Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы и методы исследований 8
2. Краткая геологическая характеристика районов распространения кимберлитовых тел 22
3. Ассоциации и морфологические особенности индикаторных минералов из кимберлитов с различной продуктивностью 31
4. Особенности состава гранатов эклогитового парагенезиса из кимберлитов с различной продуктивностью 95
5. Особенности состава пикроильменита из кимберлитов с различной продуктивностью 132
6. Генезис индикаторных минералов в кимберлитах и реконструкция мантийной обстановки под кимберлитовыми телами Якутской алмазоносной провинции 136
Заключение 146
Литература 147
- Краткая геологическая характеристика районов распространения кимберлитовых тел
- Ассоциации и морфологические особенности индикаторных минералов из кимберлитов с различной продуктивностью
- Особенности состава гранатов эклогитового парагенезиса из кимберлитов с различной продуктивностью
- Генезис индикаторных минералов в кимберлитах и реконструкция мантийной обстановки под кимберлитовыми телами Якутской алмазоносной провинции
Введение к работе
Актуальность работы. Со времени открытия (в 1954 г. в результате исследования так называемой пироповой дорожки) на Сибирской платформе первой в России кимберлитовой трубки Зарница поиски тел кимберлитов ведутся преимущественно шлиховым опробованием по минералам-спутникам алмаза (пироп, пикроильменит, хромшпинелид и др.). Все это обуславливает комплексное и детальное их изучение, поскольку установлено, что каждая трубка характеризуется индивидуальными типоморфными особенностями данных минералов. К настоящему времени здесь обнаружено несколько сотен кимберлитовых тел, находящихся в различных по сложности ландшафтно-геологических условиях. Сейчас поиски переместились на закрытые территории, где кимберлиты перекрыты мощными терригенными отложениями мезозоя и верхнего палеозоя (последние зачастую сложно интрудированы пластовыми телами долеритов), а находящиеся в них минералы-спутники претерпели неоднократный перемыв и переотложение, что затрудняет поиски по ним коренных месторождений, и как следствие, ведет к резкому удорожанию поисковых работ. Поэтому в таких условиях необходимо открытие не просто кимберлитовых трубок, а высокоалмазоносных, которые могут перейти в разряд месторождений. Для этого весьма важно исследование типоморфных особенностей минералов-спутников алмаза из известных различных по алмазоносности кимберлитовых трубок.
Цель работы - определение типоморфных признаков индикаторных минералов кимберлитов (ИМК) из коренных месторождений различной продуктивности для выявления промышленно алмазоносных объектов при поисковых работах.
Основные задачи работы: 1. Выявление особенностей химического состава гранатов и ильменитов трубок и корреляция его с алмазоносностью кимберлитов.
Сравнение химизма ИМК в кимберлитах встречающихся в основной массе алмазоносных кимберлитов с аналогичными минералами из ксенолитов глубинных пород и включений в алмазах.
На основе сравнительного анализа ИМК в кимберлитах определение типоморфных особенностей индикаторных минералов кимберлитов для высокоалмазоносных трубок.
Защищаемые положения.
1. Большинство высокопродуктивных кимберлитов Якутской алмазоносной провинции (ЯАП) имеют средние и низкие содержания ИМК с преобладанием граната в ассоциации и высоким содержанием хромистых гранатов. Обнаруживается отрицательная корреляция алмазоносности и доли округлых алмазов при положительной корреляции последних с содержанием пикроильменита.
2. Для ураганно и среднеалмазоносных трубок характерны гранаты эклогитового парагенезиса с повышенными содержаниями натрия, а высокотитанистые - для средне- и низкоалмазоносных. Соотношение отдельных групп гранатов позволяет с высокой степенью достоверности идентифицировать коренной источник.
3. В кимберлитах с высокой продуктивностью встречается пикроильменит двух типов составов - «перидотитового» и «эклогитового».
Научная новизна. На представительном количестве фактического материала установлены морфологические особенности индикаторных минералов и химический состав гранатов и ильменита из кимберлитовых пород с различной продуктивностью и определены закономерности распределения главных оксидных компонентов в гранатах из кимберлитовых тел с разной продуктивностью Малоботуобинского, Далдыно-Алакитского, Среднемархинского, Муно-Тюнгского и районов развития кимберлитовых пород.
Практическая ценность работы. В результате выполненных исследований и анализа имеющихся данных о составе ИМК из кимберлитов
5 разработаны новые и дополнены существующие минералогические критерии поисков коренных месторождений алмазов, которые успешно используются в практике работ НИГП АК «АЛРОСА» (ЗАО). На основании анализа составов гранатов из трубки Нюрбинская и мезозойских отложений, перекрывающих трубку, показана высокая вероятность наличия пока не обнаруженного дополнительного коренного источника гранатов и, соответственно, алмазов, в пределах Накынского кимберлитового поля.
Фактический материал и методы его обработки. В основу работы положены результаты, полученные автором в процессе исследования кимберлитов Малоботуобинского, Среднемархинского, Далдыно-Алакитского, Муно-Тюнгского, Приленского алмазоносных районов, начиная с 1999г. Определение содержаний основных оксидов в ИМК выполнено микрорентгеноспектральным методом в Центральной аналитической лаборатории Ботуобинской геологоразведочной экспедиции, МГУ, ИЗК СО РАН (г. Иркутск), ИМП СО РАН (г. Новосибирск), ИГАБМ СО РАН (г. Якутск). Оптическая спектроскопия гранатов выполнена в ЯНИГП ЦНИГРИ. Кроме того, использованы литературные данные по Восточно-Европейской, Якутской и Южноафриканской алмазоносным провинциям.
Личный вклад автора. Представленная работа основана на обобщении авторских и литературных материалов по химизму индикаторных минералов кимберлитов. Осуществлен отбор, покристалльное описание (более 12000) и подготовка к проведению анализов проб индикаторных минералов кимберлитов. Обработаны результатов более 9000 анализов на ЭВМ, осуществлена их минералогическая и геолого-геохимическая интерпретация, определены типохимические особенности изученных ИМК. Обобщены результаты, и полученные данные сопоставлены с аналогичной информацией по алмазоносным районам ЯАП и Мира.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, а также главы в отчетах «Комплексные петролого-минералогические исследования магматических коренных источников алмаза в рамках обеспечения геологоразведочного производства АК «АЛРОСА» (объекты «Коренные источники-2, 3, 4»),
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях: «Международный научный симпозиум студентов, аспирантов и молодых ученых имени Усова», 2001, 2002 г.; «Эффективность прогнозирования и поисков месторождений алмазов: прошлое, настоящее и будущее» (АЛМАЗЫ-50) Санкт-Петербург 2004; «Новые идеи в науках о Земле», г. Москва, 2005, 2007, «Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге 21 века», Мирный, 2003, «Общество и технический прогресс на современном этапе», Мирный, 2004г, «Проблемы источника глубинного магматизма», Иркутск, 2005; «Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона», Сыктывкар, 2006, «Исторические корни и перспективы развития западного региона Якутии» региональная научно-практическая конференция, Мирный 2007, «Проблемы прогнозирования и поисков месторождений алмазов на закрытых? территориях», Мирный, 2008, «Система коренной источник - россыпь», Якутск 2008.
По теме диссертации подготовлена, защищена и принята 1 рекомендация.
Структура и объём работы. Работа состоит из введения, 6 глав и заключения, общим объёмом 158 страниц, содержит 7 таблиц и 73 рисунка. Список литературы включает 162 наименования.
Работа выполнена под руководством д. г.-м. н. З.В. Специуса, которому автор выражает искреннюю благодарность за внимание, поддержку и помощь в работе. Автор благодарит научного консультанта акад. РАЕН, д. г.-м.н. А.Я. Ротмана, за ценные рекомендации и полезные советы. Автор выражает признательность директору НИГП АК «АЛРОСА» (ЗАО) А.В. Герасимчуку; заместителю директора НИГП АК «АЛРОСА» (ЗАО) СВ.
7 Овчинникову за возможность написания данной работы; чл.-корр. РАН Н.П. Похиленко, д.г-м.н. акад. РАЕН Н.Н. Зинчуку, д.г.-м. н. В.К. Гаранину, к.ф-м.н. Л.П. Шадриной, к.г-м.н И.И. Антипину, В.Г. Мальковцу, И.В. Серову, А.С. Иванову, В.П. Корниловой, Л.Н. Похиленко, Н.И. Гореву, И.Г. Коробкову, Л.В. Дисковой, Ю.Б. Стегницкому, И.Н. Богуш, И.И. Никулину, начальнику геологического отдела МГРЭ Г.В. Колесникову, ведущему геологу МГРЭ Е.В. Тарских, н. с. НИГП АК «АЛРОСА» (ЗАО) Б.С. Помазанскому, Ковальчуку О.Е., И.Ив. Антипину, Т.В. Кедровой, А.Н. Липашовой, Н.К. Шахурдиной, Никифоровой А.Ю. за творческое обсуждение, конструктивную критику, инженерам М.В. Шалкиной, Н.А. Кузьминой, Лаурецкой Л.Д., специалисту по сохранности информации Макаренко Т.М, за их каждодневный труд, а также всем коллегам по НИГП АК «АЛРОСА» (ЗАО).
Краткая геологическая характеристика районов распространения кимберлитовых тел
Малоботуобинский район располагается в пределах Сюгджерской седловины, разделяющей Тунгусскую и Вилюйскую синеклизы (Борис, Францессон, 1992; Горев и др.,1994; Харькив и др., 1998; Богатых, 1987). Глубина залегания пород фундамента по оси седловины составляет 1,5-2,0 км. Оба склона седловины осложнены глубинными разломами Ахтарандинской зоны субмеридионального простирания и Вилюйско-Мархинской зоны северо-восточного направления. Осевая часть седловины выполнена галогенными и терригенно-карбонатными породами верхнего кембрия и нижнего ордовика. Суммарная мощность пород верхнего кембрия - 120-150 м, ордовика - до 500 м, силура - 140 м.
Девон-нижнекаменноугольные осадочные, вулканогенно-осадочные образования установлены на северо-востоке района в пределах Ыгыаттинской впадины. Они залегают на размытой поверхности пород нижнего палеозоя и представлены в основном аргиллитами, алевролитами, кварц-полевошпатовыми песками, туфами, туффитами, базальтами.
Верхнепалеозойские отложения выполняют склон тунгусской синеклизы на северо-западе территории. Они с несогласием залегают на породах нижнего палеозоя. Средне-верхнекаменноугольные и пермские континентальные и прибрежно-морские отложения представлены преимущественно песками, песчаниками, алевролитами с прослоями и линзами конгломератов, галечников, глинистых сланцев. В основании нередко залегают базальные конгломераты, пески с примесью гальки, обогащенные алмазами и.индикаторными минералами кимберлитов. В северо-западной части района на отдельных участках распространены туфогенные образования нижнего триаса. Мезозойские отложения представлены континентальными и прибрежно-морскими осадками нижнеюрского возраста, слагающими борт Вилюйской синеклизы и наложенный Ангаро-Вилюйский прогиб. Магматические породы на территории района представлены силлами и дайками долеритов, вулканическими трубками диабазовых туфов и туфобрекчий, трубчатыми и жильными телами кимберлитов. На территории района широко распространены разломы субмеридионального, субширотного и северо-западного простираний. Кимберлитовые тела района приурочены к трём разломам. В зоне Западного разлома расположены трубки Таёжная, Амакинская, им. XXIII съезда КПСС, дайка А-21. Трубка Интернациональная приурочена к Кюеляхскому разлому. В зоне Параллельного разлома расположены трубки Мир, Спутник, Дачная и сопровождающие их дайки. Среднемархинский район охватывает территорию междуречья среднего течения р. Марха и верхнего течения р. Тюкян (левых притоков р. Вилюй) (Харькив и др., 1998, Чёрный и др., 1998). Первые алмазы в аллювии р. Марха были найдены в 1950г. Поиски коренных тел в районе увенчались успехом в 1994г., когда геологами Ботуобинской геологоразведочной экспедиции был вскрыт кимберлит трубки Ботуобинская. В начале 1996г. при заверке магнитной аномалии было вскрыто второе рудное тело в районе — тр. Нюрбинская, позже ещё два кимберлитовых тела: Мархинское и Майское.
Район приурочен к зоне сочленения кратонной и депрессивно-деструктивной области центральной части Сибирской платформы. Основными структурами кратонной области, в пределах которой находятся тела Накынского поля, являются: южная оконечность Анабаро-Оленекской антеклизы - с севера, Сюгджерская седловина - с северо-запада, северная часть Вилюйской синеклизы - с юго-востока. По геолого-геофизическим данным, фундамент в бассейне среднего течения р. Марха представлен гранито-гнейсами и кристаллическими сланцами верхнеалданской свиты и диопсидовыми породами федоровской свиты раннего архея. Глубина залегания фундамента в междуречье p.p. Хання - Накын составляет 3,7-4,0 км. В составе нижнепалеозойского кимберлитовмещающего цоколя в пределах района выделены мархинская и моркокинская свиты верхнего кембрия и олдондинская свита нижнего ордовика. Перекрывающие образования представлены мезозойскими и кайнозойскими терригенными отложениями. Магматические породы относятся к двум формациям (основной и ультраосновной), и имеют среднепалеозойский возраст. Магматические тела основной формации представлены дайками и силлами, ультраосновной - диатремами кимберлитов.
Собственно Накынским полем именуется тектонический блок (20x3Окм), разделенный по площади на два примерно одинаковых по площади блока. Блоки ограничены относительно крупными зонами ортогональных разломов северо-восточного и северо-западного простирания. Первые из них - линейные, вторые - часто прерывистые, в плане дуго- и кулисообразные. Разломы выполнены крутопадающими дайками долеритов. Дислокации северо-восточного простирания являются отдельной ветвью системы разломов Вилюйско-Мархинского дайкового пояса. Накынское поле располагается в осевой его части.
Разломы северо-западного простирания являются более поздними по отношению к вышеописанной группе, что подтверждается элементами экранирования и смещения, наличие раздувов даек при приближении к северо-восточным тектоническим границам, а также сменой простирания разломов. Тектонические нарушения, образующие рудоносные блоки, и ограничивающие их, являются разломами второго порядка по отношению к системе глубинных разломов Вилюйско-Мархинской зоны. Внутри рудоносных блоков картируются разломы более высоких порядков.
Структура рудного узла трубок, расположенных в 3 км друг от друга, характеризуется проявлением локальных дизъюнктивных дислокаций, картируемых во вмещающих их осадочных толщах в пределах околотрубочного пространства. Эти дислокации являются крутопадающими и имеют разное простирание, и в большинстве своем скрытые. В юго- западной части рудного узла фиксируется скрытый разлом северо-восточного простирания, в котором выделяются два крупных тектонических шва. Трубка Ботуобинская приурочена к флексурному перегибу одного из этих швов.
В пределах Накынского поля выявлено две ураганноалмазоносных кимберлитовых трубки Ботуобинская и Нюрбинская, высокоалмазоносное дайкообразное тело Майское и убогоалмазоносное дайкообразное тело Мархинское. В настоящее время трубка Нюрбинская эксплуатируется, для трубки Ботуобинская ведутся подготовительные к эксплуатации работы.
Ассоциации и морфологические особенности индикаторных минералов из кимберлитов с различной продуктивностью
Мирнинское кимберлитовое поле является единственным известным к настоящему времени на территории Малоботуобинского алмазоносного района. В Мирнинском поле известно семь кимберлитовых трубок, одна самостоятельная дайка и многочисленные дайки кимберлитов (Борис, Францессон, 1992; Горев и др.,1994; Харькив и др., 1998; Богатых, 1987ф). Три трубки, Интернациональная, Мир, им. XXIII съезда КПСС ураганноалмазоносные, одна - Дачная - высокоалмазоносная, две: Таёжная и Амакинская - низкоалмазоносные. Для кимберлитовых тел Мирнинского поля характерна ассоциация индикаторных минералов с различным соотношением гранатов и пикроильменита. правых притоков Маччоба-Салаа и Улаах-Юрях. По данным А.И. Харькива с соавторами (1998) трубка относится к ураганноалмазонсным. На поверхности трубка Интернациональная имеет форму неправильного овала, вытянутого на северо-запад. Она прорывает горизонтально залегающие терригенно-карбонатные породы нижнего ордовика и кембрия и перекрывается нижнеюрскими отложениями мощностью от 2,1м до 9,2м (Борис, Францессон, 1992; Горев и др., 1994; Харькив и др., 1998). В вертикальном разрезе в ней можно выделить раструб (до глубины 120м) и цилиндрический канал (до разведанной глубины 1040м). Форма трубки с глубиной меняется незначительно. Контакты с вмещающей породой в большинстве случаев четкие, резкие, иногда на контакте располагается зона брекчий мощностью от нескольких сантиметров до первых метров. По текстурно-структурным особенностям среди кимберлитовых пород трубки Интернациональная выделяется два основных петрографических типа - порфировые кимберлиты (ПК) и автолитовые кимберлитовые брекчии (АКБ), с несколькими внутритиповыми разновидностями. Индикаторные минералы представлены гранатами (среднее содержание 4,3 кг/т), пикроильменитом (98г/т), хромшпинелидами (29г/т), оливин и клинопироксены встречаются редко (Ротман и др., 2007). Суммарное содержание ИМК составляет 0,44% и, следовательно, трубка Интернациональная относится к третьей группе по классификации А.Д. Харькива (1978) Гранаты. Морфологическое описание выполнено для 1760 зёрен гранатов из протолочных проб кимберлитов трубки. В изученной выборке гранаты представлены выделениями размером -5+0,5мм. Гранаты крупных гранулометрических классов (-5+2 и -2+1мм) представлены преимущественно обломками (60-62%), в мелком (-1+0,5мм) преобладают осколки (70%). Целые, повреждённые и обломанные зерна встречаются относительно редко. Количество целых зёрен не превышает 0,6%, повреждённых - 6,2%, обломанные зёрна чаще всего фиксируются в классе -5+2мм (21,8%), в остальных гранулометрических классах их количество не превышает 7%. Из цветовых разновидностей в изученной выборке преобладают малиновые гранаты, фиолетовые, оранжевые и красные встречаются существенно реже (рис.3.1). Наиболее редкие разновидности гранатов -зелёные и розовые 34 Преобладающая форма зёрен фаната - угловатая (50%) и угловато-округлая (46,9%). Округлые зёрна встречаются редко (2,96%) преимущественно в гранулометрических классах -5+2 и -2+1 мм. В изученной выборке зафиксировано одно зерно малинового граната, размером -2+1 мм с реликтами кристаллографической огранки, что составляет 0,06% от количества изученных. Для выделений гранатов характерны два типа микрорельефа поверхности: эндогенная матировка и пирамидально-черепитчатый рельеф гидротермального растворения с преобладанием последнего. При этом для гранатов из крупных гранулометрических классов характерна более высокая частота встречаемости гранатов с эндогенной матировкой, тогда как в мелком классе наблюдается преобладание рельефа гидротермального растворения над матировкой. В изученной выборке довольно широко распространены трещиноватые гранаты, наиболее часто они встречаются в гранулометрическом классе -5+2мм, в мелких гранулометрических классах доля трещиноватых фанатов снижается.
На зёрнах гранатов часто наблюдаются реакционные каймы различного состава и мощности, они отмечаются как в виде реликтов, так и в виде оболочек, полностью покрывающих зёрна гранатов. Количество гранатов с реакционными оболочками и/или их реликтами составляет 57%. Гранаты из кимберлитов трубки Интернациональная часто содержат включения, количество таких гранатов составляет 51,7%. Гранаты с включениями чаще встречаются в мелком гранулометрическом классе
Проведённые исследования показали, что гранаты с множественными включениями встречаются более чем в 10 раз чаще, чем с одиночными, так количество фанатов с одиночными включениями составляет 3,87%, а с множественными - 47,81%. Количество включений в гранатах варьирует в широких пределах от 2 до 100, преобладают гранаты с числом включений от двух до 5. Включения обычно представлены одним минералом, зёрна с полифазными включениями встречаются редко. Наиболее распространены включения шпинелидов округлой, игольчатой, или октаэдрической формы, отмечены также включения оливина, серпентина, флогопита, магнетита, ильменита, включения типа «гранат в фанате».
Пикроипьменит, Размер выделений ильменита -5+0,5мм, преобладающий — -1+0,5мм. Ильменит представлен преимущественно обломанными зёрнами. Широко проявлены также обломки (первичные поверхности не превышают 50% от площади выделения). Следует отметить, что для ильменита из кимберлитов трубки Интернациональная характерна максимальная частота встречаемости цельных зёрен и минимальная -осколков (рис, 3.4).
Особенности состава гранатов эклогитового парагенезиса из кимберлитов с различной продуктивностью
Согласно современным представлениям, материнскими породами для большинства гранатов в кимберлитах являются породы верхней мантии ряда фаций глубинности, в том числе и алмаз-пироповой, в то же время для ряда гранатов предполагается фенокристное происхождение (Амшинский и др., 1989; Афанасьев и др., 2001; Афанасьев и др., 1979, Боткунов и др., 1983; Гаранин и др., 1991; Доусон, 1983; Зольников и др.,1960; Квасница и др., 1986; Лазько, 1979; Мацюк, Зинчук, 2001; Никишов и др., 1979; Похиленко и др., 1998; Родионов и др., 1984; Сафронов, 1985; Сафронов, Николаев, 1985; Соболев B.C., 1960; Соболев B.C., Соболев Н.В., 1967; Соболев, 1974; Кимберлиты..., 1994 и др.). Гранаты из пород алмаз-пироповой фации представляют наибольший интерес, поскольку их количество в концентрате кимберлитов может быть использовано в качестве критерия потенциальной алмазоносности.
Исходя из этого, можно попытаться определить принадлежность того или иного зерна индикаторного минерала к алмаз-пироповой фации глубинности и таким образом отделить гранаты-спутники алмаза от гранатов - индикаторов кимберлитов. Состав гранатов-спутников может быть использован, как минералогический критерий потенциальной алмазоносности. Исследования включений гранатов-включений в алмазах позволили Н.В. Соболеву - (1974) установить, что гранаты-включения в алмазах относятся к четырём парагенезисам: дунит-гарцбургитовому, эклогитовому, лерцолитовому и верлитовому (см. рис. 1.5), каждый из которых характеризуется отчётливым типоморфизмом химического состава (Глубинные ксенолиты..., 1975; Соболев B.C., Соболев Н.В., 1967; Соболев, 1974). То же самое можно сказать и о гранатах из концентрата кимберлитов. Как уже отмечалось, Среди гранатов-включений в алмазах по химическому составу преобладают гранаты дунит-гарцбургитового парагенезиса, в алмазоносных ксенолитах (Афанасьев и др.; 2001; Владимиров и др., 1973; Гаранин и др., 1991; Гаранин, Серенко, 1991; Глубинные ксенолиты..., 1975; Доусон, 1983; Зинчук, Коптиль, 2003; Зольников и др.,1960; Илупин и др., 1982; Коптиль и др., 1975; Лазько, 1979; Лазько и др., 1979; Лазько и др., 1982; Пономаренко, 1975; 1977; Пономаренко и др., 1973; Пономаренко, Специус, 1976; Пономаренко и др., 1980; Похиленко и др., 1982; Похиленко и др., 1976; Сафронов, 1985; Сафронов, Николаев, 1985; Соболев B.C., 1960; Соболев B.C., Соболев Н.В., 1964; Соболев B.C., Соболев Н.В., 1967; Соболев, 1974; Соболев и др., 1983; Соболев и др., 1969; Специус, 1964; Специус и др., 2005; Специус, Серенко, 1990; Харькив и др., 1988; Dawson, 1977; Dawson, Stephens, 1975; Dawson, 1980; Sobolev et al., 1997; Коробков, 2007) - эклогитового, а в концентрате кимберлитов (Амшинский и др., 1989; Афанасьев и др., 2001; Афанасьев и др., 1979; Бобриевич и др., 1959; Зезекало и др., 2008; Зинчук и др., 1993; Лазько, 1979; Мацюк, Зинчук, 2001; Никишов и др., 1979; Никифорова, Тарских, 2008; Похиленко и др., 1998; Родионов и др., 1984; Соболев, 1971; Соболев, 1974; Тарских Е.В., Тарских О.В., 2003; Тарских Е.В. и др., 2003; Тарских, 2002, 2006; Тарских, Никифорова, 2008; Харькив, 1978; Харькив и др., 1989;1995, 1998; Чёрный и др., 1998; Dawson, Stephens, 1975; Dawson, 1980; Spetsius et al., 2008; Rotman et al., 2005; Богатых, 1987; Костровицкий и др., 2003; Ротман и др., 1998; 2001; 2004, 2007; Харькив, 1983) (рис. 4.1) - лерцолитового (рис. 4.3). Наиболее дискуссионной группой гранатов из кимберлитов являются низкохромистые гранаты.
Гранаты с содержаниями хрома ниже 0,2мас.% встречаются в широком спектре ксенолитов глубинных пород (Бобриевич и др., 1959; Зольников и др., 1960; Соболев B.C., Соболев Н.В., 1964; Соболев и др., 1966; Соболев и др., 1969; Соболев, 1971; Gurney, Switzer, 1973; Соболев, 1974; Dawson, Stephens, 1975; Коптиль и др., 1975; Глубинные ксенолиты..., 1975; Соболев и др., 1976; Пономаренко, Специус, 1976; Dawson, 1977; Arculus, Smith, 1979; Лазько, 1979; Ковальский и др., 1979; Афанасьев и др., 1979; Dawson, 1980; Похиленко и др., 1982; Лазько и др., 1982; Гаранин и др., 1982; Соболев и др., 1983; Харькив, 1983; Доусон, 1983; Сафронов, Николаев, 1985; Сафронов, 1985; Мацюк и др., 1985; Квасница и др., 1986; Специус, Серенко, 1990; Соболев и др., 1991; Гаранин, Серенко,1991; Гаранин и др., 1991; Кимберлиты...,1994; Соболев, 1995; Sobolev et al., 1997; Boyd et al.,1997; Kuligin, Pokhilenko, 1998; Похиленко и др., 1998; Афанасьев и др., 2001; Spetsius, Taylor, 2003; Kuligin et al., 2003; Bobrov et al., 2003; Специус, Серенко,2003; Spetsius, 2004; Dessai et al., 2004; Гаранин, 2006; Ротман и др., 2007) преимущественно основного и промежуточного состава, а также в ряде ксенолитов лерцолитов, однако чаще всего отмечаются в ксенолитах различных эклогитов, в т.ч. алмазоносных (рис. 4.2), и являются второй по численности группой гранатов-включений в алмазах.
Для гранатов эклогитового парагенезиса определены параметры состава алмазной ассоциации: гранаты из алмазов и алмазоносных ксенолитов характеризуются содержанием FeO не выше 29,5мас.% (максимальное содержание в гранате из алмазоносного эклогита), и высоким содержанием Na20 (Соболев и др., 1971; Соболев, 1974; Глубинные ксенолиты..., 1975; Соболев и др., 1983; Соболев и др., 1991; Соболев, 1995; Афанасьев и др., 2001; Афанасьев, 1995ф; Афанасьев и др., 2000ф).
Генезис индикаторных минералов в кимберлитах и реконструкция мантийной обстановки под кимберлитовыми телами Якутской алмазоносной провинции
Коренные месторождения алмазов были открыты в конце XIX и с тех пор и до настоящего времени продолжается дискуссия о связи алмазов и кимберлитов. Существует несколько точек зрения на происхождение как собственно алмаза, так и кимберлитов и, соответственно, присутствующих в них индикаторных минералов. Современные гипотезы происхождения алмаза и индикаторных минералов условно можно разделить на фенокристные, ксенокристные и объединяющие. 1. Согласно фенокристной гипотезе алмазы относятся к продуктам ранней кристаллизации кимберлитов. Сторонниками в разное время были М.И. Рабкин (1962), В.А. Милашев (1990) и др. 2. Ксеногенная гипотеза. Эту точку зрения отстаивали многие исследователи, B.C. Соболев, Н.В. Соболев, А.Д. Харькив, А.П. Бобриевич, Н.А. Сарсадских и др. В настоящее время ксеногенная гипотеза пользуется поддержкой широкого круга исследователей (Афанасьев и др., 2001; Бартошинский и др., 1973; Бобриевич и др., 1959; Владимиров и др., 1973; Глубинные ксенолиты..., 1975; Илупин и др., 1982; Родионов и др., 1984, Соболев B.C., 1960; Соболев и др., 1969; Соболев B.C., Соболев Н.В., 1964; Соболев B.C., Соболев Н.В., 1967; Соболев, 1971; Соболев, 1974, Соболев и др., 1983, и др.). Согласно ей, алмаз является мантийным минералом и формируется в области своей термодинамической стабильности (при высоких температурах и давлениях), и в кимберлитах является продуктом дезинтеграции мантийных перидотитов и эклогитов, а кимберлит является транспортером. 3. Объединяющие гипотезы, согласно которым, высокие давления, необходимые для образования алмазов, могут достигаться не только при статических условиях, но и при динамическом режиме на разных уровнях разреза литосферы (Трофимов, 1967; Mitchell, 1986). Подтверждением этих гипотез служат многочисленные включения «алмаз в алмазе», а также следы резорбции и графитизизации кристаллов-узников. 4. Гипотеза дискретности алмазообразования (Аргунов, 2005; Гаранин и др., 1991; Гаранин и др., 1984; Гаранин и др., 1980; Гаранин, 2006), согласно этой гипотезе в природе существуют два типа алмазов (ксено- и фенокристаллы). Согласно этой гипотезе существует несколько генераций алмаза, которые кристаллизуются на разных уровнях мантии, но в кимберлитах может происходить не только растворение, но и рост алмазов.
Большинство исследователей считают, что алмаз кристаллизуется в области его стабильности в магматических очагах при частичном плавлении мантии, при высоких температурах (не менее 1000С) и давлениях (более 4-5 ГПа), Такие условия возможны на глубине 150-200км. Кристаллизуется алмаз из магм ультраосновного и основного состава, насыщенных углеводородными флюидами. Алмаз кристаллизуется как наиболее ранний минерал (фенокристалл). В дальнейшем алмаз эволюционирует, подвергаясь многократным процессам роста и растворения в изменяющихся термодинамических и химических условиях минералообразования, в том числе и в кимберлитовых расплавах.
Начиная с ранних исследований коренных месторождений алмазов в Южной Африке особое значение придавалось изучению минералов-включений в алмазах и из алмазоносных ксенолитов. Этим проблемам посвящены многочисленные исследования (Бартошинский и др., 1973; Владимиров и др., 1973; Харькив, Маковская, 1973; Соболев, 1974; Ефимова, Соболев, 1977; Боткунов и др., 1978; Соболев и др., 1980; Соболев, Ефимова, 1981; Шестакова и др., 1981; Илупин и др., 1982; Боткунов А.И. и др., 1983; Гаранин и др., 1991; Sobolev et al., 1997; Специус и др., 2005; Bulanova et al., 1999; Афанасьев и др., 2001; Kaminsky et al., 2001; Kuligin et al., 2003; Sobolev et al. 2004;).
Установлено (Бартошинский и др., 1973; Владимиров и др., 1973; Харькив, Маковская, 1973; Соболев, 1974; Ефимова, Соболев, 1977; Боткунов и др., 1978; Соболев и др., 1980; Соболев, Ефимова, 1981; Шестакова и др., 1981; Илупин и др., 1982; Боткунов А.И. и др., 1983; Гаранин и др., 1991; Sobolev et al., 1997; Специус и др., 2005; Bulanova et al., 1999; Афанасьев и др., 2001; Kaminsky et al., 2001; Sobolev et al. 2004 и др.), что включения наиболее распространённых минералов в кристаллах алмаза из кимберлитов имеют весьма близкий состав, что позволило выделить две автономные среды образования алмаза - перидотитовую (ультраосновную) и эклогитовую, с последней в свою очередь связана весбтеритовая. Эти химические обстановки распознаются по включениям в кристаллах алмаза, как из кимберлитов, так и из лампроитов.
Большая часть сингенетических включений в алмазах представлена субмикроскопическими (около ЮОмкм) зёрнами, чаще всего включения мономинеральны, хотя встречаются и полиминеральные включения, а также несколько зёрен одного минерала. В большинстве исследованных месторождений группа ультраосновных включений в алмазах резко преобладает над эклогитовой (Соболев B.C., 1960; Зольников и др., 1960; Соболев B.C., Соболев Н.В., 1964; Соболев B.C., Соболев Н.В., 1967; Соболев и др., 1969; Пономаренко и др., 1973; Владимиров и др.,1973; Соболев, 1974; Dawson, Stephens,1975; Коптиль и др.,1975; Глубинные ксенолиты..., 1975; Похиленко и др.,1976; Пономаренко, Специус, 1976; Пономаренко, 1977; Dawson, 1977; Лазько и др., 1979; Лазько, 1979; Dawson, 1980; Пономаренко и др., 1980; Похиленко и др., 1982; Лазько и др., 1982; Илупин и др., 1982; Соболев и др., 1983; Доусон, 1983; Сафронов, Николаев, 1985; Сафронов, 1985; Харькив и др., 1988; Специус, Серенко, 1990; Гаранин, Серенко, 1991; Гаранин и др., 1991; Sobolev et al., 1997; Афанасьев и др., 2001; Зинчук, Коптиль, 2003; Специус и др., 2005).
