Петромагнетизм и палеомагнетизм кимберлитовых трубок Верхне-Мунского месторождения (Якутская алмазоносная провинция)

   Цель проведенных исследований кимберлитовых трубок Верхне-Мунского месторождения алмазов заключалась в расчете среднепалеозойского палеомагнитного полюса для уточнения траектории кажущейся миграции полюса и реконструкций палеогеографического положения Сибирской платформы на время проявления активных
тектоно-магматических процессов.

   Верхне-Мунское месторождение расположено в пределах Верхне-Мунского кимберлитового поля Якутской алмазоносной провинции и включает пять кимберлитовых трубок («Деймос», «Заполярная», «Комсомольская-Магнитная», «Новинка» и «Поисковая»), возраст которых по геологическим и изотопным данным оценивается как поздний девон – ранний карбон (372–347 млн лет). Впервые получены скалярные и векторные физические параметры кимберлитов и захваченных ими ксенолитов из разных структурно-вещественных комплексов земной коры, а также вмещающих террегенно-осадочные породы раннего палеозоя, необходимые для разработки физико-геологических моделей месторождений Верхне-Мунского поля. По данным анизотропии магнитной восприимчивости установлен относительно глубокий уровень эрозионного среза месторождения. Согласно палеомагнитным данным, в связующей массе кимберлитов сохранилась первичная (синхронная становлению месторождения) естественная остаточная намагниченность. Основными минералами-носителями векторов естественной остаточной намагниченности кимберлитов являются неизмененные магнезиоферрит и магнетит, что свидетельствует об их термоостаточной природе. Векторы естественной остаточной намагниченности захваченных ксенолитов указывают на то, что влияние гипергенных процессов не сильно отразилось на векторах естественной остаточной намагниченности кимберлитов. Тест «обжига» вмещающих пород положительный, что указывает на первичную природу характеристической естественной остаточной намагниченности кимберлитов. По полученным кластерам N = 10 векторов первичной естественной остаточной намагниченности кимберлитовых трубок рассчитан палеомагнитный полюс с координатами Φ = 26,5° с. ш., Λ = 142,2° в. д., dp/dm = 6,2/7,8°. Палеомагнитное датирование векторов естественной остаточной намагниченности кимберлитов Верхне-Мунского месторождения соответствует среднему палеозою. На основе рассчитанного палеомагнитного полюса реконструировано палеогеографическое положение Сибирской платформы, которая на момент внедрения кимберлитов находилась на средних широтах северного полушария и была обращена к северу своим южным краем.

1. Храмов А.Н., Гончаров Г.И., Комиссарова Р.А., Писаревский С.А., Погарская И.А., Ржевский Ю.С. [и др.]. Палеомагнитология. Л.: Недра, 1982. 312 с.

2. Вахромеев Г.С., Давыденко А.Ю. Моделирование в разведочной геофизике. М.: Недра, 1987. 194 с.

3. Храмов А.Н. Стандартные ряды палеомагнитных полюсов для плит северной Евразии: связь с проблемами палеогеодинамики территории СССР // Палеомагнетизм и палеогеодинамика территории СССР. Л.: Изд-во ВНИГРИ, 1991. 125 с.

4. Печерский Д.М., Диденко А.Н. Палеоазиатский океан: петромагнитная и палеомагнитная информация о его литосфере : монография. М.: Изд-во ИФЗ РАН, 1995. 298 с.

5. Torsvik T.H., Van der Voo R., Preeden U., Niocaill C.M., Steinberger B., Doubrovine P.V., et al. Phanerozoic polar wander, palaeogeography and dynamics // Earth-Science Reviews. 2012. Vol. 114. Iss. 3–4. P. 325–368. doi: 10.1016/j.earscirev.2012.06.007.

6. Kuzmin M.I., Yarmolyuk V.V., Kravchinsky V.A. Phanerozoic hot spot traces and paleogeographic reconstructions of the Siberian continent based on interaction with the African large low shear velocity province // Earth-Science Reviews. 2010. Vol. 102. Iss. 1–2. P. 29–59. doi: 10.1016/j.earscirev.2010.06.004.

7. Зайцев А.И., Смелов А.П. Изотопная геохронология пород кимберлитовой формации Якутской провинции : монография. Якутск: Офсет, 2010. 108 с. EDN: QKJWHP.

8. Брахфогель Ф.Ф. Геологические аспекты кимберлитового магматизма северо-востока Сибирской платформы. Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1984. 128 с.

9. Кривонос В.Ф. Относительный и абсолютный возраст кимберлитов // Отечественная геология. 1997. № 1. С. 41–51.

10. Sun J., Liu C-Z., Tappe S., Kostrovitsky S.I., Wu F-Y., Yakovlev D., et al. Repeated kimberlite magmatism beneath Yakutia and its relationship to Siberian flood volcanism: insights from in situ U, Pb and Sr, Nd perovskite isotope analysis // Earth and Planetary Science Letters. 2014. Vol. 404. P. 283‒295. doi: 10.1016/j.epsl.2014.07.039.

11. Костровицкий С.И., Яковлев Д.А. Кимберлиты Якутской кимберлитовой провинции (состав и генезис). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2022. 468 с. doi: 10.53954/9785604788837. EDN: CUVAHB.

12. Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Крючков А.И. Коренные месторождения алмазов мира. М.: Недра, 1998. 555 с. EDN: IIYYNK.

13. Van der Voo R. The reliability of peleomagnetic data // Tectonophysics. 1990. Vol. 184. Iss. 1. P. 1–9. doi: 10.1016/0040-1951(90)90116-P.

14. Владимиров Б.М., Дауев Ю.М., Зубарев Б.М., Каминский Ф.В., Минорин В.Е., Прокопчук Б.И. [и др.]. Месторождения алмазов СССР, методика поисков и разведки. Ч. 1. Геология месторождений алмазов СССР. М.: Изд-во ЦНИГРИ, 1984. 435 с.

15. Занкович Н.С., Рудакова Г.Н. Новые данные о петрографии кимберлитов трубок Верхне-Мунского поля (Якутия) // Геология алмазов – настоящее и будущее (геологи к 50-летнему юбилею г. Мирного и алмазодобывающей промышленности России) : сб. статей / под ред. Н.Н. Зинчук. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2005. С. 790–806.

16. Spetsius Z.V., Taylor L.A. Kimberlite xenoliths as evidence for subducted oceanic crust in the formation of the Siberian craton // Plumes and problem of deep sources of alkaline magmatism : proceedings of the 3^d International workshop. Irkutsk: Irkutsk State Technical University, 2003. P. 5–19.

17. Lepekhina E., Rotman A., Antonov A., Sergeev S. SIMS SHRIMP U-Pb dating of perovskite from kimberlites of the Siberian platform (Verhnemunskoe and Alakite- 161 Marhinskoe fields) // International Kimberlite Conference : proceedings of the 9^th International conference. Frankfurt: Elsevier, 2008. Vol. 9. doi: 10.29173/ikc3571.

18. Sun J., Tappe S., Kostrovitsky S.I., Liu C-Z., Skuzovatov S.Yu., Wu F-Y. Mantle sources of kimberlites through time: A U-Pb and Lu-Hf isotope study of zircon megacrysts from the Siberian diamond fields // Chemical Geology. 2018. Vol. 479. P. 228‒240. doi: 10.1016/j.chemgeo.2018.01.013.

19. Комаров А.Н., Илупин И.П. Геохронология кимберлитов Сибирской платформы по данным метода треков // Геохимия. 1990. № 3. С. 365–372.

20. Фефелов Н.Н., Костровицкий С.И., Заруднева Н.В. Изотопный состав Pb в кимберлитах России // Геология и геофизика. 1992. Т. 33. № 11. С. 102‒107.

21. Griffin W.L., Ryan C.G., Kaminsky F.V., Suzanne Y., Natapov L.M., Win T.T., et al. The Siberian lithosphere traverse: mantle terrains and the assembly of the Siberian Craton // Tectonophysics. 1999. Vol. 310. Iss. 1–4. P. 1–35. doi: 10.1016/S0040-1951(99)00156-0.

22. Дэвис Г.Л., Соболев Н.В., Харькив А.Д. Новые данные о возрасте кимберлитов Якутии, полученные по соотношению изотопов свинца и урана в цирконах // Доклады Академии Наук СССР. 1980. T. 254. № 1. C. 175‒179.

23. Левченков О.А., Гайдамака И.М., Левский Л.К., Комаров A.Н., Яковлева С.З., Ризванова Н.Г. [и др.]. U-Pb-возраст циркона из кимберлитовых трубок Мир и 325 лет Якутии // Доклады Академии Наук. 2005. Т. 400. № 2. С. 233–235. EDN: HSFQPD.

24. Lepekhina E., Rotman A., Antonov A., Sergeev S. SHRIMP U-Pb zircon ages of Yakutian kimberlite pipes // International Kimberlite Conference : proceedings of the 9^th International kimberlite conference. Frankfurt: Elsevier, 2008. Vol. 9. doi: 10.29173/ikc3572.

25. Костровицкий С.И., Алымова Н.В., Яковлев Д.А. Кимберлиты и мегакристная ассоциация минералов, Sr-Nd систематика // Изотопные системы и время геологических процессов : материалы IV Росс. конф. по изотопной геохронологии (г. Санкт-Петербург, 2–4 июня 2009 г.). Санкт-Петербург, 2009. Т. 1. С. 260–261.

26. Агашев А.М., Похиленко Н.П., Толстов А.В., Поляничко В.В., Мальковец В.Г., Соболев Н.В. Новые данные о возрасте кимберлитов Якутской алмазоносной провинции // Доклады Академии наук. 2004. Т. 399. № 1. С. 95–99. EDN: OPTXGH.

27. Бобриевич А.П., Соболев В.С. Петрография и минералогия кимберлитовых пород Якутии. М.: Недра, 1964. 192 с.

28. Костровицкий С.И., Травин А.В., Алымова Н.В., Яковлев Д.А. Мегакристы флогопита из кимберлитов, Ar-Ar возрастные определения // Изотопные системы и время геологических процессов : материалы IV Росс. конф. по изотопной геохронологии (г. Санкт-Петербург, 2–4 июня 2009 г.). Санкт-Петербург, 2009. Т. 1. С. 263–265.

29. Сарсадских Н.Н., Благулькина В.А., Силин Ю.И. Об абсолютном возрасте кимберлитов Якутии // Доклады Академии наук СССР. 1966. Т. 168. № 2. C. 420–423.

30. Kostrovitsky S.I., Solov’eva L.V., Yakovlev D.A., Suvorova L.F., Sandimirova G.P., Travin A.V., et al. Kimberlites and megacrystic suite: isotope-geochemical studies // Petrology. 2013. Vol. 21. Iss. 2. P. 127–144. doi:10.1134/S0869591113020057.

31. Spetsius Z.V., Taylor L.A. Diamonds of Siberia: photographic evidence for their origin. Lenoir City: Tranquility Base Press, 2008. 278 p.

32. Зезекало М.Ю., Специус З.В., Тарских О.В. О некоторых особенностях вещественного состава кимберлитовых трубок Верхнемунского поля // Проблемы прогнозирования и поисков месторождений алмазов на закрытых территориях : материалы конф. (г. Мирный, 18–20 марта 2008 г.). Мирный, 2008. Т. 1. С. 162–168.

33. Scott Smith B.H., Nowicki T.E., Russell J.K., Webb K.J., Mitchell R.H., Hetman C.M., et al. A glossary of kimberlite and related terms. Part 1. North Vancouver: Scott-Smith Petrology Inc., 2018. 144 p.

34. Костровицкий С.И., Морикио Т., Серов И.В., Яковлев Д.А., Амиржанов А.А. Изотопно-геохимическая систематика кимберлитов Сибирской платформы // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 3. С. 350–371. EDN: IBCKOT.

35. Костровицкий С.И., Морикио Т., Серов И.В., Ротман А.Я. О происхождении кимберлитов (анализ изотопно-геохимических данных) // Доклады Академии наук. 2004. Т. 399. № 2. С. 236–240. EDN: OPTYPH.

36. Yakovlev D.A., Kostrovitsky S.I., Fosu B.R., Ashchepkov I.V. Diamondiferous kimberlites from recently explored Upper Muna field (Siberian craton): petrology, mineralogy and geochemistry insights // Geological Society of London, Special Publications. 2021. Vol. 513. Iss. 1. P. 71‒102. doi: 10.1144/SP513-2021-9.

37. Gernon T.M., Brown R.J., Tait M.A., Hincks T.K. The origin of pelletal lapilli in explosive kimberlite eruptions // Nature Communications. 2012. Vol. 3. Р. 832. doi: 10.1038/ncomms1842.

38. Zijderveld J.D.A. Demagnetization of rocks, analysis of results // Methods in paleomagnetism / eds D.W. Collinson, K.M. Creer, S.K. Runcorn. Amsterdam: Elsevier, 1967. P. 254–286.

39. Саврасов Д.И., Камышева Г.Г. Направление остаточной намагниченности в кимберлитах // Магнетизм горных пород и палеомагнетизм : материалы V Всесоюзн. конф. по палеомагнетизму (г. Красноярск, 10–17 июня 1962 г.). Красноярск, 1963. Т. 1. С. 124–129.

40. Zhitkov A.N., Savrasov D.I. Palеomagnetism and the ages of kimberlites exemplified by the four pipes of Yakutia // Extended Abstracts: 6^th Intern. сonf. Novosibirsk: United Institute of Geology, Geophysics and Mineralogy, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 1995. Vol. 6. P. 695–697. doi: 10.29173/ikc2018.

41. Kravchinsky V.A., Konstantiniv K.M., Courtillot V., Savrasov J.I., Valet J-P., Cherniy S.D., et al. Paleomagnetism of East Siberian traps and kimberlites: two new poles and paleogeographic reconstructions at about 360 and 250 Ma // Geophysical Journal International. 2002. Vol. 148. Iss. 1. P. 1–33. doi: 10.1046/j.0956-540x.2001.01548.x.

42. Константинов К.М. Возраст естественной остаточной намагниченности кимберлитов Якутской алмазоносной провинции // Наука и образование. 2010. № 1. С. 47–54. EDN: LBECAL.

43. Константинов К.М., Забелин А.В., Зайцевский Ф.К., Константинов И.К., Киргуев А.А., Хороших М.С. Структура и функции петромагнитной базы данных «RSEARCH» Якутской кимберлитовой провинции // Геоинформатика. 2018. № 4. С. 30–39. EDN: YPXHRB.

44. Tarling D.H., Hrouda F. The magnetic anisotropy of rocks. London: Chapman & Hall, 1993. 217 p.

45. Mitchell R.H. Kimberlites: mineralogy, geochemistry and petrology. New York: Plenum Press, 1986. 442 p.

46. Константинов К.М., Артёмова Е.В., Константинов И.К., Яковлев А.А., Киргуев А.А. Возможности метода анизотропии магнитной восприимчивости в решении геолого-геофизических задач поисков коренных месторождений алмазов // Геофизика. 2018. № 1. С. 67–77. EDN: YWMSHU.

47. Константинов К.М., Хороших М.С. Анизотропия магнитной восприимчивости кимберлитов // Проблемы геокосмоса : материалы XII Междунар. конф. (г. Санкт-Петербург, 8–12 октября 2018 г.). Санкт-Петербург, 2018. С. 140–145. EDN: SMYYOH.

48. Day R., Fuller M.D., Schmidt V.A. Hysteresis properties of titanomagnetites: grain size and composition dependence // Physics of the Earth and Planetary Interiors/ 1977. Vol. 13. Iss. 4. P. 260–267. doi: 10.1016/0031-9201(77)90108-X.

49. Dunlop D.J., Ozdemir O. Rock Magnetism. Fundamentals and frontiers. Cambridge: Cambridge University Press, 1997. 573 p. doi: 10.1017/CBO9780511612794.

50. McFadden P.L., McElhinny M.W. The combined analysis of remagnetization and direct observation in paleomagnetism // Earth and Planetary Science Letters. 1988. Vol. 87. Iss. 1 –2. P. 161–172. doi: 10.1016/0012-821X(88)90072-6.

51. Боровиков В.П. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. СПб.: Питер, 2001. 658 с.

52. Винарский Я.С., Житков А.Н., Кравчинский А.Я. Автоматизированная система обработки палеомагнитных данных ОПАЛ. М.: Изд-во ВИЭМС, 1987. 86 с.

53. Enkin R.J. A computer program package for analysis and presentation of paleomagnetic data. Sidney: The Pacific Geoscience Centre, 1994. 16 p.

54. Jelinek V. Measuring anisotropy of magnetic susceptibility on a slowly spinning specimen – basic theory. Brno: Agico, 1997. 27 p.

55. Родионов Д.А. Функции распределения содержаний элементов и минералов в изверженных горных породах. М.: Наука, 1964. 102 с.

56. Квачевский О.А. Об использовании данных статистического анализа физических свойств пород и руд для оценки возможностей применения геофизических методов // Вопросы развития геофизики : сб. статей. М.: Изд-во ВИРГ, 1968. Вып. 7.

57. Константинов К.М., Мишенин С.Г., Саврасов Д.И., Хузин М.З., Убинин С.Г., Томшин М.Д. [и др.]. Разработка петромагнитной легенды структурно-вещественных комплексов Якутской алмазоносной провинции // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород: теория, практика, эксперимент : материалы семинара. (пос. Борок, 19–22 октября 2006 г.). Борок, 2006. С. 70–75.

58. Трухин В.И., Жиляева В.А., Зинчук Н.Н., Романов Н.Н. Магнетизм кимберлитов и траппов. М.: Изд-во МГУ, 1989. 165 с.

59. Константинов К.М., Яковлев А.А., Антонова Т.А., Константинов И.К., Ибрагимов Ш.З., Артемова Е.В. Петро- и палеомагнитные характеристики структурно-вещественных комплексов месторождения алмазов трубка Нюрбинская (Среднемархинский район, Западная Якутия) // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 1. С. 135–169. doi: 10.5800/GT-2017-8-1-0235. EDN: YPOZID.

60. Константинов И.К., Хузин М.З., Константинов К.М. Палеомагнитные исследования пород верхоленской свиты верхнего кембрия (юг Сибирского кратона) // Наука и образование. 2011. № 3. С. 10 –15. EDN: OGGYPJ.

61. Милашев В.А. Физико-химические условия образования кимберлитов. Л.: Недра, 1972. 175 с.

62. Hnatyshin D., Kravchinsky V.A. Paleomagnetic dating: methods, MATLAB software, example // Tectonophysics. 2014. Vol. 630. P. 103–112. doi: 10.1016/j.tecto.2014.05.013.

63. Blanco D., Kravchinsky V.A., Konstantinov K.M., Kabin K. Paleomagnetic dating of Phanerozoic kimberlites in Siberia // Journal of Applied Geophysics. 2013. Vol. 88. Р. 139–153. doi: 10.1016/j.jappgeo.2012.11.002.

64. Паршин А.В., Будяк А.Е., Блинов А.В., Костерев А.Н., Морозов В.А., Михалев А.О. [и др.]. Низковысотная беспилотная аэромагниторазведка в решении задач крупномасштабного структурно-геологического картирования и поисков рудных месторождений в сложных ландшафтных условиях. Часть 2 // География и природные ресурсы. 2016. № S6. С. 150–155. doi: 10.21782/GIPR0206-1619-2016-6(150-155). EDN: XQRZBR.

65. Parshin A.V., Morozov V.A., Blinov A.V., Kosterev A.N., Budyak A.E. Low-altitude geophysical magnetic prospecting based on multirotor UAV as a promising replacement for traditional ground survey // Geo-Spatial Information Science. 2018. Vol. 21. Iss. 1. P. 67–74. doi: 10.1080/10095020.2017.1420508. EDN: XXHXRZ.