Признаки алмазоносности кимберлитов

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Признаки алмазоносности кимберлитов

03.09.2020

В результате проведения поисковых работ, включающих шлиховое опробование, литохимическую съемку по вторичным ореолам и потокам рассеяния, могут быть обнаружены коренные выходы кимберлитовых тел или родственных им пород. К последним относятся пикритовые порфириты, меймечиты, не содержащие включений глубинных пиропсодержащих пород, их минералов и алмазов. Известно, что основными источниками алмазов являются кимберлиты. До недавнего времени все порфировые ультраосновные породы, выполняющие трубки взрыва, считались кимберлитами и поэтому они подвергались дорогостоящему опробованию с целью выявления алмазов.

Различия названных типов кимберлитов видны из табл. 2. Кимберлиты отличаются от близких к ним пород меньшим содержанием кремнезема, глинозема, окисного и закисного железа и окиси натрия.
Признаки алмазоносности кимберлитов

Как видно из табл. 2, пикритовые порфириты выходят за пределы границы семейства кимберлитов, за исключением пород ингилийского комплекса.

Существенные отличия устанавливаются также для меймечитов, которые беднее кимберлитов щелочами, кальцием, углекислотой, но богаче их железом, алюминием, титаном, хромом, т.е. теми элементами, которые входят в состав их основной массы.

По петрохимическим параметрам от кимберлитов отличаются трубки взрыва траппового состава, приуроченные к системе глубинных разломов. Траппы характеризуются пониженным количеством SiO2, повышенным содержанием суммы щелочей, а также магния, титана и фосфора. Кимберлиты отличаются от сходных с ними пород по составу элементов-примесей (рис. 4).

При обнаружении кимберлитов определяется возможная их продуктивность. Главным критерием алмазоносности кимберлитов является присутствие в них ассоциаций мантийных (внекимберлитовых) минералов алмаз-пироповой фации. Минералогические критерии алмазоносности кимберлитов разработаны Н.В. Соболевым и А.Д. Харькивым. Типы парагенезисов минералов, ассоциирующих с алмазами, приведены в работе. Анализ собственных материалов и имеющихся данных по минеральному составу кимберлитов свидетельствует о том, что в условиях стабильной кристаллизации алмазов формируются гранаты, хромдиопсиды, хром-шпинелиды, ильмениты с повышенным содержанием хрома. Названные минералы являются характерными спутниками алмазов. Гранаты делятся на: 1) высокохромистые и малокальциевые с кноррингитовым компонентом; 2) высокохромистые и высококальциевые уваровит-пиропового состава, формирующиеся при более низких термодинамических параметрах, чем гранаты первого типа; 3) с относительно низким содержанием хрома, умеренным кальция и повышенным железа. Гранаты, относящиеся к первой и второй группам, встречаются в высокоалмазных трубках и формируются в условиях, благоприятных для образования алмазов. Низкое содержание кальция в гранатах типично для парагенезисов, образованных при ранних этапах перекристаллизации, — оливин-гранатового состава без клинопироксена. Наблюдается прямая корреляционная зависимость между содержанием хрома магния и кальция. Магниевые разновидности содержат до 19% Cr2O3, a CaO от 0,6 до 7%. В концентратах алмазоносных кимберлитовых трубок гранаты характеризуются повышенным содержанием хрома, а количество кноррингитового компонента в них достигает 40%. Для гранатов типична примесь натрия (от 0,1 до 0,25 вес. %). Наряду с обедненными кальцием гранатами пироп-альмадинового ряда в виде включений в алмазах установлены хромовые пиропы. Включения гранатов из алмаза одной из трубок характеризуются высоким содержанием (до 36%) кальциевого компонента. Они содержат, %: пироп 57,1, альмадин 5,8, спессартин 0,6, гроссуляр 7,0, андрадит 5,9, уваровит 23,6, а отношение Сr/Сr+Аl достигает 25.

Типоморфным признаком гранатов является их окраска, интенсивность которой обусловлена различными концентрациями в них кноррингитового компонента. В разновидностях от светло-оранжевого до темно-фиолетового цвета содержание Сr2O3 увеличивается от 0,2 до 13,0%, в светло-розовых и красных — <2,5%, а TiO2 больше 0,5%. Наличие зеленых индивидов (уваровиты, обогащенные кальцием) не является обязательным признаком алмазоносности кимберлитов.

Хромшпинелиды часто встречаются в кимберлитовых телах. Содержание их низкое (до 0,5% от массы кимберлита). Наблюдаются в виде твердых включений в алмазах, а также сростков с агрегатами алмаза. Первые отличаются от сростков меньшей железистостью. Общей их особенностью является повышенное содержание хрома (до 62% Cr2O3). Хромшпинелиды характеризуются высоким значением Сr/Сr+Аl, пониженным содержанием TiO2, Al2O3 и четко отличаются даже от наиболее богатых хромом разновидностей из ультраосновных пород. В последних устанавливаются хромшпинелиды с примесью ульвёшпинели (до 28 мол. %) и магнетитового компонента (до 30 мол. %).

Для определения состава единичных зерен хромшпинелидов применяются рентгеновский микроанализатор, а также инфракрасная спектроскопия. Традиционный химический анализ трудоемок и для его проведения требуется сравнительно большое количество вещества, которым не всегда располагает исследователь. Применение ИК-спектроскопии отличается достаточной простотой и высокой производительностью; метод основан на линейной зависимости между параметрами элементарной ячейки хромшпинелидов и величиной смещения максимума полос поглощения в области 685—617 см-1. По данным ИК-спектроскопии наблюдается отчетливо выраженное смещение названной диагностической полосы поглощения в длинноволновую область спектра при увеличении концентрации Cr2O3 в хромшпинелидах.

Особенностями состава клинопироксенов в кимберлитах являются существенная структурная примесь калия (до 0,4—0,8 вес. % K2O), повышенная роль AlVI в алмазсодержащих парагенезисах и ассоциациях высоких давлений. В некоторых трубках обнаружены богатые хромом клинопироксены с содержанием NaCr2O6 до 44%, что возможно при высоких давлениях. Ортопироксены представлены преимущественно энстатитами (f 5—15%), содержащими примеси алюминия и хрома. Включения энстатита в алмазах содержат больше хрома, меньше алюминия и кальция, чем перидотитовые включения в кимберлитах; в энстатитах глубинных парагенезисов установлена примесь Na2O (до 0,3%).

Ильмениты относятся к промежуточным образованиям в ряду ильменит — гейкилит с f = 50-75%; минералы содержат до 40% Fe2O3 и 10% Cr2O3, а также 1,5% Al2O3. Отмечаются широкие вариации составов пикроильменитов. Ильменит, встреченный в виде включений в алмазах, характеризуется крайне низким содержанием Fe3+ и MgO (0,11—0,14%). Повышенное содержание марганца в пикроильменитах свидетельствует о неалмазоносности кимберлитов.

Обогащенность хромом гранатов, клинопироксенитов, хромшпинелидов, ильменитов связана с тем, что низкоокисленные состояния хрома являются стабильными в условиях высоких давлений и температур верхней мантии. Обогащение хромом минералов ранних фаз формирования связано также с эффектом кристаллического поля. Данные экспериментов подтверждают предположение об увеличении роли хрома с повышением давления и о принадлежности высокохромистых минералов к наиболее глубоким частям верхней мантии.

Характерным акцессорным минералом кимберлитов является циркон, содержание которого в среднем составляет 1 г/т. Сравнительная характеристика цирконов Танзании и ЮАР приведена в табл. 3.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: