Минералогия кимберлитов и родственных им пород алмазоносных провинций России в связи с их генезисом и поисками

Глава 6. Магнитоминералогия микрокристаллических оксидов из связующей массы кимберлитов и родственных им пород: генетические и практические следствия.

Это направление на протяжении многих лет достаточно эффективно развивалось в лаборатории месторождений алмаза Геологического факультета. В то же время в кооперации с кафедрой геомагнетизма Физического факультета МГУ проводилось изучение магнитных характеристик пород с их интерпретацией и связи с оксидной минерализацией. Магнитоминералогия - перспективное на сегодня направление в изучении щелочно-ультраосновных пород, основа интерпретации магнитных аномалий над их телами.

Оксиды из связующей массы кимберлитов и родственных им пород Зимнего Берега Архангельской алмазоносной провинции

Общая площадь распространения известных объектов магматизма Архангельской области составляет менее 20 000 км². Простирающаяся вдоль юго-восточного побережья Белого моря на северо-западе Русской плиты ААП только на Зимнем Берегу насчитывает более 70 трубок щелочно-ультраосновных пород (кимберлиты, оливиновые мелилититы и базальты), из которых 7 тел (10%) на сегодняшний день относятся к объектам с промышленной алмазоносностью. В Зимнебережном районе ААП по характеру пространственного размещения магматических объектов выделяются следующие поля: Золотицкое, Кепинское, Верхотинское, Мельское, Ижмозерское, Турьинское, Полтинское, Пинежское. Известные на сегодня промышленно-алмазоносные трубки, выполненные кимберлитами, сосредоточены в пределах Золотицкого поля (месторождение им. М.В. Ломоносова) и Верхотинского поля (месторождение им. В. Гриба). Трубки и силлы кимберлитов, оливиновых мелилититов и базальтов других полей являются слабоалмазоносными и неалмазоносными. Алмазоносные трубки располагаются на Товском и Верхотинском выступах кристаллического фундамента. Для трубок Зимнебережного района характеры слабоконтрастные аномалии интенсивностью от 2-5 до 50 нТл. Возраст магматизма Архангельской провинции на основании изучения ископаемых остатков флоры и фауны в кратерных и жерловых частях диатрем (Веричев и др., 2000; Саблуков, 1984, 1995) с учетом возраста перекрывающих пород определяется как поздний девон - ранний карбон (375-350 млн. лет). Алмазы установлены в тех или иных количествах в большинстве трубок и силлов Зимнебережного района.

Проведенные нами исследования образцов горных пород и минералов из 38 трубок Зимнебережного района (более 1000 электронно-зондовых анализов) позволили установить закономерности в содержаниях и составе микрокристаллических оксидов из связующей массы пород. Выявлена корреляция между магнитными свойствами пород, слагающих магматиты, масштабностью проявления и составом микрокристаллических оксидов из связующей массы пород. Соотношение минералов и степень их распространения в породе, наряду с химическим составом обнаруживают корреляцию с алмазоносностью объектов. В табл. 5 представлены обобщенные данные о распространенности, количественных соотношениях и последовательности кристаллизации микрокристаллических оксидов в связующей массе кимберлитов и родственных им пород ААП. Характерная особенность микрокристаллических оксидных минералов - малый размер выделений (обычно < 10-30 мкм, редко до 50-100 мкм) и практически всегда высокая степень их идиоморфизма.

Для кимберлитовых и родственных им пород Архангельской провинции на основе набора, соотношения и особенностей состава микрокристаллических оксидов на сегодня можно выделить пять типов пород:

1. Магнезиальные кимберлитовые породы Mg-Al серии с хромитовой специализацией оксидов связующей массы (алмазоносное Золотицкое поле) с преобладанием Al-Ti содержащего (53-61 мас.% Сr₂O₃, 1-4 мас.% TiO₂) хромита.

2. Магнезиальные кимберлитовые породы Mg-Ti серии с хромшпинель-пикроильменитовой специализацией оксидов связующей массы (алмазоносная кимберлитовая трубка им. В. Гриба, Верхотинское поле) с преобладанием Ti -cодержащего пикрохромита (44-52 мас.% Сr₂O₃,3-6 мас.% TiO₂) и хромсодержащего пикроильменита (13-14 мас.% MgO, 4-6 мас.% Сr₂O₃).

3. Оливиновые мелилититы Mg-Al серии слабоалмазоносных тел Верхотинского и Ижмозерского полей с преобладанием в связующей массе пород магнезиального Cr-Al-содержащего титаномагнетита.

4. Слабоалмазоносные и неалмазоносные кимберлиты и оливиновые мелилититы Fe-Ti серии Кепинского поля с преобладанием рутила и титаномагнетита в цементе породы.

5. Тела щелочных базальтов Турьинского поля с Al-Mg- содержащим титаномагнетитом, Mn-ильменитом и их сростками.

В широтном направлении от Золотицкого поля к Турьинской группе тел уменьшается суммарная доля хрома, магния и Fe2+ в расплаве, возрастает доля титана и Fe³⁺, окислительный потенциал среды кристаллизации пород увеличивается, о чем свидетельствует возрастание количества титаномагнетита в Турьинском поле оливиновых базальтов и практически исчезновение хромитов и хромистых титаномагнетитов. Выявленные особенности изменения составов оксидных минералов подчеркивают латеральную зональность территории Зимнебережного кимберлитового района ААП.

С целью разработки минералогических критериев для оценки реальной алмазоносности объектов и уточнения генетической принадлежности щелочно-ультраосновных пород был выполнен анализ особенностей химического состава микрокристаллических оксидов (шпинелидов, ильменита, рутила) с использованием методики кластерного анализа для выделения химико-генетических групп (ХГГ). Генетическая привязка кластерных групп выполнена на основе детальных минералогических исследований, позволяющих определить место оксидов каждой из выделенных групп ХГГ в процессе кристаллизации кимберлитовых и других расплавов.

Выделено 10 кластерных групп шпинелидов от хромитов до магнетитов, различающихся пределами колебаний основных оксидов и распространенностью в соответствующих группах.

Ильменит. В связующей массе изученных кимберлитов Золотицкого поля этот минерал не обнаружен, а в трубках Кепинского поля, напротив, наиболее распространен. Посредством кластерного анализа вся совокупность выборки анализов химического состава ильменита была разбита на 6 групп, имеющих четкую генетическую привязку. Отметим, что ильменит - наименее распространенный минерал по отношению к шпинелидам и рутилу в связующей массе кимберлитов и родственных им тел ААП.

Рутил. Минерал обнаружен в связующей массе кимберлитов и родственных им тел слабоалмазоносного Кепинского поля. Результаты обработки аналитической информации позволили выделить две группы рутила из связующей массы кимберлитов, различающаяся по содержанию Fe.

Реперная граница составов шпинелидов алмазоносных кимберлитов лежит на границе содержаний хрома более 40 мас.% Cr₂O₃ при содержаниях титана менее 4 мас.% TiO₂, при низком, (не более 10 об.%) содержании перовскита в матрице породы.

Слабой или убогой алмазоносностью будут обладать кимберлиты и родственные им тела, в связующей массе которых преобладают магнезиальный Cr-Al-содержащий титаномагнетит и магнетит или магнезиальная хромсодержащая ульвешпинель, содержание Cr₂O₃ в которых не превышает 35,5 маc.%, при содержании TiO₂ от 3,5 до 17,0 мас.% и Fe₂O₃ от 19,5 до 54,0 мас.%, а также, когда в связующей массе кимберлитов присутствуют в значительных количествах (более 75% в случайной статистически достоверной выборке зерен) другие высокотитанистые фазы: ильменит, рутил, сфен, перовскит.

Cопоставляя особенности состава оксидных минералов и их распространенность в телах из различных полей Архангельской провинции, можно сделать некоторые обобщения в плане предварительного районирования кимберлитовых объектов провинции. Отчетливо проявляется тенденция роста активности железа (особенно трехвалентного) и титана в кимберлитовых и других системах в направлении от объектов Золотицкого поля к трубкам базальтоидов Турьинской группы. Выявляется центральная позиция объектов Золотицкого поля и трубки им. В. Гриба в Зимнебережном кимберлитовом районе, как правило, с высокой потенциальной и с пониженной реальной алмазоносностью, в то время, как алмазоносность <периферийного> Кепинского поля этого района - явление достаточно фрагментарное.

Оксиды из связующей массы кимберлитов и родственных им пород Якутской алмазоносной провинции

В пределах ЯАП с площадью свыше 800 тыс. км² расположено около 1200 кимберлитовых и родственных им тел. Вся территория ЯАП за исключением Анабарского кристаллического щита покрыта мощным чехлом (в среднем 2 км) терригенно-карбонатных пород протерозойского и раннепалеозойского возраста. При этом имеется мощная трапповая формация пермского и триасового возраста. Мезозойские отложения приурочены к пограничным молодым прогибам. Для Якутской алмазоносной провинции, как и для ААП, выявлены геолого-тектонические, петрохимические, геохимические и минералогические закономерности в размещении тел.

Автором рассмотрены результаты изучения микрокристаллических оксидов (шпинелидов, ильменита, перовскита и рутила) из связующей массы различных типов кимберлитовых и других пород из 42 тел, локализованных в 14-ти кимберлитовых полях Якутской провинции. Данные тела различаются по строению и расположению на территории провинции, по составу, алмазоносности и возрасту слагающих пород, соотношению минералов тяжелой фракции и ксенолитов мантийных пород, морфологии алмаза. Созданная база данных включает около 2000 полных электронно-зондовых анализов шпинелидов, ильменита и перовскита и других минералов из связующей массы кимберлитов и родственных им пород.

Характерная особенность микрокристаллических шпинелидов и других оксидов - малый размер выделений (обычно < 10-30 мкм, редко до 50-100 мкм) и практически всегда высокая степень их идиоморфизма (образуют октаэдрические кристаллы с несколько искаженными гранями и ребрами). В связующей массе пород шпинелиды слагают самостоятельные зерна гомогенного и зонального строения, зерна с каймами марганцовистого ильменита, рутила и перовскита, включения в фенокристаллах оливина и флогопита, каймы вокруг магнезиального ильменита и желваков шпинелидов-ксенокристов, сростки с ильменитом, перовскитом и рутилом.

Типоморфными особенностями химического состава микрокристаллических шпинелидов связующей массы кимберлитов, существенно отличающими их от шпинелидов из нодулей мантийных пород, являются повышенная титанистость (не менее 1,7 мас.% TiO₂ в наиболее высокохромистых разностях) и сравнительно низкое содержание алюминия (не более 16,5 мас.% Al₂O₃ в наиболее высокоглиноземистых разностях). Они образуют так называемый кимберлит-пикритовый тренд в отличие от перидотитового для шпинелидов мантийных пород.

Сопоставление особенностей оксидной минерализации с данными по петрохимическому составу соответствующих кимберлитов, соотношению глубинных минералов тяжелой фракции и ксенолитов мантийных пород свидетельствует о том, что особенности оксидной минерализации кимберлитовой матрицы тесно связаны с химизмом и минеральным составом нодулей мантийных пород, участвующих в образовании кимберлитовых расплавов. Анализ всей совокупности этих данных позволил выделить в пределах ЯАП четыре основных типа кимберлитовых и родственных им пород с различной специализацией микрокристаллических оксидов:

1. Кимберлитовые породы с хромшпинелевой специализацией оксидов связующей массы.

Яркие представители этого типа - ураганноалмазоносные кимберлитовые трубки Ботуобинская, Нюрбинская, Айхал, Интернациональная и ряд низкоалмазоносных тел Харамайского поля (трубки Эвенкийская, Болото-1, Болото-2). Cодержание хромитов (от 0,06 до 0,37 кГ/т) резко превосходит количество пикроильменита (от 0 до 0,06 кГ/т). Выход минералов тяжелой фракции, как правило, очень низкий (от 0,1-1,92 до 6,82-7,73 кГ/т). Общее содержание микрокристаллических оксидов низкое, особенно в ураганноалмазоносных породах (< 1 об.%), до 7-10 об.% в кимберлитах неалмазоносных трубок Обнаженная и Новинка. Наиболее распространены хромшпинелиды (до 95 %), в меньшем количестве встречаются железистый и марганцовистый ильменит (от 0-10 до 40-60 %). В низко-, и неалмазоносных породах, как правило, повышено содержание перовскита (до 40-70 %).

Особенностями хромшпинелидов из связующей массы кимберлитов ураганноалмазоносных трубок является наличие Ti-содержащих пикрохромитов с исключительно высоким содержанием хрома и низким содержанием титана (54,3-59,9 мас.% Cr₂O₃; 1,7-2,8 мас.% TiO₂; 8,9-12,4 мас.% MgO; 3,9-9,7 мас.% Al₂O₃; 0-0,7 мас.% MnO; 4,5-8,5 мас.% Fe₂O₃), дающих начало тренду кристаллизации шпинелидов в этих породах. В целом в кристаллизационных трендах составов микрокристаллических шпинелидов из кимберлитов с подобной специализацией оксидов связующей массы участвуют хромиты и титаномагнетиты разнообразного состава.

2. Кимберлитовые породы с хромшпинелид-пикроильменитовой специализацией оксидов связующей массы.

Кимберлитовые породы данного типа наиболее широко распространены в пределах ЯАП. Они слагают высокоалмазоносные трубки Мир, Удачная, среднеалмазоносные трубки Сытыканская, Зарница, Комсомольская, Дачная, Малокуонапская, низкоалмазоносные тела Дъянга, Университетская, Гренада и неалмазоносную дайку Лось. Они относятся к магнезиально-железистым кимберлитам. Общее содержание минералов тяжелой фракции в кимберлитах данного типа заметно повышено. Для них характерно высокое содержание пикроильменита и, как правило, повышенное содержание пиропа при резко подчиненном количестве хромшпинелей.

Микрокристаллические оксидные минералы связующей массы кимберлитов представлены в равной мере, как шпинелевыми, так и ильменитовыми (в том числе пикроильменитовыми) фазами. Общее содержание микрокристаллических оксидов в кимберлитовой матрице повышено (до 5-20 об.%). Наиболее близкое соотношение микрокристаллических выделений этих минералов (шпинелиды 35-55%, ильменит 35-50%) характерно для матрицы высокоалмазоносных кимберлитов с низким содержанием перовскита (< 10-15%) и рутила (< 15%). В матрице менее алмазоносных кимберлитов содержание перовскита повышено (от 20-30 до 80-85%), распространенность ильменита от 5-10 до 30%, шпинелидов от 10-15 до 50-70%. Пониженное содержание микрокристаллических шпинелидов присуще, главным образом, матрице кимберлитов с высокой (до 30-40%) распространенностью рутила (трубка Комсомольская).

Для связующей массы высоко-, и среднеалмазоносных кимберлитов с хромшпинель-пикроильменитовой специализацией оксидов связующей массы (трубки Мир, Удачная и др.) типоморфны высокохромистые пикрохромиты, содержащие 43,1-52,6 мас.% Cr₂O₃; 3,7 мас.% TiO₂; 7,7-13,6 мас.% MgO; 1,5-10,1 мас.% Al₂O₃; 0-1,3 мас.% MnO; 4-17 мас.% Fe₂O₃. В кристаллизационных трендах микрокристаллических шпинелидов из неалмазоносных кимберлитов с подобной специализацией оксидов связующей массы сравнительно широко представлены ульвошпинели разнообразного состава, магнезиальный титаномагнетит и Mg-содержащий магнетит и перовскит.

3. Кимберлитовые породы с титаномагнетит-пикроильменитовой специализацией оксидов связующей массы.

В ЯАП такие породы встречаются сравнительно редко (трубки Моркока и Ленинградская, дайковое тело Ан-21). С определенной долей условности к данному типу нами отнесены также кимберлитовые породы трубки Дальняя, порфировые кимберлиты I фазы внедрения которой характеризуются повышенной алмазоносностью (среднеалмазоносные) и заметно отличаются от типичных слабоалмазоносных кимберлитов этого типа по целому ряду признаков.

Индикаторные минералы тяжелой фракции представлены, главным образом, пикроильменитом (в трубке Дальняя 11,9-12,9 кГ/т), пироп присутствует в крайне малом количестве, а хромшпинелиды встречаются еще реже или вовсе отсутствуют.

Общее содержание микрокристаллических оксидных фаз обычно составляет 4-5%. Наиболее распространен пикроильменит (до 40-90 %), а в матрице кимберлитов трубки Ленинградская - магнетит (до 40 %) и рутил (до 30 %). Количество перовскита колеблется от 5 до 20%. В связующей массе кимберлитов с титаномагнетит-пикроильменитовой специализацией микрокристаллических оксидов шпинелиды представлены исключительно Mg-содержащей и магнезиальной ульвошпинелью, титаномагнетитом и магнетитом. Микрокристаллические хромшпинелиды не установлены.

4. Кимберлитовые и родственные им породы с титаномагнетит-перовскитовой специализацией оксидов связующей массы.

Породы данного типа представлены неалмазоносными порфировыми кимберлитами и родственными им породами Куойкского, Лучаканского, Дюкенского, Среднекуонапского и Нижнекуонапского полей. Для них характерно расположение в пределах северной части ЯАП (Нижне-Оленекский и Куонапский районы) и нередко заметное отклонение по минералогическому и петрохимическому составам от типичных кимберлитов ЯАП высокими содержаниями титана (более 2 мас.% TiO₂) и тяжелых редких земель (HREE_Er-Lu=1,7-6,6 ppm).

Содержание микрокристаллических оксидных минералов высокое до 20 об.%. Они представлены исключительно шпинелидами и перовскитом, приблизительно в равных количествах. Микрокристаллический пикроильменит полностью отсутствует. В матрице кимберлитов отдельных тел отмечен марганцовистый ильменит, слагающий каймы вокруг перовскитовых зерен. Характерная черта микрокристаллических шпинелидов - резкое преобладание ульвошпинелей и титаномагнетитов широкого спектра составов. Тренд кристаллизации микрокристаллических шпинелидов для данных тел начинается со среднехромистых пикроферрихромитов (32-41 мас.% Cr₂O₃, 5,3-11 мас.% TiO₂). Широко представленные в матрице пород данного типа ульвошпинели отличаются широким разнообразием составов.

Для сравнения приведем результаты исследования состава шпинелидов из связующей массы алмазоносных пород трубки Маджгаван (Центральная Индия). По мнению А.Д. Харькива соавторами (1995; 1998), породы этой трубки занимают промежуточное положение между кимберлитами и лампроитами.

Наши исследования показали, что наиболее распространенный оксидный минерал в связующей массе порфировых пород трубки Маджгаван - рутил. Хромшпинелиды присутствуют в резко подчиненном количестве, а ильменит и перовскит не установлены. При этом все хромшпинелиды (26,6-48,4 мас.% Cr₂O₃) характеризуются повышенным содержанием титана (8,9-15,0 мас.% TiO₂) и сравнительно малым количеством алюминия (1,5-3,1 мас.% Al₂O₃), что заметно отличает хромшпинелиды этих уникальных пород от таковых из связующей массы кимберлитов ЯАП.

По нашему мнению это 5-й тип пород: кимберлиты с хромшпинелид-рутиловой специализацией оксидов связующей массы.

Мы рассмотрели этот тип алмазоносных пород не случайно. Есть перспектива открытия алмазоносных пород подобного типа в России. Тем более, что схожие трубки уже имеются. В Якутии - это трубка Комсомольская. В Кепинском поле ААП это, например, слабоалмазоносные трубки Шоча, Октябрьская и др.

Для разработки химико-генетических классификаций (ХГК) шпинелидов и ильменитов из связующей массы кимберлитов и других тел были статистически обработаны аналитические данные по базовым 30 телам всех основных районов этой провинции на основе кластерного анализа (порядка 1000 ан.).

Выделено 15 химико-генетических групп (ХГГ) собственно кимберлитовых шпинелидов и 11 ХГГ ильменита, различающихся пределами колебаний содержаний основных оксидов, корреляционными связями между ними, распространенностью, фазовыми взаимоотношениями с другими минералами связующей массы кимберлитов с разным уровнем алмазоносности. Особенности состава хромшпинелидов из связующей массы изученных кимберлитовых и родственных им пород из тел ЯАП, отвечающих наиболее ранним этапам кристаллизации шпинелевых фаз в кимберлитовых и карбонатитовых расплавах, отражены в табл. 6.

Интерес для оценки реальной алмазоносности представляет перовскит. Повышенное количество перовскита (до 30-50% от оксидных фаз матрицы) характерно, главным образом, для связующей массы кимберлитов низко-, и неалмазоносных тел. В матрице ураганно-, высоко- и среднеалмазоносных кимберлитов этот минерал в таком количестве не встречается. Таким образом, содержание перовскита в связующей массе кимберлитовых пород - один из косвенных показателей их алмазоносности.

Нами установлено, что критериями отбраковки алмазоносных кимберлитов на начальных стадиях геологоразведочных работ являются масштабное присутствие хромшпинелидов, содержащих более 40 мас.% Cr₂O₃ и менее 4 мас.% TiO₂, хромсодержащего пикроильменита и низкое количество перовскита (менее 5%) в их матрице.

Таблица 6. Особенности состава хромшпинелидов (в мас.%) из связующей массы кимберлитовых пород ЯАП, отвечающих наиболее ранним этапам кристаллизации шпинелевых фаз в кимберлитовых расплавах
Типы кимберлитовых и родственных им пород
Алмазоносность	Высокомагнезиальные кимберлиты с хромшпинелидовой специализацией оксидов связующей массы			Магнезиально-железистые кимберлиты с хромшпинелид-пикроильменитовой специализацией оксидов связующей массы			Магнезиально-железисто-титанистые кимберлиты с пикроильменит-титаномагнетитовой специализацией оксидов связующей массы		Кимберлитовые и родственные им породы с перовскит-титаномагнетитовой специализацией оксидов связующей массы
	Трубка	Cr2O3	TiO2	Трубка	Cr2O3	TiO2	Трубка		Трубка	Cr2O3	TiO2
Ураганно- алмазоносные	Ботуобинская	57,6-58,9	2-2,8	Мир:			-		-
	Нюрбинская	56-59,9	1,7-2,3	ПК	48,4-51,4	2,3-5,1
	Интернацио- нальная	53,2-53,5	2,1-3,7	АКБ	42,4	5,4
	Айхал	57-59,3	2-2,3
Высоко- алмазоносные	-			Удачная-Западная	45-49,5	3,7-4,9	-		-
				Удачная- Восточная	46,6-48,1	4,3-5,6
Средне- алмазоносные	Юбилейная: ПК/АКБ	50-52,9 / 52,7-53,9	4,4-5,2 / 2,8-3,2	Сытыканская: юго-зап. тело;/сев.-вост. столб;	39,4-41,3 / 38,5-40,2	4,6-4,78 / 4,15-4,94	Дальняя: ПК/АКБ	Только титаномагнетит	-
				центр. столб	51,2-54	4-5,6
				Малокуонапская	50-50,8	4,3-5,9
	Из-за окисления и растворения алмаза в кимберлитовом расплаве при его подъеме к земной поверхности реальная алмазоносность кимберлитов может существенно отличаться от потенциальной. Присутствие в связующей массе кимберлитов большого числа разнообразных по составу, последовательно формирующихся Ti-шпинелидов (ульвошпинель и титаномагнетит) образующих протяженные (непрерывные) кристаллизационные тренды, является индикатором снижения изначальной алмазоносности кимберлитов в результате длительного подъема кимберлитового расплава к поверхности в условиях постепенно нарастающего окислительного потенциала минералообразующей среды. Таким образом, широкое многообразие составов оксидных фаз, их количество и соотношение отражают глубину, динамику становления, характер изменения РТ-параматров, окислительной обстановки и химизма минералообразующей среды в процессе эволюции кимберлитовых и родственных им систем и отражает степень алмазоносности этих пород. Оксиды из связующей массы лампроитов Австралии, Испании и России Изучение оксидов из связующей массы лампроитов Австралии, Испании и России позволило выявить их типоморфизм на уровне провинций, типов лампроитовых пород (ультраосновные, основные) и их фациальной принадлежности (туфы, туфобрекчии, интрузивные лампроиты, дайковые фации). Распространенность оксидных минералов, их соотношение и состав коррелируют с алмазоносностью лампроитов, как и в случае кимберлитов. К типоморфным признакам оксидов из связующей массы лампроитов относятся: их распространенность (<плотность> рудной минерализации), набор различных минеральных фаз и их соотношение, размеры выделений, а также химический и фазовый состав последних. На уровне провинций - это широкое проявление рутила, перовскита и К-Ва-содержащих титанатов в связующей массе лампроитов Австралии, апатита и ильменита - для лампроитов Испании и титаномагнетитовая специфика лампроитов России. Микрокристаллические хромшпинелиды (46-61 мас.% Cr2O3, 3,0-3,5 мас.% TiO2) из связующей массы алмазоносных оливиновых лампроитовых туфов трубки Аргайл представляют преобладающую рудную фазу. Следующая по распространенности рудная фаза - рутил, незначительное распространение имеет ильменит, как правило, марганцовистый. Для среднеалмазоносных оливиновых лампроитов (туфовой фации) трубки Эллендейл-4 также характерно присутствие в связующей массе магнезиальных хромшпинелидов, нередко зональных, с высокими содержаниями хрома (58-64 мас.% Cr2O3, 3-5 мас.% TiO2). Наблюдаются многочисленные выделения перовскита, рутил по распространенности занимает последнее место по отношению к выше названным оксидам. В убогоалмазоносной флогопит-оливиновой трубке Эллендейл-11 хромшпинелиды также, как и в трубках Аргайл и Эллендейл-4, высокохромистые (57-58 мас.% Сr2O3), но практически все они зональные и в большом количестве присутствует перовскит. В неалмазоносных оливин-лейцитовых лампроитах интрузивной фации трубки Маунт-Седрик отмечены хромшпинелиды зонального строения с пониженными магнезиальностью и хромистостью (51-54 мас.% Cr2O3) при высоких содержаниях железа и широко распространены выделения прайдерита, джеппеита и перовскита. Особенность неалмазоносных флогопит-лейцит-диопсидовых с рихтеритом лампроитов (фицроитов) основного состава интрузивной фации трубки Жерло 81-ой мили - широкая распространенность апатита, рутила, прайдерита и полное отсутствие шпинелидов и ильменита. Во всех лампроитах отмечается незначительная (вплоть до полного отсутствия) распространенность ильменита. В целом для изученных испанских лампроитов (хумилитов и канкалита) характерны широкая распространенность рудных минералов в матрице, преобладание апатита, широкое развитие ильменита, высокотитанистого хромистого магнетита, титаномагнетита ряда ульвошпинель-магнетит и армолколита. В лампроитах Центрального Алдана резко преобладает титаномагнетит. Итак, изучение оксидов из связующей массы лампроитов полностью подтверждает ранее сделанный вывод для кимберлитов, что типоморфные особенности этих минералов эффективны для косвенной оценки алмазоносности лампроитовых тел. Магнитные свойства кимберлитов, лампроитов и родственных им пород и их значение в разбраковке этих пород и поиске алмазоносносных тел Нами был применен комплекс магнитных методов для изучения кимберлитов Якутии и Европейской части России и лампроитов Австралии, Испании и России, что дало возможность выявить магнитные характеристики кимберлитов и лампроитов, а также проинтерпретировать их на основе оксидной минерализации связующей массы пород. В результате обобщения и интерпретации магнитных данных можно отметить главное: Кимберлиты ЯАП и ААП различаются по таким магнитным параметрам как In, æ0. Величины In и æ0 кимберлитов ААП более чем на порядок ниже по сравнению с соответствующими величинами у кимберлитов Якутии. Лампроиты Австралии занимают промежуточное положение по значениям In, а æ0 приходится на верхнюю границу среди кимберлитов Якутии. Лампроиты России по значению æ0 приходятся на нижнюю границу этого параметра для кимберлитов Якутии. Наибольшей коэрцитивностью HCR обладают кимберлиты ААП, менее коэрцитивны образцы кимберлитов из тел Якутии, а лампроиты Австралии низкокоэрцитивны. Как известно, значительный вклад в этот параметр вносят тонкодисперсные гематит и маггемит, образующиеся в процессе окисления. Соотношение между параметрами магнитной вязкости SvE и Sv0 у исследованных образцов различно: у кимберлитов Sve/Sv0~1, у лампроитов Австралии - SvE/Sv0 > 2. При этом данные параметры достаточно высокие у кимберлитов ААП (до 135 Э), у кимберлитов Якутии они не достигают 35 Э. Самые высокие параметры магнитной вязкости у лампроитов России (SvE до 1523 и Sv0 до 4800). Значения фактора Qn для всех кимберлитов низкие (кимберлиты ААП: 0,07-4,4; кимберлиты Якутии: 0,1-10,0). Лампроиты Испании (9,2-46,5) и России (1,9-221) в целом достаточно высокие значения фактора Qn. Величины точек Кюри имеют большой разброс и находятся в пределах 340-675oС для большинства слабоалмазоносных кимберлитов Архангельской провинции и в несколько более узкой области - у кимберлитов Якутии (365-645oС). Это свидетельствует о сложном составе ферримагнитной фракции слабоалмазоносных кимберлитов, как Архангельской провинции, так и Якутии. Вогнутый пик кривых Is (T) с размытой областью превращения <ферримагнетик-парамагнетик> характерен для кимберлитов Европейской части России и лампроитов Австралии (рис. 9). Кимберлиты Якутии имеют, в основном, выпуклые кривые Is (T). Кривые имеют более сложную конфигурацию, т.к. в кимберлитах Якутии (особенно в средне-, и слабоалмазоносных трубках) широко представлены маггемит, твердый раствор ряда магнетит-маггемит и титаномагнетиты со структурами распада твердого раствора. Ход кривых Is (T) определяется вкладом различных ферримагнитных минералов, входящих в состав кимберлитов, лампроитов и других пород. Чем меньше эти минералы затронуты последующими процессами со времени их формирования, тем в большей степени ход кривых Is (T) отражает первичные РТ-условия их кристаллизации и соответственно может быть связан с алмазоносностью кимберлитов и иных тел. Сопоставим кривые Is (T)/Is (-196oС) для кимберлитов севера европейской части России и Якутии. Видно, что кривые, соответствующие кимберлитам из тел меньшей алмазоносности, имеют форму, близкую к графику функции Бриллюэна (рис. 9, кривые 1-4), т.е. кимберлиты из непродуктивных тел имеют кривые Is (T) с отрицательной кривизной, а кривые с положительной кривизной наблюдаются у кимберлитов из алмазоносных тел. Кривые Is (T) алмазоносных тел характеризуются ростом величины Is (T) ниже комнатной температуры. Полученные результаты показывают, что изучение особенностей кривых Is (T) из тел различной алмазоносности может оказаться перспективным для установления связи между алмазоносностью тел и ходом кривых Is (T), первичная ферримагнитная фракция которых отражает РТ-условия формирования минералов на ранней стадии кимберлитогенеза. Магнетизм кимберлитов Европейской части России и ЯАП определяется разнообразным набором ферримагнитных минералов, причем промышленно алмазоносные трубки в связующей массе кимберлитовых пород содержат, в основном, гомогенные зерна хромшпинелидов, а в промышленно-алмазоносных трубках Мало-Ботуобинского поля - ферримагнитный при Ткомн. ильменит. Слабоалмазоносные трубки характеризуются присутствием в цементе ферримагнетиков сложного состава. Зерна в них обычно имеют зональное строение, причем зоны представлены ферришпинелидами с различным содержанием железа и ионов других элементов-примесей, либо ферришпинелидами с нестехиометричностью состава, обусловленной их окислением, а неалмазоносные - в основном, содержат титаномагнетит с небольшими содержаниями титана. Менее интенсивные магнитные аномалии наблюдаются над промышленно алмазоносными телами, в связующей массе которых распространены хромшпинелиды со слабовыраженными ферримагнитными свойствами. Таким образом, анализ химического и фазового состава микрокристаллических оксидов из связующей массы кимберлитов, лампроитов и родственных им пород, их количества и соотношения позволяют определить особенности магнитных свойств этих пород и объяснить проявления интенсивностей магнитных аномалий над телами магматитов, а также косвенно оценить алмазоносность пород и условия эволюции магматитов. Из представленного материала следует 4-ое защищаемое положение: Количество, соотношение, химический и фазовый состав оксидов (шпинелиды, ильменит, перовскит) из связующей массы кимберлитов и родственных им пород отражают глубину заложения, условия формирования, характер эволюции и степень алмазоносности этих пород и являются основой для интерпретации магнитных аномалий над их телами. Для кимберлитовых и родственных им пород алмазоносных провинций России на основе набора, количественных соотношений и особенностей состава микрокристаллических оксидов выделено пять типов пород различной алмазоносности. К признакам алмазоносности относится большое количество хромшпинелида, содержащего более 40 мас.% Cr2O3 и менее 4 мас.% TiO2, и хромсодержащего пикроильменита. Отрицательным признаком служит присутствие хромшпинелида, содержащего менее 40 мас.% Cr2O3 и более 4 мас.% TiO2, титаномагнетита разнообразного состава и наличие перовскита (более 5%). << пред. след. >>