CC BY
2313. Taylor L., Spetsius Z., Wiesli R. et al. The origin of mantle peridotites, crustal signatures from Yakutian kimberlites // 8th Kimberlite Conference. Long Abstracts. -Victoria. - Canada. - 2003.
14. Stachel T., Harris J., Muehlenbachs K. Sources of carbon in inclusion bearing diamonds // 9th International Kimberlite Conference. Extended Abstract. № 91KC-A-00132. - 2008.
15. Stefano A.De, Kopylova M.G., Cartingny P.,
Afanasiev V Diamonds and diamondiferous eclogites of Jerico kimberlite (Northern Canada) // 9th International Kimberlite Conference. Extended Abstract. № 91KC-A-00321. - 2008.
16. Ukhanov A. V., Khachatryan G.K. Carbon isotope and evidance in favor of fluid origin of natural diamonds from kimberlite pipes in Yakutian province // 9th International Kimberlite Conference. Extended Abstract. № 91KC-A-00412. - 2008.
УДК 553.81; 553.068.5 (571.56)
Прогнозно-поисковые факторы локализации погребённых россыпей алмазов на востоке Тунгусской синеклизы
И.Г. Коробков, А.И. Коробкова
На основе литолого-фациалъного анализа изучены верхнепалеозойские отложения на востоке Тунгусской синеклизы. Установлен характер распределения в них кимберлитовых минералов и определены элементы строения каменноуголъных россыпей алмазов. Дана характеристика основных поисковых признаков и предпосылок, направленных на локализацию и прогнозную оценку площадей и участков, наиболее благоприятных на проявления погребённой россыпной алмазо-носности.
Ключевые слова: погребённые россыпи алмазов, прогнозно-поисковые признаки и предпосылки, минералы-спутники алмазов (МСА).
Upper Paleozoic sediments in the East of Tungusskayasyneclise were studied on the basis of lithologic-facial analysis. Kimberlite minerals distribution character is established and carboniferous age buried diamond placers structure elements are determined. Characteristics of basic prospecting features and preconditions for location and forecast assessment of areas and sites most favorable for buried placer diamondiferousness is given.
Key words: buried diamond placers, forecast-prospecting features and and preconditions, diamond accessory minerals (DAM).
Введение
Исследования прогнозно-поисковых факторов локализации кайнозойских и мезозойских россыпей алмазов берут своё начало практически с момента открытия первых алмазных месторождений на Сибирской платформе. Однако изучению, в том числе и количественной оценке погребённой россыпной алмазоносности, связанной с верхнепалеозойскими отложениями, основное внимание стали уделять лишь в последние годы, с момента вовлечения этого типа россыпепроявлений в круг интересов алмазодобывающей промышленности. Практический интерес к древним погребённым россыпям привёл к необходимости разработки ком-
КОРОБКОВ Илья Георгиевич - к.г.-м.н., зав. лаб. НИГП АК «АЛРОСА», [email protected]; КОРОБКОВА Анна Ильинична - бакалавр СПбГУ, [email protected].
плекса поисковых признаков и предпосылок, на основе которого можно создавать и оценивать прогнозные модели перспективных площадей и участков. Решению этой задачи и были посвящены исследования, результаты которых изложены в настоящей статье. Оценивая степень изученности характеризуемых прогнозных факторов, необходимо подчеркнуть, что все они исследовались на отдельных аллювиальных и аллювиально-делювиальных погребённых россыпных объектах в пределах одного минералогического таксона более высокого порядка - россыпного поля, расположенного в западной части Малоботуобинского района (рис. 1). По мнению отдельных исследователей, основными источниками для этих россыпепроявлений послужили известные кимберлито-вые тела Мирнинского поля, а также размытые терригенные алмазоносные осадки промежуточного (досреднекарбонового) коллектора. В то же
время установленные нами на отдельных россы-пепроявлениях узколокальные структурно-тектонические факторы, присущие околотрубочным пространствам кимберлитовых тел (участки «Нижнеботуобинский», «Верхнесылагинский». «Улахан-Курунг-Юряхский» и др.), позволяют прогнозировать на этих участках свои питающие коренные источники.
Методика
При проведении исследований основным методическим приёмом являлся комплексный литоло-го-фациальный анализ, направленный на определение фациальных условий накопления верхнепалеозойских продуктивных горизонтов [1]. Ему предшествовало детальное литологическое описание пород с выделением всего комплекса генетических признаков, характеризующих как первичные условия образования осадков, так и их последующие диагенетические преобразования. К таким признакам относились гранулометрические показатели, характер сортировки и степень ока-
Рис. 1. Схема размещения погребённых россыпных объектов Малоботуобинско-го алмазоносного района:
1-3 - элементы палеогеоморфологии: 1 -возвышенные водоразделы, 2 - палеодолины каменноугольной гидросети, 3 - тальвеги палеоводотоков; 4 - погребённые россыпи и россыпепроявления алмазов на участках: 1 - «Кюеляхский», 2 - «Восточный», 3 - «Западный», 4 - «Приразломный», 5 -«Кучугуй-Иреляхский», 6 - «Улахан-Ку-рунг-Юряхский», 7 - «Верхнесылагинский», 8 - «Левобережный», 9 - «Нижнеботуобинский»; 5 - границы: а - Мирнинско-го кимберлитового поля, б - россыпного поля в разрезе каменноугольных коллекторов
танности обломочного материала, минералогический состав, цветовая характеристика, текстурные особенности, наличие органических остатков, включения обломков пород, а также минеральные новообразования. На основании этих признаков производилось выделение литологических типов пород, а при изучении совокупности признаков определялся литогенетический тип отложений. От литогенетических типов с помощью различных приемов осуществлялся переход к палеогеографическим построениям, в том числе и выделению фаций. При этом под фацией, вслед за большинством исследователей, мы подразумевали не только комплекс физико-географических условий среды осадконакопле-ния, в результате существования которых сформировались осадки, но и сами осадки, обладающие определённым сочетанием первичных признаков.
Основными результатами литолого-фациально-го анализа при алмазопоисковых работах на перспективных площадях являлись определение направлений переноса обломочного материала, распределение фациальных обстановок осадконакоп-ления и выяснение их взаимосвязи с ореолами рассеяния кимберлитовых минералов. В связи с тем, что основной объём МСА сосредоточен в нижних грубообломочных частях верхнепалеозойского разреза, именно они и стали предметом детальных исследований с составлением специализированных литолого-фациальных карт. Изучение литологического состава терригенных отложений включало в себя, наряду с детальными описания-
ми керна скважин, лабораторные исследования, в том числе комплекс стандартных минералогических, петрографических и гранулометрических анализов, а также определение кристаллооптических и рентгеноспекгральных характеристик отдельных минеральных образований. Для увязки в плане выделенных литолого-фациальных комплексов проводился морфоструктурный анализ кимберлитовмещающих терригенно-карбонатных отложений нижнего палеозоя, который опирался на построение морфоструктурных карт рельефа погребённой поверхности карбонатного цоколя с выделением элементов палеогеоморфологических характеристик - локальных водоразделов и тальвегов палеоводотоков различных порядков.
Результаты исследований
Выполненное изучение погребённых россыпных объектов показало, что все они характеризуются определённым набором прогнозно-поисковых факторов, которые, в свою очередь, подразделяются на признаки и предпосылки. При этом к категории признаков мы относили такие свойства самих объектов, которые отражают, в сравнении с вмещающей средой, особенности их строения и которые могут быть использованы для обнаружения новых объектов. Под предпосылками поискового прогнозирования понимались особенности самой среды, вмещающей поисковый объект. Эти особенности отражают геологические закономерности, обусловившие его появление в конкретном месте и использование которых также позволяет прогнозировать новые объекты.
К прямым признакам поискового прогнозирования погребенных россыпей относятся, прежде всего, как находки самих алмазов, так и их минералов-спутников алмаз-пироповой фации глубинности. Повышенные концентрации этой группы россыпеобразующих минералов, несомненно, свидетельствуют и о высокой продуктивности питающих источников. Проведенные при поисково-оценочных и разведочных работах оценки корреляционной зависимости для погребенных рос-сыпепроявлений между концентрациями алмазов и их минералов-спутников (пиропов и пикроильме-нитов) на различных выборках убедительно показали наличие значимых и устойчивых взаимосвязей между этими параметрами алмазоносности. Так, для промышленной россыпи участка «Восточный» (рис. 2,а) коэффициенты корреляции между содержаниями пиропов и алмазов в различных горных выработках составили 0,63; 0,75 и 0,91 при минимально допустимых значениях 0,53; 0,53 и 0,44 соответственно. Для смежного россыпепроявле-ния участка «Западный» эти коэффициенты определяются значениями: для пиропов 0,61 и 0,79, а для пикроильменитов 0,51 при одинаковых мини-
мально допустимых уровнях 0,38. В пределах погребённого россыпепроявления участка «Улахан-Курунг-Юряхский» (рис. 2,б) степень корреляционной зависимости между суммарными содержаниями пиропов и пикроильменитов и концентрациями алмазов составила 0,78 при минимально допустимом уровне 0,51. При этом наибольший уровень корреляции 0,93 был установлен в пробах при суммарных концентрациях МСА до 400 знаков на 10 литровую пробу и содержаниях алмазов до 0,04 карат на 1 м3 [2]. Таким образом, выявление высоких концентраций минералов-спутников является вторым по значимости признаком, свидетельствующим о потенциальной алмазоносности исследуемых россыпных объектов. Среди минералогических факторов оценки погребенных россыпей важную роль играют размеры и качество извлекаемых кристаллов, поскольку даже небольшие по площади скопления крупных ювелирных камней часто могут определить основную ценность подобного типа месторождений.
Комплекс предпосылок поискового прогнозирования погребенной россыпной алмазоносности включает в себя: стратиграфические, литологические, литогенетические, литолого-фациальные, па-леогеоморфологические, структурно- тектонические и магматические [3].
Стратиграфические предпосылки поискового прогнозирования погребенных россыпей заключаются в развитии отложений, которые формировались в периоды, последовавшие за крупными тектоническими перестройками территории, эпохами широкого развития процессов корообразова-ния, размыва и переотложения продуктов химического выветривания первичных и промежуточных источников алмаза. Данные процессы приводили к высвобождению алмазов с их последующим поступлением в древние осадочные коллектора и формированию россыпей различных генетических типов. Выражением стратиграфических предпосылок на исследуемой территории восточного борта Тунгусской синеклизы является развитие осадков среднего карбона, выделяемых в объеме лапчанской (С2-3 1р) и ботуобинской (С2-3 Ы) свит и включающих основные алмазоносные горизонты. Отметим, что для центральной части Мирнинского кимберлитового поля проявления россыпной алмазоносности связаны с формированием осадков позднего триаса - раннего лейаса в составе юлегирской и укугутской свит.
Литологические предпосылки находят свое выражение в особенностях состава литотипов, слагающих потенциально продуктивные горизонты. Выполненные нами исследования, а также обобщение имеющегося материала, полученного при проведении поисковых, поисково-оценочных и разведочных работ на конкретных россыпях, по-
Рис. 2. Характер распределения алмазов и их минералов-спутников в поперечном профиле палеодолин россыпи участка «Восточный» (а) и россыпепроявления участка «Улахан-Курунг-Юряхский» (б):
1 - углисто-глинистые и песчанистые алевролиты; 2 - пески разнозернистые (а), песчаники на глинисто-карбонатном цементе (б); 3 -включения: а - гравия, б - гальки, в - обломков карбонатных пород плотика; 4 - алмазоносные гравийно-галечные отложения; 5 -геологические границы; 6 - скважины (а), шурфы (б); 7 - средние концентрации в продуктивных отложениях: С - алмазов, ПР - пиропов, ПК - пикроильменитов, ПР+ПК - суммарные
казали, что среди значительного разнообразия этих литотипов наиболее благоприятными для россы-пеобразований являются грубообломочные отложения: брекчии, конгломераты (галечники), песчано-гравийно-галечные осадки и смешанные а леврито-песчаные образования с включениями щебня, гравия, гальки и валунов. При этом состав грубообломочного материала включает в себя как обломки терригенно-карбонатных пород плотика, так и устойчивые породы (кварц, кварциты, кислые эффузивы, кремни, гранитоиды и др.) из тер-
ригенных отложений промежуточных коллекторов [4, 5]. Особенностью литологической характеристики алмазоносных толщ является и весьма низкая степень сортировки материала. Продуктивные литотипы характеризуются и общностью поведения в распределении минералов легкой, тяжелой и глинистой фракций. Так, лапчанские алмазоносные осадки отличаются наиболее высокой зрелостью, подчеркиваемой контрастно выраженной ведущей ролью кварца, содержания которого среди породообразующих минералов составляют до 75-95%.
Для них же характерно резкое преобладание иль-менитовой или гранат-ильменитовой ассоциации тяжелых минералов и каолинитовой ассоциации глинистых минералов. Алмазоносные горизонты ботуобинской свиты также образуют отличительную литолого-минералогическую ассоциацию, которая по количественному принципу образует следующий ряд: кварц + калиевые полевые шпаты + плагиоклаз + ильменит + эпидот + гранат + каолинит + монтмориллонит + гидрослюда + хлорит.
Литогенетические предпосылки на изученных россыпных объектах выражаются в установлении для наиболее алмазоносных горизонтов следующих генетических типов отложений: лапчанская свита - пролювий и пролювиально-аллювиальные образования временных водотоков и аллювий постоянных коротких водотоков; ботуобинская свита - аллювий палеоводотоков II и III порядков с протяженностью не более 10-15 км.
Литолого-фациалъные предпосылки отображают развитие фациальных условий осадконакоп-ления верхнепалеозойских отложений, наиболее благоприятных для проявления россыпной алмазоносности. В результате проведённых исследований установлено, что для лапчанских россыпей наиболее высокие коллекторские свойства присущи фациям гравийно-галечных, песчано-алевритовых и глинистых пролювиальных осадков временных водотоков, а также фациям песчано-галечных аллювиальных осадков постоянных водотоков. Однако при этом особо следует подчеркнуть, что повышенные концентрации алмазов с формированием погребенных промышленных россыпей для данного комплекса фаций характерны лишь на участках, непосредственно примыкающих к Мир-нинскому кимберлитовому полю. На остальной территории района в пределах контуров развития этих фаций элементы алмазоносности представлены только единичными находками кристаллов и редкими скоплениями минералов-спутников. Таким образом, продуктивность выделенного фаци-ального комплекса напрямую будет зависеть от близости питающих коренных источников. Этот вывод является весьма важным не только для оценки россыпной алмазоносности, но и при локальном прогнозировании коренной алмазоносности, так как выявленные высококонтрастные ореолы кимберлитовых минералов в подобных отложениях ближайшего сноса, несомненно, будут свидетельствовать о близости коренного объекта. Спектр фациальных комплексов ботуобинского времени, благоприятных для проявления россыпной алмазоносности, значительно шире. В первую очередь это связано с заложением весьма протяженной и разветвленной гидросети раннеботуобин-ских палеоводотоков, с соответствующим расширением водосборной площади, и вовлечением в
россыпеобразующие процессы более обширных участков развития древних промежуточных коллекторов и возможно еще невыявленных коренных источников. Несмотря на то, что повышенные концентрации минералов-спутников отмечены в большинстве аллювиальных фациальных комплексов раннеботуобинского времени и частично в дельтовых фациях позднеботуобинского времени, по-настоящему высокие коллекторские свойства и установленные россыпепроявления алмазов характерны лишь для фаций гравийно-галечных и крупнозернистых песчаных осадков русла палеоводотоков II и III порядков, а также фаций песчаных и песчано-гравийно-галечных осадков кос и прирусловых отмелей.
Роль палеогеоморфологических предпосылок при оценке погребенной россыпной алмазоносности заключается в том, что все наиболее продуктивные литотипы приурочены к пониженным участкам палеорельефа - мелким эрозионным желобам, бороздам и долинам палеоводотоков, практически не выходя за их пределы. Линейность этих морфоструктур плотика предопределяет и морфологию алмазоносных залежей, которые в большинстве случаев имеют в плане вытянутую, изогнуто-полосовидную форму.
Значение структурно-тектонических предпосылок определяется установленной высокой степенью сходимости (параллельности) поверхности погребенного рельефа плотика с глубинными структурными горизонтами. Проведённые литолого-фациальные и палеотектонические реконструкции показывают, что практическое большинство восстановленных верхнепалеозойских водотоков унаследовано закладывалось по уже подготовленным линейным депрессиям. При этом наиболее протяженные палеодолины приурочены к крупным линейным впадинам и грабен-синклиналям, а их мелкие боковые притоки, в том числе и с установленной алмазоносностью, - к структурным желобам и грабенам различной протяженности и контрастности. Соответственно возвышенные водоразделы подчеркиваются положительными структурами терригенно-карбонатного основания. В определенной мере при оценке площади распространения россыпепроявления следует учитывать, что краевые части желобов и соответственно борта палеодолин нередко осложнены линейными гребневидными, горстообразными и над-виговыми структурами. Подобные структуры фиксируются в пределах водоразделов, ограничивающих долинные россыпепроявления участков «Улахан-Курунг-Юряхский», «Верхнесылагин-ский», «Нижнеботуобинский». В пределах россыпи участка «Восточный» борт алмазоносной долины осложнен пологим надвигом, вскрытым в одной из разведочных шахт.
Рис. 3. Карта изопахит интрузий доле-ритов Джункуно-Улардахской вулкано-структуры (россыпепроявление участка «Улахан-Курунг-Юряхский»):
1 - изопахиты интрузий долеритов; 2 -направления движения магматических расплавов; 3 - тальвеги палеоводотоков
Проявленность магматических предпосылок ограничена контурами распространения мезозойских трапповых интрузий. Она выражается в тесном пространственном совпадении направлений движения магматического расплава, связанного с интрузивными фазами становления мезозойских палеовул-каноструктур и тальвегами верхнепалеозойских водотоков (рис. 3). Однако роль этого прогнозного фактора является двоякой. С одной стороны изучение характера распределения валообразных трапповых интрузий помогает восстанавливать древнюю гидросеть, в то же время увеличение мощности этих интрузий в пределах палеодолин, контролирующих рос-сыпепроявления, служит весьма серьезной технологической помехой при ведении поисковооценочных, разведочных работ и возможной отработке промышленных россыпей этого типа. Данный факт, усложняющий геолого-ландшафтную ситуацию россыпепроявлений, несомненно будет играть негативную роль при выборе оцениваемых участков в связи с удорожанием всего геологоразведочного комплекса, направленного на оценку погребенной россыпной ал-мазоносности.
Заключение
В основе изложенной системы факторов лежит значительный объем фактического материала, наработанный в последние годы различными исследователями, в том числе и полученный нами в процессе работы, направленной на создание прогнозно-поисковой модели погребенной россыпи или россыпепроявления. Следует отметить, что данная система прогнозных факторов не является
окончательно завершенным вариантом, а отражает лишь определенный этап в исследованиях этого направления. Несомненно, что получение новых данных по литологии и палеогеографии алмазоносных коллекторов, и в частности по морфоструктурным позициям плотика древних россыпей, позволит расширить перечень и усовершенствовать предложенные поисковые предпосылки. Однако уже сегодня, учитывая универсальность многих признаков и предпосылок, эта система прогнозных факторов локализации погребённых россыпей алмазов может найти свое практическое воплощение на наиболее перспективных площадях и участках, выделенных на ранних стадиях поисковых работ.
Литература
1. Методика проведения литолого-фациального анализа верхнепалеозойских коллекторов алмазов на палео-геологической основе / М.Н. Пелецкий, Н.И. Горев, И.Г. Коробков // Геология и прогнозирование месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири. - Иркутск: ВостСибНИИГГ иМС, 1989. - С. 26-27.
2. Коробков И.Г., Рукавишников В.М., Пелецкий М.Н. Корреляционные зависимости параметров алмазонос-ности в погребённых россыпях среднего течения р. Вилюй // Геология промежуточных коллекторов алмазов / Под ред. Б.М. Владимирова. - Иркутск: ИЗК СО АН СССР. 1991. - С. 85-87.
3. Коробков И.Г. Геология и фации верхнепалеозой-
ских отложений алмазоносных районов на востоке Тунгусской синеклизы / Под ред. В.В. Гавриленко. - СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2006. - 164 с.
4. Коробков И.Г. Литологическая характеристика русловых отложений палеоводотоков и их роль в формировании локальных ореолов минералов-спутников алмаза (МСА) в западной части Мало-Ботуобинского района // Минералогические аспекты металлогении Якутии / Под ред. В.К. Маршинцева. - Якутск: Изд-во ЯНЦ СО АН СССР, 1990. - С. 108-114.
5. Позднепалеозойские терригенные коллекторы на востоке Тунгусской синеклизы / О.Г. Салтыков, Ю.М. Эринчек, В.Н. Устинов и др. - СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 1991. - 223 с.
УДК 543.422
Усовершенствованная методика спектрофотометрического определения титана в кварцах с диантипирилметаном
Л.Т. Галенчикова, А.Г. Бахарев, А.И. Зайцев
Усовершенствована методика спектрофотометрического определения титана (IV) по реакции с диантипирилметаном для определения титана (IV) в образцах природного кварца с увеличением предела определения до 0,0002%. Подобран оптимальный способ разложения навески образца. Не изменяя принципиально существа методики, появилась возможность применить ее для определения очень малых количеств титана (IV) в минерале. Применимость методики проверена на стандартных образцах и в природных образцах кварца.
Ключевые слова: спектрофотометрический метод, стандартные образцы, титан, кварц.
The method of spectrophotometric determination of Ti (IV) by reaction using diantipyrylmethane in samples of natural quartz with an increase in the determination limit to 0.0002 % was improved. Optimal method for sample decomposition was matched. Not changing in total the basis of the method it appears the possibility to use it for determination of very small amounts of Ti (IV) in the mineral. The method applicability was checked on standard samples and samples of natural quartz.
Key words: spectrophotometric method, standard samples, titanium, quartz.
Введение
Tитан является одним из главных примесных элементов в кварце. Концентрация титана в этом минерале магматических и метаморфических пород является относительно низкой, в основном в пределах от 1 до 1GG ppm [1]. Как известно, титан входит в структуру кварца и его концентрация сильно зависит от температуры. Удержание титана в кварцах повышается с увеличением температуры кристаллизации (или метаморфизма), что позволяет использовать кварц как геотермометр [1, 2]. Хорошие результаты для определения титана дает фотометрический метод с диантипирилметаном [3]. Oh основан на способности ти-
ГАЛЕНЧИКОВА Лариса Тимофеевна - вед. инженер-химик ИГАБМ СО РАН, [email protected]; БАХАРЕВ Арнольд Гаврилович - к.г.-м.н., с.н.с. ИГАБМ СО РАН; ЗАЙЦЕВ Альберт Иванович - к.г.-м.н., в.н.с. ИГАБМ СО РАН, [email protected].
тана (IV) образовывать с диантипирилметаном комплексное соединение желто-оранжевого цвета в 0,3-6 М хлороводородной кислоте. Для определения титана в горных породах и минералах широко применяется много лет методика ВИМС
[4].
Однако при навеске анализируемого образца в растворе 0,2 мг/мл методика дает возможность определять всего от 0,2 мас.% титана (IV), а содержание его в кварцах составляет тысячные и менее доли процента. Поэтому для повышения предела определения необходимо значительно увеличить навеску исходного образца кварца. При этом концентрация кремнекислоты в растворе не должна превышать 0,2 мг/мл, так как только в этих условиях 8Ю2 находится в мономерной реакционноспособной и устойчивой форме. При определении титана (IV) в кварцах, где содержание кремнекислоты нередко превышает 99 мас.%, увеличение концентрации 8Ю2 более 0,2 мг/мл
