Введение к работе
Актуальность проблемы. Основы развиваемых в диссертации представлений заложены работами А.А.Кухаренко, И.С.Рожкова, Г.Х.Файнштейна, Б.И.Прокопчука, В.В.Жукова, М.И.Плотниковой, А.Г.Дьякова, Л.А.Зимина, А.Д.Харькива, С.Ф.Павлова, Н.Н.Зинчука, М.В.Михайлова, О.Г.Салтыкова, Е.И.Бориса, В.П.Афанасьева и многих других геологов. Несмотря на то, что выяснением условий формирования алмазоносных отложений на основе изучения их литолого-минералогических и фациально-генетических особенностей занимались многие исследователи, окончательно проблема не решена в связи с тем, что не все стороны данного вопроса изучены с одинаковой полнотой. В частности, недостаточно разработаны историко-геологические методы исследований для расшифровки закономерностей размещения, строения и условий формирования промежуточных коллекторов алмазов. Актуальность рассматриваемой проблемы очевидна в связи с перемещением алмазопоисковых работ на Сибирской платформе в закрытые районы. Повышение эффективности прогнозирования и поисков погребенных месторождений алмазов возможно лишь на основе комплексного всестороннего исследования индикаторных минералов алмазоносных пород и заключающих их терригенных отложений - осадочных коллекторов.
Многообразие прогнозных задач, возникающих при производстве геологосъемочных и поисковых работ, обусловливает необходимость применения системной оценки "работоспособности" геолого-минералогических предпосылок и признаков на площадях с различным строением и индивидуальной историей геолого-тектонического развития в "пострудный" этап их эволюции.
Основная цель исследований - совершенствование существующих и разработка новых подходов к методам прогнозирования и поисков погребенных месторождений алмазов на основе изучения условий формирования, особенностей строения и закономерностей размещения ореолов рассеяния минералов-спутников и россыпей алмазов.
Задачи исследований:
-
Провести анализ и систематизацию имеющихся фактических данных по алмазоносности разновозрастных терригенных отложений.
-
Изучить особенности вещественного состава промежуточных коллекторов алмазов различных генетических типов.
-
Рассмотреть условия формирования ореолов рассеяния индикаторных минералов кимберлитов и россыпей алмазов. Оценить степень воздействия различных факторов в процессе образования алмазоносных осадков в различных ландшафтно-динамнческих обстановках.
4. Выявить закономерности распределения продуктов разрушения
алмазоносных пород по отношению к коренным источникам, исследовать
характер и направленность экзогенной эволюции кимберлитоносных участков
земной коры от момента внедрения кимберлитов и начала их денудации до
образования современных геологопоисковых обстановок.
5. Сформулировать конкретные рекомендации по прогнозированию и
поискам погребенных месторождений алмазов на основе разработанных
концепций и моделей.
Защищаемые положения.
1. В пределах алмазоносной провинции Сибирской платформы выделяются временные эрозионно-седиментационные уровни и пространственные структурно-фациальные зоны, характеризующиеся преимущественным разви-
тием осадочных коллекторов и россыпей алмазов определенных генетических типов.
-
Модель процесса устойчивого коллекторо- и россыпеобразования в ходе пенепленизации кимберлитоносных площадей (в пределах одного денудационно-седиментационного цикла) представляется как последовательность событий: формирование аллохтонных россыпей и промежуточных коллекторов алмазов в морских бассейнах - образование первичных, вторичных и смешанных (комбинированного питания) коллекторов и россыпей дальнего переноса в континентальных условиях -формирование первичных осадочных коллекторов и россыпей вблизи коренных источников.
-
В распределении продуктов денудации алмазоносных пород выявляется зональность, обусловленная закономерным размещением ландшафтно-динамических областей коллекторообразования по отношению к группам коренных источников, что позволяет использовать ее для оконтуривания площадей, перспективных на выявление кимберлитовых полей по областям развития ореолов и россыпей различной морфогенетической принадлежности.
Специфика минералогических поисковых обстановок определяется положением кимберлитовых полей и районов относительно платформенных структур.
4. Основой прогнозирования погребенных месторождений алмазов
является комплекс исследований, включающий четыре основных направления:
1) определение по косвенным данным типа коренных источников, их минера
льного состава и строения; 2) изучение типоморфизма индикаторных
минералов алмазоносных пород из осадочных коллекторов; 3) исследование
фациально-генетических и вещественных особенностей терригенных
алмазоносных отложений; 4) проведение палеогеологических и
палеогеографических реконструкций.
Научная новизна работы складывается из новизны результатов, полученных как в процессе изучения объектов, так и обобщения имеющихся материалов по проблеме.
-
На основе комплексного изучения вещественного состава терригенных алмазоносных отложений, типоморфизма не только минералов-спутников алмаза (МСА), но и других индикаторных и основных шлихообразующих минералов - миграционных спутников алмаза, детально исследован экзогенный этап эволюции среднепалеозойских кимберлитовых полей.
-
Получены новые данные по геологическому строению Мало-Боту-обинского и Далдыно-Алакитского алмазоносных районов на момент внедрения кимберлитов и величине их эрозионного среза на основе изучения ксенолитов базитов и ксенолитов осадочных пород с фаунистическими остатками из кимберлитовых брекчий, рассмотрены особенности строения неэродированных кимберлитовых тел. Показано, что объемы размытого кимберлитового материала и абсолютные количества индикаторных минералов, переведенных в сферу действия россыпеобразующих процессов, определяются не только величиной эрозионного среза территории, но в значительной степени особенностями строения верхних частей кимберлитовых тел.
3. Разработаны типизация ореолов рассеяния МСА и морфогене-
тическая классификация россыпей алмазов с учетом трех главных параметров:
литодинамических обстановок формирования, дальности перемещения
минералов и характера взаимоотношения их с вмещающими терригенными
осадками - коллектором конкретного фациального типа.
-
Выявлены дополнительные аргументы в пользу существования на восточном борту Тунгусской синеклизы, в пределах Мирнинского и Алакит-Мархинского кимберлитовых полей, досреднекаменноугольного коллектора индикаторных минералов, который был размыт в процессе формирования более молодых алмазоносных отложений.
-
Разработан вариант модели отражения кимберлитового поля в осадочных коллекторах, на основе которой обосновывается схема прогнозно-поискового процесса, даются рекомендации по совершенствованию минералого-палеогеологических методов прогнозирования и поисков погребенных месторождений алмазов, рассматриваются перспективы выявления рудно-россыпных и россыпных полей на Сибирской платформе.
Практическая значимость. Результаты исследований используются в прогнозных построениях и при производстве геологопоисковых работ. В процессе проведения исследований осуществлялась оперативная передача рекомендаций, прогнозных карт и заключений, в соавторстве с коллегами по работе, Ботуобинской, Чернышевской и Амакинской ГРЭ, ПГО "Якутск-геология", "Иркутскгеология", Министерство геологии СССР, которые учитывались при планировании и корректировке геологопоисковых работ на алмазы на Сибирской платформе.
Результаты изучения магнитных фракций из кимберлитов трубки "Удачная", выполненного совместно со специалистами ИРГИРЕДМЕТА, использовались для совершенствования методов контроля за извлечением алмазов на обогатительных фабриках НПО "Якуталмаз".
Фактический материал. В основу работы легли материалы, собранные автором в процессе изучения кимберлитов и алмазоносных осадков Сибирской платформы с 1975 года. Полевые работы проводились в пределах Муро-Ковинского, Мало-Ботуобинского, Далдыно-Алакитского, Мунского, Прилен-ского и Анабарского алмазоносных районов. При этом широко использовались данные геологопоисковых, геологоразведочных и эксплуатационных работ, а в процессе проведения исследований - фондовые и опубликованные материалы по объектам Якутской алмазоносной провинции (ЯАП) и других регионов СНГ и Мира.
Исходный материал получен при выполнении плановых бюджетных и хоздоговорных исследований в ИЗК СО РАН (1975-1977 гг.), ВостСиб-НИИГГиМСе (1977-1990 гг.) и ЯНИГП ЦНИГРИ АК "Алмазы России-Саха" (с 1993 г.).
Личный вклад автора, объекты и методы исследований. Исследования проведены на основе полевых наблюдений и каменном материале автора. Научный личный вклад заключается в применении системного анализа к рассмотрению особенностей экзогенной эволюции кимберлитовых полей, закономерностей строения и условий формирования терригенных алмазоносных отложений на основе детального изучения их вещественного состава.
Для решения поставленных задач проводился полевой отбор следующих материалов для лабораторно-камерального изучения: ксенолитов (фундамента, базитов и осадочных пород с фаунистическими остатками) из кимберлитовых брекчий; шлиховых, литологических проб и галечного материала из осадочных коллекторов и россыпей алмазов. Объектами исследований послужили наиболее доступные для всестороннего изучения коренные и россыпные месторождения алмазов ЯАП - трубки Мир, Интернациональная, Таежная, Амакинская, Юбилейная, Айхал, Зарница, Сытыканская, Удачная; россыпи Водораздельные галечники, Новинка,
Геофизическая, Восточная, Западная, Дьюкунах; ореолы трубок Мир, Дачная, им.XXIII партсъезда, Сытыканская и другие, а также осадочные коллекторы и ореолы МСА ряда поисковых участков Мало-Ботуобинского и Алакит-Мархинского кимберлитовых полей Якутии отдельных алмазоносных площадей юга платформы.
Собрана и всесторонне изучена коллекция индикаторных минералов кимберлитов из различных геологических образований, зафиксировавших практически все основные этапы экзогенной эволюции алмазоносных площадей - из элювия кимберлитов; терригенньк отложений, перекрывающих кимберлитовьте тела; древних и современных р< сыпей различного генезиса; морских и континентальных осадочных коллем. рои различного возраста и фациальной принадлежности.
В полевых условиях осуществлялось изуч те и опробование опорных разрезов осадочных пород (коллекторов) по і рну скважин, в шахтах и шурфах. Россыпные месторождения алмазои и кимберлитовые породы изучались в карьерах. Для выявления характера и закономерностей распределения кимберлитового материала в современных водотоках, изучения разрезов в обнажениях проводились маршрутні-:* исследования (бассейны рек Вилюй, Б.Ботуобия, Муна, Б.Куонамка).
В процессе лабораторно-аналитически -, исследований изучались типоморфные особенности минералов и вен: ственный состав пород с использованием как классических, так и совремс их методов.
За период работы по проблеме выполнен. соло 1000 полных и порядка 800 частичных микрозондовых, 30 рентгенофазо х, 40 термографических, 250 рентгеноспектральных и силикатных анализов, досмотрено и описано более 1500 шлифов и 200 аншлифов. Произвел, но порядка 300 полных минералогических и литологических анализов, п. -уч- но около 180 снимков на сканирующем электронном микроскопе, чынолнено 40 оптико-спектроскопических анализов гранатов, 120 у. ерных микроспектральных анализов серпентинов, слюд, хлоритов и других j;tkhx минералов.
Основной объем аналитических и < следований выполнен в ВостСибНИИГГиМСе сотрудниками отдела ы\\л гралогических исследований: полный шлихо-минералогический анализ - Л.А "іорошенко, количественный спектральный и лазерный микроспектральн' Гі - И.Г.Еграновой, рент-геноструктурный - С.И.Клименко, Л.П.Феок. дстовой, электронно-микроскопический - В.П.Котельниковым, съемки мин ралов на РЭМ - А.Н.Бириц-ким, отбор монофракций минералов, микро; >тогониометрические иссле. дования цирконов - И.И.Мостепаненко, петрогр фическое изучение галечного материала из осадочных коллекторов - Т.И.Хмс ьницкой. Изучение фауны из ксенолитов вмещающих пород из кимберлитоь осуществлялось В.И.Бялым, Л.В.Огиенко, Н.В.Степановой, А.Г.Ядренкиной, Г.Р.Колосницыной.
Помощь в выполнении микрозондовых ак , шзов оказали К.Н.Никишов, Н.П.Похиленко, Л.Л.Завьялова, оптико-спектро копических - В.И.Вуйко.
Лично автором проводились следующие виды лабораторных исследований: физиографическое изучение и опис.мие минералов под бинокулярным микроскопом, минераграфические исс одования рудных минералов (пикроильменитов, ильменитов, магнетитов) в аншлифах и брикетах, петрографическое изучение шлифов, ото* -р зерен минералов на микрозондовые и злектронномикроскопическії исследования, съемки под рудным и поляризационным микроскопами, і также комплексная интерпретация результатов различных видов анализої .
Апробация работы и результатов исследований. Основные положения работы докладывались на чтениях памяти М.М.Одинцова (Иркутск, 1981, 198S), Всесоюзном совещании "Метасоматизм и рудообразование" (Ленинград, 1981), региональном совещании "Методика поисков и разведки месторождений полезных ископаемых в Восточной Сибири" (Иркутск, 1982, 1985), чтениях памяти акад. А.Е.Ферсмана "Типоморфизм минералов и его прикладное значение" (Чита, 1983), региональном совещании "Проблемы возраста геологических образований Восточной Сибири" (Иркутск, 1984), конференциях "Геология и полезные ископаемые юга Восточной Сибири" (Иркутск, 1984, 1989), IY региональном петрографическом совещании "Петрология, рудоносность и корреляция магматических и метаморфических образований, флюидный режим эндогенных процессов" (Иркутск, 1985), X Всесоюзном совещании по рентгенографии минерального сырья (Тбилиси, 1986), региональном совещании по созданию схем базитового магматизма железорудных алмазоносных районов Сибирской платформы (Иркутск, 1987), VIII Всесоюзном совещании по геологии россыпей (Киев, 1987), совещании "100 лет государственной геологической службе Восточной Сибири" (Иркутск, 1988), межведомственном совещании "Стратиграфия и палеогеография среднего палеозоя Сибири" (Новосибирск, 1989), петрографическом совещании "Корреляция, петрология и рудоносность магматических и метаморфических комплексов, эндогенные процессы в литосфере" (Иркутск, 1989), конференции "Методы прогноза и поисков алмазов на юге Восточной Сибири" (Иркутск, 1990), Всесоюзном совещании "Основные направления повышения эффективности и качества геологоразведочных работ на алмазы" (Иркутск, 1990), совещании по минералогическим методам поисков алмазных месторождений (Мирный, 1994), а также на сессиях Восточно-Сибирского отделения ВМО (Иркутск, 1985, 1987), школах по поисковой минералогии (Алушта, 1984, 1988) и семинарах в ряде научных и производственных организаций. Кроме того, многие положения работы изложены в 5 тематических и 4 производственных отчетах, а также в рукописной работе "К методике поисков погребенных месторождений алмазов минералого-палеогеологическими методами".
По теме диссертации опубликовано 38 работ. Сдана в печать рукопись монографии "Состав и условия формирования древних осадочных коллекторов и россыпей алмазов", 17.5 авт. листа, соавтор Е.Н.Белов.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав и заключения общим объемом 483 с, в том числе 117 иллюстраций, 74 таблиц, списка литературы из 293 наименований.
Автор выражает большую признательность и благодарность руководителям и геологам экспедиций за помощь в проведении полевых работ и сборе материалов - И.Я.Богатых, В.Н.Щукину, А.И.Крючкову, М.И.Лелюху, В.И.Тараненко, Ю.Т.Яныгину. К.Г.Чумирину, В.В.Боровкову, В.К.Лозовику, В.М.Судакову, Н.Н.Абрамову, Т.Г.Насурдинову, Г.А.Капитонову, В.Д.Стад-нюку, за плодотворный обмен мнениями, ценные замечания Г.Х.Файнштейну, Н.Н.Зинчуку, Б.М.Владимирову, А.С.Барышеву, Е.Н.Белову, А.Е.Бессоли-цыну, А.Й.Скрипину, В.П.Афанасьеву, Е.И.Борису, С.И.Митюхину, В.А.Цыганову, В.М.Мишнину, Э.А.Шамшиной, М.И.Грудинину, а также всем коллегам, оказавшим помощь в выполнении аналитических и оформительских работ.
