CC BY
113
Перспективы россыпной алмазоносности Кольского региона
Б.В. Гавриленко, Ф.П. Митрофанов, Д.Р. Зозуля, И.В. Чикирёв,
H.О. Сорохтин, В.Ю. Калачёв, В.И. Басалаева
Геологический институт КНЦ РАН
Аннотация. Объектом исследований являлись рыхлые отложения четвертичного возраста, которые распространены как в пределах акватории Белого моря, так и на континентальной части Кольского полуострова. Для оценки перспектив россыпной алмазоносности региона был использован комплекс геофизических, литологических, минералогических, петрографических и геохимических методов. Приводятся данные о находке алмазов и его минералов-спутников аллювиального и прибрежно-морского генезиса в пределах Кольского региона и обосновывается перспективность обнаружения алмазоносных россыпей. Выделены новые возможные кимберлитовые поля на Терском берегу: Пулоньгское и Снежницкое.
Abstract. The Quarternary sediments of the continental interior and offshore part of the Kola Peninsula have been studied to reveal the diamond placer's potential of the region. The set of geophysical, lithological, mineralogical, petrographical and geochemical methods has been used. The diamonds and kimberlitic indicator minerals have been found in the alluvial and marine sediments. It has been substantiated that the region is highly promising on occurrence of diamond placers. The new diamondiferous kimberlitic fields on the Tersky Coast, Pulonga and Snezhnitza have been found out.
I. Введение
Хотя в мировом производстве алмазов на долю россыпей приходится только около 20 %, эти месторождения имеют важное промышленное значение благодаря преобладанию (60-95 %) ювелирных камней, так как при выветривании первичной алмазсодержащей породы и последующем переносе сохраняются наиболее крупные и менее трещиноватые алмазы. В коренных месторождениях доля ювелирных алмазов составляет всего 20-30 %. Около 1/3 общей добычи ювелирных камней приходится на россыпи, цена одного карата в которых достигает 200-400 долларов (средняя стоимость 1 карата ювелирных алмазов около 90 долларов, а технических - от 1 до 7 долларов). Рентабельность отработки россыпей алмазов очень высока, что обуславливает их экономическую значимость и актуальность наращивания сырьевой базы.
Одним из важных как в теоретическом, так и в практическом отношении является вопрос об алмазоносности Кольского региона. В течение почти 20 лет после открытия алмазоносных трубок взрыва в Архангельской кимберлитовой провинции ведутся поиски алмазов на территории континентальной части Мурманской области и Северной Карелии (Поляков, Калинкин, 1993; Поляков, 1997).
Кимберлиты Терского берега были открыты в 1986 г. геологами Центрально-Кольской геологической экспедиции при бурении локальных магнитных аномалий "трубочного типа". Согласно М.М. Калинкину и И.В. Полякову (1997), Ермаковское кимберлитовое поле включает 60 эксплозивных объектов, в том числе две алмазоносные кимберлитовые трубки. Остальные трубки взрыва и эксплозивные дайки сложены мелилититами и ультраосновными фоидитами. В вертикальном сечении трубки представлены крутопадающими жерлами; их верхние кратерные части эродированы. В двух технологических пробах из трубки "Ермаковская-7" обнаружен 131 алмаз. Преобладают мелкие индивиды (0.1-0.2 мм). Алмазы крупнее 0.5 мм редки, но наличие осколков свидетельствует о раскалывании более крупных зерен. Алмазы имеют октаэдрическую форму, бесцветны, обладают сине-голубой люминесценцией. В третьей технологической пробе, отобранной из трубки "Ермаковская-20", установлено пять зерен алмазов размером до 0.4 мм.
К востоку от Ермаковского поля геологи ЦКГЭ на основе геофизических данных и находок минералов-спутников алмазов предполагают наличие еще двух кимберлитовых полей - Макеевского и Пялицкого (Поляков, Калинкин, 1993).
Присутствие коренных источников алмазов в регионе определяет постановку поиска россыпных проявлений данного минерала. Наиболее важными и экономически выгодными являются прибрежно-морские и аллювиальные россыпи, поэтому за последние годы значительное внимание стало уделяться поискам морских алмазов на шельфе Белого моря, примыкающем к потенциально алмазоносным кимберлитовым полям. Одним из наиболее перспективных районов обнаружения аккумулятивных россыпных тел с алмазами
является, по нашему мнению, Терское прибрежье Горла Белого моря. В пользу этого свидетельствуют следующие факторы: наличие на дне погребенных речных палеодолин, значительный эрозионный срез кимберлитовых тел на Терском побережье, присутствие продуктов кор химического выветривания материковых пород.
2. Результаты работ в Горле Белого моря
Для изучения перспектив россыпной алмазоносности Горла Белого моря в 1996-99 гг. проведены морские геофизические работы, отбор проб донных осадков и комплексные лабораторные исследования.
2.1. Методика работ
Морские геофизические работы. На первом этапе изучения осадков Горла Белого моря были проведены геофизические исследования. С судна выполнялись следующие основные виды работ: эхолотирование морского дна, низкочастотное и высокочастотное сейсмопрофилирование, сканирование поверхности морского дна.
По результатам геофизических работ были установлены благоприятные геоморфологические структуры для накопления россыпных алмазов - древние палеодельты. На разрезах низкочастотного сейсмопрофилирования были выделены участки с четко выраженными эрозионными поверхностями, которые могли служить в качестве "площадок" для разгрузки речных потоков. Кроме того, на снимках поверхности морского дна, полученных с помощью гидролокатора бокового обзора, были установлены области развития грубозернистых фаций осадков, с которыми, как правило, ассоциируют морские россыпи алмазов.
Отбор проб на судне. Пробы морских осадков отбирались методом драгирования морского дна с углублением в морской грунт на 10-30 см. Объем проб составлял в среднем 30 литров, а вес около 60 кг. Было отобрано более 130 проб.
Поднятый на палубу материал осадка пропускался через сито 10 мм. Валунный и галечный материал размером более 10 мм изучался отдельно. Описывались размер, форма, степень окатанности, частота встречаемости галек и валунов. Особое внимание уделялось выявлению текстурных, структурных признаков пород и характеристике петрографического состава. Наиболее тщательно изучались породы, ассоциирующие в природных условиях с кимберлитами. Находки самих кимберлитов были маловероятны в силу быстрой дезинтеграции и выветривания этих пород в экзогенных условиях.
Технологическая схема обработки проб в лаборатории. Применительно к морским осадкам была разработана следующая технологическая схема.
Поступившие в фазовую лабораторию пробы морских осадков просушивались, взвешивались и расситовывались. После расситовки каждый гранулометрический класс на лотках отмывался от биодетрита, тонкой глинистой фракции и частично от легкой фракции до серого шлиха с взвешиванием каждой фракции. Рабочими фракциями были 4.0-10.0 мм, 2.0-4.0 мм, 1.0-2.0 мм, 0.5-1.0 мм. Разделение на магнитную, электромагнитную и немагнитную фракции осуществлялось на электромагнитном сепараторе марки Т-138. Последующее разделение проб в бромоформе проводилось в специальных емкостях (стаканах) объемом 1 л, 2 ли более. Гранулометрические фракции 0.5-1.0 мм и 0.25-0.5 мм дополнительно были подвергнуты обработке с помощью магнита Сочнева для более чистого выделения немагнитной, II и III электромагнитной фракций. Именно в этих фракциях изучался минеральный состав с целью обнаружения минералов-спутников алмаза. На всех стадиях обработки проб проводился контрольный просмотр материала под люминесцентными лампами с целью обнаружения алмазов. Для крупных классов (> 2.0 мм) была разработана лабораторная установка LUM-6 с люминесцентной подсветкой и увеличением 6х (N = 20 W, Л= 360 nm). Использовалась также осветительная установка ЛСП-10-1. Для мелких классов (< 2.0 мм) использовались установки UVL-4 (N = 150 W) и GEO-HAR KY.
Литологические и петрографические методы исследований. Все данные по количественному распределению гранулометрических классов пород (глины, алевриты, пески, гравийно-галечные и валунные отложения) в пространстве были математически обработаны и вынесены на площадь работ. Изучался размер валунов и галек по длинной и короткой осям, оценивались степень окатанности и дальность переноса материала от коренного источника. Проводилось сравнение галек с образцами интрузивных, метаморфических и осадочных пород Кольского региона. Был проведен просмотр шлифов и составлены таблицы с указанием преобладания определенных петрографических типов пород. Наиболее детально были изучены пробы, содержавшие гальки пород, близких по генезису алмазоносным кимберлитам.
Минералогические методы исследований. Полученные в ходе обработки проб осадков гранулометрические классы 1.0-2.0 мм, 0.5-1.0 мм и особенно 0.25-0.5 мм детально изучались под бинокулярным микроскопом. Определялись форма, размер, цвет, отражательная способность,
анизотропность, оптические константы минеральных зерен. Для точной диагностики отдельных минералов использовался рентгеноструктурный анализ.
Предварительный просмотр минералов и качественный анализ включений в этих минералах проводился на приборе РЭМ "Hitachi" S-430 c энергодисперсионным спектрометром системы LINK 860, серия 2. Фотографии были выполнены во вторичных электронах. Минералы-спутники алмаза анализировались на микрозонде "Cameca" (MS-46).
2.2. Литологические исследования
На основе анализа пространственного расположения гранулометрических классов осадков была составлена карта-схема литологических фаций (рис. 1). В отличие от результатов предшественников (Невесский и др., 1977), полученные новые данные свидетельствуют о широком площадном распространении грубозернистых осадков (гравийников, галечников и валунников), с которыми, как правило, ассоциируют алмазоносные россыпи. Основными способами поступления обломочного материала, по-видимому, следует считать абразию берегов и материковый сток. В пользу первого способа свидетельствует широкое развитие абразионных террас вдоль Терского побережья Горла Белого моря, причем специфика механизма разрушения заключается в том, что из прибрежной зоны уносится почти весь материал, поступающий в результате абразии берегов.
Материковый сток также имеет важное значение для формирования обломочных пород. Прежде всего, следует отметить "горный" характер современных рек Кольского региона, и как следствие, способность их переносить грубообломочный материал, который формируется за счет размыва архейских и протерозойских пород, слагающих основную площадь территории Кольского полуострова. Кроме того, обломочный материал может быть результатом разрушения и последующего переноса моренных отложений, которые широко распространены в регионе.
Плохая сортированность и неокатанность обломочного материала, а также довольно однообразный петрографический состав гальки и валунов, представленных в основном гнейсами, гранитогнейсами, амфиболитами, гранитами и аркозовыми псаммитами, свидетельствуют о незначительной удаленности источников материала.
Белое море имеет довольно сложную систему водообмена, основой механизма которого является материковый сток. Избыток опресненной воды малой плотности из закрытой области Белого моря поступает в Баренцево море, куда направлено постоянное сточное морское течение (Тимонов, 1947). Из Баренцева моря через Горло во впадину Белого моря направлен встречный поток тяжелых нормально соленых океанических вод. Именно он и контролирует динамику разноса осадочного материала на дне Терской части Горла Белого моря. Данный вывод подтверждается распределением песчаных фаций в пределах исследуемого района, а именно смещением дельтовых конусов выноса к юго-западу.
Рис. 1. Карта распределения литологических фаций участка Горла Белого моря
2.3. Петрографические и иетрохимические исследования
Терское побережье Белого моря является северным бортом позднепротерозойского Кандалакшского грабена. Анализ опубликованных материалов (Булах, Иваников, 1984; Калинкин, Арзамасцев, 1991; Ветрин, Калинкин, 1992; Иваников, Рухлов, 1998) позволяет выделить на этой площади несколько серий дайковых и диатремовых пород: нефеленит-карбонатит-фонолитовую и базанит-мончикит-нефелинитовую серии, образующие Западное поле (от г. Кандалакша до полуострова Турий); мелилитит-карбонатит-нефелинитовую серию, образующую Центральное дайковое поле (район полуострова Турий); кимберлит-щелочнопикритовую и мелилитит-авгитит-меланефелинитовую серии Восточного поля (к востоку от полуострова Турий до р. Варзуга). Последнее пространственно совпадает с Ермаковским кимберлитовым полем, где выявлены 2 алмазоносные трубки и несколько десятков трубок взрыва, сложенных мелилититами и ультраосновными фоидитами (Калинкин, Поляков, 1997). К востоку от него, на основании данных магниторазведки, шлихового опробования и валунной съемки, прогнозируются еще два кимберлитовых поля: Макеевское и Пялицкое в бассейнах одноименных рек Терского побережья (Поляков, Калинкин, 1993).
В процессе работ нами было обнаружено несколько галек, отвечающих по составу родственным кимберлитам породам, детально изучен их петрографический и химический составы (Гавриленко и др., 1999). Пространственно места находок тяготеют к юго-западному и центральному участкам поисковой площади работ.
Крайняя юго-западная часть исследуемого района Горла Белого моря пространственно совмещается с Пялицким полем. Среди галечного материала данного участка обнаружены слабоокатанные гальки мончикитов (образцы 7/1, 7/3), биотит-мелилитового анальцимита (обр. 32/1), щелочных лампрофиров типа камптонита, авгититов. Перечисленные породы являются аналогами пород дайковых серий Центрального и Западного дайково-диатремовых полей Терского побережья.
Наши данные свидетельствуют о том, что возможно нахождение новых полей дальше к северо-востоку от Пялицкого поля. Так, среди галечного материала центральной и северо-восточной частей исследуемого района Горла Белого моря были обнаружены неокатанные и слабоокатанные гальки биотитового фурчита (обр. 54/1), щелочного пикрита (обр. 21/1), авгитового порфирита, биотит-мелилитового меланефеленита (обр. 85/2), шпинелевого перидотита (обр. 16/1). Особый интерес вызывает обнаружение на данном участке гальки щелочного пикрита, соответствующего беспироксеновому слюдяному пикриту кратерной фации трубок взрыва Кольско-Архангельской кимберлитовой провинции (Калинкин, Арзамасцев, 1991), а также гальки шпинелевого перидотита с гранатом и флогопитом, встречающегося в регионе только в виде глубинных ксенолитов в эксплозивных образованиях (Арзамасцев и др., 1988; Ветрин, Калинкин, 1992).
Перечисленные породы аналогичны породам Восточного дайково-диатремового поля Кандалакшского грабена. Их химические составы (табл. 1, рис. 2) сходны с составами щелочных лампрофиров, ультраосновных фоидитов и щелочных пикритов, ассоциирующих с алмазоносными кимберлитами Терского побережья (Булах, Иваников, 1984; Калинкин, Арзамасцев, 1991).
2.4. Минералогические исследования
Важнейшим поисковым признаком на алмазы являются находки его минералов-спутников: пиропа, хромдиопсида, хромшпинелидов, муассанита, пикроильменита, оливина. Поэтому значительное внимание при лабораторных работах уделялось поискам этих минералов и их характеристике.
Во всех пробах изучалась фракция 0.5-1.0 мм. Ее состав представлен в основном породоообразующими минералами. Это, в первую очередь, темноцветные минералы: амфибол, пироксен, эпидот. Их доля нередко составляет 100 % в тяжелой фракции. Второе и третье места по встречаемости занимают кианит и силлиманит. Этот факт находит свое объяснение в широком распространении на незначительном удалении от Терского берега (30-100 км к северо-западу) кианитовых сланцев Кейвской серии, пространственно сосредоточенных в бассейне самой многоводной реки Кольского п-ова Поной. Источником граната (альмандин и андрадит) и особенно ставролита также являются кианитовые и ставролит-гранат-кианитовые сланцы Кейв. Но ареал распространения граната гораздо шире, поскольку гранат как породообразующий минерал присутствует в большом числе метаморфических пород. Повышенные количества биотита тяготеют к площади песков Понойской дельты. Изредка отмечаются перовскит, апатит, ильменит, сфен.
В более мелкой фракции (0.25-0.5 мм) также преобладают породообразующие темноцветные минералы: амфибол, пироксен и эпидот, но увеличивается относительная доля граната (до 30 %), сфена (до 30 %), ставролита (до 10 %), перовскита, биотита.
Минералы-спутники алмаза - гранаты, хромдиопсиды, муассаниты - наиболее часто встречались в классах 0.5-1.0 и 0.25-0.5 мм в виде целых кристаллов или их обломков (табл. 2). Степень окатанности зерен невысокая.
В большинстве своем гранаты являются кальциевыми пироп-альмандинами (табл. 3), которые встречаются, по Доусону (1983), в кимберлитах, гранатовых лерцолитах, гранатовых оливиновых вебстеритах, эклогитах (группа в-3). Показатель преломления гранатов около 1.754 и меньше, цвет -оранжевый, реже бледно-розовый. Форма зерен угловатая, неровная (рис. 3), что говорит о незначительном удалении источника. В Ермаковском кимберлитовом поле такие гранаты обнаружены в эксплозивных мелилититах и ультраосновных фоидитах (Поляков, Калинкин, 1993). В одной пробе найден хром-пироп, характерный для кимберлитов и включений в алмазах (группа в-9). Учитывая незначительное содержание пиропа в алмазоносных кимберлитах Кольско-Архангельской провинции, даже его единичные находки представляют практический интерес. Содержание хрома в диопсидах в целом оказалось невысоким (табл. 4), хотя по цвету они близки типичным для кимберлитов хромдиопсидам. В хромсодержащих диопсидах
БЮ2/МдО
Рис. 2. Кимберлиты и ассоциирующие с кимберлитами породы из осадков Горла Белого моря (залитые значки) и Ермаковского кимберлитового поля на классификационной диаграмме М^/ТеО - Б1О/М§О (0 -щелочные лампрофиры; + - ультросновные фоидиты; □ - щелочные пикриты; А -кимберлиты)
1.00
встречены включения оливина и самородного железа (рис. 4), что является возможным признаком их кристаллизации на значительных глубинах. В морских осадках неоднократно был встречен еще один спутник алмаза - муассанит Б1С (рис. 5). Находки муассанита пространственно совпадают с находками хромсодержащих диопсидов и магнезиальных гранатов (табл. 2), что свидетельствует об их генетической связи.
Таблица 1. Химический состав ассоциирующих с кимберлитами пород из осадков Горла Белого моря
Компонент А-7/1 А-16/1 А-54/1 А-21/1 А-85/2 А-32/1
БЮ2 45.68 43.91 47.02 36.31 45.77 39.58
ТЮ2 0.92 0.13 0.38 0.53 1.09 1.28
Л12С>3 11.23 4.55 15.36 7.54 10.74 13.98
Сг203 0.056 0.580 0.021 0.161 0.061 0.014
Ге2С3 6.64 2.38 5.25 6.30 7.42 6.21
ЕеО 5.15 8.52 4.11 3.49 3.51 3.58
МпО 0.18 0.18 0.19 0.18 0.14 0.16
Mg0 7.66 33.55 2.57 21.05 8.33 6.62
СаО 9.90 3.29 8.37 12.18 10.85 13.32
БгО 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
Ыа20 3.52 0.73 8.34 0.42 4.86 4.41
к2о 1.89 0.23 2.46 0.40 1.41 0.79
Р2О5 0.71 0.05 0.17 0.26 0.41 0.62
СО2 1.57 0.10 0.72 0.54 0.66 2.76
Б 0.10 0.01 0.11 0.08 0.09 0.11
Си 0.020 0.005 0.005 0.010 0.010 0.020
N1 0.01 0.20 0.01 0.09 0.01 0.01
Со 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
н2о 0.62 0.08 0.36 1.10 0.38 0.40
п.п.п. 3.71 1.59 4.04 9.04 3.89 5.68
Сумма 99.61 1 00.1 3 99.53 99.70 99.68 99.59
Таблица 2. Минералы-спутники алмаза в морских осадках Горла Белого моря
№ обр. 2 3 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 17 18 19 21 23 24 25 26 27 28 29 30 34
алмаз X
пироп X X X X X X X X X X X X X X
хром-диопсид X X X X X X X X X X X X X X X
оливин X
муассанит X X X X X X X
Проба 19. Увеличение 39 Проба 26. Увеличение 90Л
Рис. 3. Гранаты из морских осадков Горла Белого моря
Проба 2а. Увеличение 51 Проба 28. Увеличение 52х
Включение оливина (О1) в диопсиде Включение самородного железа (Те) в диопсиде
Рис. 4. Хромосодержащие диопсиды из морских осадков Горла Белого моря
Проба 24. Увеличение 96
Проба 29. Увеличение 780 . Включение Тьсодержащего корунда (А12О3) размером 5х10цш Рис. 5. Муассаниты (8Ю) из морских осадков Горла Белого моря
Встреченный в одном случае в пробе 10 алмаз был размером 0.5-0.7 мм, с несколькими хорошо выраженными гранями. Кристалл - полупрозрачный, с серым оттенком. Форма кристалла близка к кубооктаэдру. На гранях отмечаются скульптуры роста. Интерференционная окраска - темно-серая, показатель преломления больше 1.78. Следует отметить, что в пробе 10 одновременно с алмазом встречены и его минералы-спутники (табл. 2). Кроме того, в этой пробе значительная часть осадка представлена гравийным материалом фракции 2.0-4.0 мм, благоприятным для аккумулирования алмазов.
Таким образом, в ходе минералогических исследований выявлены как прямые (находки алмаза и хром-пиропов), так и косвенные (находки пироп-альмандинов, хромсодержащих диопсидов, оливинов и муассанитов) признаки алмазоносности осадков Горла Белого моря.
Таблица 3. Химический состав гранатов из морских осадков Горла Белого моря и рыхлых отложений Пулоньгского поля (обр.4-2)
№ обр. БЮ2 ТЮ2 А12О3 ТеО МпО МяО СаО СГ2О3 Сумма
26 40.756 0.012 21.253 17.063 0.185 13.008 6.786 0.083 99.146
19 39.530 0.024 20.015 16.740 0.099 13.042 10.352 0.116 99.918
25 39.355 0.000 20.689 16.436 0.136 13.038 10.101 0.050 99.805
3 40.448 0.035 20.627 15.483 0.157 16.876 5.725 0.133 99.484
5 39.947 0.000 20.695 16.589 0.141 14.844 6.012 0.083 98.311
21 40.377 0.000 21.031 15.651 0.172 15.391 6.378 0.100 99.100
13 41.422 0.067 21.571 12.622 0.349 18.607 5.050 0.043 99.731
14 41.342 0.132 21.312 14.377 0.313 16.281 5.702 0.065 99.524
12 39.364 0.199 21.350 17.461 0.418 14.598 6.008 0.112 99.510
6 40.464 0.061 21.962 14.279 0.378 15.248 7.558 0.094 100.044
7 40.339 0.125 21.715 14.692 0.188 13.234 9.006 0.037 99.336
8 40.254 0.060 21.866 13.204 0.095 16.360 7.819 0.031 99.689
9 40.397 0.318 21.602 10.507 0.380 17.628 4.995 3.836 99.663
10 40.313 0.000 21.832 18.478 0.988 13.598 5.178 0.068 100.455
4-2 40.30 0.14 22.15 17.07 0.41 12.90 6.15 0.0 99.12
Таблица 4. Химический состав диопсидов из морских осадков Горла Белого моря, рыхлых отложений Пулоньгского поля (образцы 8-1, -2, -6, -9, 5-1) и аллювия р. Элнйок (737-1, -3)
№ обр. БЮ2 А12О3 ГеО МпО МяО СаО ^О СГ2О3 Сумма
30 55.513 2.995 4.171 0.092 14.004 20.420 1.102 0.916 99.213
17 54.215 1.069 3.216 0.085 16.874 22.750 0.661 0.532 99.402
27 55.744 0.430 4.047 0.059 17.641 19.805 0.531 1.171 99.428
23 55.308 4.111 2.266 0.074 14.050 20.729 2.660 0.483 99.681
10-1 54.438 1.994 1.679 0.194 15.800 23.396 0.569 0.859 98.929
2 54.733 4.775 3.963 0.092 14.028 19.260 3.015 0.516 100.382
28 54.874 1.564 3.575 0.055 15.675 22.112 0.432 0.818 99.105
10-2 54.438 1.994 1.679 0.194 15.800 23.396 0.569 0.859 98.929
8-1 56.30 3.54 5.75 0.00 12.58 18.59 2.97 1.00 100.73
8-2 56.58 1.74 2.08 0.07 15.62 19.35 2.49 2.58 100.51
8-6 54.56 2.34 3.15 0.05 15.89 22.00 0.80 1.29 100.08
8-9 53.13 3.30 4.68 0.08 15.05 22.94 0.61 1.16 100.95
5-1 54.20 2.83 4.41 0.06 13.34 21.06 2.50 0.95 99.35
737-1 54.33 4.40 4.86 0.14 20.66 12.67 0.92 1.14 99.12
737-3 47.17 11.70 5.58 0.13 16.77 12.05 1.87 2.07 97.34
2.5. Обсуждение результатов работ
По находкам галек щелочных и щелочно-ультраосновных пород, являющихся аналогами пород дайковой серии, тесно ассоциирующей с алмазоносными кимберлитами Терского побережья Кольского полуострова, и минералов-спутников алмазов в пределах акватории Горла Белого моря Б.В. Гавриленко и др. (1999) было впервые выделено три перспективных алмазоносных участка (рис. 6).
Участок А частично примыкает к выделенному ранее на континентальной части Пялицкому кимберлитовому полю (Калинкин, Поляков, 1997). В относительной близости от устья р. Пялица найдены гальки щелочно-ультраосновных пород: биотитового авгитита и авгитового порфирита. Здесь же, в пределах дистальной части подводной дельты, в морских осадках с гравийно-галечной составляющей встречены хромдиопсиды и гранаты пироп-альмандинового состава. Перечисленные факты подтверждают правомерность выделения геологами Центрально-Кольской экспедиции Пялицкого кимберлитового поля.
Далее к востоку оконтуривается площадь Б, расположенная к юго-западу от устья р. Пулоньга. На этой площади обнаружены гальки щелочно-ультраосновных дайковых пород: мончикитов, пикрито-мончикитов, камптонитов, мелилитовых анальцимитов. Судя по направлению изгиба конусов подводных дельт и степени окатанности, снос обломочного материала осуществлялся с территории, приближенной к устьевым частям рек Пулоньга, Лиходеевка и Бабья. Это дополнительно подтверждается тем, что в морских береговых террасах вблизи устьев вышеназванных рек были обнаружены и проанализированы пиропы-альмандины и хромдиопсиды (см. ниже). Таким образом, выделяется Пулоньгское кимберлитовое поле (Гавриленко и др., 1999; ОаугИвпкв а1., 1999).
К северо-востоку от площади Б оконтуривается еще одно поле В с эпицентром разноса обломочного материала от устья р. Снежница. Встреченные на данном участке гальки щелочных и щелочно-ультраосновных пород аналогичны породам дайковой серии полей А и Б. Кроме того, здесь были обнаружены гальки щелочных пикритов, которые по своим петрографическим и химическим признакам вполне соответствуют беспироксеновым слюдяным
пикритам кратерной фации трубок взрыва Кольско-Архангельской кимберлитовой провинции. В пределах площади В в морских осадках обнаружены гранаты пироп-альмандинового состава и хромдиопсиды. Принимая во внимание интенсивное перемещение речных осадков в южных румбах, абразия на материке должна была охватывать площадь Терского берега между низовьями рек Сосновка, Снежница, Пялка, Даниловка. Именно на этой территории возможно нахождение алмазоносных кимберлитовых трубок взрыва и дайковых пород - Снежницкое кимберлитовое поле (Гавриленко и др., 1999; ОаугИвпкв в( а1, 1999).
Следует заметить, что выделенные в пределах континентальной части Пулоньгское и Снежницкое кимберлитовые поля хорошо согласуются в пространстве с зоной пересечения четырех наиболее крупных систем разрывных нарушений рифей-палеозойского возраста (Сорохтин и др., 1996). Такие узлы пересечения являются тектоническим контролем проявлений глубинного щелочно-ультраосновного и кимберлитового магматизма на Кольском полуострове.
Таким образом, проведенные исследования подтверждают правомерность выделения в пределах континентальной части Кольского п-ва Пялицкого кимберлитового поля, а также дают возможность обосновать существование двух новых кимберлитовых полей - Пулоньгского и Снежницкого. Кроме того, в пределах акватории Белого моря установлены три площади (А, Б, В), которые являются перспективными на нахождение в их пределах россыпных алмазов, что значительно повышает потенциал Кольско-Архангельской алмазоносной провинции.
3. Результаты работ на континентальной части Кольского полуострова
Поиски россыпных алмазов на континентальной части Кольского полуострова определяются двумя основными факторами: присутствием в регионе коренного источника алмазов - кимберлитовых трубок, и значительной эрозией их алмазоносной верхней части. Однако достоверных доказательств россыпной алмазоносности на сегодня недостаточно. Первые упоминания о находках россыпных алмазов были сделаны Ш. Рабо и Ш. Вэленом еще в 1885 г. Одно зерно алмаза было обнаружено ими в русле реки Паз на границе с Норвегией. В последние годы была установлена алмазоносность рыхлых отложений бассейна озер Ципринга и Соколозеро в Северной Карелии (Поляков, 1997). Поэтому любая находка даже единственного зерна алмаза является важнейшим открытием в геологии региона.
В ходе полевых работ 1999 г. в шлиховой пробе из русловых отложений на реке Элнйок (район Белых тундр к востоку от Ловозера) был обнаружен алмаз. Он представляет собой остроугольный плоскогранный осколок кристалла размером 0.5x0.4x0.3 мм, полупрозрачный; на одной из сохранившихся граней наблюдалась характерная для природных алмазов штриховка. Алмаз обладает сильным блеском, показатель преломления больше 1.8, содержит мелкие черные включения, возможно, графита. Данные рентгеноструктурного анализа подтвердили результаты оптического определения (табл. 5). В этой же шлиховой пробе обнаружены минералы-спутники алмаза - хромшпинелиды (табл. 6), хромдиопсиды (табл. 4) и высокомагнезиальные оливины.
Рис. 6. Схема расположения установленных и предполагаемых кимберлитовых полей на Терском побережье Кольского полуострова
Находка алмаза в центральной части Кольского полуострова (рис. 7) значительно расширяет ареалы обнаружения алмазных россыпей. К северу от точки находится обширная (десятки кв. км) территория, сложенная озерно-ледниковыми и флювиогляциальными отложениями, что свидетельствует о долговременности накоплений и значительной области сносимого материала. В мире известны месторождения и проявления россыпных алмазов, связанные с ледниковыми (формации Сопа и Макахубас в Бразилии, морена Кетлл в Северной Америке (Трофимов, 1967) и пролювиально-озерными (месторождение "Водораздельные галечники", Якутия (Россыпные..., 1997) отложениями. Четвертичные породы района могут являться промежуточным коллектором алмазов, и следует провести опробование несортированного и наиболее грубозернистого (валунно-галечного-гравийного) материала.
В ходе полевых работ 1997 г. были проведены исследования для определения потенциальной алмазоносности рыхлых отложений береговой зоны в районе устьев рек Пулоньга, Лиходеевка и Бабья. Были опробованы палеоморские, моренные, аллювиальные и современные прибрежно-морские отложения. В ходе лабораторной обработки около 100 проб рыхлых отложений объемом от 25 до 100 кг были выявлены следующие минералы-спутники алмазов: гранаты пироп-альмандинового ряда (табл. 3), хромдиопсиды (табл. 4), а также оливины, ильмениты, шпинели и муассаниты. Район работ находился в пределах Пулоньгского кимберлитового поля, выделенного по результатам морских экспедиционных работ.
По результатам работ по оценке перспектив алмазоносности Кольского региона составлена карта-схема выявленных полей коренных и россыпных источников алмазов в регионе (рис. 7).
Таблица 5. Рентгенометрическая сравнительная характеристика алмаза из аллювия р.Элнйок и международного эталона
Образец 737 1СРБ8 6-0675
ИКЬ Ио БоЪ8 Шо БоЪ8
111 10 2.049 100 2.06
220 6 1.257 25 1.261
311 5 1.075 16 1.0754
Таблица 6. Химический состав хромшпинелидов из аллювия р. Элнйок
№ обр. АЪОз СГ2О3 ТЮ2 БеО МпО МяО У2Оз N10 гпО Сумма
737-1 4.92 45.67 4.49 36.12 0.39 8.02 0.15 0.32 0.25 100.33
737-2 5.32 39.27 4.94 41.51 0.42 7.66 0.12 0.33 0.23 99.81
737-3 5.61 39.39 5.06 41.03 0.40 7.23 0.10 0.36 0.22 99.91
4. Заключение
Коренные проявления алмазов на Кольском полуострове (Ермаковское поле на Терском побережье) в настоящее время являются малоперспективными, так как содержание алмазов в кимберлитах ниже промышленных концентраций. С другой стороны, кимберлиты Терского берега геохимически подобны высокоалмазоносным кимберлитам Золотицкого поля (Архангельская область). Низкое содержание алмазов в кольских кимберлитах обусловлено отчасти значительной эрозией трубок взрыва, поскольку наиболее алмазоносны обычно верхние части трубок. В связи с этим наши исследования были направлены на поиски алмазов и их минералов-спутников в рыхлых отложениях Кольского полуострова и прилегающей акватории Белого моря. Результаты работ показали, что россыпная алмазоносность Кольского региона весьма перспективна:
• обнаружены алмаз, его минералы-спутники и гальки пород, ассоциирующих с кимберлитами, в донных осадках Горла Белого моря;
• найдены алмаз и минералы-спутники в аллювиальных отложениях р. Элнйок в центральной части Кольского полуострова;
• по результатам морских экспедиционных работ предполагаются новые алмазоносные (кимберлитовые) поля на Терском берегу: Пулоньгское и Снежницкое.
Разработка россыпных месторождений алмазов эффективна благодаря высокой рентабельности их отработки и хорошему качеству камней. Необходимо провести детальные поиски на выявленных территориях. Кроме того, следует продолжить работы по обнаружению новых, перспективных на россыпные алмазы площадей в пределах Кольского региона.
Литература
Gavrilenko B.V., Zozulya D.R. and Chickiryov I.V. Diamond potential of Kola Region. Industrial minerals:
deposits and new developments in Fennoscandia, Petrozavodsk, p.33-35, 1999. Арзамасцев A.A., Каверина B.A., Полежаева Л.И. Дайковые породы Хибинского массива и его
обрамления. Апатиты, изд. КНЦРАН, 86 е., 1988. Булах А.Г., Иваников В.В. Проблемы минералогии и петрологии карбонатитов. Л., изд. ЛГУ, 242 е., 1984.
Гавриленко Б.В., Зозуля Д.Р., Чикирёв И.В. О возможности обнаружения новых кимберлитовых полей на Терском берегу Кольского полуострова. Геология и полезные ископаемые северо-запада и центра России, Апатиты, с.27-34, 1999.
Ветрин В.Р., Калинкин М.М. Реконструкция процессов внутрикорового и корово-мантийного магматизма и метасоматоза. Апатиты, изд. КНЦРАН, 108 е., 1992.
Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М., Мир, 300 е., 1983.
Иваников В.В., Рухлов A.C. Минералогия пород мелилитит-нефеленит-карбонатитовой дайковой серии Турьего полуострова (Кандалакшский залив Белого моря). ЗВМО, № 1, с.3-16, 1998.
Калинкин М.М., Арзамасцев A.A. Щелочные ультрамафиты в трубках взрыва Терского берега Кольского полуострова: новый тип палеозойского магматизма. Докл. АН СССР, т.316, № 3, с.702-706, 1991.
Калинкин М.М., Поляков И.В. Кимберлиты и родственные породы Терского берега Кольского полуострова. Проблемы золотоносности и алмазоносности Севера европейской части России, Петрозаводск, Карельский научный центр РАН, с.117-123, 1997.
Невесский E.H., Медведев B.C., Калиненко В.В. Белое море: Седиментогенез и история развития в голоцене. М., Наука, 236 е., 1977.
Поляков И.В., Калинкин М.М. Алмазы и минералы-спутники в кимберлитах и рыхлых отложениях Терского берега Кольского полуострова. ЗВМО, № 1, с.96-101, 1993.
Поляков И.В. Перспективы алмазоносности Северной Карелии. Проблемы золотоносности и алмазоносности Севера Европейской части, Петрозаводск, Карельский научный центр РАН, с.81-87, 1997.
Россыпные месторождения России и других стран СНГ. Отв. ред. Н.П. Лаверов и Н.Г. Патык-Кара, М., Научный мир, 479 е., 1997.
Сорохтин О.Г., Митрофанов Ф.П., Сорохтин Н.О. Происхождение алмазов и перспективы алмазоносности восточной части Балтийского щита. Апатиты, изд. КНЦ РАН, 146 е., 1996.
Тимонов В.В. Схема общей циркуляции вод бассейна Белого моря и происхождения его глубинных вод. Труды Гос. океаногр. ин-та, вып.1/13, с.118-131, 1947.
Трофимов B.C. Закономерности размещения и образования алмазных месторождений. М., Недра, 300 е., 1967.
