Приводятся результаты определений изотопного состава углерода алмазов из россыпей Урала. Тимана, Cаян, Украины. 

 

Зернистая разновидность алмаза — карбонадо является пористым микро- или скрытокристаллическим агрегатом, состоящим из ксеноморфных зерен и кристаллитов октаэдрического, реже кубического габитуса разме­ром от 0,5 до 50 мкм ('). Карбонадо образует крупные желваки или встречается в виде кусков или обломков размером от горошины до камней в 700—800 каратов. Средний вес карбонадо Бразилии (2) составляет 30—40 карат, здесь был найден желвак карбонадо в 3087 каратов, или 530г.

Карбонадо распространены значительно более локально, чем алмазы. Из 30 млн каратов алмазов, добываемых в мире (без СССР) ежегодно, лишь 30 тыс. каратов (0,1%) приходится на карбонадо (3). Главная область распространения карбонадо — Бразилия, где их доля в общей до­быче алмазов составляет около 10%, а в некоторых россыпях около 50—75% (штат Байя, Минас-Жераис, Парана и др.). Карбонадо встречает­ся также в Венесуэле, Гане, Убанге и Восточной Австралии. В пределах Советского Союза единичные находки карбонадо отмечаются на Урале (4), правда достоверность этой находки оспаривается Ю. А. Орловым (5), и на северо-востоке Сибирской платформы (6).

В геологическом журнале за 1971 г. была опубликована статья Э. Б. Чекака и Г. Е. Бойко «О происхождении ал­мазов» На основании фазовой диаграммы углерода авторы этой статьи пришли к за­ключению, что алмазы образуются «в нед­рах земли на глубине более 230—320 км в зависимости от температурного режима недр в данном районе». При определении величи­ны давлений в недрах они исходили из слабо обоснованного положения о том, что эта ве­личина определяется в основном давлением вышележащего столба пород, игнорируя при этом все процессы и явления, происходящие в недрах самой земли (тектонические, маг­матические, метаморфические, становления интрузий, химические и термоядерные, дега­зации верхней мантии и т. д.), которые в ряде случаев создают на отдельных участках земной коры давление, намного превышаю­щее давление столба вышележащих пород." title="<--break-->">

At Benfontein, near Kimberley, South Africa, three sills of kimberlite intrude Dwyka shales and overlying Karroo dolerite. Each sill results from numerous injections of kimberlite that have consolidated to give the sill a layered appearance. Many layers - show magmatic sedimentation features and cumulus textures, and, although some show in situ differentiation, other layers result from pre-injection differ­entiations The transporting, intercumulus liquid was carbonate-rich and some layers have differentiated to form a carbonate rock composed of the intercumulus calcite; this, on trace element and isotopic data, shows strong affinities with carbonatite. In one of the sills 'one calcite layer has migrated diapirically into overlying layers in.the sill. These sedimentation features, combined with thermal metamorphism of country-rock shales and the presence of quench calcite and apatite, are interpreted as evidence that the kimberlite was injected as a highly mobile fluid, comprising megacrysts of olivine, garnet, pyroxene, mica and picroilmenite in a hot carbonatitic liquid from which olivine, magnetic spinel, perov-skite, apatite, calcite, dolomite, ankerite and quartz crystallised. The evidence that the transportation medium was a warm carbon­atitic liquid is directly opposed to earlier hypotheses proposing that kimberlite is intruded as a cold or plastic paste, and also supports proposals of a genetic link between kimberlite and carbonatite.

Известно, что, кроме кристаллов алмаза, встречается их скрытокристаллическая разновидность, называемая карбонадо; этот термин, введен­ный впервые в Бразилии, применяется для определения более или менее пористых мелкокристаллических окрашенных агрегатов мельчайших ал­мазных частиц с размером зерен 10~2—10~3 мм [1, 2]. Карбонадо имеет окраску от темно-серого до черного, что некоторые исследователи [1, 3] объясняют включением в агрегаты аморфного углерода, халцедона и окислов различных металлов. Удельный вес карбонадо ниже, чем у кри­сталлов алмазов, за счет пористости и колеблется для различных об­разцов в некоторых пределах.

Учитывая, что карбонадо — своеобразная разновидность алмаза, представлялось интересным сравнить изотопный состав его углерода с имеющимися в литературе данными изотопного состава монокристалли­ческой разновидности алмазов [4].

Впервые карбонадо открыты в 1843 г. в Бразилии в россыпных место­рождениях в округе Синкора. Имеются они и в провинции Парана [5],. но основное место добычи страны — штат Байя [6]. Имеются сведения, что в 1948 г. карбонадо найден в Венесуэлле [1] в районе Гран-Сабана (также в россыпях)*. Ни в Бразилии, ни в Венесуэлле не открыты ко­ренные источники алмазов, поэтому работы по изотопному исследованию всего комплекса углеродсодержащих объектов, сопровождающих карбо­надо, не удается провести. Нами исследован изотопный состав четырех образцов типичного карбонадо из Бразилии и проведены дополнительно к уже имеющимся определениям изотопного состава кристаллов алмаза [4] нескольких южно-африканских и отечественных образцов. Минерало­гическое описание исследованных кристаллов приводится в таблице ре­зультатов. Методика определения изотопного состава алмазов подроб­но уже описана ранее [4]. <...>

Изучены особенности морфологии и химического состава индикаторных минералов кимберлитов (пикроильменита, хромшпинелидов и пиропа) из поздневизейского аллювиального коллектора бассейна верхнего течения р. Падун в северной части Зимнебережного района Архангельской алмазоносной провинции (ААП), сформированного в условиях жаркого гумидного климата. Полученные данные свидетельствуют о полигенности и полихронности выявленных ореолов, образованных в значительной мере в результате размыва мощной зрелой коры выветривания латеритного типа, в том числе и по алмазоносным кимберлитам.

Сопоставлены кимберлиты трех проявлений (Золотицкое, Верхотинское, Кепинское) с разными содержаниями алмазов Зимнебережного поля (Архангельская область) с целью выявления петро-геохимических критериев алмазоносности. Проведено детальное петрографо-геохимическое изучение новой коллекции образцов (21 образец) высокоалмазоносной трубки им. В. Гриба, отобранных с глубины 207-940 м из девяти скважин, характеризующих состав центральной и западной частей трубки. Все образцы изучены с применением комплекса прецизионных аналитических методов (изотопия Sr, Nd, Pb; ICP-MS-геохимии и др.). Установлены вариации состава кимберлитов, которые обусловлены изменением структурно-морфологического типа пород: наиболее четко порфировые кимберлиты (ПК) отличаются от автолитовых кимберлитовых брекчий (АКБ). Автолиты (Ав) и ПК обогащены Th, U, Nb, Та, La, Се, Pr, P, Nd, Sm, Eu, Ti, легкими и средними REE, тогда как содержание HREE довольно близко во всех структурно-морфологических типах кимберлитов. Пространственные (центр - периферия трубки) вариации состава одного и того же структурно-морфологического типа кимберлита в пределах трубки не наблюдались. В Зимнебережном поле состав кимберлитов и их алмазоносность заметно меняются: в ряду проявлений Золотицкое - Верхотинское — Кепинское возрастают концентрации титана, увеличиваются отношения La/Yb от 18-44 до 70-130, в кимберлитах Кепинского проявления падает алмазоносность. Рассмотрены процессы, определяющие вариации состава кимберлитов, в том числе степень плавления верхней мантии, роль летучих и др. Основываясь на поведении Ce/Y, можно допускать, что кимберлиты Золотицкого проявления образовались при более низкой степени плавления, а Кепинского проявления - при более высокой. Даже в пределах одной трубки им. В. Гриба присутствуют продукты разных степеней плавления: автолиты, по-видимому, образованы при несколько более высокой степени плавления, чем АКБ. Судя по изотопному составу неодима и стронция, фиксируется значительная изотопная неоднородность мантии, отражением которой являются вариации изотопного состава кимберлитов. Кепин-ские кимберлиты имеют источники, слабо обедненные относительно CHUR (eNd до +4), они близки кимберлитам I группы Южной Африки. К ним примыкают кимберлиты с переходным изотопным составом неодима, расположенные на диаграмме eNd-eSr вблизи BSE (кимберлиты трубки им. В. Гриба). Источники кимберлитов Золотицкого проявления располагаются на диаграмме eNd-eSl. в поле обогащенной мантии и могут быть объяснены взаимодействием компонентов астеносферного плюма и литосферной мантии с древним возрастом обогащения. Кимберлиты, деплетированные Ti, Zr, Th, отражают расплавы, источник которых образован в результате мультистадийного процесса, включающего мантийный метасоматоз с участием флюидов. Именно девонские кимберлиты, источник которых обнаруживает воздействие материала коры (сдвиг 206РЬ/204РЬ, минимумы на гистограммах Th, U, Nb, Та), оказались алмазоносными на ВЕП (Золотицкое, Верхотинское проявления), как и на Сибирском кратоне (Накынское поле).

Показаны новые возможности обнаружения кимберлитов при комплексном изучении керна поисковых скважин по нижнепалеозойским терригенно-карбонатным породам Накынского и Мирнинского алмазоносных полей.

На сегодняшний день при поисках кимберлитов, в том числе алмазоносных, используются главным образом шлихоминералогические и магнитометрические методы [2, 15 и др.], которые в некоторых случаях имеют ограниченное применение [16].Дополнительные возможности отбраковки площадей при проведении поисково-оценочных работ на коренные месторождения алмазов заключаются в установлении признаков скрытых нарушений в нижнепалеозойских осадочных породах, вмещающих кимберлиты, и новообразований в них. Предлагаемый комплекс исследований включает:

На Юрско-Двинской площади верхняя часть терригенного рудовмещающего комплекса мощностью до 300 м расчленена на три толщи. Нижняя толща мелкозернистых вишнево-шоколадных песчаников с тонкими прослоями глин вскрыта максимально на 62 м. Средняя толща, сложенная в основном переслаиванием глин, алевролитов и песчаников, имеет выдержанную мощность около 85-95 м и разделена пакетом песчаников (5-8 м) на две пачки. Для этой толщи характерно присутствие частых органических пленок, местами обильных следов зарывания типа Skolithosw Diplocraterion, а в верхней части нижней пачки установлен регионально выдержанный уровень с трубками сабеллидитид. Завершает разрез существенно песчаная толща (до 150 м), состоящая из мелко-среднезернистых красноцветных песчаников с обильным ожелезнением в виде колец Лизеганга и частыми (вверху) прослоями с мелкой уплощенной глиняной галькой. В обнажениях на р. Большая и Малая Юра эта толща также содержит следы зарывания Skolithosw Diplocraterion. Считается, что следы типа Diplocraterion, появляются только в нижнем кембрии, что заставляет предполагать нижнекембрийский возраст для наиболее молодых слоев рудовмещающего комплекса.

Обобщенная геолого-геофизическая модель трубки построена на основе анализа геологической позиции района работ, петрофизических свойств кимберлитов, вмещающих и перекрывающих толщ. Построение модели необходимо для выработки оптимального комплекса заверочных геофизических технологий и методов при поисках кимберлитовых тел в Архангельской алмазоносной провинции.

Перед геофизическими поисковыми технологиями стоят следующие основные задачи:

геоэлектрическое картирование территории поисков по продольной электропроводности (S3) горных пород и глубине залегания первого от поверхности проводящего слоя, геомагнитное картирование наблюденного магнитного поля (AT);

привязка к местности, детализация и выявление геоэлектрической природы аэроэлектроразведочных аномалий;