Богуславский Михаил Александрович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
Кимберлитовая трубка <Комсомольская> расположена в 15 км к северо-востоку от поселка Айхал. С поверхности она полностью перекрыта терригенными отложениями пермо-карбона и породами трапповой формации, средняя мощность которых составляет 65 м. Последними от центральной части трубки отторгнут блок кимберлита размером в плане 310x120 м и мощностью 45 - 50 м. На северо-восточном фланге трубки пластовой интрузией траппов срезана также дайковая часть диатремы с вмещающими ее породами и смещена к северо-западу на 40 м. Основная часть разреза перекрывающих пород представлена мелко-среднекристаллическими и тонко-мелкокристаллическими долеритами. Они образуют над трубкой два пластообразных тела, различающихся по физическим свойствам и относящихся к двум петромагнитным комплексам. Мощность секущей трубку пластовой интрузии изменяется от 20 до 50 м, непосредственно над трубкой она достаточно выдержанная и составляет 30 м [Харькив, 1998]. Трубка имеет удлиненную форму с изометрическим расширением примерно в центральной части. Длинная ось ее ориентирована в северо-восточном направлении (рис. 1).
Породы трубки. Сложена трубка <Комсомольская> двумя типами пород, соответствующими двум фазам внедрения. В центральной ее части (в пределах воронки взрыва) развиты автолитовые кимберлиты второй фазы внедрения, а на флангах (дайковая часть) - порфировые кимберлиты первой фазы.
Порфировые кимберлиты - массивные породы зеленовато-серого цвета с хорошо выраженной структурой и незначительным содержанием (до 5 %) ксеногенного материала. Порфировые выделения представлены оливином (нацело замещенным серпентином и кальцитом), значительно реже встречаются зерна пикроильменита (0,96%), граната (0,2%) и флогопита.
Пикроильменит отмечается в виде округлых и угловато-округлых зерен, размером от первых мм до 2-3 см в поперечнике, содержание которых достигает до 1 об%.
Пироп встречается довольно редко (0,2%) в виде округлых, реже округло-угловатых зерен, размером 0,2-1,5 см, часто трещиноватых. По трещинам и вокруг некоторых зерен развивается келифитовое вещество.
Порфировые выделения флогопита составляют до 1 об%. Зерна имеют таблитчатую форму, иногда с корродированными, смятыми краями; флогопит частично или полностью замещен хлоритом.
Оксидные минералы связующей массы порфировых кимберлитов трубки <Комсомольская> составляют около 5% ее объема и представлены ильменитом, рутилом, перовскитом и шпинелидами. Наибольшим распространением пользуются ильменит и рутил.
Ксеногенный материал примерно на 90 % состоит из обломков вмещающих пород и на 10% - из ксенолитов пород кристаллического фундамента. Связующая масса порфировых кимберлитов имеет микролитовую структуру. В составе кальцит-серпентинового вещества основной массы пород рассеяны мелкие зерна магнетита, перовскита, флогопита, апатита и хромшпинелидов.
Автолитовые кимберлиты (АК) второй фазы внедрения - породы от зеленовато до светло-серого цвета, с брекчиевой структурой. В АК содержание обломочного материала в среднем составляет 16-18 об.%, в отдельных случаях увеличивается до 25-30 %. Ксенолиты вмещающих карбонатных пород составляют около 13%, кристаллических сланцев и гнейсов - 4%, ультраосновные включения редки и отмечаются спорадически. Размер обломков вмещающих терригенно-карбонатных пород, кристаллических сланцев фундамента и нодулей гранатовых и шпинелевых перидотитов колеблется в основном от первых миллиметров до 10 см. Связующей массой породы является кимберлит с автолитовой текстурой и порфирокластической структурой.
Автолиты составляют в среднем 9 об.% при вариациях содержаний от 5-6% до 15-17%. Форма автолитов округлая или овальная, размеры их от первых мм до 3-5 см в поперечнике.
Помимо вышеописанных автолитов в АК отмечаются обломки порфирового кимберлита ранней фазы. Они имеют округло-угловатую форму, а размеры их варьируются от 0,5-1 см до 8-10 см в поперечнике.
Порфировые выделения в породе представлены псевдоморфозами серпентина и кальцита по оливину (до 45 % объема породы), пикроильменитом, гранатом и флогопитом (до 3 %). В резко подчиненных количествах присутствуют магнетит, перовскит, апатит, хромшпинелиды и сульфиды.
Пикроильменит составляет около 2% объема породы. Зерна его имеют округлую и округло-угловатую форму, реже идиоморфную. Размеры зерен от 1-2 мм до 2-3 см. На поверхности отдельных зерен отмечаются щетки перовскита.
Гранат присутствует в породе в количестве до 1 об%. Его зерна имеют округлую, угловато-округлую форму. Вокруг зерен отмечаются оболочки келифитового вещества.
Флогопит (2,8 об%) встречается в виде таблитчатых зерен размером 0,5-2 см с корродированными краями. Большинство зерен частично или полностью хлоритизированы.
Содержание минералов-спутников алмаза в автолитовом кимберлите значительно выше, чем в порфировом кимберлите.
Для трубки <Комсомольская> довольно характерными являются ксенолиты глубинных пород, среди которых доминируют гранатовые и шпинелевые серпентиниты. Значительно реже встречаются ильменитовые гипербазиты, эклогиты и пироксениты. Они вместе с вмещающей кимберлитовой брекчией подверглись сильной переработке вторичными процессами. Размер их варьирует от первых сантиметров до 12 см. Сильные вторичные изменения ксенолитов не всегда позволяют вполне уверенно разделять их на петрографические группы.
Зоны контакта. Контакты интрузивного тела траппов с кимберлитовыми брекчиями трубки - четкие, резкие; плоскости контакта ровные. Механическое воздействие долеритового силла на кимберлиты проявилось крайне незначительно. Долериты на контакте с кимберлитами несколько уплотнены, цвет их темнее обычного - до черного. Мощность такой своеобразной "зоны закалки" у траппов не превышает 0,5-0,7 м. Приконтактовые зоны представлены микродолеритами порфировой структуры.
Кимберлит непосредственно в зоне контакта приобретает более светлую окраску, обусловленную пропиткой его сетью тонких (1-3 мм) прожилков кальцита. Он нередко уплотнен, псевдоморфозы по оливину видны плохо, почти сливаются с основной массой породы. Ксенолиты осадочных пород имеют расплывчатые очертания. Иногда они приобретают осветленную кайму по периферии, состоящую из перекристаллизованного кальцита. Глинистые разновидности ксенолитов вмещающих пород подвержены серпентинизации. Пластинчатые выделения флогопита в кимберлите хлоритизированы, среди зерен пиропа повышено количество раздробленных индивидов, лишенных келифитовой каймы или с обрывками последней. Основная масса кимберлитовой брекчии представлена хлорит-карбонат-серпентиновым агрегатом с примесью тремолита и клинопироксена.
Уровень эрозионного среза определяется только по косвенным признакам. Основой для анализа может служить дайка, срезавшая часть трубки.(рис. 1). С одной стороны смешение блока кимберлитовой массы на 50 метров показывает, что в момент внедрения дайки литостатическое давление было не столь высоким, что позволило сместить блок. Этот же факт подтверждается формой и положением дайки. Выполаживание дайки в верхней части разреза, а также мощность (в среднем 30 метров) говорят о небольшом литостатическом давлении в момент внедрения.
Вывод о небольшом литостатическом давлении говорит о том, что дайка внедрялась в верхнюю часть трубки и, соответственно, выше дайки по разрезу могла остаться только небольшая часть кимберлитового тела, которое и было подвержено эрозии.
Еще одним фактом, подтверждающим данное предположение, является соотношение возрастов. Абсолютный возраст двух трубок этого кимберлитового поля: <Юбилейная> и <Сытыканская>, определен U-Pb методом по цирконам и составляет, соответственно, 358 и 345 млн лет, что соответствует нижнему отделу карбоновой системы. Можно говорить о том, что трубка <Комсомольская> принадлежащая этому полю и находящаяся не на большом расстоянии от указанных трубок также близка им по возрасту. На разрезе виден сохранившийся слой песчаников пермо-карбона, из чего можно сделать вывод, что времени для эрозии было не много.
С точки зрения стратиграфии уровень эрозионного среза также можно оценить как небольшой. В поле есть трубки близкого возраста с сохранившейся или частично сохранившейся кратерной частью - это трубки <Юбилейная> и <Краснопресненская>. Верхним контактирующим с кратерной частью слоем является слой известняков нижнего силура. У трубки <Комсомольская> верхним сохранившемся слоем, также являются известняки нижнего силура, что указывает на небольшой эрозионный срез.
Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:
Отработке подвергается верхняя часть трубки, что означает возможный прирост запасов за счет глубоких горизонтов.
Обнаружение палео россыпей возможно, но, видимо, незначительных и искать их следует в подошве слоя песчаников пермо-карбона.
Петрофизические исследования кимберлитов
Петрофизические параметры являются индикаторами условий образования и преобразования различных типов пород и руд [Старостин В.И. и др., 1994]. Полнота и достоверность такой информации существенно возрастает, если проводится изучение свойств различных групп, поэтому современные петрофизические исследования кимберлитов охватывают широкий спектр характеристик (физико-механических, магнитных, электрических, ядерно-физических) [Козлов А.А., 1081; Зинчук Н.Н., 2002; Вержак В.В. и др., 2003; Кудрявцева Г.П. и др., 2003; Бурмистров А.А., Старостин В.И., 2003; Бурмистров А.А., Гаранин К.В. и др., 2005; Трухин В.И. и др., 2005; Бурмистров А.А., Богуславский М.А. и др., 2008].
Петрофизические исследования кимберлитов трубки <Комсомольская> проведены по образцам (и их дубликатам), представляющим оба типа кимберлитов и отобранным с разных горизонтов (490-535м). Они включают измерения магнитной восприимчивости (κ, 10-5 ед. СИ) и следующих физико-механических свойств: плотности (ρ, г\см3), эффективной пористости (Пэф,%), условно-мгновенного насыщения (А,%), периода полунасыщения (Т1\2, часы), коэффициента Пуассона (μ), модулей Юнга (E,10ГПа), сдвига (G,10ГПа), объемного сжатия (Ксж, 10ГПа), акустического сопротивления (Z, 106 кг/м2 с), температуры Дебая (Тд, К), коэффициента упругой анизотропии (Кан, %). Построены индикатрисы упругой анизотропии образцов по результатам дирекционных измерений скоростей продольных волн.
Параметры насыщения, пористость и плотность определялись по результатам гидростатического взвешивания сухих, а также частично и полностью насыщенных образцов в процессе их свободного водонасыщения.
Магнитная восприимчивость (κ, 10-5 ед. СИ) измерялась каппометром ПИМВ-1М. Ее значения возрастают пропорционально содержанию ферромагнитных минералов в породе. Для кимберлитов это, прежде всего, магнетит.
Упругая анизотропия образцов исследовалась на приборе Р5-10 методом ультразвукового прозвучивания плоскопараллельных пластин толщиной 10-15 мм в водонасыщенном состоянии, выпиленных из образцов кимберлита. Измерения проводились в 37-ми различных направлениях: через каждые 30o по радиальным направлениям и расстоянии от центра - 3, 6, 10, 15 мм. Ориентировка пластин устанавливалась по отношению к оси керна скважин, которые по данным инклинометрии близки к вертикальным. В результате получены индикатрисы скоростей продольных волн в проекции на горизонтальную плоскость. Расчеты скоростей и вынос их на круговую диаграмму (сетку Шмидта) производились с помощью компьютерной программы, разработанной на кафедре Геологии и геохимии полезных ископаемых геологического факультета МГУ им М.В. Ломоносова (автор доц. А.Б. Волков), позволяющей рассчитывать значения коэффициента анизотропии.
Петрофизические исследования проводились в комплексе с петрографическими и минераграфическими исследованиями шлифов и аншлифов, макроскопическим описанием образцов, что позволило установить связь петрофизических характеристик с вещественным составом, структурой и текстурой образцов.
Результаты исследований
Полученные значения представлены в табл.1,. из которой видно, что порфировый кимберлит (ПК) по ряду параметров достаточно контрастно отличается от автолитового кимберлита (АК). Для одних свойств эти отличия устанавливаются только по их средним значениям (в случае, если не перекрываются доверительные интервалы, рассчитанные для средних значений). Для других они выявляются по интервалам максимальных и минимальных значений, которые не перекрываются.
Для расчета доверительного интервала (Д) среднего использована приближенная формула В. В. Богацкого для оценки относительной погрешности определения среднего:
 , откуда Д = Δ*Xav,
где Xmax - максимальное значение, Xav - среднее значение, n - количество усредняемых значений.
Различия между ПК и АК устанавливаются по средним значениям следующих свойств: магнитная восприимчивость (κ для АК -2666*10-5 ед. СИ, для ПК - 339*10-5 ед. СИ) и коэффициент анизотропии (АК - 12%, ПК - 24%).
По интервалам предельных значений - только по Пэф: АК: 9,5 - 14% ; ПК - 21-31%.
Полученные результаты позволяют сделать вывод, о том что выделенные группы свойств можно использовать для более надежного определения этих двух заметно различающихся по уровню алмазоносности типов кимберлита при документировании скважин и выработок и, особенно, для уточнения их контактов. Это связано с тем, что в приконтактовых зонах сложность их визуальной диагностики возрастает.
| Таблица 1. Значения петрофизических параметров кимберлитов трубки <Комсомольская>. |
| Nобр. | Пэф.% | A.% | T1/2. часы | плотность, г/см3 | горизонт | Vp(км/c) | Vs(км/c) | Kоэффициэнт Пуассона | Модуль сдвига (ГПа) | Модуль Юнга (ГПа) | Модуль объемного сжатия (ГПа) | Акустическая жесткость (106 кг/ м2 с ) | Tемпература Дебая(К) | Магнитная восприимчивость, 10-5 ед. СИ | Коэффициент анизотропии (%) |
| АК |
| 1 | 14,10 | 1,50 | 0,25 | 2,78 | 520 | 2,77 | 1,67 | 0,21 | 7,80 | 18,80 | 10,91 | 7,75 | 233 | 3610 | 13 |
| 2 | 11,80 | 0,60 | 1,63 | 2,70 | 520 | 4,03 | 2,10 | 0,32 | 11,85 | 31,20 | 28,13 | 10,85 | 291 | 88 | |
| 3 | 11,40 | 0,90 | 0,45 | 2,70 | 520 | 2,42 | 1,29 | 0,31 | 4,50 | 11,75 | 10,26 | 6,55 | 179 | 1623 | 11 |
| 4 | 9,50 | 3,90 | 0,24 | 2,67 | 520 | 0,99 | 0,62 | 0,18 | 1,00 | 2,4 | 1,3 | 2,6 | 86 | 91 | |
| 7 | 9,50 | 1,00 | 0,15 | 2,70 | 490 | 2,65 | 1,59 | 0,22 | 6,80 | 16,55 | 9,88 | 7,15 | 219 | 2761 | 17 |
| 10 | 10,70 | 1,10 | 0,46 | 2,67 | 520 | 3,46 | 1,88 | 0,29 | 9,50 | 24,55 | 19,81 | 9,25 | 261 | 3728 | 9 |
| 11 | 10,20 | 1,70 | 0,23 | 2,74 | 490 | 4,41 | 2,22 | 0,33 | 13,60 | 36,05 | 35,63 | 12,10 | 311 | 6761 | 10 |
| 50-2 | 10,30 | 0,30 | 0,24 | 2,66 | | | | 0,24 | 10,60 | 26,30 | 16,90 | 9,04 | 274 | 1500 | |
| среднее | 11,03 | 1,53 | 0,49 | 2,71 | | 2,96 | 1,62 | 0,26 | 8,21 | 20,95 | 16,60 | 8,16 | 232 | 2520 | 12 |
| Δ | 0,08 | 0,44 | 0,67 | 0,01 | | 0,14 | 0,11 | 0,08 | 0,19 | 0,21 | 0,33 | 0,14 | 0,10 | 0,48 | 0,02 |
| Д | 0,88 | 0,68 | 0,33 | 0,02 | | 0,41 | 0,17 | 0,02 | 1,54 | 4,31 | 5,44 | 1,13 | 23 | 1 212 | 0,3 |
| ПК |
| 5 | 19,80 | 3,20 | 0,16 | 2,73 | 535 | 2,48 | 1,53 | 0,19 | 6,40 | 15,15 | 8,18 | 6,75 | 212 | 1165 | 29 |
| 6 | 21,60 | 4,40 | 0,13 | 2,70 | 535 | 2,78 | 1,61 | 0,25 | 7,00 | 17,5 | 11,7 | 7,5 | 223 | 64 | 12 |
| 8 | 31,40 | 1,30 | 2,45 | 2,74 | 520 | 2,36 | 1,34 | 0,23 | 4,90 | 12,05 | 8,87 | 6,45 | 186 | 20 | 30 |
| 9 | 21,00 | 3,00 | 0,26 | 2,73 | 520 | 3,59 | 1,85 | 0,32 | 9,30 | 24,55 | 22,73 | 9,85 | 258 | 108 | |
| среднее | 23,45 | 2,98 | 0,75 | 2,73 | | 2,80 | 1,58 | 0,25 | 6,90 | 17,31 | 12,86 | 7,64 | 220 | 339 | 24 |
| Δ | 0,23 | 0,32 | 1,52 | 0,00 | | 0,19 | 0,11 | 0,20 | 0,23 | 0,28 | 0,51 | 0,19 | 0,12 | 1,62 | 0,18 |
| Д | 5,30 | 0,95 | 1,14 | 0,01 | | 0,53 | 0,18 | 0,05 | 1,60 | 4,83 | 6,58 | 1,48 | 26 | 551 | 4 |
По индикатрисам скоростей продольных волн выявлена петроструктурная анизотропия, связанная с преимущественной ориентировкой минералов, возникшей в кимберлитах на этапе их внедрения. При этом для ПК коэффициент анизотропии в среднем примерно в 2 раза выше, чем АК. Это по-видимому связано с тем, что внедрение ПК контролировалось зоной СВ нарушения, а АК - локализовалось на участке пересечения СВ и СЗ нарушений. Для ПК это подтверждается проявлением четких линейно-плоскостных (поясовых) максимумов скоростей, фиксирующих направления течения расплава (рис. 2). Для АК (рис. 2) характерен рисунок диаграмм с относительно меньшим проявлением анизотропии. В ранней фазе (ПК) не исключается проявление петроструктурно-деформационной анизотропии, связанной с наложенными деформациями в зоне кимберлитоконтролирующего разлома.
Необходимо отметить, что крутое падение ориентированных элементов текстуры характерно и для других кимберлитовых трубок и, очевидно, связано с активным продвижением расплава в верхние горизонты. Примером этого, в частности, является трубка <Ленинград> (Далдынское кимберлитовое поле), уплощенные ксенолиты в которой образуют горизонтальный пояс полюсов их плоскостей на круговых диаграммах [В.А. Милашев, 1971].
На базе полученных петрофизических данных построены схемы петрофизической зональности трубки. В целом можно отметить, что эта зональность характеризуется достаточно четко выраженной симметрией. Это связано с одной стороны, с симметрией, проявленной в геологическом строении месторождения, а с другой - с условиями формирования кимберлитов.
Анализ распределения величин температуры Дебая (рис.3) показывает, что зоны контакта фаз АК и ПК в целом являются зонами минимума, а в центральной части тела АК выявлен ее максимум. Рост температуры Дебая происходит с увеличением степени раскристаллизации расплава, что как раз и имело место во внутренней части фазы АК. С другой стороны, величина этого параметра резко снижается в ходе развития хрупких деформаций. Последнее отмечается как раз для приконтактовых зон и, в меньшей степени, в целом, для фазы ПК, которая испытывала деформации при подвижках по вмещающему ее СВ-ному разлому и при внедрении АК.
Статистический анализ данных
Еще одним важным направлением исследований явился комплексный статистический анализ петрофизических и петрографических данных. Он включает корреляционный, кластерный и факторный анализ.
Корреляционный анализ
Для выявления статистических связей между изученными петрофизическими и вещественными параметрами кимберлитов, представленными в таблице 1, были рассчитаны коэффициенты парной корреляции.
Уровень значимости коэффициента парной корреляции определяется по формуле:
где К - коэффициент корреляции, n - число степеней свободы, tα - коэффициент Стьюдента для 95% уровня вероятности и 0,01 точности определения.
Анализ корреляционных связей между параметрами позволяет сделать следующие основные выводы:
1) Выявляется прямая значимая связь между Пэф, А и коэффициентом анизотропии Это объясняется тем, что в высокопористых породах проявлены системы микротрещин, которые обычно хорошо развиваются вдоль более ослабленных направлений ориентировки минералов. Кроме того, вдоль направлений (и плоскостей) ориентировки минералов в образцах (петроструктурная анизотропия см. рис. 2) обычно развиты системы крупных поровых каналов.
2) Наличие микротрещин также подтверждается обратной связью коэффициента Пуассона с коэффициентом анизотропии, который уменьшается в сильно трещиноватых породах по причине резкого снижения в них скоростей продольных волн.
3) Прямая связь между периодом полунасыщения (Т1/2), количеством рудного минерала и количеством биотита/флогопита, а также наличие обратной связи между Т1/2 и условно-мгновенным насыщением (А) позволяет выделять две вещественно-петрофизические разновидности кимберлита: для первой характерна повышенная макропористость, а для второй - мелкая пористость и повышенные содержания слюд и рудных минералов. При этом для второй разновидности также характерно пониженное содержание автолитов, что подтверждается обратной корреляцией их содержания с количеством слюд.
4) Обратная связь Т1/2 с А, объясняется тем, что он уменьшается при увеличении количества относительно крупных пор. В образцах с большой величиной макропористости (больших А), таким образом, имеется и значительная доля крупных классов микропор.
5) По группе корреляционных связей можно выделить группу прямо связанных параметров: содержания автолитов, карбоната-серпентина (метасоматит. изменения) и величину макропористости (А). Это свидетельствует о том, что при увеличении интенсивности дегазации расплава в ходе внедрения второй фазы кимберлитов происходило возрастание макропористости, метасоматических изменений и скорости формирования автолитов.
6) Отсутствие корреляции между содержанием рудных минералов и магнитной восприимчивостью объясняется значительным присутствием ильменита, иногда преобладающим по сравнению с магнетитом.
7) Отсутствие связи между плотностью и содержаниями рудных минералов обусловлена малыми количествами рудных минералов, а также широким развитием карбоната и отчасти биотита.
Кластерный анализ
Классификация изученных параметров осуществлялась с использованием в качестве меры сходства коэффициентов парной корреляции Пирсона процедуры группового объединения на основе среднего (невзвешенного) значения коэффициентов корреляции между всеми парами параметров, входящих в отдельные группы.
На представленных дендрограммах (рис. 4,5) выделяется несколько кластерных групп, которые по наборам параметров соответствуют группам, ранее нами выделенным по результатам корреляционного анализа, и поэтому подробно здесь не описываются. Достоинством кластерного анализа является возможность выявления иерархических взаимоотношений между группами разного ранга, что достаточно хорошо видно на представленных дендрограммах. Во-первых, выделяются наиболее крупные группы низкого ранга, в целом с обратной связью между входящими в них подгруппами параметров. Во-вторых, внутри этих подгрупп намечается, в среднем, достаточно тесная прямая связь между отдельными параметрами, или также подгруппами более высоких рангов.
Кроме этого, с помощью кластерного анализа осуществлена классификация самих объектов (образцов). Для этого выбраны наиболее информативные параметры для выделения групп и подгрупп разных структурно-вещественных разновидностей кимберлитов. Эти результаты представлены на рис.5, из которых видно, что по набору параметров (Пэф, А, Т1/2, K, G, E, Z) все изученные образцы кимберлитов разделяются на две группы (показаны различными цветами). В первую группу (красный кластер), в основном, попадают АК, а во вторую группу (зеленый кластер) - ПК.
Факторный анализ
Для обработки исходных данных использован статистический вариант факторного анализа - метод наибольшего правдоподобия. Он позволяет использовать достаточно небольшие выборки параметров, значения которых установлены на приближенно количественном уровне. Посредством факторного анализа решалась задача выделения групп взаимосвязанных параметров (факторов), определяющих основную долю изменчивости того или иного изучаемого признака. В результате выделены четыре фактора, которые вносят основной вклад (78%) в общую изменчивость изученных параметров. Первый и четвертый факторы (судя по набору значимых факторных нагрузок) обуславливают изменчивость ряда прямо связанных между собой параметров вещественного состава кимберлитов (количество автолитов, слюдистых минералов, граната и карбоната, соответственно), которые обусловлены процессами их образования и более поздних наложенных преобразований или изменений. Однако, эти параметры не связаны с алмазоносностью.
Второй и третий факторы позволяют выявить две группы тесно связанных характеристик (первая группа: все упругие и κ и вторая группа: Пэф, A, Кан, количество рудного). Учитывая тот факт, что повышенной алмазоносностью характеризуется кимберлитовая фаза АК, которая отличается от низкоалмазоносных ПК резко пониженными эффективной пористостью и повышенной магнитной восприимчивостью, все эти выделенные свойства можно рассматривать как критерии оценки алмазоносности.
Таким образом, полученные результаты подтверждают основные выводы, сформулированные нами по итогам проведения других видов статистического анализа. А именно: устанавливается прямая связь с алмазоносностью группы упругих (включая упругую анизотропию) и фильтрационно-пористостных параметров, а также магнитной восприимчивости и содержаний рудных минералов. Связь двух последних параметров между собой находится на пределе уровня значимости, что было также выявлено ранее. Это объясняется тем, что среди рудных минералов, кроме магнетита, установлены высокие содержания низкомагнитного ильменита. Установленные закономерности определяются различиями в петрофизических свойствах алмазоносной и непромышленно алмазоносной фаз, а также вариациями ряда количественных характеристик их вещественного состава.
Сопоставление петрофизических параметров изученной трубки в плане оценки ее алмазоносности было также осуществлено с использованием сводной таблицы (табл. 2) по таблице жирным шрифтом отмечены значения свойств, которые наиболее близки к их величинам для кимберлитов соответствующих фаз трубки <Комсомольская>. Курсивом показаны несколько более отличающиеся значения. В целом проведенный анализ показывает, что трубка <Комсомольская> по своим петрофизическим параметрам соответствует средне-низкоалмазоносным телам, которой она и является по результатам ее отработки.
| Таблица 2. Средние значения петрофизических свойств кимберлитов Якутии с различным уровнем алмазоносности. |
| Название трубки | Пористость эффективная,% | Плотность (г/см куб.) | Kоэффициэнт Пуассона | Модуль сдвига (10 000МПа) | Модуль Юнга (10000МПа) | Модуль объемного сж. (10000МПа) | Уд.волн. сопротивл. (акуст.Мом) | Tемпература Дебая(К) | Магнитн. восприимчивость, (ед.СИ) |
| высоко-среднеалмазоносные |
| Автолитовый кимберлит | 11.1 | 2.7 | 0.3 | 1.2 | 3.1 | 3.0 | 10.7 | 284 | 571 |
| средне-низкоалмазоносные |
| Автолитовый кимберлит | 10.9 | 2.65 | 0.28 | 0.9 | 2.3 | 1.8 | 8.8 | 250 | 965 |
| низко- и неалмазоносносные |
| Автолитовый кимберлит | 11.9 | 2.58 | 0.25 | 1.0 | 2.5 | 1.7 | 8.7 | 261 | 732 |
Описание алмазов
При средней массе алмазов на известных эксплуатируемых месторождениях 5,44 мг, на трубке <Комсомольская> эта величина составляет 6,53 мг. По кристалломорфологическим особенностям среди алмазов резко преобладают (90,4-96,0 %) бесцветные, реже эпигенетически окрашенные в лилово- и дымчато-коричневые (из-за пластической деформации) цвета кристаллы I разновидности по Ю.Л. Орлову
Прозрачность алмазов высокая. Она заметно улучшается с увеличением крупности алмазов, особенно в классе -8 + 4 мм, где весьма прозрачные камни составляют 28,6 %, что является еще одним из факторов повышенного качества алмазного сырья трубки <Комсомольская>. Количество окрашенных индивидов около 50 %, преобладает дымчато-коричневая окраска слабой интенсивности. Содержание алмазов других цветовых групп низкое (желтые - 0,1-2,0 %, желто-зеленые - до 0,4 %, цвета морской волны ~ 0,2 - 0,8 % и серые - до 7,1 %). Количество окрашенных камней в 1,5 раза уменьшается с увеличением крупности алмазов, что также является положительным фактором качества алмазного сырья.
Степень сохранности (целостности) алмазов из трубки <Комсомольская> является одной из наиболее высоких в Якутии при резком преобладании (45,2 - 87,7 %, в среднем - 50 %) целых и в незначительной степени поврежденных камней. Особо следует отметить высокую степень сохранности алмазов классов -8 + 4 и -4 + 2 мм, среди которых содержание целых камней составляет соответственно 75,5 и 51,5 %, что также является фактором высокого качества алмазного сырья месторождения [Зинчук Н.Н., 2003]. Трещиноватость алмазов небольшая, независимо от класса крупности. Позднее выяснилось, что нередки, по сравнению с другими месторождениями, находки уникальных камней, высокого качества и большого размера (рис. 6).
Характерной особенностью изученных алмазов является преобладание (45,9-67,3%, в среднем >50%) кристаллов с сине-голубой фотолюминесценцией, что сближает их с алмазами трубок <Удачная> и <Сытыканская>. Довольно высокое содержание кристаллов с зеленым (10-15 %) и розово-сиреневым (14,3%) свечением. Реже встречаются кристаллы с желтой и оранжевой фотолюминесценцией (3,9-7,8 %).
Преимущественным состоянием примеси азота в алмазах является А-центр. По результатам исследования концентрации примесного азота установлено, что для трубки <Комсомольская> характерна одномодальная кривая распределения примеси азота в форме А-центра с максимумом в области 4-1019 см-3 и длинным высокоазотным <хвостом>. Для трубки <Комсомольская>, по сравнению с другими эксплуатируемыми месторождениями, отмечается высокое (более 20 %) содержание алмазов с пониженным количеством низко- и <безазотных> кристаллов II и промежуточного типов (среднее для трубки <Мир> - 0,1 %). О невысоком содержании примесного азота в форме А-центра свидетельствуют и данные Г.К. Хачатрян по ИК-спектрометрии, согласно которым среднее содержание А-центра - 315 at ppm, что составляет 64 % общего содержания А- и Bl - дефектов.
Особенностью алмазов трубки <Комсомольская> является сравнительно невысокое для месторождений Далдыно-Алакитского района содержание кристаллов с твердыми включениями, - чуть более 50 %.
Включения в алмазах
Сингенетические включения представлены, в основном, минералами-узниками ультраосновной ассоциации: бесцветным оливином (2,3-13,2 %) и смоляно-черным хромшпинелидом (1,4 - 5,3 %), реже малиновым пиропом (0,1-0,2 %). Содержание включений эклогитовой ассоциации (оранжевый гранат, омфацит, диопсид и дистен) является повышенным по сравнению с другими месторождениями Далдыно-Алакитского и Малоботуобинского алмазоносных районов (более чем на порядок), составляя 5 % общего количества сингенетических включений [Зинчук Н.Н., 1998]. Нередко встречаются биминеральные ассоциации: оливин + хромшпинелид, оливин + малиновый пироп, хромшпинелид + малиновый пироп, оранжевый гранат + омфацит и оранжевый гранат + дистен.
Также обращает на себя внимание повышенное, по сравнению с другими месторождениями Якутии, содержание твердых включений лерцолитовой ассоциации, соотношение которых с гарцбургит-дунитовыми пиропами составляет 1 : 2. Это близко к имеющимся данным для трубки <Мвадуи> и некоторых кимберлитовых тел Южной Африки. Данный факт можно считать характерной особенностью кимберлитовых тел со сравнительно невысокой алмазоносностью (менее 0,5 кар/т). Не исключено, что это присуще кимберлитовым телам со сравнительно невысокой алмазоносностью, находящимся в пределах кратонных частей алмазоносных провинций.
|
