|
Минералого-геохимическая
специфика кимберлитов Якутии с различной продуктивностью
Ротман А.Я.*,
Иванов А.С.**, Помазанский Б.С.*
*Научно-исследовательское геологоразведочное предприятие АК «АЛРОСА»,
Мирный, Россия
**Ботуобинская
геологоразведочная экспедиция АК «АЛРОСА», Мирный, Россия
RotmanAYa@alrosa.ru,
arotman@mail.ru
Кимберлитовые проявления (диатремы, реже жилы, дайки и силлы) являются
главным источником ювелирного алмазного сырья и представляют характерную
магматическую формацию древних платформ. В Якутской кимберлитовой
провинции (северо-восточная часть Сибирской платформы) они связаны
преимущественно с двумя магматическими эпохами – среднепалеозойской
(девон-карбон) и мезозойской (триас, юра), занимая различные
пространственные позиции. Породы первой включают промышленно
алмазоносные кимберлиты. Основной объем кимберлитовых пород представлен
вулканическими брекчиями (кимберлитовые брекчии и автолитовые
кимберлитовые брекчии) и, в меньшей мере, массивными порфировыми
кимберлитами с варьирующим качественно-количественным спектром
типоморфных минералов (алмаз, гранат-пироп, пикроильменит, хромит).
Химический
состав кимберлитов характеризуется высокой магнезиальностью часто при
почти равных количествах
SiO2
и
MgO
(SiO2/MgO=1,1-1,2,
иногда 1,0 и менее – трубки Интернациональная Айхал, Удачная-восточная),
высоким содержанием
Cr
и
Ni,
высокими значениями отношений
Mg/Fe
и
Ni/Co.
Кимберлиты региона и, в первую очередь, промышленно алмазоносных тел по
соотношению оксидов
K и
Ti,
Al
и
Ca,
а также по соотношению
Zr
и
Nb,
Nb
и
La,
Ce
и
Sr
отвечают базальтоидным кимберлитам (кимберлитам группы
I
Южной Африки). При этом в среднепалеозойских кимберлитах полей с
промышленной алмазоносностью фиксируются более высокие значения
MgO/FeOtotal
(3,7-5,8), чем в таковых мезозойского возраста (1,6-2,8). Обособляются
кимберлиты трубок Накынского поля, в которых, как и в отдельных трубках
Далдыно-Алакитского алмазоносного района, отмечается весьма низкое –
менее 0,5 мас.% - содержание
TiO2
при пониженных значениях индекса
фракционирования (La/Yb)
редких земель.
Поведение К2О неоднозначно с заметными вариациями
концентраций как в среднепалеозойских, так и в мезозойских кимберлитах
при частой повышенной калиевости в продуктивных телах (трубки Мир,
Дачная, Интернациональная, Ботуобинская, Нюрбинская, Айхал, Удачная);
иногда обнаруживается положительная корреляция алмазоносности и
калиевости, что отмечалось Василенко В.Б. с коллегами [Василенко и др.,
1997]. Концентратором К2О служит флогопит, количество
которого заметно различается как между трубками, так и внутри трубок
между продуктами кристаллизации расплавов разных фаз внедрения. Главной
особенностью химизма кимберлитов является антагонизм оксидов
Ca
и
Mg,
отражающих доли их носителей - карбоната (преимущественно кальцита) и
оливина/серпентина.
Распределение элементов-примесей обнаруживает более высокие содержания
Ni,
Cr,
Li
и ЭПГ в промышленно алмазоносных кимберлитах, а
Co,
Mn,
V,
Ti,
Sc,
Be,
Ga,
Ba,
Sr,
Zr,
Nb,
Ta,
REE,
Zn
и
Sn
в
слабо алмазоносных и неалмазоносных проявлениях при примерно равных
количествах
Rb,
Pb,
Mo,
Th
и
U.
Результаты изучения
корреляционных зависимостей химических составов минералов-спутников
алмаза (МСА), содержания и свойств (габитусные формы, цвета
фотолюминесценции) алмазов представительных выборок из 18 кимберлитовых
тел южной части Якутской кимберлитовой провинции с использованием
кластерного (R
и
G
методы) и факторного анализов показывают высокие и значимые
коэффициенты корреляции между средними частотами встречаемости
отмеченных характеристик в сообществах трубок, которые узко локализованы
в пределах того или иного кимберлитового поля. С помощью кластерного (k-means)
анализа химические составы пиропов выборок проб (более 10 000 зерен)
разбиты на 24 кластерные группы (КГ), составы пикроильменитов (более 10
000 зерен) - на 16 КГ по методике, описанной ранее [Иванов, 2005].
Определена частота появления групп МСА, а также основных габитусных форм
кристаллов и цвета фотолюминесценции алмаза наряду с условным уровнем
продуктивности кимберлитовых пород.
Для
пиропов ультраосновных парагенезисов Далдынского кимберлитового поля
характерно повышенное содержание
Ca,
что можно объяснить, основываясь на существующей высокой положительной
корреляции Са с
Ni
в этой области составов, более высокими РТ-условиями кристаллизации
пиропов относительно таковых Мирнинского и Алакит-Мархинского полей.
Важным отличием среднего состава КГ пиропов эклогитовых парагенезисов из
кимберлитовых трубок Алакит-Мархинского поля по содержанию
Ni
и
Ti
–присутствие шести групп составов в области сростков с алмазами. Они
имеют более высокий уровень
Na,
чем другие группы. Немного ниже среднее содержание
Na
в пиропах Мирнинского и Далдынского кимберлитовых полей.
Средние
составы аналогичных кластерных групп пикроильменитов также имеют свои
характерные особенности в каждом кимберлитовом поле. Среди
пикроильменитов из кимберлитов Мирнинского поля отмечено наибольшее
количество (6) КГ с повышенными содержаниями
Cr2O3
относительно других полей.
Кимберлитовые тела Далдыно-Алакитского района обнаруживают заметные
отличия по габитусу, цвету фотолюминесценции и другим свойствам алмазов.
Общим качественным признаком алмазов кимберлитовых тел этих полей
является преобладание сине-голубой, желто-зеленой фотолюминесценции над
частотой появления кристаллов со свечением розово-сиреневого цвета. По
соотношению габитусных форм кристаллов алмазов выделяется 3 группы тел.
В первой группе наблюдаются сопоставимые содержания алмазов
октаэдрического, переходного между октаэдрическим и
ромбододекаэдрическим габитуса, ламинарных ромбододекаэдров при
наименьшем количестве додекаэдроидов.
В
эту группу попадают практически все известные промышленные и
полупромышленные месторождения Далдынского и Алакит-Мархинского
кимберлитовых полей.
Во второй
группе сопоставимые количества октаэдров, переходных форм, ламинарных
ромбододекаэдров при доминировании додекаэдроидов. Для третьей группы
характерно сопоставимое количество переходных форм, ламинарных и
округлых ромбододекаэдров при доминировании октаэдрических кристаллов.
Группы 2 и 3 представлены малопродуктивными кимберлитами. Для
исследованных тел Алакит-Мархинского поля отмечено, что высокую
положительную корреляцию с алмазоносностью обнаруживают КГ составов
ферримагнитных пикроильменитов Р3, Р4, и Р6.
Появление
таких пикроильменитов в высокопродуктивных телах и коррелируемость с
частотами встречаемости алмазов определенного габитуса или
фотолюминесценции может быть связано с возможностью роста алмазов в
условиях относительно повышенной фугитивности кислорода [Пальянов и др.,
2000].
Только в
высокопродуктивных кимберлитах встречаются группы пиропов, выделенные по
известным классификациям [Dawson
J.B.,
Stephens,
1975 и др.], G17,
G18
и
G20
(G17
относится к лерцолитовым,
G18
– к алмазоносным низко- и умереннохромистым дунит-гарцбургитовым, а
G20
– к лерцолитовым высокохромистым парагенезисам).
Для
Далдынского поля определены высокие и значимые коэффициенты корреляции
между группами составов пиропов
G5,
G12
и
G21,
G16
и встречаемостью алмазов в форме ламинарных ромбододекаэдров, кристаллов
с оранжевой фотолюминесценцией (G5
относится к эклогитовым парагенезисам,
G12
– к лерцолитовым низко- умереннохромистым низкотитанистым
парагенезисам,
G21
– к алмазоносным высокохромистым дунит-гарцбургитовым парагенезисам, а
G16
представляет верлитовый парагенезис. Заметна значимая корреляция частоты
встречаемости кластерных групп ферримагнитных пикроильменитов Р6 и Р7,
которые встречаются от 1 до 6 зерен на сотню в случайных выборках, и
уровня продуктивности тел на алмазы.
Среди
кимберлитовых тел Мирнинского поля обособляются высокоалмазоносные
трубки Мир, Интернациональная, им.
XXIII
съезда КПСС и Дачная. Им свойственны высокие содержания гранных алмазов
октаэдрического, переходного между октаэдрическим и
ромбододекаэдрическим габитусов при минимальном содержании ламинарных и
округлых ромбододекаэдров, розовые и розово-сиреневые цвета
фотолюминесценции, а также повышенные содержания эклогитовых пиропов G7
и
G10
и гранатов всех групп составов хромистых ультраосновных парагенезисов
G20-G23,
включая алмазоносные. В выборках алмазов из этих тел, наряду с высоким
содержанием октаэдрических кристаллов и преобладанием розово-сиреневой
фотолюминесценции, отмечено относительно повышенное содержание алмазов с
зональным распределением цвета фотолюминесценции, а также с
неопределенным белесо-желтым цветом свечения. Кимберлиты трубки Мир
содержат наибольшее количество пиропов. Среди них преобладают КГ
эклогитовых парагенезисов
G5,
G6
и
G8
с пониженным значением
Na2O
из сростков с алмазами и групп
G12
и
G11
из мегакристов с повышенными значениями
TiO2.
В трубке Мир отмечено относительно повышенное содержание алмазов с
фиолетовой фотолюминесценцией, преобладание ферримагнитных
пикроильменитов кластерной группы Р4.
В
кимберлитах малопродуктивных тел Мирнинского поля (жила Ан-21, трубки
Амакинская, Таежная), которым характерны высокие содержания алмазов в
форме ламинарных и округлых ромбододекаэдров с сине-голубыми, белесыми,
зелеными, желтыми и желто-зелеными цветами фотолюминесценции, отмечено
преобладание парамагнитных не хромистых групп пикроильменитов КГ Р8 и
Р11, пиропов
G13
высокотитанистых парагенезисов, а также G14
и
G17
ультраосновных и
G18
алмазоносных слабо хромистых дунит-гарцбургитовых парагенезисов.
Показателен высокий (+0.96) коэффициент корреляции для частот
встречаемости пикроильменитов кластерной группы Р2 и гранатов группы
G16
верлитовых парагенезисов.
Кимберлиты
изученных проявлений обнаруживают качественно-количественные вариации
минералого-геохимических характеристик. Частота встречаемости ряда КГ
МСА находится в прямой или обратной значимой корреляционной связи с
определенными кристалломорфологическими и физическими свойствами
алмазов только в сообществах тел определенного кимберлитового поля. Это
характеризует его как территориальную единицу с индивидуальными
особенностями процессов глубинного минералообразования. Присутствие МСА
с повышенным содержанием
Ti
и
Fe
в процессе алмазообразования вероятно содействует формированию
кристаллов додекаэдроидного габитуса, реже ламинарных ромбододекаэдров.
Литература:
Василенко
В.Б., Зинчук Н.Н., Кузнецова Л.Г. Петрохимические модели алмазных
месторождений Якутии. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1997.
574 с.
Иванов А. С.
Методика статистической обработки составов типоморфных минералов
кимберлитовых трубок при поисках алмазов в Якутии. Прикладная геохимия.
Вып. 5. Москва, 2005 г. С. 23 – 29.
Пальянов Ю.Н.,
Сокол А.Г., Хохряков А.Ф. Пальянова Г.А., Борздов Ю.М., Соболев Н.В.
Кристаллизация алмаза и графита в СОН – флюиде при Р-Т параметрах
природного алмазообразования. Доклады АН. Т. 375. №3. 2000г. С. 384 –
388.
Dawson
J.B.,
Stephens
W.E.
Statistical
classification
of
garnets
from
kimberlites
and
xenoliths.
J.
Geol.
1975. Vol.
83. №
5. P. 589-607. |