Особенности кимберлитового магматизма

Согласно геологическому словарю, «кимберлиты являются коренными источниками алмазов; они выполняют «трубки взрыва» и слагают дайки во многих алмазоносных районах мира» [1]. В объёме Земли они находятся в самых верхних горизонтах астеносферы – верхней геосферы мантии, разогретых до температуры около 1500°С [7], то есть представляют собой магму. Доказательством расположения кимберлитов в астеносфере служат данные, полученные А.И. Пономаренко при изучении алмазоносной кимберлитовой трубки Удачная: алмазы из этой трубки образовались на глубине 260-270 км [6]. В то же время кровля астеносферы в этом регионе, по сведениям В.А. Епифанова, находится на глубине 200 км. [2]. Кроме того, материалы исследований ультраосновных пород литосферы, залегающей непосредственно на астеносфере, показали, что среди первичных минералов нет таких, которые бы содержали углерод [5]. Так как литосфера представляет собой жёсткое образование, то решение вопроса о возникновении тектонических структур, обеспечивающих прохождение кимберлитовой магмы из астеносферы к дневной поверхности, имеет первостепенное значение. По заключению О.Г. Сорохтина и С.А. Ушакова, «внутриплитный магматизм появляется только в тех случаях, когда в литосферной оболочке возникают сквозные трещины, дренирующие верхние слои астеносферы и заполняемые поступающими из неё расплавами» [7]. Этот вывод в полной мере может быть отнесён и к кимберлитовому магматизму.

По мнению В.Е. Хайна, на появление разрывных дислокаций в литосфере определённое воздействие оказывает ротационный фактор: «вращение Земли вокруг своей оси влечёт за собой проявление центробежной силы, следствием чего является сплюснутость Земли – превышение на 22,6 км экваториального радиуса над полярным. Тем самым, земной шар постепенно превращается в эллипсоид. Происходит это вследствие смещения вещества геосфер к экваториальной периферии земного шара. В первую очередь это происходит с пластичным веществом астеносферы. Различная скорость этого смещения между астеносферой и вышележащей литосферой, безусловно, вызывает на границе данных двух сред дополнительное напряжение, приводящее к появлению разрывов в теле литосферы» [10]. Несколько иная трактовка появления литосферных трещин дана в 1978 году в гипотезе Д. Гархота и Е. Оксбурга: «Литосферные плиты, залегающие на пластичной верхней астеносфере, вынуждены приспосабливаться к переменной кривизне данного субстрата. И хотя радиусы кривизны литосферных плит при этом меняются несущественно — всего на доли процента, их деформация вызывает в теле крупных плит появление избыточных напряжений растяжения или сдвига порядка сотен бар. В результате в литосфере образуются трещины, ширина которых может достигать 1,3 км. Такие напряжения достаточны для полного раскола литосферной плиты от её основания и до поверхности» [10]. По всей видимости, именно такие трещины становятся каналами, по которым к дневной поверхности устремляется кимберлитовая магма. Достигая разнородного по своим физическим свойствам вулканогенно-осадочного чехла, единая трещина распадается на множество различных по своим параметрам трещин. В сумме на дневной поверхности они образуют протяжённые — до нескольких сотен километров — линейно вытянутые зоны трещиноватости, соответствующие, вероятно, длине трещин в литосфере [9]. (рис. 1).

Очевидно, что для успешного поступления по этим трещинам кимберлитовой магмы из астеносферы через многокилометровую толщу литосферы и коры к дневной поверхности, необходимо приложение значительных сил. Вероятно, движению кимберлитовой магмы к дневной поверхности способствовало усиление разогрева вещества верхней астеносферы под воздействием высокотемпературных суперплюмов, исходящих от кровли «внешнего ядра» Земли (геосфера Е) [7]. Температура последних достигает 4000°С [4, 7]. Следствием этого являлось постепенное увеличение объёма верхней астеносферы (геосфера С) и, вслед за этим, увеличение давления на вышележащую толщу. В результате происходило увеличение параметров трещин в литосфере (геосфера В) и, следовательно, ускорение движения кимберлитовой магмы по ним. При достижении максимальной степени разогрева вблизи дневной поверхности (~1,5-2 км) начинали происходить взрывные процессы с образованием «трубок взрыва», которые затем заполнялись кимберлитовой магмой.

Тепловая энергия, вызвавшая разогрев «внешнего ядра» Земли до 5000°С [7], по всей видимости исходит из внутреннего ядра. Доказательством этого служит наличие вокруг него геосферы F, мощностью 300-400 км, в которой, по данным О.Г. Сорохтина и С.А. Ушакова, идут интенсивные конвективные потоки [7]. Вероятно, кроме постоянного выделения тепловой энергии из внутреннего ядра Земли, по данным абсолютного возраста, периодически — через 10-30 млн лет - происходит значительное усиление этого процесса. С ним, по-видимому, связан процесс образования кристаллов алмаза. По данным Ф.И. Касимовой и Ф.П. Мельникова [3], для его образования необходимы условия: 1) постоянный приток большого количества атомов углерода; 2) давление около 45 ГПа; 3) температура около 1500°С. Указанные параметры давления и температуры имеются в верхах астеносферы. Что касается атомов углерода, то они, вероятно, доставляются сюда суперплюмами в периоды их активизации главным образом из нижележащей геосферы D`` [8].

На дневной поверхности активизация земного ядра выражается усилением процесса кимберлитового магматизма, в том числе, образованием очередного локального скопления «трубок взрыва» в пределах зоны трещиноватости, так называемого «кимберлитового поля».
 
Выводы:

1. Предпосылкой начала процесса кимберлитового магматизма является образование в литосфере сквозных трещин.
2. Кимберлитовый магматизм провоцируется периодической активизацией внутреннего ядра Земли.
3. Периодичность активизации внутреннего ядра Земли находит своё отражение в дискретном расположении кимберлитовых полей по простиранию зон трещиноватости.
4. Алмазы образуются только в периоды активизации суперплюмов, когда последние могут привносить в верхнюю астеносферу избыток атомов углерода.

Литература

1. Геологический словарь. Т.-1, Изд. «Недра», М. 1973.
2. Епифанов В.А., Родин Р.С. Рельеф подошвы литосферы – определяющий фактор размещения траппового и кимберлитового магматизма на Сибирской платформе. Материалы научной конференции, посвящённой 30-летию ЯНИГП ЦНИГРИ А.К. «Алроса», Мирный, 1998г.
3. Касимова Ф.И., Мельников Ф.П. Об углеводородных включениях в минералах-спутниках алмаза из кимберлитовых трубок Якутии. // Вестн. Моск. ун-ра. Сер. 4. Геология. 1997. №5.
4. Летников Ф.А. Дегазация Земли, как глобальный \процесс самоорганизации. Материалы Международной конференции памяти ак. П.Н. Кропоткина, 20-24 мая 2002г., Москва, ГЕОС, 2002г.
5. Петрохимия кимберлитов. Москва, 1991г., с. 7-16.
6. Пономаренко А.И. Происхождение алмазов в кимберлитах. // Тез. докл. К IV Всесоюз. совещ. по  алмазам. М.: ВИЭМС, 1980, с. 62-63.
7. Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Развитие Земли: Учебник — М., изд. МГУ, 2002г.
8. Фомин Ю.М. К проблеме развития материи в звёздах и планетах. www.proza.ru/2011/02/18/1099.
9. Фомин Ю.М. Связь кимберлитов с зонами трещиноватости  линейного типа. www.proza.ru/2019/01/22/732.
10. Хайн В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики: Учебник — 2-е изд. М. КДУ, 2005.