Введение к работе
Актуальность. Алмаз является уникальным минералом и обладает специфическими свойствами - прозрачностью, высокой твердостью, механической и химической стойкостью. Как монокристаллы, так и поликристаллические его разновидности, находят все более широкое применение в различных отраслях современной 'промышленности, поэтому проблема генезиса алмаза является одной из наиболее актуальных в геологии. По мнению большинства исследователей алмазы образуются в верхней мантии и являются источником уникальной информации о геологических процессах, происходящих на глубинах порядка 150 км. Сингенетические включения в алмазах несут первичную информацию об условиях мантийного петрогенеза. Их изучение, наряду с исследованием минералов мантийных ксенолитов позволяет реконструировать физико-химические условия среды кристаллизации алмаза, что важно для развития теории алмазообразования и решения проблем его синтеза. В этом плане наиболее полно изучены монокристаллы (Meyer, 1968; Соболев, 1974; Ефимова и др., 1983; Соболев и др., 1983; Буланова и др., 1986; Gurney, 1989 и др.) по сравнению с его поликристаллическими разновидностями. В связи с этим изучение внешней и внутренней морфологии агрегатов алмаза, состава сингенетических включений в них и характера их распределения, позволяет получить качественно новую информацию об условиях алмазообразования. что и обуславливает актуальность настоящего исследования.
Целью работы являлось установление физико-химических условий образования борта и алмазных сростков, а также выявление особенностей состава среды их кристаллизации и ее физического состояния.
Основные задачи исследования сводились- к следующему: 1) Изучение внешней и внутренней морфологии борта и алмазных сростков, а также взаимоотношений борта с монокристаллами алмаза; 2) Выявление типоморфных минеральных парагенезисов, характеризующих условия образования агрегатов алмаза; 3) Изучение особенностей химических составов минералов-узников и их изменения в процессе роста борта и алмазных сростков, а также расчет РТ-параметров их образования.
Защищаемые положения.
-
Образование разновидностей борта происходит в последовательности: мелкозернистый, представленный неограненными кристаллитами - крупнозернистый, сложенный плохо ограненными кристаллитами и содержащий полости с друзами - крупнозернистый, образованный хорошо ограненными кристаллами; причем их кристаллизация может начинаться и заканчиваться на любой из этих стадий. Формирование борта возможно как после, так и до начала кристаллизации монокристаллов алмаза в среде, способствующей равномерному поступлению углерода ко всем частям агрегата.
-
Сингенетические включения, установленные в индивидах поликристаллических агрегатов: высокохромистый гранат, клинопирок-сен, энстатит, оливин, хромит, магнезит, моносульфидный твердый раствор и железо-магнезиальный гранат, омфацит, санидин, характеризуют два типа мантийных ассоциаций: ультраосновную и эклоги-товую.
-
Минеральные парагенезисы, отражающие состав среды образования поликристаллических агрегатов, свидетельствуют, что в ультраосновной среде сростки и монокристаллы преобладают в более высокотемпературном гарцбургит-дунитовом парагенезисе, а борт -в относительно низкотемпературном - лерцолитовом. Температурный интервал образования поликристаллических агрегатов эклогитового парагенезиса в целом перекрывается с наиболее высокотемпературной областью кристаллизации монокристаллов алмаза этого парагенезиса.
Научная новизна. В работе впервые приводятся результаты исследования внешней и внутренней морфологии борта и алмазных сростков, на основе которых установлена последовательность образования различных типов и разновидностей борта. Изучены взаимоотношения борта с монокристаллами алмаза, свидетельствующие о возможности его более ранней кристаллизации по отношению к монокристаллам. Показано, что кристаллизация поликристаллических образований происходит из расплава (флюида), о чем свидетельствует наличие полостей в борте, выполненных алмазными друзами. Впервые среди минералов, парагенетически связанных с бортом, установлены: оливин, рихтерит, магнезит, флогопит, санидин, омфацит и железо-никелевый моносульфидный твердый раствор. Доказано, что кристаллизация агрегатов алмаза происходит в среде ультраос-
новного и эклогитового состава при РТ-параметрах, отвечающих условиям верхней мантии.
Практическая значимость. Установление присутствия в борте в качестве темных непрозрачных включений таких минералов как моносульфидный твердый раствор и магнетит, обладающих магнитными свойствами, объясняет причину частого попадания борта в магнитную фракцию в процессе обогащения руды. Тонкодисперсное распределение этих магнитных минералов не позволяет лишить алмазы этих "наведенных" магнитных свойств без их переведения в меньший класс крупности. Результаты изучения эволюции состава среды кристаллизации в процессе роста различных разновидностей борта могут учитываться при постановке экспериментов по синтезу алмазов.
Фактический материал. В основу данной работы легли выполненные автором исследования коллекции образцов борта и алмазных сростков из кимберлитовых трубок Мир, Удачная и Айхал. Ее изучение проводилось в рамках госбюджетной темы лаборатории кристаллографии и минералогии алмаза ЯИГН "Состав, строение, свойства и условия кристаллизации природных алмазов и минералов алмазного парагенезиса" в период с 1987 по 1992 г.г.
В ходе работы проведено исследование морфологии 86 образцов борта и 41 образца алмазных сростков. Из них изготовлено 35 полированных препаратов. Выполнено порядка 500 микрорентгеноспект-ральных анализов сингенетических включений, находящихся "In situ" в индивидах агрегатов, а также минералов-сростков с бортом. Для подтверждения диагностики минералов рентгеноструктурным и рамановским спектроскопическим методами проанализировано 10 объектов. Изучен характер фотолюминесценции во всех образцах. Кроме того, использованы опубликованные в литературе сведения, имеющие отношение к решению поставленных задач.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 4 работы: 2 статьи, 1 тезисы доклада, и 1 коллективная монография (в печати). Основные положения диссертации докладывались на республиканской конференции молодых ученых и специалистов (Якутск, 1990), на сессии Якутского отделения ВМО "Минерало-го-генетические аспекты магматизма и оруденения Якутии" (Якутск, 1991), а также обсуждались на заседаниях семинаров лаборатории минералогии и кристаллографии алмаза ЯИГН СО РАН и при проведе-
ний международного полевого семинара "Глубинный магматизм и эволюция литосферы Сибирской платформы" (Мирный. 1990).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав., заключения и списка использованной литературы из 142 наименования. Общий объем работы - 87 страниц машинописного текста. 34 рисунка и 14 таблиц.
