CC BY
51
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРАФИТА ИЗ АЛМАЗОНОСНЫХ КАРБОНАТИТОВ ЧАГАТАЙСКОГО КОМПЛЕКСА, УЗБЕКИСТАН
Д. г.-м. н. Т. Г. Шумилова,
shumilova@geo.komisc.ru
к. г.-м. н. Ф. К. Диваев
divaev2749@mail.ru
В конце 20 века был установлен новый коренной тип алмазоносных пород в связи с карбонатитами. Первые алмазы были найдены на территории Чагатайского трахит-карбонатитового комплекса Южного Нуратау [1,2], позднее они были обнаружены в карбонатитах Канарского архипелага [8]. На данном этапе имеет особое значение выявление условий образования и поисковых критериев алмазоносности в карбонатитах. В связи с разработанным нами способом поисков алмазов в некимберлито-вых породах [7, 9] принципиальное внимание уделяется изучению типоморф-ных особенностей графита, сопутствующего алмазам. Поэтому мы провели предварительные исследования графита чагатайских алмазоносных карбона-титов.
Нами был исследован графит мела-нократовых биотит-пироксеновых и биотит-гранатовых карбонатитов. Учитывая, что графит в исследованных породах относится к акцессориям, его извлечение было произведено с применением методик химического и термохимического растворения пород. Первая включает в себя растворение карбонатной составляющей, вторая предполагает сплавление с NaOH, выщелачивание и обработку раствором HCl. После растворения частицы графита выбирались и предварительно анализировались под бинокулярным микроскопом, далее изучались с помощью рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии и микрозонда. Из-за низкого содержания графита в исходной породе его связь с породообразующими минералами в шлифах и полированных шлифах не может быть исследована, поэтому мы провели термохимическое растворение фракций проб, выделенных после химической обработки и различающихся по гравиметрической плотности и магнитной восприимчивости, с тем, чтобы хоть как-то оценить распределение графита в карбонатитах.
Растворение проб показало, что графит имеет очень неравномерное распределение в карбонатитах — от тысяч графитовых частиц на 1 кг породы до их полного отсутствия. Графит может содержаться как в легкой, так и в тяжелой фракциях карбонатитов, включая электромагнитную фракцию. На данном этапе нами была исследована одна из наиболее богатых графитом разновидностей биотит-гранатово-го карбонатита.
Порода имеет массивную текстуру, микроаллотриаморфнозернистую, местами крупноаллотриаморфнозернис-тую (реликтовую крупноидеоморфно-зернистую-микроаллотриаморфнозер-нистую), порфировидную и прожилко-вую структуру, богата магнетитом, характеризуется сильными вторичными изменениями, связанными прежде всего с перекристаллизацией карбонатной составляющей. Кристаллы кальцита в
разных участках сильно отличаются размерностью — от 1.0 ммЧ0.2 мм и более до 0.0п ммЧ0.0п мм в сечении, их характерной особенностью является отсутствие четких очертаний как для крупных зерен, так и для мелких (рис. 1).
Выделенные из биотит-гранатовых карбонатитов частицы графита имеют размерность от 0.0п до 1 мм, они всегда представлены микрочешуйчатыми или псевдоволокнистыми агрегатами. В целом частицы графита имеют несколько удлиненную, относительно изометрич-ную форму или неопределенные очертания (рис. 2). При этом удлиненные
• ■ V-;: \у.? bi
етЖг, w
Рис. 1. Разновидности структур биотит-гра-натового карбонатита. а — микроаллотри-аморфнозернистая; б — реликтовая круп-ноидеоморфнозернистая в сочетании с мик-роаллотриаморфнозернистой. Изображения в проходящем свете. Николи скрещены
--- 100FB F1L01
jeol гвки х70 идш
Рис. 2. Типы графитовых частиц. а—удли-ненная; б — изометричная; в — неопределенной формы
Рис. 3. Поверхность графитовых агрегатов: а — субпараллельно изогнутые слои графита; б — слои графита, свернутые в многослойные микротрубки и многослойные микроконусы; в — разноразмерные разо-риентированные чешуйки
частицы представлены агрегатами изогнутых слоев графита, образующих ра-зориентированные и однонаправленно ориентированные псевдоволокна, представленные многослойными трубами, конусами или их частями (рис. 3, а, б).
Были встречены удлиненные псевдово-локнистые параллельные агрегаты, которые в целом имели изогнутую форму, являющуюся, вероятно, результатом естественных механических деформаций. Агрегаты изометричной и неопределенной формы характеризуются плотно сгруппированными супертон-кими, тонко- и толстолистоватыми ра-зориентированными чешуйками как близкой, так и существенно различающейся размерности (рис. 3, в).
Структурные характеристики графита были исследованы с помощью метода Дебая—Шеррера. Согласно проведенным рентгенофазовым исследованиям, графит биотит-гранатовых карбо-натитов характеризуется достаточно хорошей кристаллической структурой (таблица). Рассчитанные параметры элементарной ячейки графита из легкой фракции карбонатитов соответствуют значениям, нм: а = 0.2443 ± 0.0004, с = 0.6653 ± 0.001, что даже меньше, чем для табличных значений (соответственно а = 0.2462 и с = 0.6701). Параметры элементарной ячейки графита, извлеченного из тяжелой фракции карбона-титов, имеют существенно увеличенные значения, нм: а = 0.2465 ± 0.0005 и с = 0.6769 ± 0.0012, которые являются более близкими к эталонным данным [6].
Проведенные исследования позволили установить ряд минералогических характеристик графита, в том числе весьма своеобразных морфологических особенностей, дающих возможность провести сравнительный анализ чагатайского графита с кимберлитовыми, классическими магматическими, метаморфическими и метасоматическими разновидностями. На данном этапе можно предварительно сказать о том, что особенности морфологии графито-
Данные метода Дебая—Шеррера для графита из биотит-гранатовык карбонатитов
Образец Дв-506 (из легкой фракции)
I, балл Ш ё, нм I, балл ш ё, нм
5 005 0.332 5 002 0.339
3 100 0.211 3 100 0.214
4 101 0.202 4 101 0.204
1 102 0.1785 1 102 0.1803
4 004 0.1663 4 004 0.1692
2 103 0.1532 2 103 0.1550
4 110 0.1224 3 110 0.1231
4 112 0.1150 4 112 0.1156
1 105 0.1130 1 105 0.1145
2 006 0.1114 1 006 0.1119
1 201 0.1050 1 201 0.1052
4 114 0.0992 3 114 0.0992
Образец Дв-506-т (из тяжелой фракции)
вых частиц исследованных карбонати-тов находят больше сходства с графитом некоторых метасоматических и кимберлитовых проявлений [3, 7].
Детальное исследование типомор-фных особенностей чагатайского графита может внести ясность в вопрос о происхождении самородного углерода Чагатайского трахит-карбонати-тового комплекса в целом, в том числе образования алмазов, так как вопрос об их происхождении на данный момент является дискуссионным [5]. Даже если происхождение чагатайских карбонатных пород изначально и имело мантийно-магматическую природу [2], то это еще не является доказательством мантийной природы самих алмазов, их формирование могло быть и коровым, так как чагатайские карбонатиты являются очень сильно измененными в результате различных метасоматических процессов, следовательно, их образование могло произойти аналогично алмазам кум-дыкольского типа [4].
Авторы выражают благодарность В. Н. Филлипову и Б. А. Макееву за помощь в проведении аналитических работ.
Литература
1. Диваев Ф. К. Чагатайский комплекс карбонатитов — новый тип магматических пород Узбекистана // Узб. геол. журнал, 1996. № 6. С. 32—41. 2. Диваев Ф. К. Чагатайский трахит-карбонатитовый комплекс Южного Нуратау: Автореф. дис. ... канд. наук. Ташкент, 2000. 25 с. 3. Квасница В. Н., ЗинчукН. Н., Коптиль В. И. Типоморфизм микрокристаллов алмаза. М.: Недра, 1999. 224 с. 4. Лаврова Л. Д., Печников В. А., Плешаков А. М. и др. Новый генетический тип алмазных месторождений. М.: Научный мир, 1999. 228 с. 5. Лапин А. В., Диваев Ф. К., Костицын Ю. А. Петрохимическая типизация карбонатитоподобных пород Чагатайского комплекса Тянь-Шаня в связи с проблемой алмазоносности // Петрология, 2005. Т. 13, № 5. С. 548—560. 6. Федосеев Д. В., Новиков Н. В., Вишневский А. С. и др. Алмаз: Справочник. Киев: Наукова думка, 1981. 77 с. 7. Шумилова Т. Г. Минералогия самородного углерода. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2003. 316 с. 8. Шумилова Т. Г. Находка алмазов и графитоподобного вещества в карбона-титах о. Фуэртевентура, Испания // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН, 2005. № 10. С. 17—18. 9. Шумилова Т. Г. Способ поисков алмазов некимберли-тового типа. Патент РФ № 2087012. Опубл. 10.08.1997. Бюл. № 22.
