CC BY
36
Я
Лаборант- К. г.-м. н. М. н. с. исследователь Ю. В. Глухов Б. А. Макеев
В. А. Патова [email protected]
ТИПОМОРФНЬІЕ ОСОБЕННОСТИ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ УЛЬТРАОСНОВНОГО ПАРАГЕНЕЗИСА ИЗ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД НИЖНЕГО ТРИАСА ЮГА РЕСПУБЛИКИ КОМИ
Как известно, при прогнозировании коренных источников алмазов важное значение имеют вещественные и морфологические характеристики мантийных минеральных алмазных спутников. К числу таких минеральных индикаторов относятся высокохромистые пиропы, хромшпинелиды, ильмениты и другие минералы.
Актуальность работы заключается в том, что неизвестное местоположение коренных источников алмазов в россыпях Тимано-Уральского региона порождает интерес к изучению минералов-спутников алмаза. Отсутствие сведений о кимберлитовом магматизме также характерно для мезозойского алмазного коллектора, открытого на Сысольском своде в районе н. д. Без-дубово на юге Республики Коми. В числе россыпных спутников алмаза одними из первых обнаружены хромш-пинелиды. Хромшпинелиды также встречаются в нижележащих подстилающих отложениях нижнего триаса (гамская свита, р. Деб, д. Ракинская). Данный минеральный вид, как известно, относится к минеральному парагенезису ультрабазитов, к их специфичной разновидности — кимберлитам. В последнем случае хромшпинелиды отличает высокая хромистость и повышенное содержание ряда специфичных элементов-примесей. В настоящее время имеются лишь единичные сведения по минералам-спутникам алмазов, главным образом из бездубов-ского алмазного коллектора, а данных по нижнетриасовым отложениям нет вообще.
Целью данной работы являлось исследование состава акцессорных минералов отложений юга Республики Коми (р. Деб, д. Ракинская) как возможных спутников алмазов.
В задачи работы входило: оценка характера распространения хромшпи-нелидов по разрезу, изучение веще-
знаках присутствуют турмалин и ува-ровит. Установлено, что в этих минералах хром содержится только в хромш-пинелиде и уваровите. Уваровит встре-
ственного состава хромшпинелидов и ассоциирующих с ним минералов, сравнительный анализ вещественных характеристик акцессорных минералов юга Республики Коми и известных алмазоносных районов.
На территории проведения минералогических исследований обнажаются пермские, триасовые, юрские, меловые и четвертичные системы (рис. 1).
Изученный разрез относится к триасовой системе (гамская свита). Представлен он алевропесчани-ком, встречаются прослои гравийного песчаника. Особенностью является то, что по всему разрезу встречаются крупные (до 5 см) железистые стяжения, или конкреции. Глина встречается по всему разрезу в виде «глинистых катышей», а в верхней части в виде суглинков с песком или гравием.
Мощность разреза „ , т* * Рис. 1. 1 еологическая карта-схема размещения мезозойских отА / л \ х I '
4./ м (рис. 2). ложений в районе Сысольского свода: 1 — меловая система (К1);
В результате про- 2 — юрская система (^э); 3 — триасовая система (Т1); веденных работ п°лу- 4 — пермская система (Р2) [4] чены новые данные
минерального состава шлихов и химического состава акцессорных минералов. По данныш шлихового анализа тяжелой фракции, главными минералами являются: эпидот, лимонит, ильменит и альмандин. В небольших количествах встречаются хромшпинелиды, титанит, магнетит, лейкоксен, апатит, амфиболы, циркон, рутил; в единичных
чается в пробах в единичных знаках, а содержание хромшпинелидов в шлихе во много раз больше (от 4 до 12%). Поэтому рентгенофлуоресцентный анализ терригенных пород позволил оценить концентрацию в них хромшпинелидов по содержанию оксида хрома (рис. 2). Показано, что в изученном разрезе содержание хрома, а следова-
Рис. 2. Литологический разрез (р. Деб, район д. Ракинская): 1 — алевропесчаник; 2 — гравийный песчаник; 3 — гравелит с глинистым цементом; 4 — песок с гравием; 5 — песчаные суглинки; 6 — суглинки
тельно, и количество хромшпинелидов изменяется незначительно, наблюдаюг-ся три максимума, которые приурочены к наиболее чистым песчаникам, с наименьшим содержанием глинистой фракции.
Для выяснения природы и генетических особенностей минералов шлиха был изучен химический состав трех минералов — граната, хромшпинели-да и ильменита, так как они являются вероятными спутниками алмаза.
Для сравнения хромшпинелидов обнажения р. Деб с хромшпинелидами других районов, были взяты диаграммы из работ Макеева, Богатикова, Афанасьева, Ковальского и Бакулиной [1, 2, 6, 7]. Для хромшпинелидов из обнажения р. Деб характерно низкое содержание трехвалентного железа, а также тренды изменчивости состава, при которых с увеличением хрома увеличивается двухвалентное железо (изомор-
А13+, Ре3+), но отличаются по распределению двухвалентных (Бе2+ и М^2+) (рис. 5). Хромшпинелиды из Краснови-шерского района (Северный Урал) в отличие от хромшпинелидов из обнажения р. Деб более метаморфизован-ны, т. к. содержат большее количество трехвалентного железа (рис. 6). На треугольных диаграммах Павлова распределения фигуративных точек состава хромшпинелидов из обнажения р. Деб и кимберлитовой трубки Умбинская (Средний Тиман) отличаются полностью (рис. 3, 7). Наиболее сильно отличаются хромшпинелиды из кимберли-товых трубок Архангельской и Якутской провинций. В архангельских и якутских кимберлитовых трубках присутствуют высокохромистые, высокомагниевые хромшпинелиды из алмазоносного дунитового мантийного парагенезиса и их метаморфические производные. Для них характерны тренды изменчивости состава, при которых с уменьшением хрома, увеличивается двухвалентное железо (изоморфизм Mg2++Cr3+^Fe2++A13+) (рис. 8, 9).
Таким образом, изученные хромшпинелиды из обнажения р. Деб по составу несколько похожи на хромшпинелиды из алмазоносных россыпей Пермской области (Северный Урал), среднедевонской россыпи Ичетъю, кимберлитовой трубки Умбинская (Средний Тиман) и ультрабазитов Вой-каро-Сынинского массива, но сильно отличаются от хромшпинелидов из кимберлитовых трубок Архангельской области и Якутии.
Из вышеприведенного анализа следует, что хромшпинелиды р. Деб не являются классическими генетическими спутниками алмазов, поскольку они низкохромистые и низкомагнезиальные.
физм Fe2++Cr3+^Mg2++A13+) (рис. 3).
Хромшпинелиды здесь представлены в основном алюмохромитом (Ахр). Такой состав хромшпинелидов типомор-фен неметаморфизованным или слабо метаморфизованным (в зеленосланцевую фацию) акцессорным хромшпи-нелидам из гарц-бургитов альпино-типных ультрабазитов, например Вой-каро-Сынинского массива (рис. 4).
Составы хромшпинелидов из терри-генных отложений нижнего триаса обнажения р. Деб и россыпи Ичетъю схожи по содержанию трехвалентных Рис. 3. Фигуративные точки составов акцессорных хромшпинели-компонент (Сг3+, дов из терригенныхотложений нижнего триаса обнажения р. Деб
Рис. 4. Фигуративные точки составов акцессорных хромшпинели-дов из ультраосновных пород дунитов, гарцбургитов и лерцоли-тов Войкаро-Сынинского массива, Полярный Урал [7]
Рис. 5. Фигуративные точки составов акцессорных хромшпинели-дов из алмазоносной конглобрекчии проявления Ичетъю, Средний Тиман, Республика Коми.
1 — нижний гравелитовый горизонт [3], 2 — нижний гравелитовый горизонт (южный участок), 3 — верхний гравелитовый горизонт (южный участок), 4 — алмазоносный горизонт участок “Золотой камень”. Стрелками указаны тренды изменения составов хромшпинелидов [9]
Рис. 6. Фигуративные точки составов акцессорных хромшпинели-дот из алма^шотьк р^ыпш ^аототиш^гаго рашна Шрмс- рш. 7. Фигуративные точки составов акцессорных хромшпинели-кой области [8] доВ Из Умбинской кимберлитовой трубки, Средний Тиман, Респуб-
лика Коми [3]
Рис. 9. Фигуративные точки составов акцессорных хромшпинелидов из кимберлитовых трубок Якутской алмазоносной провинции [2, 6]
Рис. 8. Фигуративные точки составов акцессорных хромшпинелидов из кимберлитов трубки им. Ломоносова (Архангельская область) [1]
Их генетическую принадлежность, вероятно, следует связывать с эрозией древних платформенных ультрабазитовых массивов, длительным переносом зерен хромшпинелида и с неоднократно перемытыми терригенными отложениями.
В одном зерне хромшпинелида обнажения р. Деб обнаружена цинкистая кайма (рис. 10). Аналогичная кайма встречена на хромшпинелидах палеороссыпи Ичетъю, что может свидетельствовать об одинаковых условиях вто-
ричных гидротермально-метасомати-ческих преобразований зерен хромшпинелидов этих проявлений [8].
Гранаты обнажения р. Деб представлены в основном альмандинами и единичными зернами уваровит-андра-
Рис. 10. Электронно-микроскопическое изображение зонального зерна хромшпине-лида из обнажения р. Деб. По краю зерна располагается цинксодержащая кайма
сорных ильменитов известных потенциально алмазоносных площадей показало:
1. Распределение фигуративных точек состава ильменитов из обнажения р. Деб распадается на две области (рис. 11). Одни зерна содержат ТЮ2 в количестве, превышающем стехиометрические значения, другие — содержат избыточное количество Рб203 при полном отсутствии М§0. В одном зерне был зафиксирован распад твердого раствора на ильменитовую (РеТЮ3) и пирофанито-вую составляющие (МпТЮ3). Пирофа-нит в данном районе встречен впервые.
2. Ильмениты Якутской провинции ассоциирующие с алмазами, как правило, содержат значительное количество М§0 и Сг203 (это пикроильмениты), что указывает на их высокотемпе-
Рис. 11. Фигуративные точки составов акцессорных ильменитов
обнажения р. Деб: а — высокожелезистые и марганцовистые, Ь — вы- ратУрные УсЛовия сокотитанистые и марганцовистые обрЭЗования и оп-
ределяет их принадлежность к генетическим спутникам алмаза (рис. 12).
3. Ильмениты девонской россыпи Ичетъю отличаются от пикро-ильменитов из
Мптэдз кимберлитовых трубок, поскольку
Рис. 12. Фигуративные точки со- Рис•13- Фигуративные точки со- Не содержат М§0 ставов акцессорных пикроильме- ставов жи^шрных высокотита- а содержание ТЮ
нитов из якутских алмазоносных нистых ильменитов Ичетъюской 2
_ _ - гот превышает стехи-
кимберлитовых трубок [5] алмазоносной пдощада [3] к
ометрические
дита. Они отличаются от генетических значения (рис. 13). Некоторые зерна
спутников из кимберлитовых трубок, которые содержат значительное количество хрома и магния. Альмандины из обнажения р. Деб схожи с альмандинами алмазоносной площади Ичетъю тем, что они содержат большое количество включений а-кварца. Таким образом, альмандины р. Деб не являются типичными спутниками алмазов, так как содержат низкотемпературные включения.
Для сравнения ильменитов с р. Деб и других районов были взяты диаграммы из работ Илупина и Бакулиной. Сопоставление составов ильменитов из обнажения р. Деб с составами акцес-
ильменита содержат примесь У205 [5].
Итак, ильмениты р. Деб не являются типичными генетическими спутниками алмазов, так как отличаются от пикроильменитов из Якутских кимберлитовых трубок. Однако по распределению химического состава некоторые ильмениты похожи на ичетъюские, которые являются случайными попутчиками алмаза.
Таким образом, сравнение составов хромшпинелидов, гранатов и ильменитов р. Деб с минералами других потенциально алмазоносных площадей показало, что изучаемая минеральная ассоциация не соответствует типично алма-
зоносной. Отсутствие в ней минеральной ассоциации высокохромистых высокомагнезиальных пиропов, пикроильменитов, хромдиопсидов и типичных высокохромистых хромшпинелидов дает нам основание сделать отрицательный прогноз. Кимберлитовых трубок рядом быть не может, но возможны схожие условия формирования терригенных осадков разреза р. Деб и палеороссыпи Ичетъю.
Полученные новые сведения помогут в решении задач при поиске и прогнозе коренных источников алмаза в регионе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Архангельская алмазоносная провинция (геология, петрография, геохимия и минералогия) / Под ред. О. А. Богатикова. М.: Изд-во МГУ, 1999. 524 с.
2. Особенности морфологии и состава некоторых хромшпинелидов алмазоносных площадей в связи с проблемой «ложных.» индикаторов кимберлитов / В. П. Афанасьев, Н. П. Похиленко, А. М. Логвинова и др. // Геология и геофизика. 2000. Т. 41, № 12. С. 1729-1741.
3. Бакулина Л. П. Типоморфизм минералов мантийных ассоциаций на Среднем Тиммане. Дис...канд. геол.-минер. наук. Ухта, 1986. 175 с.
4. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1000000 (новая серия). Объяснительная записка. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 1999. 266 с. + 6 вкл.
5. Илупин И. П., Ботова М. М., Ша-вырина М. В. Новые данные о химическом составе ильменита из кимберлитов Якутии // Руды и металлы. 2001. № 2. С. 44—54.
6. Состав гранатов, хромитов и рутилов, ассоциирующих с алмазами из кимберлитовых трубок Якутии / Ковальский В. В., Буланова Г. П., Никишов К. Н. и др. //ДАН. 1979. Т. 247, № 4. С. 946—951.
7. Макеев А. Б., Брянчанинова Н. И. Топоминералогия ультрабазитов Полярного Урала. СПб. : Наука, 1999.
8. Макеев А. Б., Ефанова Л. И., Филиппов В. Н. Манганоцинкохромит и манга-ноцинкоалюмохромит Приполярного Урала // Сыктывкарский минералогический сборник № 28. Сыктывкар, 1999. С. 165— 171. (Тр. Ин-та геологии Коми науч. центра УрО РАН; вып. 101).
9. Макеев А. Б., Макеев Б. А. Новые данные об алмазах и минералах-спутниках Тимана. Сыктывкар, 2000. 32 с. (Научные доклады /Коми научный центр УрО Российской академии наук; Вып. 424).
