ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность
исследований. К настоящему времени накоплен
огромный материал по составу минералов,
образующих включения в кристаллах алмаза и
срастания с ними, а также слагающих алмазоносные
породы, среди которых выделяются пироповые
перидотиты, гранатовые пироксениты
и эклогиты. Этот материал
систематизирован в многочисленных публикациях
(Соболев, 1974; Глубинные ксенолиты..., 1975; Соловьева
и др., 1994; Буланова и др., 1993; Специус, Серенко, 1990;
Гаранин и др., 1991; Геология и генезис..., 1989;
Харькив, 1994; Jaques et al., 1986; Mantle xenoliths, 1987; Meyer, Tsai, 1976),
авторы которых разрабатывают концепции о
генетической связи алмаза с глубинными
гранат-клинопироксеновыми парагенезисами.
Многими геологами нодули
алмазоносных пироповых перидотитов, гранатовых
пироксенитов и эклогитов, содержащиеся в
кимберлитах и лампроитах, рассматриваются как
ксенолиты, отторгнутые от различных слоев
верхней мантии (Глубинные ксе-нолиты..., 1975;
Соболев, 1974; Уханов и др., 1988; Харькив, 1994).
Вулканические аппараты кимберлитов
и лампроитов в та-кой трактовке
интерпретируются как своеобразные природные
скважины, поставляющие на поверхность Земли
образцы пород с различных горизонтов верхней
мантии. При этом петрографиче-ское разнообразие
глубинных включений и вариации их относительной
распространенности от трубки к трубке и от
района к району объясняются с позиций
неоднородности литосферной мантии в пределах
кимберлитовых провинций (Уханов и др., 1988).
В последние годы детальными
минералого-петрологическими исследованиями
алмазоносных пород (пироповых перидотитов,
гранатовых пироксенитов и эклогитов), образующих
включения в кимберлитах и лампроитах, выявлена
их полифациальная интрузивная природа
(Маракушев, 1985; Маракушев и др., 1994; 1997).
Для доказательства этой
концепции предпринято исследование
алмазоносных пород по стадиям их формирования на
различных уровнях глубинности, начиная с глубин
алмазоносной мантии (по минеральным включениям в
алмазе), на более высоких мантийных уровнях и в
земной коре. Такой подход, составляющий основу
диссертации, представляет современный аспект
исследования не только алмазоносных, но и всех
других магма-тических пород, генетически
связанных с мантийными магматическими очагами.
Цель исследований. Целью
работы было изучение генезиса гранат-клинопироксеновых
алмазоносных пород кимберлитовых и лампроитовых
трубок, выявление стадийности их образования
и, в практическом аспекте, разработка
минералого-петрологических критериев их отличия
от пород, не содержащих алмаз (генетически
связанных с мантийными очагами, располо-женными
за пределами алмазной фации глубинности).
В соответствии с этим были
поставлены следующие задачи:
1. Анализ состава минеральных
включений (главным образом, граната и клинопироксена)
в кристаллах алмаза из различных кимберлитовых и
лампроитовых трубок.
2. Изучение петрографических и
минералогических особенностей нодулей
глубинных пород в кимберлитовых
трубках, выделение типов нодулей;
3. Сопоставление состава
гранатов и клинопироксенов, включенных в
кристаллы алмаза и слагающих нодули мантийных
пород, в том числе алмазоносных.
4. Оценка термодинамических
условий образования серии
гранат-клинопироксеновых включений в кристаллах
алмаза и выявление их типоморфных особенностей.
5. Изучение минеральных
ассоциаций гранат-клинопироксеновых пород,
образовавшихся за пределами алмазной
фации глубинности.
Научная новизна работы.
Впервые в мировой практике изучения
гранат-клинопироксеновых пород алмазоносных
трубок на обширном минералого-петрографическом
материале была подтверждена их полифациальная
природа, отражающая стадии их образования на
различных уровнях мантии и в земной коре. На этой
основе впервые получил освещение сложный
генезис этих пород и раскрыта специфика их
алмазоносности, связанная только с начальным
этапом их формирования в алмазоносной
мантии.
Основные защищаемые положения.
1. Устанавливается индикаторное
значение гранат-клинопироксеновых пород,
составы минералов в которых и фазовое
соответствие (наклоны коннод на диаграммах)
специфичны для эклогитов, гранатовых
клинопироксенитов и пироповых
перидотитов. По этому критерию выделяются три
типа магм, не связанных взаимопереходами, что
отражает первичную расслоенность магматических
очагов, в которых происходила кристаллизация
алмаза.
2. Гранат-клинопироксеновая
ассоциация в магматических очагах алмазной
фации глубинности представляет собой котектику,
температура которой (950-1250°С) понижается с
увеличением парциального давления Н2О во
флюидах.
3. Полифациальность
алмазоносных пород прослеживается во всех их
типах - пироповых перидотитах,
гранатовых пироксенитах и эклогитах, что
доказывается сочетанием пиропов и хром-шпинелей
с различным содержанием хрома в пироповых
перидотитах и клинопироксенов с различным
содержанием калия в эклогитах и гранатовых
пироксенитах.
4. Крайним проявлением
полифациальности гранат-клинопироксеновых
пород в кимберлитовых трубках является
образование их плагиоклазовых разновидностей,
которые традиционно относились к полностью
коровым проявлениям. Однако обнаружение в них
клинопироксенов с содержанием до 0,5 мас.% К2О
указывает на ранний этап их кристаллизации в
глубинных мантийных очагах. Это объясняет
находки алмаза в этих породах.
Практическая значимость работы.
С позиций полифациальности алмазоносных пород
объясняются находки алмаза в плагиоклазовых
эклогитах, габбро, базальтах, а также в
метаморфических породах складчатых комплексов.
Показано, что ал-маз и его минералы-спутники
образуются только на начальной стадии
формирования гранат-клинопироксеновых пород (в
алмазоносной мантии), совмещаясь затем с
низкобарными ассоциациями алмазоносных пород.
Этим определяется особый подход к поисковым
критериям алмазоносности пород, которая надежно
устанавливается лишь на основе выявления их
многоэтапного формирования на различных уровнях
глубинности.
Фактическая основа и методы
исследований. Фактическую основу работы
составили данные исследований, выполненных
автором в 1992-1997 гг. на каменном материале из
трубок Удачная, Мир и Сытыканская. Исследовались
нодули гранат-клинопироксеновых пород из
кимберлитовых трубок Удачная и Мир,
предоставленные В.К.Гараниным, Харамайского
поля, предоставленные А.Ф.Черенковой, а также алмазоносные эклогиты из коллекции АК
"Алмазы России - Саха", предоставленные
С.М.Безбородовым. Использованы опубликованные в
литературе результаты детального изучения
состава включений в кристаллах алмаза,
выполненного Н.В.Соболевым с соавторами (1972, 1974,
1976, 1983), Г.П.Булановой с соавторами (1986, 1988 1993), J.Gurney
et al. (1985, 1995) и M.Prinz et al. (1975).
В работе применялся комплекс
минералого-петрографических методов, включающий
в себя исследования структурно-текстурных
особенностей пород, их минерального состава,
парагенетический анализ, изучение зональности
сосуществующих породообразующих минералов
путем проведения топохимического
профилирования, минералогическую
геотермо-барометрию, оптическую спектроскопию.
Оценки термодинамиче-ских параметров
формирования гранат-клинопироксеновых
пара-генезисов производились с использованием
согласованной системы термометров и барометров
применительно к алмазной фации глубинности
(Никитина, 1993), основанной на
гранат-клинопироксеновом (Ellis, Green, 1979; Powell, 1985) и
гранат-ортопироксеновом (Аранович, Косякова, 1989)
равновесиях.
Выводы автора базируются на
основе изучения около 150 нодулей из
кимберлитовых трубок Якутской алмазоносной
провинции. Для них было выполнено более 1000
анализов минералов на растровых электронных
микроскопах JSM-820 и Camscan с энергодисперсионным
анализатором Link.
Апробация работы.
Результаты исследований, положенные в основу
диссертации, докладывались на Международном
Геологическом Конгрессе в Пекине (1996), на чтениях
памяти И.Ф.Трусовой (1995, 1996), организованных МГГА,
на Всероссийской конференции по моделированию
геологических систем и процессов в Перми (1996), на
Международных конференциях студентов и
аспирантов по фундаментальным наукам (МГУ, 1995,
1996). По теме диссертации опубликовано 8 работ (3
статьи и 5 тезисов докладов на международных и
всероссийских научных конференциях).
Объем работы. Диссертация
состоит из введения, пяти глав и заключения,
изложенных на 168 страницах текста, который
сопровождается 57 рисунками, 18 таблицами и
списком литературы из 144 наименований.
Благодарности. Автор
выражает глубокую благодарность академику
А.А.Маракушеву и доктору
геолого-минералогических наук Г.П.Кудрявцевой за
постоянную заботу, помощь и консультации при
обсуждении различных вопросов, возникших при
разработке темы диссертации. Автор также
благодарен канд. геол.мин. наук В.К.Гаранину за
предоставленные материалы для исследования,
консультации и большую помощь в процессе
выполнения работы, А.Ф.Черенковой за
предоставление образцов пироповых перидотитов
из кимберлитов Харамайского поля.
На разных этапах работы автор
обсуждал отдельные ее аспекты и пользовался
консультациями Л.Л.Перчука, И.А.Зотова,
С.Б.Тальниковой, А.Ф.Черенковой, В.Г.Черенкова,
Т.В.Посуховой, Е.Р.Васильевой, Д.А.Варламова. В
фотографировании алмазоносных пород большая
помощь была оказана М.А.Богомоловым. Всем им
автор выражает глубокую признательность за
ценные советы и замечания по существу работы.
Автор выражает особую
благодарность заведующему лабо-раторией
локальных методов исследования вещества МГУ
Л.Б.Грановскому и ее сотрудникам Н.Н.Коротаевой и
Е.В.Гусевой.
|
