Геохимические особенности и возраст нижней коры...
DESCRIPTION
Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции. Шацкий 1,2 В.С., Мальковец 2 В.Г., Бузлукова 2 Л.В., Белоусова 3 Е.А., Гриффин 3 В.Л., О’Рэйлли 3 С. 1 Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН . г. Иркутск, - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/1.jpg)
Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной
провинцииШацкий1,2В.С., Мальковец2 В.Г., Бузлукова2 Л.В., Белоусова3 Е.А., Гриффин3 В.Л., О’Рэйлли3 С
1Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН . г. Иркутск,2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, г. Новосибирск,3Национальный исследовательский центр “GEMOC”, Университет Маккуори, Сидней, Австралия
![Page 2: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/2.jpg)
Hacker et al., 2011
![Page 3: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/3.jpg)
Hawkesworth, Kemp, 2006 Hacker et al., 2011
![Page 4: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/4.jpg)
Geological framework of the North Asian Craton (Smelov, Timofeev, 2007) showing location of kimberlitic fields; 1- Archean domain; 2- Archean and Paleoproterozoic domain; 3-Proterozoic domain; 4- Mesoproterozoic domain; 5- kimberlitic filds (2- Nakyn (Botuobinskaya) ; 3- Alakit-Markha (Yubileynaya Komsomolskaya); 4- Daldyn (Udachnaya Leningradskaya) 5- Upper-Myna (Zapolyarnaya). fragment comprising the present day Asia and is largely covered by Late Precambrian, Paleozoic and Mesozoic sedimentary rocks of the Siberian Platform
![Page 5: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/5.jpg)
Далдыно-Алакитский алмазоносный район
Средне-Мархинский алмазоносный район
гранатовые гранулиты
(50-60%)
гранатовые гранулиты
(40%)
двупироксеновые гранулиты (5%)
*
гнейсы, плагиогнейсы
(0-20%)
гнейсы, плагиогнейсы
(30%)
кристаллические сланцы
(15%)
кристаллические сланцы
(30%)
амфиболиты (10%) *
гранат-биотитовые сланцы
(0-10%) *
* - не обнаружены
![Page 6: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/6.jpg)
типы породтипы пород геотермометрыгеотермометры ооСС геобарометрыгеобарометры кбаркбар
гранатовые гранатовые гранулитыгранулиты
Grt-CpxGrt-Cpx
((Ellis-Green, 1977Ellis-Green, 1977))
710-850710-850 Grt-Opx (Harley,Grt-Opx (Harley,11984)984)
Grt-Cpx Grt-Cpx
(Mukhopadhyay,(Mukhopadhyay, 19919911
9-12 9-12
11-1411-14
двупироксеновые двупироксеновые гранулитыгранулиты
Cpx-Opx Cpx-Opx
(Wood, Banno, 1973)(Wood, Banno, 1973)
750-800750-800 Amp Amp
(Hollister et al., 1984)(Hollister et al., 1984)
8.5-108.5-10
кристаллосланцыкристаллосланцы Grt-Bt Grt-Bt
(Perchuk et al., 1983)(Perchuk et al., 1983)
660-720660-720 AmpAmp
(Hollister et al., 1984)(Hollister et al., 1984)
99
плагиогнейсыплагиогнейсы
Pl-Kfs Pl-Kfs
(Elkins, Grove, 1990)(Elkins, Grove, 1990)
Amf-Pl (Jaques, 1990)Amf-Pl (Jaques, 1990)
700700
700-750700-750
** 1010
амфиболитыамфиболиты
Amp-PlAmp-Pl
(Jaques, 1990)(Jaques, 1990)
600-690600-690 AmpAmp
(Hollister et al., 1984)(Hollister et al., 1984)
7-87-8
гранат-биотитовые гранат-биотитовые сланцысланцы
Grt-Bt Grt-Bt
(Ferry, Spear, 1978)(Ferry, Spear, 1978)
500-600500-600**
55
* - фиксируемое давление, исходя из схемы фаций метаморфизма
![Page 7: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/7.jpg)
1- ( ), 2- - ( ), 3- -Шпицберген Норвегия Сино Корейский кратон Китай юго , 4- - восточная окраина Австралийского кратона юго западная часть
( ). Каапвальского кратона Южная Африка Положение континентальной и (Pollack, Chapman, 1977).океанической геотермы взято из работы
0
5
10
15
20
25
30
400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
Т ( oС)
P (
kb
)
исследуемые ксенолиты1
3
2
континентальнаяг еотерма
40 mW/m 2океаническая
г еотерма, 80 mW/m 2
4
Р-Т диаграмма с геотермами различных тектонических обстановок
![Page 8: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/8.jpg)
0
5
10
15
35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
SiO2
Na2
O+
K2O
picro-basalt
basalt
basalticandesite
andesite
tephrite/basanite
trachybasalt
basaltictrachy-andesite
trachyte/trachydacite
dacite
trachy-andesite
ultrbasic basic intermediate acid
foiditephonoteprite
tephriphonolite
phonolite
TAS plot for lower-crustal xenolith. The content of SiO2 in xenolith ofmafic garnet granulites varies from 41,2 to 53,2 wt.%
![Page 9: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/9.jpg)
Mg-number vs SiO2/Al2O3 diagram for Yakutian xenoliths compared with fields for granulite xenoliths world wide. Mafic 1 mafic granulites SiO254 wt.%; intermediateSiO2>54 wt.% and 66 wt%;
silicic SiO2>66 wt.%.
Definition of fields from Kempton & Harmon (1992)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8
SiO2/Al2O3
Mg
#
'primitiv'basalticmagmas
Pl accum
Grt accum
FeTi oxide acc Alkalic TholeiticCalc-alkaline
Mafic 1
Mafic 2
Mafic 3 Intermediate
Silicic
Mafic 1 - SiO2< 54 wt%, Mg#>0.7
Mafic 2 - SiO2<54 wt%, Mg#=0.6-0.7
Mafic 3 - SiO2<54 wt%, Mg#<0.6
![Page 10: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/10.jpg)
1
10
100
1000
La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Yb Lu
Ch
ond
rite
nor
mal
ized
79-20
90-591
Zar-10-01
Len-12-02
Len-3-02
К-17-02
OIB
Mafic granulites (group A)
1
10
100
La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Yb Lu
Ch
ond
rite
nor
mal
ized
79-3 79-17 71-18 Bt-13-0379/14 71/37 NMORB
Mafic granulites (group B)
1
10
100
La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Yb Lu
Cho
ndri
te n
orm
aliz
ed Am-13
LMX
80/28
Mafic granulites (group C)
1
10
100
1000
La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Yb Lu
Cho
ndri
te n
orm
aliz
ed
К-3-02 К-12-02 К-46-02 К-56-02
Len-9-02 Zar-1-02 Len-6-02
Mafic granulites (group D)
На основании характера распределения редкоземельных элементов выделяется четыре группы мафических гранулитов. Ксенолиты гранатовых гранулитов с низким содержанием РЗЭи положительной европиевой аномалией интерпретируются как кумулаты.
0.1
1
10
100
1000
La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Yb Lu
пор
ода/
хон
дри
т
К32-02
Уд47-01
Уд48-01
Уд62-01
Гнейсы
![Page 11: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/11.jpg)
0.1
1
10
100
1000
Cs Rb Ba Th U K Nb Ta La Ce Pr Sr Nd Zr Hf Sm Eu Ti Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu
pri
mit
ive
man
tle
no
rmal
ized
79/20 90/591 Zar-10-01 Len-12-02
Len-3-02 К-17-02 kimberlit
Mafic granulites (group A)
0.1
1
10
100
1000
Cs Rb Ba Th U K Nb Ta La Ce Sr Nd Zr Hf Sm Eu Ti Gd Tb Y Yb Lu
pri
mit
ive
man
tle
no
rmal
ized Am-13
LMX
80/28
Mafic granulites (group C)
0.1
1
10
100
1000
Cs Rb Ba Th U K Nb Ta La Ce Pr Sr Nd Zr Hf Sm Eu Ti Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu
pri
mit
ive
man
tle
no
rmal
ized
К-46-02 К-56-02 Zar-1-02 Len-6-02
Len-9-02 К-12-02 К-3-02 kimberlit
Mafic granulites (group D)
0.1
1
10
100
1000
Cs Rb Ba Th U K Nb Ta La Ce Pr Sr Nd Zr Hf Sm Eu Ti Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu
pri
mit
ive
man
tle
no
rmal
ized
Bt-13-03
79/3
79/17
71/18
71/37
79/14
kimberlit
Mafic granulites (group B)
Мультиэлементные спектры распределения элементов нормированных на примитивную мантию (McDonough, Sun, 1995)
0.1
1
10
100
1000
Cs Rb Ba Th U K Nb Ta La Ce Pr Sr Nd Zr Hf Sm Eu Ti Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu
пор
ода/
пр
им
ити
вная
ман
тия
К32-02
Уд47-01
Уд48-01
Уд62-01
Гнейсы
![Page 12: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/12.jpg)
Скорости продольных волн рассчитанные на основании минерального состава ксенолитов
породы скорости продольных волн
гранатовые гранулиты Vp=7,6-7,9 км/с
гнейсы, плагиогнейсы Vp=6,6 км/с
кристаллосланцы Vp=6,8-6,9 км/с
![Page 13: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/13.jpg)
( ), Сейсмоплотностные разрезыосадочного чехла А земнойкорыи ( ) части верхнеймантии Б вЯкутской кимберлитовой провинции
( ., 2005)Суворови др1 – / , 2 – / 3, 3 – , изолинии скоростей в км с значения плотности в г см сейсмические границы штриховые по
, 4 – , 5 – 703, 6 – данным площадных наблюдений положение пунктов взрыва скважина отражающие элементы , 7 – g ( ) ( ). по даннымОГТ график наблюденного поля л иния и расчетные значения точки Горизонтальными
.стрелками отмечено положение кимберлитовых полей и участка расстановки регистраторов
Глуб
ина
(км
)
Пм8
г. Полярныйр. Моркока
Тунгусская Ю -З синеклиза
Анабарская антеклиза С -В
Алакит-Мархинское поле
Далдынское поле
ПВ 1 2 3 4 5 6 7 9 1 0 1 9 11 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7
Расстояние по профилю (км)
2.746.4 6 72 543 31
![Page 14: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/15.jpg)
Морфология м внутреннее строение зерен циркона из коровых ксенолитов в кимберлитовых трубках Якутской алмазоносной провинции
a b
![Page 16: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/16.jpg)
Катодолюминесцентные топограммы и диаграмма с конкордией для цирконов из ксенолита кристаллосланцев трубки Заполярная (Зп 11-04, Зп 201-04)
2726 ± 17
2731 ± 18
![Page 17: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/17.jpg)
2947 ± 8,7
Катодолюминесцентные топограммы и диаграмма с конкордией для цирконов из ксенолита плагиогнейса трубки Ботуобинская (Бт 7-03).
![Page 18: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/18.jpg)
2889 ± 9 Ma
1824 ± 7 Ma
2417 ± 9 Ma
1866 ± 18
2500
2300
2100
1900
1700
0,28
0,32
0,36
0,40
0,44
0,48
0,52
3 5 7 9 11 13
207Pb/235U
206Pb238U
Intercepts at
1818 ± 64 [±65] & 2426 ± 97 [±99] Ma
MSWD = 2.8
data-point error ellipses are 68.3% conf
K 69-02 k- 45-02 K 3-02
2500
2300
2100
1900
1700
0,28
0,32
0,36
0,40
0,44
0,48
0,52
3 5 7 9 11 13
207Pb/235U
206Pb238U
Intercepts at
1818 ± 64 [±65] & 2426 ± 97 [±99] Ma
MSWD = 2.8
data-point error ellipses are 68.3% conf
Катодолюминесцентные топограммы и диаграммы с конкордией для цирконов из ксенолитов кристаллических сланцев (К45-02, К69-02, К3-02) и
трубки Комсомольская
![Page 19: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/19.jpg)
Начальные значения Hf – U-Pb возраст цирконов из ксенолитов кимберлитовой трубки Комсомольская
З,77; 3,23; 2,58ТСDM -
ТСDM – 3,48; 3,18
ТСDM – 2,74; 2,56
![Page 20: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/20.jpg)
BSE/CL images and concordia diagrams for LAM-ICPMSdata for zircons from mafic garnet granulites (a-Ud 01-44, b-Ud 01-66) from Udachnaya pipe.
a b
![Page 21: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/21.jpg)
Начальные значения Hf – U-Pb возраст в цирконах из ксенолитов гранатовых гранулитов кимберлитовой трубки Удачная
ТСDM – 3,79; 3,5, 3,35
ТСDM – 2,38
![Page 22: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/22.jpg)
BSE/CL images and concordia diagrams for LAM-ICPms data for zircons from mafic garnet granulites from : a- Yubilleynaya and b-Leningradskaya pipes.
a b
![Page 23: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/23.jpg)
Начальные значения Hf – U-Pb возраст в цирконах из ксенолитов кимберлитовых трубок Юбилейная и Ленинградская
ТСDM – 3,28; 2,77
ТСDM – 2,95
![Page 24: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/24.jpg)
Ксенолиты пород земной коры в кимберлитовых трубок Сибирского кратона представлены мафическими гранатовыми гранулитами, двупироксеновыми гранулитами, гнейсами, кристаллосланцами, амфиболитами и гранат-биотитовыми сланцами. Ксенолиты гранатовых гранулитов, двупироксеновых гранулитов, гнейсов и кристаллосланцев на основании оценок Р-Т парметров рассматриваются как породы слагающую нижнюю кору. Мафические гранулиты широко распространены в низах коры Далдынского и Алакит-мархинского кимберлитовых полей. В то же время они отсутствуют в Мунском кимберлитовом поле.
Геофизические исследования свидетельствуют о том, что нижняя кора не может состоять целиком из гранатовых гранулитов и эклогитов, а представляет смесь гранатовых гранулитов, генйсов и кристаллосланцев.
На основании полученных данных выделяется несколько этапов эволюции земной коры северо-востока Сибирской платформы. Наиболее древние 207U/206Pb конкордантные возраста индивидуальных зерен цирконов (2.95, 2.7 и 2.4 млрд. лет) отвечающие этапам образования коры фиксируются только в плагиогнейсах и кристаллосланцах. Однако, модельные возраста свидетельствуют, что первая “протокора” Сибирского кратона уже существовала 3.5-3.8 млрд. лет назад. Основываясь на коровых гафниевых модельных возрастах TDM
с можно выделить
следующие основные этапы формирования архейской коры центральной части якутской алмазоносной провинции: 3.8-3.5, 3.35-3.18, 2.95-2.38
![Page 25: Геохимические особенности и возраст нижней коры Якутской алмазоносной провинции](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062517/56813ac6550346895da2d980/html5/thumbnails/25.jpg)
Спасибо за внимание