2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Растворение алмазов на постмагматической стадии изменения кимберлитов.

Кузнецова Л.Г., Василенко В.Б.

Институт геологии и минералогии СО РАН СССР, Новосибирск, Россия

vasilenko@igm.nsc.ru

Предложенный ранее авторами критерий определения степени вторичного изменения кимберлитов – количество вторичного кварца (Q) (Василенко и др., 2008) – позволил определить устойчивость при вторичном изменении кимберлитов породообразующих, редких и редкоземельных элементов. Аналогичным образом, можно проверить гипотезу о растворении алмазов при постмагматических процессах.

На первый взгляд постмагматические процессы в кимберлитах, протекающие при средних и низких температурах, не могут влиять на количество и формы проявления алмазов. Вместе с тем, при геологических описаниях контактов базальтоидов с кимберлитами в последних фиксируются явления изменения морфологии кристаллов алмаза и их уменьшение в сторону контакта с долеритами.  Э.А. Шамшина с соавторами (1988) при изучении метасоматического воздействия на кимберлиты трубки № 4 (Краснопресненская) прорывающего их силла долеритов показали, что в эндоконтактах долеритов зона кимберлитов, подверженных метасоматическому изменению, достигает мощности от 20 до 120 метров. Этими авторами описаны следы растворения алмазов в метасоматически измененных кимберлитах, причем количество следов растворения алмазов увеличивается по направлению к контакту с долеритами. По мнению Н.Н.Зинчука (2000), в зонах метасоматоза кимберлитовые минералы (пикроильменит, пироп, хромшпинелид) неустойчивы, и испытывают глубокие физико-химические изменения. По данным А.Д.Харькива  с соавторами (Харькив и др.,1980), в подобных условиях алмаз также неустойчив и подвергается каталитическому окислению. Поэтому в зонах метасоматоза можно ожидать появления на алмазах своеобразных каверн и общее снижение содержаний данного минерала.

Гипотезу можно проверить, сравнивая содержания алмазов с количеством вторичного кварца в одних и тех же образцах, или группах образцов. Следует уточнить, что понимается под одним определением алмазоносности кимберлитов и как оно соотносится с петрохимическими данными.

Определение алмазоносности производилось при разведочном бурении по столбу керна высотой 4-8 метров и весом от 50 до 150 кг. Из этой объединенной пробы обирались несколько образцов для петрохимического анализа. Средний состав данной пробы сопоставлялся с содержаниями в ней алмазов. Увеличение содержаний вторичного кварца, генерирующихся при гидратации оливина и флогопита, отражает увеличение степени измененности кимберлитов. Количество вторичного кварца (Q) рассчитывается по формуле: Q= SiO₂ - 0.81 MgO - 2.80 K₂O.

При сопоставлении изменений алмазоносности и содержаний вторичного кварца первичные данные (по интервалам опробования) объединялись в классы через 2.0 вес.% Q.  Для каждого класса вычислялось среднее содержание алмазоносности. Классовые средние содержания Q и алмазоносности (А) сопоставлялись в пределах возникающей эмпирической линии регрессии. В результате для разных трубок получены регрессионные последовательности (табл.1). Каждая из них свидетельствует об уменьшении алмазоносности по мере возрастания содержаний Q, т.е. по мере возрастания степени изменения кимберлитов.  При этом вполне закономерен вопрос о том, куда выносились алмазы. Исследование гранулометрических закономерностей в распределениях алмазов в анализируемых пробах показало (Василенко и др., 2008), что зерна алмаза при промывании их постмагматическими растворами растворяются. Об этом свидетельствуют, например, в трубке Ботуобинская, уменьшение содержаний алмазов с параллельным уменьшением их среднего веса (см.табл.1).

Изменение алмазоносности кимберлитов в связи с увеличением Q  в изученных трубках происходит по эмпирическим линиям регрессии с отрицательным наклоном (рис.1). В каждой трубке эти линии имеют индивидуальный характер. Расчет парного коэффициента регрессии между LgQ и А для 28 средних классовых содержаний показал наличие значимой связи с r=-0.84 при r₀₁=0.51. Уравнение регрессии, рассчитанная по этим данным имеет вид: А = 110.57 – 56.66 Lg Q. Линия этой регрессии показана на рис.2. Эти данные позволяют считать высказанную гипотезу об уменьшении содержаний в кимберлитах алмазов справедливой.

Полученные данные имеют также важное практическое значение: 1 – прежде чем интерпретировать кристаллографические и геохимические особенности алмазов в кимберлитах, следует удостовериться в том, что исследуемая порода не подвергалась вторичным изменениям. Тоже относится к описаниям других минералогических и петрохимических особенностей пород (табл.2); 2 – при заверке геофизических аномалий геологическим бурением в понимаемом керне может оказаться 10% вторичного кварца. Согласно рис.2 эти кимберлиты могли потерять при постмагматическом изменении до 45% от начального содержания алмазов. Для практического использования такой зависимости необходимо более точно формулировать зависимости из-за возможного колебания первичного состава пород.

Таблица 1. Изменение относительной алмазоносности в разной степени измененных породах.

Рис.1. Фигуративные точки составов групп алмазоносных трубок (● – Ботуобинская,

♦ - Айхал,  ■ – Интернациональная, ▲ – Удачная-западная, ∆ - Удачная-восточная)

в координатах А,% относительный – Q, % вес.

Рис.2. Изменение средней относительной алмазоносности кимберлитов изученных трубок в связи с вторичным их изменением.

Таблица 2. Изменение содержаний породообразующих оксидов в кимберлитах трубки Айхал

Литература

Василенко В,Б,, Толстов А.В., Минин В.А., Кузнецова Л.Г. Нормативный кварц как критерий интенсивности массопереноса при постмагматическом изменении кимберлитов трубки Ботуобинская // Геология и геофизика. 2008. Т.49. №12. С. 1189-1204.

Зинчук Н.Н. Постмагматические минералы кимберлитов. Москва: Недра-Бизнес-Центр. 2000. 518 с.

Харькив А.Д., Афанасьев В.П., Квасница В.Н. Признаки каталитического окисления при высокотемпературном воздействии кимберлитового расплава на алмазы //Докл.АН СССР. 1980.Т.250. №4. С. 949-952.

Шамшина Э.А., Крючков А.И., Роговой В.В. и др., Минералогические особенности кимберлитовых пород, измененных под воздействием траппового сила // Топоминералогия и типоморфизм минералов. Сб.трудов. – Якутск: Як.филиал СО АН СССР. 1988. С. 47-55.