простого плавления вещества
верхней мантии и последующей эволюции выплавок вследствие различных
геохимических процессов (см. обзоры в монографии Дж. Доусона [1983] и статье
Е. Е. Лазько [1983]). В частности, Е. Е. Лазько [1983] подчеркивает: “…
существующие апробированные модели состава мантийного вещества настолько резко
контрастируют с химизмом кимберлитов, что никакими мыслимыми манипуляциями с
магмами, будь то вариации степени частичного плавления пиролитов, сложная
фракционная кристаллизация выплавок, ликвация, флюидно-магматическое
взаимодействие и т. п., из него не удается получить жидкостей кимберлитового
характера с необходимым уровнем накопления таких петрогенных компонентов, как
магний, кальций, титан и калий, а также некоторых редких элементов”.
Что же касается собственно геодинамических построений, то наиболее интересным в
этом смысле было обнаружение геохимических и временных корреляций между
южноафриканскими кимберлитами и магматизмом горячих точек [Le Roex, 1986],
которое дало опр
- Київ+380960830922