Типоморфные особенности алмаза Архангельской алмазоносной провинции

1. Морфологические особенности и некоторые физические свойства алмазов Архангельской алмазоносной провинции.

Основными параметрами, ответственными за габитус, скульптурные особенности и физические свойства алмаза, являются температура, давление, степень пересыщения расплава, а также условия становления кимберлитовых трубок (скорость подъема флюида, химизм среды минералообразования, окислительно-восстановительный потенциал). Разнообразие этих факторов определяет и качество извлекаемого алмазного сырья. Каждая трубка или группа тел характеризуется индивидуальным набором типоморфных признаков, обуславливающих различия в условиях формирования кимберлитовых тел. К наиболее информативным свойствам можно отнести количественно-весовые характеристики алмаза, габитус, степень сохранности и прозрачности, особенности роста и эпигенетических изменений, окраску.

По размеру кристаллов во всех без исключения трубках изученной коллекции основную долю составляют кристаллы класса крупности -1+0,5 мм (табл. 2). Индивиды более крупных классов -2+1 мм и -4+2 находятся в подчиненном количестве, за исключением несколько повышенного их содержания в кимберлитовых трубках Золотицкого поля и телах оливиновых мелилититов Ижмозерского поля. Основную долю по массе составляют алмазы классов -1+0,5 и -2+1. Средний вес одного кристалла изученной коллекции составляет 0,03 кар. Алмазы из тел со слабой и убогой алмазоносностью мало отличаются между собой по количественно-весовым параметрам и характеризуются достаточно низкой крупностью и массой кристаллов.

Соотношение кристаллов по габитусу варьирует в каждой трубке и по полям в целом, но доминирующей формой для всех являются кристаллы ромбододекаэдрического габитуса (более 50%), причем значительная их часть представлена кривогранными округлыми индивидами - додекаэдроидами <уральского> типа (табл. 2). Алмазы этого габитуса представлены индивидами III группы [Бартошинский, 1983] - полуокруглыми додекаэдроидами с подчиненными гранями октаэдра и часто, грубым послойным строением граней (ламинарные), VI группы (преобладает) - округлые с тонкослоистым рельефом додекаэдроиды и V группы - округлые и полуокруглые индивиды, сильно трещиноватые, часто полупрозрачные и непрозрачные серого цвета. Максимальное количество кристаллов ромбододекаэдрического габитуса наблюдается для трубок Золотицкого поля (около 62 %), а минимальное для тел Ижмозерского поля (≤ 52%). Для трубок характерно низкое содержание октаэдров (≤ 20 %), преимущественно представленных в коллекции тонко- и среднеламинарными алмазами со сноповидной, сноповидно-занозистой штриховкой, шагренево-каплевидным рельефом, с отрицательными треугольными фигурами на гранях (111) (типы III/1, III/3, III/4, III/10). Комбинационные алмазы ряда октаэдр - додекаэдр (ОД) также достаточно редки и их содержание не более 10%, причем чаще всего это кристаллы с признаками груболаминарного полицентрического роста, дитригональным развитием граней со сноповидно-занозистой штриховкой (тип III/3) и сочетанием занозистой и шагреневой скульптур (тип III/4), а также развитием блоковых скульптур. Содержание алмазов октаэдрического и комбинационного габитусов резко увеличивается для кристаллов < 1 мм и может в сумме достигать 45%, что характерно для большинства рассмотренных объектов, причем для них наиболее характерными являются тригональные формы развития граней. По соотношению алмазов кубического и неопределенного (полностью отсутствует первичная форма) габитусов среди всех тел выделяются две морфологические группы. К первой группе принадлежат трубки Золотицкого поля (Снегурочка, Первомайская, Кольцовская) (табл. 2), для которых отмечено повышенное содержание кристаллов кубического габитуса (до 8%), в основном, тетрагексаэдроидов и низкое индивидов неопределенного габитуса (не более 9%), а ко второй трубки Кепинского, Верхотинского и Ижмозерского полей для которых наблюдается обратное соотношение - кубов (≤1,0%) и неопределенного габитуса (18%) (табл. 2).

Распределение кристаллов по классификации Ю.Л. Орлова [Орлов, 1983], показывает, что подавляющее большинство изученных алмазов относится к I-ой разновидности. Достаточно высоко содержание для всех образцов V-ой разновидности, к которой отнесены серые и черные кристаллы, различной степени насыщенности и габитуса. Среди отдельных особенностей можно отметить повышенное относительное содержание индивидов II-ой и III-й разновидностей для трубок Золотицкого поля, по с равнению с алмазами других полей. По всем остальным типам изученные алмазы мало отличаются между собой, и в то же время наблюдается очевидное сходство кристаллов Верхотинского, Ижмозерского и Кепинского полей по характеру распределения разновидностей в соответствии с классификацией Ю.Л. Орлова.

Среди кристаллов изученной коллекции преобладают монокристаллы (68,4-75,5 %), сростки алмазов составляют 9-18 % от всех индивидов, а закономерно сдвойникованные кристаллы - пятую часть сростков.

Таблица 2. Морфология и другие характеристики алмаза ААП
Характеристика алмаза	Морфогенетические группы алмаза ААП
	I	II			III
	Верхотинское	Золотицкое			Кепинское	Верхотинское	Ижмозерское
	Кимберлит I типа	Кимберлит II типа			Кимберлит I типа	Оливиновый мелилитит
Распределение по размеру, % массе, %	-1+0,5 мм (71,5) -2+1 мм (25) по массе: -2+1 (43) -4+2 (31)	-1+0,5 мм (64) -2+1 мм (30) по массе: -2+1 (35) -4+2 (38)	-1+0,5 мм (76) -2+1 мм (21) по массе: 2+1 (36) -4+2 (40)	-1+0,5 мм (72) -2+1 мм (25) по массе: -1+0,5 (55) -2+1 (42)	-1+0,5 мм (71) -2+1 мм (28) по массе: -1+0,5 (88) -2+1 (10)	-1+0,5 мм (75) -2+1 мм (20) по массе: -1+0,5 (80) -2+1 (13)	-1+0,5 (37) -2+1, -4+2 (61) по массе: -1+0,5 (60) -2+1 (37)
Габитус, %	Р - 29, О - 32, ОД - 17, К - 6, Н - 4	Р - 69, О -6, ОД - 2, К - 17, Н - 7	Р - 71, О -14, ОД - 4, К- 7, Н - 5	Р - 62, О -15,5, ОД - 5, К - 8, Н - 9	Р - 59, О -13, ОД - 10, К - < 1, Н - 17,5	Р - 51, О -19, ОД - 7, К- 1, Н - 19	Р - 52, О -18, ОД - 9, К - 1, Н - 18
Характер образований, %	Двойники - 5 Сростки - 10	Двойники - 12 Сростки - 10	Двойники - 8 Сростки - 14	Двойники - 10 Сростки - 8	Двойники - 4 Сростки - 10	Двойники - 5 Сростки - 11	Двойники - 4 Сростки - 10,5
Степень сохранности, %	Высокая целые - 70 обломки - 15	Высокая целые - 72 обломки - 12	Высокая целые - 74 обломки - 12	Высокая целые - 63 обломки - 11	Средняя целые - 35-40 обломки - 17	Низкая целые - 25 обломки - 20	Низкая целые - 20 обломки - 20
Степень прозрачности, %	Высокая прозрачные 80 непрозрачные 2	Высокая прозрачные 71,5 непрозрачные 2	Высокая прозрачные 77 непрозрачные 4	Средняя прозрачные 60 непрозрачные 12	Средняя прозрачные 40 непрозрачные 18	Средняя прозрачные 35 непрозрачные 22	Средняя прозрачные 30 непрозрачные 20
Степень растворения, %	Низкая (10-30)	Средняя (20-40)			Высокая (40-80)
Окраска, %	Бесцветные 65 Серые 16 Желтые 12 Коричневые 4	Бесцветные 66 Серые 14 Желтые 7 Коричневые 12	Бесцветные 62,5 Серые 24 Желтые 2,5 Коричневые 10	Бесцветные 63 Серые 17 Желтые 3 Коричневые 15	Бесцветные 59 Серые 20 Желтые 2 Коричневые 16	Бесцветные 60 Серые 18 Желтые < 1 Коричневые 18	Бесцветные 58 Серые 22 Желтые < 1 Коричневые 17
Алмазоносность, кар./тонна	Средняя (1,2-1,5)	Низкая (0,5) - Средняя (1,2)		Низкая (0,2 - 0,3)	Низкая (0,1-0,2)	Очень низкая (< 0,1)
Примечание. Сведения по трубкам месторождения им. М.В. Ломоносова приведены согласно [Захарченко и др., 2002; Кудрявцева и др., 2005], по В.Гриба согласно [Веричев, 2002; Палажченко 2008] с дополнениями автора.
Сокращения. Габитус: Р - ромбододекаэдрический, О - октаэдрический; ОД - комбинационный; К - кубический; Н - неопределенный.

Среди сростков наибольшим распространением пользуются незакономерные сростки, представленные в крупных классах додекаэдроидами, а в мелких преимущественно кристаллами октаэдрического и комбинационного габитусов, содержание которых наиболее высокое для трубок оливиновых мелилититов. Наиболее распространены в трубках Снегурочка, Первомайская и Кольцовская двойники по шпинелевому закону, уплощенные двойники треугольной формы типа <маклес> и простые шпинелевые двойники различных форм. Содержание поликристаллических сростков во всех исследуемых телах достаточно низкое.

Самой высокой сохранностью характеризуются кристаллы из трубок Золотицкого поля - число целых индивидов составляет 60 %, а обломков ≤ 10% (табл.2). Одиночные кристаллы и сростки алмазов из трубок Верхотинского, Ижмозерского и Кепинского полей встречаются в виде осколков (не сохранивших первичную форму) и обломков. Целых кристаллов в изученной коллекции среди этих полей 20 - 35 %. Низкая степень сохранности алмазов из трубок Кепинской площади ранее отмечалось в работах [Васильева и др., 1991; Побережская, 1995] и по-видимому, является типоморфной особенностью кристаллов из тел кимберлитов и оливиновых мелилититов с низкой алмазоносностью. Сколовая поверхность большинства осколков и обломков характеризуется наличием следов эпигенетического окислительного растворения (резорбции) и часто именно растворение приводит к полной потере формы, что может косвенно указывать на естественную (не техногенную) природу низкой степени сохранности и повышенного содержания кристаллов неопределенного габитуса (табл. 2). В мелких классах (< 1 мм) процентная доля целых кристаллов возрастает, в том числе октаэдров, на большей части (2/3) которых присутствуют типичные признаки резорбции.

По степени искажения формы кристаллов количество изометричных колеблется в интервале от 27 до 42 %, сильно искаженных от 20 до 38 %. Чаще всего кристаллы уплощены по оси третьего или второго порядка. В целом по изученной коллекции соотношение изометричных, незначительно искаженных и сильно деформированных кристаллов примерно одинаково, хотя число последних ниже для кристаллов трубок Золотицкого поля (около 20 %).

Одной из особенностей проявления процессов роста изученных алмазов является присутствие в коллекции кристаллов <алмаза в оболочке>, включений типа <алмаз в алмазе> и кристаллов со скелетным проявлением роста. Алмазы, имеющие зональное строение, отчетливо видимое невооруженным глазом, если на них есть сколы, относятся к IV разновидности по минералогической классификации Ю.Л. Орлова. Они называются <алмазами в оболочке>. Внешняя зона таких кристаллов, как правило, мутно-серая или в различной степени окрашенная в желтый или зеленый цвета, очень сильно отличается от внутреннего прозрачного, обычно бесцветного ядра. Включения типа <алмаз в алмазе> представляют собой кристалл алмаза, в котором центральное включение - зародыш обладает как геометрически правильным ограненным обликом, так и неясной формой. Возникновение кристаллов <алмаз в оболочке> и <алмаз в алмазе> объясняется присутствием более ранней генерации алмаза, которая после перерыва в кристаллизации и возобновления процессов роста, обрастает тонкой алмазной оболочкой или целиком заключена в новый кристалл [Барсанов и др, 1988; Гаранин, Кудрявцева, 2006], что свидетельствует о сложности и многостадийности процесса алмазообразования. В коллекции встречены своеобразные кристаллы, обладающие скелетными формами. Такие алмазы - индикаторы кристаллизации в условиях быстрого падения температуры и большого пересыщения углеродом среды минералообразования [Бескрованов, 1992].

Характерная особенность изученных алмазов - широкое развитие на их поверхности признаков окислительного растворения и последующей коррозии, проявившихся в образовании кривогранных поверхностей с разнообразными скульптурами и рельефом граней, различными геометрическими фигурами на гранях, кавернами и каналами травления. По степени изменения поверхности были выделены три группы кристаллов (табл. 2). К первой отнесены образцы без следов растворения, в основном, октаэдрические, додекаэдрические и ОД кристаллы с гладкими гранями и острыми ребрами, часто с занозистой штриховкой. Ко второй (основной), отнесены индивиды, содержащие следы растворения, проявленные в большинстве случаев в виде матировки граней, правильных геометрических ямок травления и единичных каналов. Такие процессы, как правило, приводят к образованию округлой формы алмаза, сглаживанию вершин и ребер, возникновению тонкослоистого рельефа в виде <грамофонной пластинки>, каплевидного рельефа. К третьей, кристаллы с многочисленными каналами, имеющими разнообразную форму, ширину, протяженность и распространенность; с кавернами (глубокие коррозионные структуры неправильной формы), образующими коррозионную поверхность, за счет чего происходит формирование глубоких шрамов, сильно расчлененного рельефа поверхности, <расщепление> вершин и ребер, грубое послойное растворение и окончательное образование бесформенных индивидов. Наибольшее число кристаллов без следов растворения и с незначительным их проявлением приходится на трубки Золотицкого поля, а наименьшее - на алмазы из тел Кепинского, Верхотинского и Ижмозерского полей, т.е. степень воздействия агрессивного раствора увеличивается от Золотицкого поля, через Кепинское, к Ижмозерскому и Верхотинскому полям (табл.2).

Распределение изученных алмазов по степени прозрачности и окраске достаточно индивидуально для тел каждого поля. В целом в коллекции преобладают бесцветные, с высокой и средней степенью прозрачности (в среднем 50% от общего числа), а также со слабым серым или дымчато-коричневым оттенком. Содержание кристаллов высокой и средней прозрачности значительно в трубках Снегурочка, Первомайская, Кольцовская (50-60%). Наименьшее их число в трубках Кепинского поля (20-40 %) и Верхотинского и Ижмозерского (не выше 35%). Среди окрашенных алмазов во всех изученных объектах преобладают серые (20 - 30%) и коричнево-дымчатые кристаллы (10 - 15 %), что, несомненно, можно отнести к особенностям, которые характеризуют невысокое качество кристаллов. Алмазы других цветов - желтого, зеленого и голубого встречаются крайне редко. Около 50% от общего числа изученных образцов имеют внутренние дефекты в виде трещин, чем, по-видимому, и вызвано большое содержание индивидов с коричнево-дымчатым цветом. При переходе от кристаллов из трубок Золотицкого поля к Верхотинскому и далее Ижмозерскому полям число бесцветных с высокой степенью прозрачности кристаллов уменьшается и возрастает содержание серых, коричневых и черных индивидов с обильными трещинами.

При сопоставлении морфологических и других особенностей алмазов изученных объектов с кристаллами из месторождений им В. Гриба и им. М.В. Ломоносова, контрастные отличия между всеми без исключения изученными индивидами прослеживаются, в целом, с алмазами трубки им. В. Гриба. Для последней характерно преобладание кристаллов октаэдрического габитуса (32%), высокое содержание комбинационных многогранников типа О-Д (17%), более высокие качественные характеристики и значительно меньшая степень резорбции поверхности граней (табл.2) [Палажченко, 2008].

По морфологии и другим внешним признакам, алмазы из трубок и тел Кепинского, Верхотинского и Ижмозерского полей, по сравнению с объектами Золотицкого поля (в целом), достаточно сильно отличаются (табл. 2). Учитывая это, можно отнести алмазы из этих полей в отдельную морфологическую группу, характеризующуюся отсутствием кристаллов кубического габитуса (тетрагексаэдроидов), высоким содержанием обломков и осколков и низкой степенью сохранности.

Наиболее близкие свойства прослеживаются между алмазами из трубок Золотицкого поля - Снегурочка, Первомайская и Кольцовская и кристаллами из месторождения им М.В. Ломоносова, в большей степени из трубок им. Ломоносова и Пионерской, образующие согласно [Захарченко и др., 2002; Кудрявцева и др., 2005] отдельную морфологическую группу. При этом слабоалмазоносные объекты Золотицкого поля расположены на одном рудовмещающем разломе с месторождением и сходны по геохимии и минералогии пород с трубками месторождения [Богатиков и др., 1999]. С учетом этого, а также близких свойств алмазов сопоставляемых объектов можно отнести изученные алмазы к одной морфологической группе вместе с месторождением им. М.В. Ломоносова. Алмазы этой группы характеризуются резким преобладанием округлых ромбододекаэдров (додекаэдроидов) (до 74%), низкими содержаниями кристаллов октаэдрического габитуса (≤ 15%) и повышенным содержанием тетрагексаэдроидов (до 17%) по сравнению с трубкой им. В. Гриба. Отмечаются высокие и средние качественные показатели алмазов (табл. 2).

Установленная латеральная зональность кимберлитовых и родственных им пород ААП [Богатиков и др., 1999], проявляющаяся в смене минерального состава пород и свойств основных минералов спутников алмаза, прослеживается и в последовательном изменении типоморфных свойств алмаза, как для исследуемых кристаллов из слабо-и убогоалмазоносных тел, так и для алмаза из месторождений провинции. При переходе от кимберлитовой трубки им. В. Гриба к кимберлитовым трубкам Золотицкого поля (в том числе месторождения им М.В. Ломоносова и непромышленным трубкам Снегурочка, Первомайская и Кольцовская), далее к кимберлитовым и оливиновым магматитам Кепинского, Верхотинского и Ижмозерского полей, происходит снижение алмазоносности, сохранности и прозрачности кристаллов, меняется соотношение габитусных типов, а также увеличивается степень окислительного растворения (коррозии) и процессов деформации.

Выявленная зональность, характеризующая резкую смену свойств алмаза в провинции, по-видимому, свидетельствует о различной природе процессов алмазообразования для каждой выделенной морфологической группы и позволяет охарактеризовать их как - морфогенетические.

Приведенные результаты исследований морфологических и других особенностей кристаллов из тел со слабой и убогой алмазоносностью, а также сопоставление свойств алмаза из месторождений ААП являются обоснованием первого защищаемого положения. По размеру (массе), габитусу, характеру поверхности, окраске и степени сохранности алмазы Архангельской алмазоносной провинции (ААП) подразделяются на три морфогенетические группы: первая - алмаз из кимберлитовой трубки (месторождения) им. В. Гриба, вторая - алмазы из кимберлитовых трубок месторождения им. М.В. Ломоносова и непромышленных кимберлитовых трубок Золотицкого поля (Снегурочка, Первомайская, Кольцовская), третья - алмазы из слабо- и убогоалмазоносных трубок и тел Кепинского, Верхотинского и Ижмозерского полей кимберлитов и оливиновых мелилититов.