ГЛУБИННЫЕ КСЕНОЛИТЫ

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ

Во <Введении> мы упомянули о находке алмаза в метаморфических породах Северного Казахстана. И непросто о находке, а об открытии месторождения алмаза Кумдыкуль в метаморфических породах Кокчетавского срединного массива. Сначала неподалеку от Кокчетава были обнаружены алмазоносные россыпи, а в начале 70-х годов - алмаз был установлен в коренном залегании. Его находили в протолочках, полученных при дроблении гнейсов и силикатно-карбонатных, слагающих так называемую Зерендинскую метаморфическую серию Кокчетавского срединного массива. Эти породы содержат множество прослоев эклогитов. Поначалу все геологи полагали, что алмаз генетически связан именно с этими эклогитами, однако алмаз в них обнаружен не был. Более того, еще в 1969 г. было определено, что эклогиты возникли из долеритов в термодинамических условиях земной коры (Р~ 650 ⁰С и Р~ 5000 - 6000 атм.).

Месторождение Кумдыкуль в течении нескольких лет разведывалось. Одновременно разрабатывалась технология добычи алмаза, поскольку, не смотря на местами ураганное содержание, размеры кристаллов алмаза в среднем составляли около 20 микрон. Позднее выяснилось [7], что микроскопические кристаллики алмаза сосредоточены в виде главным образом в зернах граната, богатого (до 50 мол. %) гроссуляровым компонентом. Эти находки во многом изменили представления о геологических условиях образования алмазоносных пород. Какие только не высказывались тектонические и физико-химические гипотезы! Но одна из них не в состоянии была объяснить все геологические и петрологические данные, накопленные в этом регионе за прошедшие четверть века. Вместе с тем, хорошо известно, что кимберлитовые и лампроитовые трубки всегда несколько древнее ассоциирующих с ними долеритов, слагающих траппы. А последние никогда не содержат алмаза. В Кокчетавском массиве долериты в процессе регионального метаморфизма превратились в эклогиты. Отсюда понятно, почему они не алмазоносны. Но тогда следует решить проблему природы микрокристаллов алмаза в гнейсах и карбонатно-силикатных породах. Напрямую это сделать не удается. Тогда необходимо иметь свидетелей. В петрологии такими свидетелями служат ассоциирующие, т.е. генетически родственны породы. В месторождении Кумды Куль таковыми являются крупнозернистые клинопироксен - гранатовые породы, содержащие калиевый полевой шпат. Среди них встречаются чрезвычайно крупнозернистые пироксен-гранатовые породы, размер кристаллов в которых достигает 60 и более мм; алмаз в этих породах пока обнаружен не был. Содержание Са в породе есть функция количества присутствующего в ней кальцита. На рис. 3 видно, что точки составов этой породы образуют некий тренд, направленный в сторону кальцитового угла диаграммы. Он последовательно переходит в тренд карбонатно-силикатных алмазоносных пород.

Для породы характерны две особенности: присутствие микровключений пироксена Срх(1) в гранате, т.е. пироксена с повышенной, до 1.3 мас.%, концентрацией калия [5, 7]. и вростков (ламеллей) Kfs в крупных зернах пироксена, лишенного калия, Срх(2). Объяснение этих двух особенностей с точки зрения условий кристаллизации минералов породы и является ключом к отгадке генезиса не только данной породы, но и тесно с ней ассоциирующих алмазоносных гнейсов и карбонатно-силикатных пород. Впервые калийсодержащий пироксен был обнаружен в кимберлитовых трубках Якутии [1] и почти одновременно - в южно-африканских. В дальнейшем он неоднократно описывался в ксенолитах из трубок многих районов мира. Возможно, что этому пироксену не придавалось бы особого значения, если бы не устойчивые находки его в минеральных ассоциациях, так или иначе связанных с алмазами.

Срх(1) имеет относительно простую формулу Ca(Mg, Fe)Si₂O₆ c небольшой, до 4 мольных процентов примесью KAlSi₂O₆, т.е. <калиевого жадеита>. В чистом виде в природе он не встречается. Не был он и синтезирован и в лабораторных условиях: атом калия имеет весьма большой ионный радиус, ограничивающий возможности вхождения его в структуру пироксена. Однако экспериментально установлено, что клинопироксен с 1.3 масс. % К₂О кристаллизуется при 1400 ⁰С и около 100 000 атм. из хлоридного и ли карбонатного расплава, содержащего не менее 20 масс. % К₂О (напомним, что в некоторых разновидностях лампроитов содержание оксида калия превышает 10 масс. %). Эти результаты следует сопоставить с составами минералов в природных образцах. С этой целью в них осуществлено микрозондовое профилирование кристаллов Срх(1) и Срх(2) (рис.4). При этом профилирование Срх(2) с вростками Kfs проводилось расфокусированным зондом. Это дало возможность получить сведения об исходном составе пироксена, т.е. до того момента, когда в нем возникли ламелли Kfs и восстановить последовательность кристаллизации минералов в породе. Экспериментальные сведения вместе с результатами микрозондового профилирования на рис.4 позволяют построить качественную фазовую диаграмму кристаллизации породы. Микроключения Срх(1) в гранате - прямое свидетельство тому, что он первым кристаллизовался из жидкости при указанных выше композиционных и Р-Т параметрах системы. Дальнейшая кристаллизация породы осуществлялась по схеме, показанной на рис. 5 [9].

Следующая страница| Назад