Актуальность исследований.
Высокая устойчивость алмазов в экзогенных условиях определяет их нахождение в россыпях широкого генетического ряда, при этом они зачастую оторваны от первично-алмазоносных пород. Морфологические особенности алмазов и индикаторных минералов кимберлитов (ИМК) а также литологические характеристики продуктивных отложений, позволяют определить генетический тип россыпи. В сочетании с тектоно-магматическими критериями, это позволяет оценить влияние эндогенных и экзогенных россыпеобразующих факторов на! формирование конкретных месторождений, и определить вероятность обнаружения первоисточников алмазов.
Объектами^ исследования стали алмазоносные отложения современной речной сети Юго-Восточной Гвинеи, близ которых известны многочисленные кимберлитовые тела, и россыпи Красновишерского района Северного Урала, коренные источники" которых не обнаружены. Данные проявления являются крайними членами ряда близкоперемещенная —> удаленная россыпи, и их совместное рассмотрение позволит оценить факторы, способствующие концентрации кимберлитового материала в различных геологических обстановках и предложить критерии для выявления новых алмазоносных объектов.
Актуальность исследований определяется также наличием дискуссионных моментов в реконструкции условий формирования изучаемых проявлений. Так, источником алмазов' для россыпей Гвинеи долгое время считались широко развитые в регионе кимберлиты алмаз-пироповой субфации, малопригодные для эксплуатации [Козлов, 1966; Зубарев, 1983]. Однако, соотношение габитусных форм алмазов в некоторых россыпях, позволяет рассчитывать на обнаружение в Гвинее высокопродуктивных кимберлитов [Шульгин, 2003; Крайнев, Шульгин, 2009]. Дискуссионным остается вопрос о природе алмазоносности месторождений Красновишерского района Северного Урала. Одни исследователи считают данные объекты близкоперемещенными относительно коренного источника [Ветчанинов, 1980; Соколов, 1982], другие выделяют первично-алмазоносные породы в пределах известных месторождений [Рыбальченко и др., 1997; Рыбальченко, 1999 и др.], третьи — что алмазоносные породы района сформировались при переотложении кристаллов из древних промежуточных коллекторов [Цыганко, 2006; Анфилогов и др., 2006,2007].
Цель работы — установление особенностей формирования алмазоносных россыпей Юго-Восточной Гвинеи и Северного Урала и оценка перспективности поиска на изученных территориях новых алмазоносных объектов.
Основные задачи:
• изучение типоморфизма и ИМК в россыпях и кимберлитах Юго-Восточной.
Гвинеи;
• сопоставление характеристик алмазов и ИМК в коренных и россыпных алмазоносных объектах Юго-Восточной Гвинеи- .
• .изучениегеолого-минералогических особенностей: разновозрастных алмазоносных россыпей Северного Урала;
• сравнение влияния! эндогенных и экзогенных факторов, формирования' россыпей Юго-Восточной Гвинеи и Северного Урала.
Объектами? исследованийв Юго-Восточной Гвинее послужили алмазоносные' проявления. Дамбаинской и Массадинскойшлощадей. На Дамбаинской• площадиизучены. кимберлитовые дайки, являющиеся представителями г проявления: ульраосновного магматизмач позднемезозойского возраста, на^ Массадинской — россыпи" современной речной' сети. На Северном Урале изучались разновозрастные россыпные проявления Красновишерскогорайона.. • «:: :.
Фактический материал и методы исследований. Материал^по Дамбаинской7 площади бьш собран автором • в ходепоисковых работ на кимберлитыпроводимых группой * экспертов .! SRK Explorations Servises (финансовая поддержка-Qwantica: Corporations) в 2007 г. Он включает в: себя документацию 20 горных-выработокописание' 65' алмазов из россыпей и кимберлитов, а также данные о содержаниитяжелой: фракции в различных. телах. Данные, о вещественном составекимберлитов получены в результате силикатного анализа 8^ проб и изучения 45 монофракций ИМК.,. •" ." •'. ' -. — .
Материал по? Массадинской площади, был любезно предоставлен автору, главным. геологом общества «SOREM» АЛО. Шульгнным|-, Он включает, в себя результаты полевого описания 702: алмазов из россыпей площади, данные о химическомсоставе ИМК из1 аллювиальных отложений р. Тавабо и сведения о морфологии обнаруженных здесь кимберлитовых даек. «•. • ¦ '.
Материал, по местс>рождениямалмазов Красновишерскогорайона собран авторомгв ходе полевых работ в 2003;06 -гг по проекту РФФИ (04−05−64 136) «Изучение пород, вмещающих Красновишерские месторождения алмазов на предмет обнаружения кратерных. фаций кимберлитовых диатрем», а также хоздоговорных работ с ЗАО «Уралалмаз». Материал включает в. себя документацию 17 естественных и техногенных обнажений, керна 34 скважин (800 п.м.), результатыминералогического: анализа 42 шлиховых и 3 мелкообъемных проб. :
Лабораторные работы были выполнены в Институте минералогии УрО РАН. Оптическими методами были изучены 120 петрографических шлифов. Исследования проводились на микроскопе Axiolab Carl Zeiss и Olympus ВХ 500. Химический состав минералов (254 анализа) изучался на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным — анализатором РЭММА-202МВ (аналитик В.А. Котляров) и рентгепо-спектральном микроанализаторе JEOL JCXA-733 (аналитик Е.И. Чурин).-Валовый химический анализ (8 определений)" проводился методом' «мокрой химии» в Южно-Уральском центре коллективного пользования по исследованию минерального сырья ИМин УрО РАН (аналитик Ю.Ф. Мельнова).
Личный вклад. автора в работы-на Дамбаинской площади Юго-Восточной Гвинеи и алмазоносных объектах Красновишерского района Северного Урала заключается в непосредственном участии во всех этапах изучения: от полевых работ, до аналитических исследований и интерпретации полученных результатов. Вклад автора в изучение алмазоносности Массадинской площади Гвинеи состоит в создании единой базы данных по алмазам данной территории, ее статистическойобработке и интерпретации полученных результатов.
Научная новизна.
• Установлен близкоперемещенный характер алмазоносных россыпей Юго-Восточной Гвинеи. Различное соотношение габитусных форм алмазов в россыпях связана с их образованием за счет первоисточников, внедрившихся на различных этапах формирования гвинейского кимберлитового района.
• Впервые описаны кимберлитовые дайки Дамбаинской алмазоносной площади, показано сходство морфологии алмазов из данных проявленийи из других кимберлитовых тел Гвинеи.
• Показано полистадийное формирование алмазоносных россыпей Красновишерского района Северного Урала и установлен переотложенный характер наиболее древних объектов.
Практическая значимость.
• Показаны высокие перспективы выявления на территории Юго-Восточной Гвинеи новых коренных источников алмазов. Соотношение габитусных форм кристаллов в некоторых россыпях позволяет рассчитывать на обнаружение высокопродуктивных кимберлитов.
• Для Северного Урала показана перспективность выявления только россыпных объектов.
• Предложены поисковые критерии выявления новых алмазоносных проявлений в районах распространения близкоперемещенных иоторванных от первоисточника россыпей.
Апробация работы и публикации.
Основные выводы и положения, рассматриваемые в работе, докладывались на Научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2005, 2009) — Всероссийском совещании. «Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона» (Сыктывкар, 2006) — Уральском региональном литологическом совещании (Екатеринбург, 2006) — Уральской минералогической школе (Екатеринбург, 2008) — и Научных чтениях памяти П. Н. Чирвинского (Пермь, 2010).
По теме диссертации автор имеет 9 публикаций, в том числе 2 статьи*в изданиях, включенных в перечень ВАК. Результаты исследования использованы при выполнении проекта РФФИ' (04−05−64 136) и хоздоговорных работ с ЗАО «Уралалмаз» [Кораблев, Хачай, 2005фКораблев, 2006фКораблев, Анфилогов, 2006ф]. Исследования автора были поддержаны грантом Правительства Челябинской области (2007).
К защите выдвинуты 3 защищаемых положения, формулировка которых приводится ниже:
Положение 1. Россыпи Юго-Восточной Гвинеи сформировались на начальной, Северного Урала — на конечной стадиях развития алмазоносных россыпей, что демонстрирует смену россыпеконтролирующих факторов от структурно-магматических до литолого-стратиграфических и разрушение пространственной связи алмазов и индикаторных минералов кимберлитов с коренными источниками.
Положение 2. Алмазоносные россыпи Юго-Восточной Гвинеи (Дамбаинская • и Массадинская площади) формировались за счет близкорасположенных коренных источников и наследуют от них особенности алмазоносности и типоморфизма индикаторных минералов. Отличия в соотношении габитусных форм алмазов в россыпях близкорасположенных площадей свидетельствуют об их образовании* за счет первоисточников, внедрившихся на различных этапах формирования Гвинейского кимберлитового района.
Положение 3. Россыпи Северного Урала (Красновишерская площадь) формировались за счет поступления алмазоносного материала из досилурийских промежуточных коллекторов в отложения колчимской (Siki) и такатинской (D]ik) свит, последующего элювиального обогащения алмазоносных толщ и переотложения полезного компонента в образования неоген-четвертичных депрессий и водотоков современной речной сети.
Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений общим объемом 180 страниц, включая 37 рисунков и 20 таблиц.
Список литературы
насчитывает 139 наименований, из них 15 — фондовые материалы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Россыпи Юго-Восточной Гвинеи и Северного Урала демонстрируют собой многообразие условий и факторов, приводящих к формированию месторождений алмазов в экзогенных условиях. Их геолого-минералогические отличия, как-то закономерности площадного распределения морфологических типов кристаллов, различная степень их переработки в экзогенных условиях и минералогические особенности тяжелой фракции продуктивных отложений, определяются неодинаковой интенсивностью преобразования кимберлитового материала в миграционных потоках. В то же время такие сходные черты, как промышленные содержания алмазов, гнездовидно-струйчатое распределение кристаллов и их приуроченность к грубообломочным отложениям связаны с общими закономерностями миграции и аккумуляции тяжелых минералов. И если для Гвинеи нахождение алмазов и ИМК в отложениях современных рек является прямым признаком близкого расположения кимберлитов, то для Урала продуктивность теригенных отложений отражает лишь существование благоприятных условий для концентрации алмазоносного материала. Различное влияние эндогенных и экзогенных факторов на формирование россыпей исследованных территорий определяет направление работ по расширению алмазно-сырьевой базы. В Гвинее наиболее перспективно выявление кимберлитов, на Урале же оправдан поиск только новых россыпных объектов.
Россыпи Юго-Восточной Гвинеи формировались за счет широко распространенных в регионе кимберлитов. Это подтверждается соответствием габитусных форм алмазов в ряде россыпных и коренных объектов, преобладанием в россыпях и кимберлитах пикроильменита над прочими ИМК и обратнопропорциональной зависимостью содержаний пикроильменита и алмаза в аллювиальных отложениях. Для кимберлитов Гвинеи характерно широкое распространение даек, высокие содержания ИМК, пикроильменит-флогопит-пироповая минералогическая специфика и преобладание низкокачественных кривогранных алмазов. Преобладание в россыпях Массадинской площади плоскогранных октаэдров над прочими габитусными формами и высокое качество камней позволяет предполагать, что кимберлитовый магматизм в Гвинее не ограничивается присутствием малопродуктивных тел, и на данной территории присутствуют первично-алмазоносные породы со значительно более высокой сохранностью алмазов. Внедрение их, вероятно, происходило на ранних стадиях формирования кимберлитового района.
В отличие от гвинейских, алмазоносные россыпи Красновишерского района Северного Урала формировались за счет многократного переотложения полезного компонента из древних промежуточных коллекторов. Они характеризуются широким возрастным диапазоном, сходным морфологическим спектром алмазов и наличием на них признаков длительного пребывания в экзогенных условиях. Это свидетельствует о формировании тел за счет единого коренного источника или смешанного в процессе транспортировки материала группы тел со сходными морфологическими характеристиками камней. Формирование россыпей Красновишерского района происходило за счет благоприятных геолого-палеогеографических условий. Переотложенный характер наиболее древних алмазоносных объектов говорит о значительном удалении первоисточников алмазов. Кимберлиты, питающие россыпи Урала, имеют, вероятно, докембрийский возраст и располагаются на востоке Русской плиты. Целесообразность их поиска существенно снижается благодаря большому эрозионному срезу тел и их перекрытию палеозойскими осадками.
Удаление россыпи от коренного источника сопровождается уменьшением участия в ее формировании эндогенных факторов, как-то количество кимберлитовых тел, их алмазоносность и содержания ИМК, при возрастании влияния экзогенных процессов, основными из которых является концентрация алмазов в гидродинамических ловушках и элювиальное обогащение продуктивных толщ.
