WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

Коротченкова Оксана Викторовна ЕФИМОВСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ АЛМАЗОВ:

ГЕОЛОГИЯ, ТИПОМОРФНЫЕ МИНЕРАЛЫ И ЛОКАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ АЛМАЗОНОСНОСТИ Специальности 25.00.05 минералогия, кристаллография;

25.00.11 геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Сыктывкар - 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Горном институте Уральского отделения Российской академии наук Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, Чайковский Илья Иванович, Горный институт УрО РАН

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, Силаев Валерий Иванович Институт геологии Коми НЦ УрО РАН доктор геолого-минералогических наук, Ибламинов Рустем Гильбрахманович, Пермский государственный национальный исследовательский университет;

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А. П. Карпинского (ВСЕГЕИ), г. Санкт-Петербург.

Защита состоится 13 ноября 2012 г. в 16.00 в ауд. 218 на заседании Диссертационного совета Д 004.008.01 в Учреждении Российской академии наук Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук.

Автореферат разослан 12 октября 2012 года.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 167982, ГСП-2, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54. Факс:

8(8212)240970; e-mail: rakin@geo.komisc.ru

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 004.008.01, доктор геолого-минералогических наук В. И. Ракин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. До настоящего времени алмазы на Урале добываются лишь из россыпей. В последнее десятилетие на территории Пермского края в ходе геологосъемочных и поисково-оценочных работ были открыты два месторождения алмазов («Ефимовское» и «Рыбьяковское», с подсчетом запасов по категории С2) и ряд проявлений, связанных с флюидогенными породами (Петухов, Тетерин, 2007;

Рыбьякова, 2007; Алмазоносные флюидно-эксплозивные …, 2011). В связи с этим представляется необходимым провести детальное изучение типоморфных минералов алмазоносных пород и пространственные закономерности локализации алмазоносных тел.

Цели и задачи. Целью работы являлось характеристика алмазов и комплекса индикаторных минералов Ефимовского месторождения алмазов, а также выявление локальных рудоконтролирующих структур Полюдовско-Колчимского антиклинория. В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи:

– изучение минералогических, петрохимических и геохимических особенностей алмазоносных пород;

– химико-генетическая типизация традиционных и нетрадиционных минераловспутников;

– анализ структуры рудного поля.

Объектом исследования являлись алмазные месторождения и проявления Пермского края (Ныробского, Вишерского, Яйвинского и Горнозаводского рудных районов), главным образом, Ефимовское месторождение алмазов.

Фактический материал. В основу диссертации положены данные геологосъемочных и поисково-оценочных работ, проведенных ФГУП «Геокарта-Пермь» и ЗАО «Пермгеологодобыча» в Красновишерском районе Пермского края, а также собственные наблюдения, сделанные в рамках этих работ с 1998 по 2007 гг.

Автором лично изучена коллекция из 320 кристаллов алмазов, любезно предоставленная ЗАО «Пермгеологодобыча».

Микрозондовый анализ пленок и примазок на кристаллах алмазов (240 шт.) был выполнен автором на растровом электронном микроскопе VEGA 3 LMH с системой рентгеновского энергодисперсионного микроанализа Oxford Instruments INCA Energy 250/X-max 20 в Горном институте УрО РАН. Для характеристики химических особенностей хромистых гранатов (38 шт.) Ефимовского месторождения использованы данные LAM ICP-MS, полученные В. Гриффином (W. L. Griffin). Микрозондовый анализ (2751 шт.) различных минералов выполнен в ИГГД РАН (аналитики М. Р. Павлов и М. Д. Толкачев) в рамках работ, проводимых ЗАО «Пермгеологодобыча», а эксплозивных фаз (300 шт.) – в ИГ Коми НЦ УрО РАН (аналитик В. Н. Филиппов).

Для изучения химического и вещественного состава пород использовались данные рентгеноспектрального силикатного (208 проб, аналитик Б. А. Цимошенко, ВСЕГЕИ), масс-спектрометрического (ICP MS) (аналитик В. А. Шишлов, ВСЕГЕИ;

19 проб, аналитик Д. В. Киселева, ИГГ УрО РАН), рентгендифрактометрического (39 проб, ИГ Коми НЦ УрО РАН) и спектрального полуколичественного (1332 пробы, ФГУП «Геокарта-Пермь») анализов, выполненных в рамках производственных работ.

Научная новизна - показана специфичность рудогенерирующего субстрата, отличающая уральские алмазные месторождения от кимберлитовых;

- обоснована природа минералов-индикаторов эксплозивного формирования алмазоносных пород;

- выявлена пространственная приуроченность алмазоносных тел к системе надвигов и толщам определенного состава (структурные и литологические ловушки алмазоносного материала).

Личный вклад автора заключался в непосредственном участии в полевых и камеральных работах (документация керна скважин, горных выработок, отбор проб, составление глав отчета) в составе геологических партий ФГУП «Геокарта-Пермь» и ЗАО «Пермгеологодобыча» с 1998 по 2007 гг. Автором лично выполнены разбраковка и интерпретация химических анализов пород и минералов, изучена коллекция кристаллов алмаза, выполнен микрозондовый анализ пленок и примазок на кристаллах алмаза на растровом электронном микроскопе, проведен морфоструктурный анализ Полюдовско-Колчимского антиклинория. Проведено теоретическое обобщение полученного материала и обоснованы защищаемые положения.

Практическая значимость работы определяется возможностью переориентировать алмазопоисковые работы и повысить их эффективность.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Наличие на алмазах признаков растворения в водосодержащих расплавах, присутствие в алмазоносных породах двух генераций гранатов (архейских высокомагнезиальных со следами рефертилизации и протерозойских), а также хромшпинелидов, претерпевших процессы серпентинизации и хлоритизации указывает на многократную трансформацию и специфичность алмазоносного субстрата уральского типа.

2. Присутствие в алмазоносных породах эксплозивных фаз связано с рестированием, плавлением, конденсацией и синтезом вещества при взрывном характере становления алмазоносных тел.

3. Положение и форма алмазоносных тел в пределах Полюдовско-Колчимского антиклинория контролируются комбинацией структурных (положительные структуры, поверхности надвига, стыки сдвиго-надвиговых блоков, внутриблоковые сдвиги) и литологических (псаммитовые толщи, контакт карбонатолитов и псаммитов) ловушек.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы докладывались на Научных чтениях памяти П. Н. Чирвинского (г. Пермь, 2000; 2007;

2008; 2010, 2012), региональной научно-практической конференции «Геология и полезные ископаемые Западного Урала» (г. Пермь, 2007; 2008; 2009; 2012), Всероссийской научной конференции «Проблемы геохимии эндогенных процессов и окружающей среды» (г. Иркутск, 2007), ежегодной научной сессии Горного института УрО РАН «Стратегия и процессы освоения георесурсов» (г. Пермь, 2008; 2009;

2010, 2011, 2012), Международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика А. П. Карпинского (г. Санкт-Петербург, 2009), XIV Чтениях памяти А. Н. Заварицкого «Петрогенезис и рудообразование» (г. Екатеринбург, 2009).

По теме диссертации автором опубликовано 23 работы, из них 2 статьи в журналах по списку ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав с выводами и заключения. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, включает 58 рисунков, 20 таблиц и содержит список литературы из 151 наименования, среди которых 138 отечественных и 13 иностранных публикаций.

Благодарности. Автор благодарит профессора Ф. А. Курбацкую за приобщение к алмазной геологии, научного руководителя д.г.-м.н. И. И. Чайковского за неоценимую помощь в написании работы, В. И. Ракина за критические замечания и обсуждение вопроса о морфологии кристаллов алмаза, которые по возможности были учтены в работе, а также сотрудников ЗАО «Пермгеологодобыча» Г. Г. Морозова, И. П. Тетерина и А. Г. Еськина за предоставление фактического и аналитического материала и консультации по вопросам геологии уральских алмазных месторождений.

Основная часть работы проводилась в рамках Программы № 2 ОНЗ РАН «Условия образования нового генетического типа алмазных месторождений на Западном Урале» (2006–2008 гг.).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе изложены история и состояние изученности алмазоносности Урала, а также приведена характеристика Ефимовского месторождения алмазов (геология, морфология и экзоконтактовые изменения алмазоносных тел, петрографические и петрогеохимические особенности флюидогенных пород).

Дальнейшее изложение материала диссертационной работы дано согласно защищаемым положениям.

Глава 2. Типоморфизм алмазов и минералов-спутников из уральских флюидогенных пород Алмаз. Для определения морфологических особенностей уральских алмазов были изучены общая форма и детали поверхности 320 кристаллов (310 штук из месторождения и проявлений Вишерского района, 10 – Яйвинского). Доля целых кристаллов составляет 37 %, на обломки и на осколки приходится 52 % и 11 % соответственно. В целом, они относятся к I разновидности (по Ю.Л. Орлову). Значительная часть данной коллекции представлена искаженными кристаллами, отличающимися от изометричных кубической сингонии удлинением или уплощением по осям различного порядка, реже клиновидными индивидами. По морфологическому типу они относятся к эволюционному ряду октаэдр – додекаэдроид, с преобладанием кривогранных форм. Доля кристаллов, на которых присутствуют октаэдрические грани, составляет 11 % от всей коллекции. Согласно экспериментальным данным додекаэдрический облик алмазов уральского типа отражает их растворение в водосодержащих карбонатных и силикатных расплавах (Хохряков, 2004).

Встречаемость и вариации веса алмазов по классам сохранности, предложенным Д. Н. Робинсоном (рис. 1) и выделенным по морфологическим особенностям, показали сложное, вероятно, полимодальное распределение кристаллов, что может говорить о присутствии в коренных источниках нескольких генетических групп алмазов.

Рис. 1. Гистограмма встречаемости (а) и вариации веса (б) алмазов Ефимовского месторождения по классам сохранности, предложенным Д. Н. Робинсоном (1978). В числителе указана минимальная и максимальная масса, в знаменателе – среднее значение Исходя из степени сохранности кристаллов, можно предположить, что эти группы имели и различную исходную массу. Так, алмазы с гранями октаэдра могли иметь вес от 30 до 150 мг, а додекаэдрические представляют собой продукты растворения камней достигавших 380–1500 мг.

Характеристика микрорельефа. Для кристаллов характерны такие же акцессории, что и для якутских и архангельских алмазов, которые связываются большинством исследователей с процессами растворения и коррозии. Наряду с ними установлено широкое развитие ямок травления и идеально круглых отрицательных дисков, которые можно считать типоморфным признаком уральских алмазов. Можно предположить, что их образование связано с взаимодействием кристаллов алмаза с газоводонасыщенным расплавом (Хохряков, 2004).

Характеристика внутреннего строения. Исследование поверхности граней и сколов алмазов с помощью растрового электронного микроскопа VEGA 3 LMH в режиме отраженных электронов (BSE) позволило выявить элементы зональности и секториальности, которые ранее уже отмечались на уральских алмазах (Макеев, Дудар, 2001) при исследованиях в режиме цветной катодолюминесценции. Приуроченность к ним отрицательных форм рельефа дает основание сопоставлять их с блоками и зонами различной дефектности. Дешифрирование таких элементов позволило выявить их сложную анатомию (рис. 2) и установить следующее.

Округлую форму кристаллы алмаза приобрели в результате растворения. Отмечаются зоны площадного и участки локального (скелетного) роста (рис. 2, а), отражающие колебание степени насыщения среды углеродом. Для отдельных зон зафиксированы криволинейные очертания (рис. 2, б), что может быть результатом как кривогранного роста, так и ритмической смены роста и растворения. О плоскогранном росте также свидетельствует наличие октаэдрических включений алмаза. Положение дефектных участков может контролироваться как зональностью (сингенетическая природа), так и плоскостями спайности (рис. 2, в), отражая неравномерное (блочное) перераспределение деформаций внутри кристалла. Кроме этого, зафиксированы дефектные зоны, связанные, вероятно, с хрупкими деформациями и последующим залечиванием образовавшихся полостей.

Рис. 2. Элементы зональности и секториальности алмазов Минеральные прожилки и пленки. На некоторых сколовых поверхностях алмазов выявлены трещины, выполненные на отдельных участках цирконом и рутилом.

В последнем отмечены как четкие обособления циркона, так и обособления с неясными очертаниями и промежуточным между ними составом. «Рутиловые» фазы ранее уже отмечались в уральских алмазах (Силаев и др., 2004; Силаев и др., 2010) и относились авторами к сингенетическим образованиям. Кроме того, на гладких гранях установлено широкое развитие примазок твердого раствора на основе самородного железа и хрома. В качестве примесей присутствуют Ni (до 10,55 мас. %), Pt (до 37,6) и Mn (до 13,66). Схожие фазы выявлены на алмазах Тимана и Якутии (Макеев, Дудар, 2001; Павлушин, Граханов, Смелов, 2010).

Повышенное содержание примесей (Al, Hf, Sc, Fe, Ti, U) и эксолюционная природа включений позволяют рассматривать циркон и рутил в качестве индикаторов магматического этапа. Локализация примазок на поверхности кристалла и наличие примесей, типичных для ультраосновных пород, позволяют предполагать формирование самородного железа в постмагматическую стадию.

Пироп. В 1999 г. В. Гриффином (W.L. Griffin) была проанализирована выборка хромистых пиропов с детального участка, входящего в контур месторождения «Ефимовское». Выполненная нами обработка данных В. Гриффина позволила детализировать его выводы и выявить по характеру распределения редкоземельных элементов и макрокомпонентов 4 химико-генетические группы гранатов. Бльшая часть пиропов относится к гарцбургитовой ассоциации (60%). Больше половины (65%) субкальциевых гранатов отвечает алмазоносному парагенезису. Содержание пиропового минала варьирует от 68 до 86 %, альмандинового – от 10 до 15 %. Магнезиальность изменяется от 82 до 89 %. По содержанию оксида хрома (2,73–10,%) гранаты относятся к умеренно- и высокохромистым.

Первичная классификация анализируемых гранатов проводилась визуально по спектрам распределения редкоземельных элементов (рис. 3).

Рис. 3. Спектры распределения редкоземельных элементов в хромсодержащих гранатах Ефимовского месторождения, нормированные к хондриту. Поля оконтурены по данным (Костровицкий, 2009) для мегакристов гранатов из тр. Удачная (1), мегакристов гранатов из Верхнемунского поля (2), гранатов из крупнопорфировых деформированных лерцолитов (3) и гранатов из мелкопорфировых деформированных лерцолитов (4) Для одних характерно постепенное выполаживание или незначительный наклон кривой в сторону уменьшения содержаний в области тяжелых элементов (рис. 3, а).

Для других – заметно пониженные содержания тяжелых РЗЭ, в связи с чем редкоземельный спектр имеет четко выраженную синусоидальность (рис. 3, б). Сравнение с данными С.И. Костровицкого по гранатам Якутской провинции (Костровицкий, 2009) показало некоторое сходство ефимовских пиропов с гранатами из деформированных лерцолитов.

Было отмечено, что в зависимости от концентрации оксида титана спектры распределения редкоземельных элементов не значительно, но изменяются в области тяжелых, что позволило подразделить гранаты с первым типом распределения РЗЭ на три группы.

Таким образом, среди ефимовских гранатов можно выделить четыре группы в зависимости от поведения редкоземельных элементов и содержаний титана (табл.1).

Таблица Химико-генетическая типизация хромистых пиропов Ефимовского месторождения Геохимическая характеристика Тип налоВозраст T(Ni), женного Парагенетические Обогащенность суб- о C метасома- типы LREE Ti, г/т микро- и мак- страта тоза HREE роэлементами 558–562 связанный 0,37– Fe, Mn, Al, Y, 933,7– 1 (низкотита- протон с распла0,42 Co 970,нистые) вом связанный 2561–3086 архон лерцолитовый 0,37– 1138,4– с распла2 (среднетита- Na,Y, Ga, V (про- (68–78 % пиропо1,12 1197,2 вом; флонистые) тон) вого минала) гопитовый флогопито4204–570,66– 1005,1– вый 3 (высокотита- Na, Y, Zr, Hf, V архон 1,03 1242,нистые) 22–2204 флогопито- дунит0,79– (низко- 1031,4– вый гарцбургитовый 4 Ta, V архон 4,57 среднетита- 1232,7 (75–86 % пиропонистые) вого минала) * Возраст кратонизации по В.Л. Гриффину(архон – >2,5, протон – 2,5–1 и тектон – <1 млрд. лет) Исходя из геохимических особенностей гранатов, выявленных с помощью типизационных диаграмм (рис. 4) можно предположить следующее.

Рис. 4. Положение составов гранатов Ефимовского месторождения на типизационных диаграммах. а – поля по (Griffin et al., 19991); б – поля по (Griffin et al., 19992): 1 – неистощенных лерцолитов, 2 – расплавного метасоматоза, 3 – флогопитового метасоматоза, 4 – истощенных пород.

Условные обозначения: 1–4 – группы гранатов В процессе «первичного» (самого древнего) деплетирования в древних перидотитах происходило образование высокохромистых гарцбургитовых (группа 4) и лерцолитовых (группы 2 и 3) гранатов. Последующая, вероятно, инфильтрация астеносферных расплавов (высокотемпературный метасоматоз) в деплетированный субстрат привела к изменению соотношения LREE/HREE в, преимущественно, гарцбургитовых гранатах (появление синусоидальных редкоземельных спектров).

Дальнейшие процессы частичного плавления привели к формированию более поздних лерцолитовых гранатов (группа 1). При последующем подъеме гранат-(и алмаз№ группы )содержащий субстрат, оказавшись, вероятно, в условиях с более высокой фугитивностью кислорода, претерпел воздействие процессов низкотемпературного метасоматоза, что отразилось, в частности, на соотношении в гранатах таких элементов как цирконий и иттрий.

Хромшпинелид. Обобщены данные по химическому составу шпинелидов из флюидогенных пород Пермского края из коллекции ЗАО «Пермгеологодобыча» (около 850 зерен). На 48 шпинелидах выявлена зональность двух типов. Для оксидов Яйвинского, Горнозаводского и Ныробского районов характерно повышение хромистости (Cr/(Cr+Al)) в краевых частях, сопровождаемое увеличением коэффициента Fe2+/(Fe2++Mg), а Вишерского и, в меньшей мере, Горнозаводского и Ныробского – только Fe2+/(Fe2++Mg). По данным К. Kimball (1990), первый тренд характерен для процессов образования глиноземистого амфибола или хлорита, второй связан с процессами серпентинизации. Кроме того, для единичных зерен этих участков, а также для хромшпинелидов Вишерского рудного района отмечается некоторое увеличение содержания только двухвалентного железа, что позволяет предполагать воздействие на них восстановительных флюидов.

Состав и зональность шпинелидов позволяют предполагать, что магматические очаги генерировались на различных глубинах и формировались из субстрата, содержащего в различной степени деплетированный мантийный материал. Так для Вишерского и Ныробского районов характерно присутствие в субстрате плавления (флюидизации) наиболее истощенного ультрамафитового материала дунитгарцбургитового состава. Обогащенность краевых частей хромшпинелидов нормативным двухвалентным железом позволяет связывать формирование вторичных кайм с трансформацией (серпентинизацией) реститогенного материала в относительно восстановительных условиях нижней коры при малой фугитивности кислорода. Для Яйвинского и Горнозаводского рудных районов характерно наличие в субстрате плавления слабо истощенного лерцолитового и гарцбургитового материала, подвергшегося трансформации (хлоритизации) и окислению в условиях меньших глубин.

Таким образом, наличие на алмазах признаков растворения в водосодержащих расплавах, присутствие в алмазоносных породах двух генераций гранатов (архейских высокомагнезиальных со следами рефертилизации и протерозойских), а также хромшпинелидов, претерпевших процессы серпентинизации и хлоритизации указывает на многократную трансформацию и специфичность алмазоносного субстрата уральского типа.

Глава 3. Эксплозивные минеральные фазы алмазоносных пород В большинстве минералогических проб из коренных проявлений и месторождений алмазов Пермского края встречены специфические фазы (самородное железо, вюстит, оксиды титана и марганца, муассанит и корунд), ранее уже отнесенные к эксплозивным, наличие которых в алмазоносных породах можно рассматривать в качестве поискового критерия (Чайковский, 2001; Силаев и др., 2009). Они представлены различными металлическими, оксидно-металлическими и стекловатыми сферулами, фрагментами шлаковидных частиц, содержащих округлые или скелетные микровключения оксидов, зернами со следами плавления. Проведенное исследование позволило подразделить эти фазы по химическому и минеральному (стекла и шлаки – по нормативному) составу на серии и группы: Ti-серия (оксидносиликатно-титанистая), Fe-серия (самородно-оксидно-силикатно-железистая), Mnсерия (оксидно-силикатно-марганцовистая), Si-SiAl-серия (силикатная и алюмосиликатная), СаSi-серия (кальциево-силикатная), Са-серия (известковистая), AlTiсерия (корунд-рутиловая), Zr-серия (циркониевая), TR-серия (редкоземельная), Ссерия (карбидная), Si-серия (силицидная), Р-серия (фосфидная), Hf-серия (растворы гафния с железом).

Морфология выделений, сонахождение минеральных фаз, температура формирования (оС), определенная по фазовым диаграммам (Минералы…Вып.1–2, 1974) (рис.5) и обзор опубликованных данных с описанием подобных находок в земных и импактных объектах (Grossman, 1972; Chalmers et al., 1976; O'Keefe, 1976; Флоренский и др., 1980; Koeberl, 1986; Рехарский и др., 1990; Фельдман, 1990; Meisei et al., 1990; Scholze, 1990; Импактиты, 1992; Vogel, 1992; Фельдман и др., 1993; Bouska et al., 1993; Кисин, 2002; Луканин и др., 2007; Мохов и др., 2007; Скублов и др., 2007) позволили связать изученные фазы с дифференциацией вещества при взрыве.

Согласно экспериментальным данным (Рехарский и др., 1990; Луканин, Кадик, 2006), при взрывном ударе в силикатную мишень на удалении от «кратера» конденсируются наиболее легкоплавкие Na, Fe, Ti, Mn. В остаточных расплавах мишени (стекловидной матрице) накапливались тугоплавкие Al и Ca. Такая же двумодальность в распределении температур (менее и более 1500оС) и составов, в частности, обогащенность мафическими компонентами (TiO2, FeO, MnO) с одной стороны и салическими (SiO2, Al2O3, CaO) - с другой, просматривается в изученных нами шлаковидных частицах и сферулах.

Использование фазовых диаграмм показало не только экзотичный состав изученных объектов, нестехиометричность состава, широкое проявление изоморфизма и наличие твердых растворов, свидетельствующих о быстрой закалке, но и аномально высокие температуры формирования (1300–2100оС).

Таким образом, экзотические частицы могли сформироваться в результате взрыва, вероятно, связанного с декомпрессионным вскипанием магматического расплава. Образование основной части силикатных и алюмосиликатных стекол, возможно, происходило за счет плавления вмещающего субстрата на фронте ударной волны и его отжиге, аналогично импактитам.

Предполагается, что обогащенные титаном, железом и марганцем сферулы и шлаковидные частицы (система Ti-Fe-Mn) формировались (1200–1500оС) при конденсации пара, образовавшегося при взрыве. Сферулы мелилитового и гроссуляркварцевого (СаSi-серия, 1300–1480оС), пироп-альмандинового (Si-SiAl-серия, 1500– 1700оС) состава представляют собой расплавные частицы с отожженными летучими компонентами. Кальциооливин (Са-серия, 2100оС), корунды и твердые растворы на его основе (система Al-Ti-Zr-TR, 1500–2100оС) представляют собой тугоплавкий рестит, иногда с эмульсионными включениями реликтовых расплавов. Несколько иная природа предполагается для карбидов (С-серия, 1600–2500оС), силицидов (Si- Рис. 5. Положение составов эксплозивных минеральных образований различных групп на фазовых диаграммах по (Минералы…Вып.1, 1974; Минералы…Вып.2, 1974) серия, 1210, 1405оС) и Hf-серии (1300–1800оС). Наряду с их прямой конденсацией из пара допускается и химический синтез этих образований, подобный известным промышленным технологиям. Это так называемые РDV- и CDV-процессы (physical vapor deposition, сhemical vapor deposition).

Встречаемость описанных фаз в уральских алмазоносных породах, во много раз превышающая таковую традиционных минералов-спутников алмаза, позволяет предложить их в качестве индикаторов эксплозивного вулканизма.

Таким образом, присутствие в алмазоносных породах эксплозивных фаз связано с рестированием, плавлением, конденсацией и синтезом вещества при взрывном характере становления алмазоносных тел.

Глава 4. Локальный контроль алмазоносности Широкое распространение тел интрузивных пирокластитов диктует необходимость их районирования и выяснения особенностей их пространственного распределения. Задачи выделения региональных и локальных структур для прогнозирования алмазоносности ранее решались в работах Г. В. Лебедева и Р. Г. Ибламинова (Лебедев, Ибламинов, 1999), И. П. Тетерина, А. Я. и Т. М. Рыбальченко. И. П. Тетериным (Тетерин, Пактовский, Еськин, 2009) в пределах Пермского региона выделены 15 рудных районов. Из них алмазоносность установлена только для 10, которые приурочены к борту перикратонного прогиба, установлена алмазоносность. А.Я. и Т.М. Рыбальченко (2000, 2011) выделяют следующую иерархию туффизитовых объектов – тело – поле – район – субпровинция, имеющих сетчатое строение и связанных с узлами пересечения рифтогенных структур диагональной ориентировки.

Выявление локальных рудоконтролирующих структур проводилось на примере Полюдовско-Колчимского антиклинория. Последний представляет собой аллохтонную пластину, ограниченную с юго-запада Главным (Тиманским) надвигом.

На геологической карте, составленной И.П. Тетериным по результатам геологосъемочных и поисково-оценочных работ (1995–2007 гг.), нами выделены 11 участков сгущения тел интрузивных пирокластитов (кустов).

Для выявления структур, контролирующих положение кустов, был проведен морфотектонический анализ рельефа и его сопоставление с геологической основой, что позволило выявить разломно-блоковое строение антиклинория (рис. 6). Морфология блоков, ориентировка оперяющих разломов, а также смещение геологических границ позволили реконструировать общий кинематический характер смещения блоков. Для выявления структурного контроля размещения рудных кустов было проведено ранжирование разрывных нарушений: 1 порядка – система разломов, отвечающая Главному (Тиманскому) надвигу; 2 порядка – разломы сдвигонадвиговой природы, ограничивающие блоки; 3 порядка – внутриблоковые нарушения сдвиговой и отрывной природы (косые и поперечные). Кроме того, анализировалось влияние структурных этажей и литологического состава толщ на пространственное размещение скоплений тел пирокластитов. Обобщение данных по рудным кустам позволило выявить главные контролирующие структуры, типичные для Полюдовско-Колчимского антиклинория. Главной рудоподводящей структурой Рис. 6. Геологическая карта (а) по (Мелкомуков, Петухов, Тетерин, 2001) и схема блокового строения (б) Полюдовско-Колчимского антиклинория: 1-7 – вмещающие комплексы: 1 – пермской системы, 2 – каменноугольной, 3 – девонской, 4 – силурийской, 5 – ордовикской, 6 – вендской, 7 – рифейской; 8 – интрузивные пирокластиты; 9 – находки алмазов в коренных породах; 10 – граница между байкальским и герцинским комплексами; 11 – система нарушений Главного (Тиманского) надвига; 12 –блоки; 13 – внутриблоковые нарушения (сдвиго-надвиги; 14 – направление движения блоков; 15 – динамопары; 16 – зоны сгущения тел интрузивных пирокластитов (штокверки) является система разломов Главного (Тиманского) надвига, несмотря на то, что непосредственно к ней примыкает только один участок, тем не менее, общая северозападная ориентировка рудных тел района обусловлена именно этой системой.

Кроме того, надвиговая поверхность оказывала экранирующее воздействие на внедряющийся материал. Следующими по значимости структурами можно назвать зоны разуплотнения на стыке и примыкании сдвиго-надвиговых блоков. Ромбовидная и линзовидная конфигурация блоков обуславливает локализацию тел интрузивных пирокластитов на участках выклинивания, где создаются благоприятные условия для возникновения системы отрывных и сколовых трещин.

Немалую роль при становлении тел пирокластитов играет и литологический фактор. Для пород нижнего структурного этажа, испытавших процессы позднего катагенеза, характерны большей частью секущие тела, тогда как для менее измененных пород верхнего структурного этажа, кроме секущих даек, обычными являются и стратиформные силлоподобные. В этом случае благоприятными являются литологические границы, например, контакт псаммитов и карбонатолитов, при этом обломочные породы в большей степени подвержены дезинтеграции под воздействием флюидов в отличие от кристаллических доломитов и известняков и выступают в качестве литологических ловушек алмазоносного материала. В целом, пирокластиты слагают многокорневую эксплозивную структуру – штокверковую зону, нижняя часть которой представлена сетью дайкообразных и подчиненных им силлообразных тел, контролируемых разрывами и литологическими границами, а верхняя представлена сопряженными воронкообразными раструбами. Синтектоническая природа алмазоносных пород, установленная на Полюдовско-Колчимском антиклинории, отражает их связь с формированием складчато-надвиговой структуры. В складчато-надвиговом сооружении алмазоносность тяготеет к положительным структурам, или их участкам, которые, вероятно, выступают в качестве структурных ловушек. Образование же рудных кустов, в большинстве случаев, происходит в зонах разуплотнения на границах или внутри отдельных сдвиго-надвиговых блоков, на контакте карбонатолитов и псаммитов и контакте между структурными этажами.

Таким образом, положение и форма алмазоносных тел в пределах Полюдовско-Колчимского антиклинория контролируются комбинацией структурных (положительные структуры, поверхности надвига, стыки сдвигонадвиговых блоков, внутриблоковые сдвиги) и литологических (псаммитовые толщи, контакт карбонатолитов и псаммитов) ловушек.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Выявленные типоморфные особенности уральских алмазов отражают их взаимодействие с агрессивной газонасыщенной магмой. Присутствие в уральских алмазоносных породах архейских высокомагнезиальных пиропов отличает уральские месторождения от известных кимберлитовых провинций. Химические особенности зональных хромшпинелидов указывают на различную степень деплетирования мантийного материала и его трансформацию в близкоровых условиях.

Наличие в алмазоносных телах специфических индикаторов высокофлюидного вулканизма свидетельствует об эксплозивном характере их становления. В настоящей работе приведена химико-генетическая типизация данных фаз, указывающая на их формирование в процессе дифференциации вещества при декомпрессионном вскипании высокофлюидизированнной магмы.

Анализ структуры рудного поля позволил выявить основные рудоконтролирующие и рудолокализующие элементы, а также обосновать синтектоническую природу становления уральских алмазоносных пород.

В работе предложены некоторые поисковые предпосылки и индикаторы уральских алмазных месторождений. К минералогическим можно отнести значительную степень растворения кристаллов алмаза, представленных преимущественно додекаэдроидами; существенное преобладание среди хромистых гранатов древних (архейских) пиропов; комплекс разнообразных эксплозивных фаз. Структурнотектонические критерии выражаются в приуроченности алмазоносных тел к системе надвигов и толщам определенного состава (структурные и литологические ловушки алмазоносного материала).

Содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Коротченкова О.В., И.И. Чайковский Морфологическая характеристика алмазов из туффизитов месторождения «Ефимовское» Вишерского Урала // Известия Коми НЦ УрО РАН. № 1(9). Сыктывкар, 2012. С. 64–67.

2. Чайковский И.И., Коротченкова О.В. Эксплозивные минеральные фазы алмазоносных вишеритов Западного Урала // Литосфера. № 2. 2012. С. 125–141.

Другие статьи и материалы конференций:

3. Коротченкова О.В. Прогнозные коры выветривания над лампроитами // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: сб. науч. ст. /Перм. ун-т.

Пермь, 2000. С. 87–90.

4. Петухов С.Н., Коротченкова О.В. Проявления вольфрама, молибдена и олова на Полюдово-Колчимской структуре // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: сб. науч. ст. / Перм. ун-т. Пермь, 2007. С. 272–276.

5. Коротченкова О.В. Геохимическая характеристика туффизитов Рассольнинско-Дресвянского участка // Геология и полезные ископаемые Западного Урала:

матер. регион. науч.-практ. конф./Перм.ун-т. Пермь, 2007. С. 108–112.

6. Коротченкова О.В. Геохимическая характеристика туффизитов Северного и Среднего Урала // Проблемы геохимии эндогенных процессов и окружающей среды: матер. всерос. науч. конф. Иркутск, 2007. В 3-х тт. Т.2. С. 125-128.

7. Коротченкова О.В. К вопросу об истории изучения первоисточников уральских алмазов // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: сб. науч. ст.

/Перм. ун-т. Пермь, 2008. Вып. 11. С. 351–355.

8. Коротченкова О.В. Морфологическая типизация алмазоносных тел красновишерского района // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Пермь: ГИ УрО РАН, 2008. С. 8–9.

9. Коротченкова О.В. Морфологические типы коренных алмазоносных тел Урала // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: матер. регион. науч.практ. конф. /Перм. ун-т. Пермь, 2008. С. 81–10. Коротченкова О.В., Тетерин И.П., Чайковский И.И. Экзоконтактовые изменения в ореоле алмазоносных пород красновишерского района // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: матер. регион. науч.-практ. конф./Перм. ун-т.

Пермь, 2008. С. 84–89.

11. Коротченкова О.В. Петрохимические особенности «интрузивных пирокластитов» Северного и Среднего Урала //Матер. I Межд. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2009. С. 358–359.

12. Коротченкова О.В. Особенности химического состава зональных хромшпинелидов Северного и Среднего Урала // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Пермь, 2009. С. 12–13.

13. Коротченкова О.В. Типохимизм хромшпинелидов из алмазоносных районов Пермского края // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: матер.

регион.науч.-практ. конф./ Перм. гос. ун-т. Пермь, 2009. С. 106–112.

14. Коротченкова О.В. Типохимизм оксидов хрома и титана из интрузивных пирокластитов вишерского типа // Петрогенезис и рудообразование (XIV Чтения памяти А.Н. Заварицкого). Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2009. С. 177–181.

15. Коротченкова О.В. Геохимические особенности алмазоносных пород Ефимовского месторождения (Красновишерский район) // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Пермь, 2010. С. 9–10.

16. Коротченкова О.В. Типохимизм хромсодержащих гранатов Вишерского рудного района // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: сб.науч.

ст. / Перм. ун-т. Пермь, 2010. Вып. 13. С. 53–58.

17. Коротченкова О.В. О природе рудогенерирующего субстрата алмазоносных вишеритов // Стратегия и процессы освоения георесурсов: сб. науч. тр. Вып.9.

Пермь: ГИ УрО РАН, 2011. С. 10–11.

18. Коротченкова О.В. Структурный контроль алмазоносности ПолюдовскоКолчимского поднятия // Горное эхо: вестник ГИ УрО РАН. 2011. № 3. С. 23–28.

19. Коротченкова О.В., Чайковский И.И. Новые данные об алмазах Рыбьяковского туффизитового месторождения на Среднем Урале // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: сб. науч. ст. / Перм. гос. нац. иссл. ун-т. Пермь, 2012.

Вып. 15. С. 30–35.

20. Коротченкова О.В. Алмазные месторождения вишерского типа: геология и прогнозирование // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: стать по материалам регион. науч.-практ. конф. / Перм. гос. нац. иссл. ун-т. Пермь, 2012. С.

41–44.

21. Коротченкова О.В. Эволюция морфологии кристаллов алмазов из интрузивных пирокластитов месторождения «Ефимовское» // Стратегия и процессы освоения георесурсов: сб. науч. тр. Вып.10. Пермь: ГИ УрО РАН, 2012. С.16–18.

Участие в коллективных монографиях:

22. Чайковский И.И., Коротченкова О.В. Вишериты - интрузивные пирокластиты Западного Урала // Геологические памятники Пермского края: Энциклопедия /ГИ УрО РАН. Пермь, 2009. С. 257–263.

23. Алмазоносные флюидно-эксплозивные образования Пермского Приуралья / ВСЕГЕИ; (и др.); (среди авторов О.В. Коротченкова и др.). М.; СПб: ГЕОКАРТ, ГЕОС, ВСЕГЕИ, 2011. 240 с.

Производственные отчеты с участием автора:

24. Петухов С.Н. и др. Отчет о геологическом доизучении масштаба 1:50 0Колчимской площади с общими поисками в Красновишерском р-не Пермской обл., проведенном в 1996–2000 гг. / ФГУП «Геокарта-Пермь»; Пермь, 2000. № ГР 48-9913/1. ТФГИ 25. Петухов С.Н. и др. Отчет о геологическом изучении (поиски и оценка) россыпных и коренных алмазов на «Рассольнинско-Дресвянском» участке недр в Красновишерском р-не Пермской обл. / ЗАО «Пермгеологодобыча» Пермь, 2007. № ГР 48-06-17/2. ТФГИ 26. Петухов С.Н. и др. Отчет о геологическом изучении (поиски и оценка) россыпных и коренных месторождений алмазов на «Колчимско-Рассохинском» участке недр в Красновишерском р-не Пермской обл., проведенном в 2002–2007 гг. /ЗАО «Пермгеологодобыча»; Пермь, 2007. № ГР 48-06-17/1. ТФГИ 27. Петухов С.Н. и др. Отчет о геологическом изучении (поиски и оценка) россыпных и коренных месторождений алмазов на участке недр «Кривая» в Красновишерском р-не Пермской обл., проведенном в 2002–2007 гг. /ЗАО «Пермгеологодобыча». Пермь, 2007. № ГР 48-06-17/3. ТФГИ




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.