Введение к работе
Актуальность исследований. На протяжении всего периода активного изучения шберлитов основным объектом исследований являлись ксенолиты глубинных пород іеридотитов и эклогитов), алмаз и ксенозерна других глубинных минералов (гранатов, юмшпинелидов, клинопироксенов, ильменита и др.), выносимых вместе с алмазом шберлитовыми магмами к земной поверхности с различных уровней мантии, собенности состава таких минералов легли в основу шлихо-минералогических методов эисков кимберлитов и косвенной оценки их алмазоносности.
В то же время микрокристаллические оксиды (шпииелиды, ильменит, перовскит, тил) — продукты кристаллизации собственно кимберлитовьгх магм, характерные щессорные минералы связующей массы практически всех известных кимберлитовых >род мира, изучены слабо.
Данная работа призвана восполнить существующий пробел в области изучения сеидов кимберлитовой матрицы, и на примере Якутской кимберлитовой провинции [КП) установить информативность этих минералов для изучения процесса армирования и косвенной оценки алмазоносности кимберлитовых пород.
Цели и задачи работы:
1. Изучить набор, количественные соотношения, химический состав,
аимоотношения, последовательность кристаллизации и эволюции оксидных минералов
; связующей массы кимберлитов.
2. Исследовать возможные взаимосвязи особенностей оксидной минерализации
імберлитовой матрицы с составом, алмазоносностью, возрастом кимберлитов,
зрфологическими особенностями содержащихся в них кристаллов алмаза, набором и
ставом минералов тяжелой фракции и ксенолитов мантийных пород, строением тел и
: расположением на территории ЯКП.
3. Определить возможность использования микрокристаллических оксидов
язующей массы в качестве индикаторов процессов кимберлитообразования и
мазоносности кимберлитовых пород ЯКП
Фактический материал и методы исследований. В основу работы легли зультаты детального изучения оксидной минерализации связующей массы [мберлитовых пород ЯКП, полученные автором в период 1994-2000 гг., а также іобщение материалов исследований оксидных минералов, проводимых в Проблемной боратории месторождений алмаза МГУ с 1986 г.
Объектом изучения послужили полированные и прозрачно-полированные шлифы зличных типов кимберлитовьгх пород из 26 тел 9 кимберлитовьгх полей ЯКП. По зультатам исследования составлена база данных, включающая более 1000 полных ектронно-зондовых анализов микрокристаллических оксидов, около 100 анализов ;лваковых выделений одноименных глубинных минералов и около 50 анализов ликатов и сульфидов, находящихся в тесной ассоциации с оксидами кимберлитовой прицы.
Диагностика типов кимберлитовьгх пород выполнена традиционными оптико-нфоскопическими методами, а дальнейшее изучение морфологии, химического и ізового состава микрокристаллических минералов проведено на волновом нтгеновском микроанализаторе JXA-50A фирмы "JEOL" (Япония) и растровых ектронных микроскопах JSM-820 фирмы "JEOL" и CamScan 4DV (Англия) с ергодисперсионными системами AN-10/85 S и AN-10000 фирмы "Link" (Англия) на федрах минералогии и петрологии МГУ.
При построении химико-генетических классификаций шпинелидов и ильмени аналитические данные после пересчета суммарного железа на окисную и закисну формы статистически обработаны по программе кластерного анализа, разработанной j кафедре полезных ископаемых МГУ.
Научная новизна работы. В результате детальных минералогическі исследований микрокристаллических оксидов из связующей массы:
-
Впервые изучены взаимоотношения, химический и фазовый состав руднь минералов: шпинелидов, ильменита, перовскита и рутила в кимберлитовых породах 2 тел ЯКП. Выделено 4 петрохимических типа кимберлитовых пород с различной оксидне специализацией: Mg-Cr-серии (хромшпинелидовая специализация), Mg-Cr-Ti-серї (хромшпинелид-пикроильменитовая специализация), Mg-Fe-Ti-серии (титаномагнети пикроильменитовая специализация) и кимберлитовые и родственные им щелочю ультраосновные породы с титаномагнетит-перовскитовой специализацией.
-
Впервые установлены эволюционные тренды изменения состава оксиднь минералов из связующей массы кимберлитов, отражающие закономерное! кристаллизации различных типов алмазоносных и неалмазоносных кимберлитов.
-
По особенностям химического состава и взаимоотношений с минералам связующей массы выделено 15 химико-генетических групп шпинелидов: с высокохромистого пикрохромита (48-60 мае. % СггОз и < 4 мае. % ТЮ2) до магнетит без существенных содержаний элементов-примесей, и определена их распространенной в кимберлитовых телах с различной алмазоносностыо, располагающихся в различны полях ЯКП.
4. Создана химико-генетическая классификация ильменита, включающая 11 груш
от хромистого пикроильменита до железистого ильменита. Широкая распространенное!
и особенности обогащенных марганцем разновидностей отражают повьішеннуї
щелочность кимберлитовых расплавов в процессе их эволюционной дифференциации
указывают на генетическое родство кимберлитовых и карбонатитовых магм.
-
Впервые детально изучен лсровскит связующей массы кимберлитов и ег взаимоотношения с другими минералами. По распределению редкоземельных элементе установлено два типа зональности в зернах перовскита — основного концентратор редкоземельных элементов, Nb и Та в кимберлитах. Широкое распространен перовскита указывает на обогащение кимберлитовых расплавов кальцием свидетельствует о длительном пребывании расплавов при температурах 900-950 С.
-
Впервые доказано, что особенности составов микрокристаллических оксидо кимберлитовой матрицы отражают глубину заложения магматических очагої длительность эволюции кимберлитовых расплавов и степень алмазоносности пород.
Практическая значимость.
-
Разработанные критерии алмазоносности кимберлитовых пород позволяю проводить экспресс-оценку алмазоносности новых трубок, глубоких горизонта разрабатываемых месторождений, отдельных фаз внедрения и рудных столбов, а такж выполнить переоценку забалансовых типов руд, ранее, возможно, ошибочно отнесенны к забалансовым из-за непредставительности опробования. Применение данного способ оценки алмазоносности позволяет снизить материальные и временные затраты н опробование кимберлитов прямыми методами (бурением и другими видами тяжелы горных работ), заведомо отбраковав неперспективные объекты уже на начальных стадия геологоразведочных работ.
-
Типизация кимберлитовых пород тел, различающихся по алмазоносности расположенных в различных полях ЯКП, позволяют скорректировать направлени
оисков алмазоносных кимберлитов, как в центральных, так и в окраинных полях ровинции.
Основные защищаемые положения:
1. Набор, количественные соотношения, химический и фазовый состав
икрокристаллических оксидных минералов кимберлитовой матрицы (шпинелидов,
пьменита, перовскита) как индикаторы условий зарождения, эволюции и становления
шберлитовых пород.
2. Химико-генетические классификации оксидных минералов (шпинелидов и
пьменита) связующей массы кимберлитовых пород ЯКП как отражение типоморфных
юбенностей этих минералов и основа для. автоматизированной системы оценки
шазоносности кимберлитовых пород ЯКП.
3. Состав и количественные соотношения оксидных минералов связующей массы
шберлитовых пород как критерии оценки их алмазоносности (потенциальной и
:альной).
Апробация работы. Материалы по теме диссертации обсуждались на научных гениях памяти проф. И.Ф.Трусовой (Москва, 1997), X Российском симпозиуме по істровой микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел Іерноголовка, 1997), Всероссийской конференции "'Золото, платина и алмазы гспублики Коми и сопредельных регионов" (Сыктывкар, 1998), 7-ой Международной имберлитовой конференции (Кейптаун, 1998), ежегодном семинаре по сспериментальной минералогии, петрологии геохимиии В ГЕОХИ им. В.И.Вернадского \Ц (Москва, 1999), IX съезде Минералогического общества при РАН (С-Петербург, 599), Международной научно-практической конференции "Прогнозирование и поиски эренных алмазных месторождений " (г. Симферополь, 1999) и на координационном >вешании "Программа геологоразведочных и поисковых работ на алмазы на 2001-2005 \ по обеспечению алмазодобывающей отрасли России" (г. Мирный, 2000).
По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав заключения. Общий объем работы - 310 страниц, включая 198 страниц машинописного :кста, 25 таблиц, 101 рисунков. Список литературы состоит из 95 наименований.
