Новый генетический тип алмазных месторождений

Монография посвящена Кумдыкольскому месторождению алмазов нового генетического типа (метаморфогенного), расположенному в Северном Казахстане на Кокчетавском кристаллическом массиве. Алмазы содержатся в толще метаморфических пород докембрия - в кварц-полевошпатовых гнейсах, кварцевых микрогнейсах, карбонатных и других породах регионального метаморфизма, претерпевших метасоматические преобразования в тектонической зоне. Последовательно рассмотрено геологическое строение региона, рудного района, Кумдыкольского месторождения, рудной зоны и рудных тел, а также Барчинской алмазоносной площади, расположенной вблизи месторождения. Показаны морфология и свойства кристаллов алмазов и геохимия изотопов гелия, азота и углерода в них. Делается вывод о кристаллизации алмазов "in situ" из газовой фазы при умеренных термодинамических параметрах. Книга представляет интерес для геологов, работающих на алмазных месторождениях, петрологов, минералогов и геохимиков.

В 1980 году в метаморфических породах Кокчетавского кристаллического массива (Северный Казахстан) были обнаружены алмазы. Существующие коренные источники алмазов - кимберлитовый и импактный - пополнились еще одним, получившим название метаморфогенный. Месторождение алмазов нового типа - Кумды-кольское-приурочено к толще стратифицированных метаморфических пород докембрия. Алмазоносными являются породы широкого петрографического спектра - от гранат-биотитовых гнейсов и кварцевых метасоматических пород до карбонатных и гранат-пироксеновых. Алмазы отличаются от уже известных мелкими размерами (в среднем 20-40 микрон), желто-зеленой окраской и разнообразием морфологии.

История открытия Кумдыкольского месторождения началась в 1967 году, когда сотрудники ИМРа (г.Симферополь) И.Ф.Кашкаров и Ю.А.Полканов [1972], исследуя минералогию палеогеновых титан-циркониевых россыпей на северном обрамлении Кокчетавского кристаллического массива, обнаружили мелкие кубические кристаллы алмазов желто-зеленого цвета. Эта находка послужила стимулом для поиска коренных источников алмазов геологами Кокчетавской экспедиции, и в первую очередь А.А.Заячковским. Путем кропотливого шлихового опробования, которое продолжалось несколько лет, участникам поисков удалось приблизиться к площади будущего месторождения. Попутно проводилось опробование эклогитов, в изобилии представленных на Кокчетавском массиве, по аналогии с кимберлитами считавшихся единственно возможным коренным источником алмазов. Пробы анализировались в Якутии по методике обогащения кимберлитов на тех же установках, на которых проходили обогащение пробы алмазоносных кимберлитов, в результате чего заражались алмазами из кимберлитов. Трудность поисков заключалась в чрезвычайно мелких размерах искомых кристаллов и отсутствии методики их извлечения. На этом этапе поисков поистине титанические усилия и скрупулезность минералога Кокчетавской экспедиции В.Т.Рагулиной позволили обнаружить алмазоносную площадь. В конце 70-х годов была установлена алмазоносность карбонатных пород, элювиальные глыбы которых были обнаружены на берегу озера Кумдыколь. Для вскрытия и опробования этих пород, а также эклогитов были пройдены канавы. И только сплошное опробование вскрытых пород, инициированное Ю.А.Подкуйко, показало, что наряду с карбонатными породами алмазы содержатся в гранат-биотитовых графитистых гнейсах, которыми сложена большая часть исследуемой территории, а также в целом ряде других пород - от гранат-пироксеновых до существенно кварцевых, а эклогиты оказались практически лишенными алмазной минерализации.

С 1980 по 1986 годы была проведена разведка месторождения, подсчитаны запасы и изучены алмазы. Было установлено, что запасы составляют около 3 млрд карат, а содержания достигают сотен карат на тонну. За это время коллективом сотрудников ЦНИГРИ была разработана технология извлечения алмазов из мелкообъемных и полупромышленных проб. Детальная разведка Кумдыкольского месторождения, в ходе которой был пройден штольневой горизонт и сеть разведочных скважин, позволила получить обширный материал для научных исследований. Мелкообъемное бороздовое опробование штольневого горизонта и керна скважин выявили картину количественного и качественного распределения алмазов в коренном залегании. Ввиду мелких размеров алмазов появилась возможность диагностировать и изучать их взаимоотношения с породообразующими и акцессорными минералами в обычных прозрачных шлифах. По окончании разведки Кумдыкольского месторождения геологами Кокчетавской ГРЭ в ходе планомерных поисковых работ было открыто еще одно крупное проявление алмазов - Барчинская площадь - которое по масштабам и характеру алмазоносности сопоставимо с месторождением.

Проблема генезиса алмазов в метаморфических породах вызвала бурную научную дискуссию. За прошедшие годы появилось большое количество работ, в которых рассматривались различные аспекты этой проблемы. Была изучена геология и минералогия алмазоносных площадей, проведены геохимические и изотопные исследования, рассмотрены теоретические вопросы алмазообразования. До настоящего времени исследователи не пришли к единому заключению о природе данного явления. Существует по крайней мере три точки зрения на происхождение алмазов Кокчетав-ского массива, которые будут охарактеризованы в этой книге.

Работа написана на материалах детального изучения Кумдыкольского месторождения и Барчинской алмазоносной площади. В ней рассмотрена геология Ко-кчетавского кристаллического массива, основные этапы его развития как геологического тела и позиция алмазоносных пород. Отдельные главы посвящены исследованиям кристаллов алмаза- морфологии, физическим и химическим свойствам, а также геохимии изотопов. В заключительной главе рассматривается происхождение алмазов нового генетического типа.

Книга написана на основе многолетних исследований, проводимых в отделе геологии алмазов ЦНИГРИ, а также в ГЕОХИ РАН, и анализе опубликованных работ российских и зарубежных ученых.

Л.Д.Лавровой написаны: Предисловие, главы 2,3,4,7 и Заключение; В.А.Печниковым - Предисловие, главы 1, 3, 4, 7 и раздел 6.4 в главе 6; А.М.Плешаковым и Ю.А.Шуколюковым - глава 6; Е.Д.Надеждиной - глава 5.

Начиная с 1979 года мы работали в тесном сотрудничестве с геологами Кокчетавской экспедиции - А.А.Заячковским, В.В.Гончаренко, Ю.А.Подкуйко, Г.Г.Шеш-келем, В.Т.Рагулиной и многими другими, которым выражаем глубокую благодарность. С этого же времени на месторождении работали специалисты различных подразделений ЦНИГРИ и других исследовательских институтов, которые внесли большой вклад в его изучение. Особенно хотим поблагодарить наших коллег М.А.Петрову, Т.Е.Екимову и С.С.Горохова, вместе с которыми был пройден путь от первых впечатлений до детального изучения месторождения алмазов нового типа. В подготовке английского текста неоценимую помощь оказали Т.Ю.Шалашилина, Д.Каменецкий, Б.Виндли, за что авторы приносят им свою благодарность.