Типоморфізм алмазу та його мінералів-супутників із осадових порід західної частини Українського щита

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність роботи. В різних за віком і походженням теригенних відкладах західної частини Українського щита (УЩ) відомі знахідки алмазу і його мінералів-супутників - піропу, пікроільменіту, хромдіопсиду, хромшпінелі-дів та ін. Вважається, що корінними джерелами названих мантійних мінералів були кімберліти, наявність яких прогнозується на цій території. Як відомо, при пошуках кімберлітів і пов'язаних з ними родовищ алмазів широко застосовується шліхо-мінералогічний метод. Він дозволяє виявити в теригенних відкладах індикаторні мінерали кімберлітів, картувати ореоли їх розсіяння і на підставі даних про вміст, розмір, ступінь механічної зношеності зерен цих мінералів та палеогеографічних реконструкцій локалізувати ділянки ймовірного знаходження кімберлітів. Висока ефективність шліхо-мінералогічного методу доведена пошуковими роботами в Якутській та багатьох інших кімберлітових провінціях світу. Протягом більш ніж 50 років цей метод використовується при пошуках кімберлітів в Україні, зокрема в західній частині УЩ. За цей час на всій території проведено шліхове, а місцями й малооб'ємне опробування осадових порід, встановлені в них ореоли розсіяння індикаторних мінералів кімберлітів та одержані дані про хімічний склад і фізичні властивості цих мінералів. Проте закономірності утворення і розміщення більшості виявлених ореолів та типоморфні ознаки алмазу і його мінералів-супутників залишаються все ще мало вивченими. Актуальність роботи обумовлена необхідністю вдосконалення мінералогічних критеріїв прогнозування і пошуків кімберлітів на основі дослідження сучасними методами їх індикаторних мінералів, які утворюють ореоли розсіяння в різновікових теригенних відкладах. Пошуки родовищ алмазів - одне з найважливіших пріоритетних завдань, передбачених "Програмою розвитку мінерально-сировинної бази України до 2010 р."

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є встановлення типоморфних ознак алмазу і його мінералів-супутників із ореолів розсіяння в теригенних відкладах західної частини УЩ та ідентифікація корінних джерел їх живлення. Для досягнення цієї мети необхідно було вирішити такі завдання:

встановити закономірності розміщення та генетичні типи ореолів;

визначити кристаломорфологічні та структурно-домішкові особливості алмазу;

вивчити морфологію, хімічний склад, елементи-домішки і оптико-спектроскопічні властивості мінералів-супутників алмазу;

з'ясувати джерела живлення і палеогеографічні умови утворення ореолів.

1. Історія вивчення ореолів алмазу і його мінералів-супутників

Роботи з оцінки перспектив алмазоносності західної частини УЩ проводяться з 1951 р. Завдяки їм встановлено численні ореоли алмазу і його мінералів-супутників у теригенних відкладах різних стратиграфічних горизонтів. Вагомий внесок у їх відкриття зробили на перших етапах В.Я. Прозоров, С.В. Поспєлов, І.Ф. Сафронов, В.П. Алексєєва, Л.М. Новосьолова та ін., а в подальшому - Д.А. Лавров, А.І. Кручек, Е.В. Мельничук, В.М. Павлюк, Р.М. Довгань, Ю.В. Гейко та ін. Алмаз та його мінерали-супутники з ореолів вивчали О.П. Бобрієвич, Г.І. Смирнов, В.М. Квасниця, С.М. Цимбал, С.С. Мацюк, Л.М. Дружинін, Ю.О. Полканов, О.І. Чашка, О.Ю. Палкіна та ін. Пошукові і дослідницькі роботи привели до відкриття Білилівської та Іллінецької астроблем з алмазами імпактного типу. Їх вивчали Е.В. Мельничук, В.А. Голубєв, В.М. Бондаренко, А.А. Вальтер, Є.П. Гуров, С.М. Цимбал, В.І. Татаринцев, Л.Г. Бернадська, Г.К. Єрьоменко та ін.

Одним з чинників низької ефективності пошукових робіт на кімберлітові джерела алмазу є недосконалість розробки шліхо-мінералогічного методу в Україні, що обумовлено слабкою вивченістю типоморфізму алмазу і його мінералів-супутників.

Геологічна будова осадового чохла. Територія досліджень охоплює найбільш підняту частину УЩ. Таке її положення визначило особливості будови і складу осадового покриву, його незначну потужність і стратиграфічну неповноту. Істотний вплив на збереженість дочетвертинних і формування четвертинних осадових порід мала також діяльність льодовика, який існував у плейстоцені на сході території.

Наведена коротка характеристика поширення і складу порід осадового комплексу. Зроблено висновок, що більшість різновидів цих порід мало сприятливі в літологічному і фаціальному відношенні для утворення ореолів алмазу і його мінералів-супутників. Обмежене поширення серед них грубоуламкових відкладів алювіального і прибережно-морського генезису істотно зменшує перспективи західної частини УЩ на розсипи алмазів (перш за все крупних класів).

Ореоли мінералів-супутників алмазу в теригенних відкладах. На південному заході УЩ відомі численні знахідки піропів, хромшпінелідів і Mg-ільменітів у теригенних відкладах різного віку. Найбільш поширені вони в межах Хмільник-Вінницької ділянки, де утворюють декілька ореолів - Куманівецький, Філіопільський, Кожухівський, Мізяківський, Бохоники-Літинський, Немирівський та ін.

Одним з найдавніших колекторів мінералів-супутників алмазу є алювіальні відклади бучацької світи, які збереглися на окремих ділянках Любар-Філіопіль-Бруслинівської палеодолини, виробленої у корі вивітрювання переважно гранітоїдів бердичівського комплексу палеопротерозою і виповненої продуктами перевідкладення цієї кори. Вміст піропів досягає місцями 300-500 знаків (тут і далі на пробу 20 л). Вони мають розмір до 0,5 мм, слабо зношені, зі скульптурами гіпергенного розчинення, асоціюють з хромшпінелідами і Mg-ільменітами.

Куманівецький, Кожухівський, Філіопільський та Мізяківський ореоли пов'язані з морськими піщаними відкладами середнього сармату і локалізовані на схилах невеликих палеопідняттів фундаменту. Вони належать до типу первинних ореолів близького зносу. В них встановлені в значних кількостях піропи (іноді до 1000 знаків), хромшпінеліди і Mg-ільменіти, розмір яких рідко перевищує 0,5-0,7 мм. Зерна піропів мають виразні скульптури гіпергенного розчинення і не несуть ознак механічної зношеності. Хромшпінеліди представлені октаедрами з гострими вершинами і ребрами та блискучими гранями. Іноді зустрічаються також міріоедричні кристали. Mg-ільменіти утворюють кристали псевдогексагональної форми, рідше ромбоедричного габітусу з блискучими гранями. Морфологія піропів, хромшпінелідів і Mg-ільменітів свідчить про те, що вони надходили в ореоли безпосередньо з кір вивітрювання материнських порід і не зазнали далекого транспортування.

Важливою особливістю ореолів є високий вміст гранатів еклогітового типу, які за розмірами і морфологією зерен не відрізняються від піропів. Це дає підставу припускати що вони мають спільні корінні джерела живлення.

Бохоники-Літинський і Немирівський ореоли пов'язані з алювіальними відкладами балтської світи - різнозернистими пісками з домішками гравійного і галечно-гравійного матеріалу. Вони належать до вторинних ореолів близького переносу. Формування їх відбувалось за рахунок продуктів розмиву сарматських відкладів і приналежних до них ореолів мінералів-супутників алмазу. Частина цих мінералів могла надходити безпосередньо з кір вивітрювання корінних джерел.

Вміст піропів варіює від 100-200 до 500-1300 знаків. В таких же або більших кількостях присутні хромшпінеліди і Mg-ільменіти. Розмір піропів переважно 0,25-0,5 мм. Порівняно часто зустрічаються уламки неправильної форми без ознак зношеності розміром 0,5-1,5 мм і, дуже рідко, - до 4,5-5,5 мм. На їх поверхні виразно проявлені скульптури розчинення бугорчатого, пірамідального і черепицеподібного типів. Іноді спостерігаються трихітичні канали розчинення і корозійне розтріскування. Є й крайні форми розчинення - куби і кубоїди.

Хромшпінеліди представлені дрібними (< 0,5 мм) кристалами октаедричного габітусу та окремими міріоедричними кристалами. На деяких з них помітні сліди зношеності.

Mg-ільменіт зустрічається у вигляді кристалів псевдогексагональної форми розміром до 0,7 мм.

В ореолах часто присутні кристали монациту, які за морфологією, складом та ізотопним віком не відрізняються від монациту з гранітоїдів бердичівського і побузького комплексів палеопротерозою. Це свідчить про те, що монацити і мінерали-супутники алмазу мають місцеві корінні джерела живлення.

Алмазоносність теригенних відкладів та типоморфізм алмазів. У південно-західній частині УЩ алмази відомі у теригенних відкладах полтавської серії, балтської світи і четвертинного віку. В різні роки їх вивчали Ю.О. Полканов, В.М. Квасниця, С.М. Цимбал, М.М. Таран, О.Ю. Палкіна, Т.М Лупашко, К.О. Ільченко та ін. Результати цих досліджень враховані автором.

В піщаних відкладах полтавської серії. найбільшу кількість алмазів встановлено у Зеленоярському (700 кристалів) і Тарасівському (60 кристалів) Ti_Zr розсипах. Перший з них алювіального, другий - прибережно-морського типу. Алмази мають розмір 0,1-0,4 мм і представлені цілими або пошкодженими кристалами та їх уламками. Відсутність на них ознак механічної зношеності свідчить, що вони перенесені від корінних джерел на незначну відстань і не перебували в проміжних колекторах. За кольором алмази розподіляються так (%): безбарвні - 70, рожеві - 13, жовті - 5, зелені - 8, чорні та сірі (імпактний тип) - 4.

Типоморфними особливостями алмазів із Зеленоярського і Тарасівського розсипів являються:

_ переважання кубів (50 %) над октаедрами (23 %) і підвищений вміст комбінаційних кристалів(27 %);

_ високий вміст (48 %) алмазів з оранжевою люмінесценцією і малий (7 %) - з синьо-блакитною, відсутність люмінесценції у зелених алмазів;

_ своєрідність ІЧ-спетроскопічних властивостей: переважання безазотних алмазів (50 % алмазів належать до типу IIa, 40 % - до типу Ia, 5 % - до типу Ib, 5 % - до типу Iab); наявність алмазів з високою концентрацією центрів В2; велика частка алмазів, що не містять центрів А і В1; наявність алмазів з Е та Х центрами, СН2 та ОН групами;

_ підвищений вміст полікристалічних алмазів імпактного типу;

У відкладах балтської світи встановлено 34 алмази. Розмір двох з них майже 1 мм, всіх інших - менше 0,5 мм.

Серед алмазів 6 октаедрів, 8 додекаедроїдів і тетрагексаедроїдів з "відтягнутими" вершинами і ввігнутими ребрами ("дністровський" тип), 8 кубів і 8 уламків неправильної форми. За кольором вони розподіляються так: безбарвні - 10, зелені - 8, жовті - 7, бурі - 4, рожеві - 1. Типоморфною ознакою алмазів є те, що лише половина з них люмінесціює в УФ променях оранжевим, зеленуватим або жовто-зеленим кольорами. В спектрах люмінесценції кристалів кубічного габітусу завжди присутня інтенсивна смуга 575 нм, яка обумовлена одиночними міжвузловими атомами азоту. За даними ІЧ-спектроскопічних досліджень азотні алмази (тип Іа) становлять 48 %, безазотні різновиди (тип IIa) - 52 %.

Алмази із відкладів балтської світи подібні до дрібних алмазів перидотитового і еклоґітового парагенезисів із кімберлітів, а зелені алмази до таких із лампрофірів Канади.

2. Типоморфізм мінералів-супутників алмазу із ореолів

Піропи і піроп-альмандини. Найдавнішим колектором цих мінералів у південно-західній частині УЩ є піщано-глинисті відклади озерної фації верхнього силуру - нижнього девону, які відомі лише у межах кратера Іллінецької астроблеми. Ореоли ж їх пов'язані з теригенними відкладами бучацької світи, сарматського ярусу, балтської світи і четвертинного віку. Вони утворені здебільшого з продуктів кір вивітрювання місцевих кімберлітів, перевідкладених у континентальних і мілководно-морських умовах, а також з продуктів перемиву більш давніх проміжних колекторів. Піропи і піроп-альмандини з ореолів мають незначну зношеність і виразні ознаки гіпергенного розчинення. Більшість з них розміром до 0,5 мм, але є також зерна розміром 0,5-1 мм і більше.

Хімічний склад. В ореолах піропи представлені в основному низько- і помірнохромистими різновидами. Вони, як правило, не містять кнорингітового компонента і за складом подібні до піропів із ксенолітів піропових піроксенітів і лерцолітів у кімберлітах і лужних базальтоїдах, а також до піропів піроксеніт-перидотитових інтрузій Чеського масиву. Рідко зустрічаються середньохромисті піропи з кнорингітовим компонентом до 10 % мол. За складом вони відповідають піропам із зернистих лерцолітів з пониженим вмістом клінопіроксену. Окремі піропи мають підвищений вміст СаО та уваровітового компонента і належать до верлітового типу.

Разом з піропами в ореолах постійно присутні піроп-альмандини, які за складом подібні гранатам із ксенолітів магнезіально-залізистих і дистенових еклоґітів у кімберлітах (рис.3). Для третини гранатів еклогітового типу характерна підвищена концентрація Na2O (0,07-0,11 %), що є ознакою їх належності до алмазної асоціації.

Знахідки в ореолах алмазів перидотитового і еклогітового парагенезисів та еклогітових гранатів алмазної асоціації переконливо свідчать про наявність у південно-західній частині УЩ алмазоносних кімберлітів.

Оптико-спектроскопічні властивості. Проведено масове визначення оптико-спектроскопічних і колориметричних параметрів піропів і піроп-альмандинів із ореолів. Встановлено, що діаграми їх колірності з різних ореолів подібні між собою, але істотно відрізняються від таких для піропів із більшості кімберлітових трубок Якутської і Архангельської провінцій. Певну схожість вони мають з діаграмами колірності піропів і піроп-альмандинів із деяких кімберлітових трубок Чадобецького, Мерчимденського і Харамайського полів Якутії, трубок лужних базальтоїдів Байкало-Монгольського району та піроксеніт-перидотитових інтрузій Чеського масиву.

Більшість піропів із досліджених ореолів попадає на діаграмі колірності в ту частину поля піропів із лерцолітів, яка межує з полями гранатів із піроксенітів і еклоґітів. Крім того, окремі піропи попадають в поля верлітів та гарцбургітів . Ще одна особливість цих ореолів - високий вміст гранатів із магнезіально-залізистих і дистенових еклоґітів. Серед яких є різновиди з підвищеною концентрацією хромофорних центрів FeVI3+, FeVIII2+, FeVIIІ2+ - TiVI4+, що, за даними С.С. Мацюка, характерно для еклогітових гранатів алмазної асоціації.

Не зважаючи на вказані особливості піропів і піроп-альмандинів із ореолів, їх кімберлітове походження не викликає сумнівів.

Елементи-домішки в піропах. В науковому центрі CSIRO (м. Сідней, Австралія) методом LA ICP MS проаналізовано 80 піропів. Вміст елементів-домішок в них становить (г/т): Ti - 450-4650; V - 80-290; Sc - 50-130; Zr - 5-50, іноді 70-80; Y - 5-50; Ga - 2-12; Ni - 10-60; Co - 10-45; РЗЕ - 6-25, іноді 50-100. В малих кількостях визначено також Nb, Sr, Hf. Геохімічні особливості вказують на те, що серед піропів значно переважають помірно деплетовані і рідко зустрічаються дуже деплетовані різновиди з вмістом Y менше 10 г/т. Для частини піропів характерна підвищена концентрація Ti, Zr, РЗЕ, Sc та інших несумісних елементів - індикаторів мантійного метасоматозу. Як правило, серед РЗЕ важкі лантаноїди помітно переважають над легкими, хоча в окремих піропах їх співвідношення протилежне.

Мінеральні включення. В піропах лерцолітового і піроксенітового парагенезисів із ореолів встановлено наступні асоціації мінералів-включень: пікроільменіт + рутил, пікроільменіт + рутил + магнезит, пікроільменіт + сульфіди, пікроільменіт + ловерингіт + матіасит + жадеїт, пікроільменіт + енстатит + хромшпінель + рутил + чермакіт + паргасит.

Пікроільменіти мають склад (%):TiO2 - 55-60; MgO - 10-17; FeO - 20-30; Fe2O3 - 0-2; Cr2O3 - < 0,3; Al2O3 - < 0,8; MnО - 0,1-0,3; гейкелітовий компонент - 38-55 %. Вони подібні до включень пікроільменітів у піропах із кімберлітів Якутії та інших регіонів.

З пікроільменітом іноді асоціює ловерингіт складу (%):TiO2 - 67,4-69,4; Cr2O3 - 5,6-7,0; Al2O3 - 3,1-3,8; ZrO2 - 1,6-3,1; UO2 - 1,9-5,4; CaO - 1,7-2,1; FeO - 7,5-8,0; MgO - 3,5-3,8; SrO - 0,8-1,3; Na2O < 0,4. Такі ловерингіти відомі в кімберлітах Китаю і Південної Африки, де їх утворення пов'язують з глибинним метасоматозом. Разом з пікроільменітом і ловерингітом у піропах знайдені включення клінопіроксену, збагаченого на Na2O (8,4 %) і жадеїтовий компонент (57 % мол.), а також жадеїт.

Надзвичайно цікавою виявилась асоціація пікроільменіт + енстатит + хромшпінель + рутил + чермакіт + паргасит. За складом енстатит відповідає низькозалізистому алюмоенстатиту. Паргасит збагачений на Na2O (4,3 %), TiO2 (4,2 %) і Cr2O3 (1,6 %). Чермакіт представлений високомагнезіальним різновидом з високим вмістом Al2O3 (30 %) і Cr2O3 (5,7 %). Хромшпінель належить до пікотиту (Cr2O3 - 6-20 %, Al2O3 - 64-50 %).

Набір та особливості складу мінералів-включень у піропах із вивчених ореолів свідчать про те, що серед їх верхньомантійних материнських порід були малоглибинні метасоматизовані піроксеніти і лерцоліти.

Хромшпінеліди в ореолах представлені сумішшю індивідів мантійного і корового походження. Це дрібні (< 0,5 мм) кристали октаедричного габітусу з гострими ребрами і вершинами (рідко "міріоедричні") без зростків з іншими мінералами і без реліктів останніх на їх поверхнях. На частині кристалів помітні скульптури розчинення. Такі особливості морфології свідчать про тривалий час перебування хромшпінелідів у зоні гіпергенезу і надходження їх у ореоли з кір вивітрювання місцевих порід.

Склад хромшпінелідів у кожному ореолі варіює від пікотиту до хроміту з вмістом Cr2O3 до 60-65 %. Для встановлення їх належності до мантійного або корового типів використано комплекс критеріїв і ознак, запропонованих багатьма дослідниками, у т. ч. діаграми MgO - Cr2O3, Al2O3 - Cr2O3, TiO2 - Cr2O3, Cr/(Cr+Al) - Fe2+/(Fe2++Mg), Al - Cr - Fe3+ та ін. Найбільш чітко хромшпінеліди розділяються на ці типи на діаграмі MgO - Cr2O3. При цьому співвідношення між ними в різних ореолах змінюється на користь то першого, то другого типу.

Серед мантійних хромшпінелідів переважають високомагнезіальні помірно- і середньохромисті різновиди піроксенітового і лерцолітового парагенезисів - алюмохромпікотит, хромпікотит і алюмохроміт та дуже мало поширені високомагнезіальні хроміти дуніт-гарцбургітового парагенезису, в т. ч. алмазної асоціації.

Хромшпінеліди корового типу представлені помірно- , середньо- і високохромистими різновидами підвищеної або високої залізистості. Часто вони збагачені на Fe2O3 і TiO2 та містять включення польового шпату, високоглиноземистого титанавгіту, ортопіроксену бронзитового складу, рогової обманки еденітового складу і високомагнезіального тремоліту. Серед корових хромшпінелідів значно поширені високохромисті хроміти (Cr2O3 - 60-65 %), які відрізняються від хромітів алмазної асоціації із кімберлітів більш низьким вмістом MgO (< 10 %). Близькі за складом хроміти встановлено у слюдистих перидотитах Малокутищенського інтрузиву на Бердичівському блоці УЩ.

Вивчення хромшпінелідів із ореолів західної частини УЩ показало, що їх основними корінними джерелами були вже відомі і ще не виявлені місцеві тіла ультраосновних порід корового типу. Додатковими джерелами хромшпінелідів в ореоли служили верхньомантійні перидотити і піроксеніти, продукти дезінтеграції яких винесені на ерозійний зріз кімберлітами.

Хромдіопсид найбільш поширений на Старосинявській ділянці. Колектором його є морські піски середнього сармату. Зерна хромдіопсиду дрібні (менше 0,5 мм), без ознак механічного зношування, часто утворюють зростки з ортопіроксеном. Іноді разом з ними зустрічаються уламки свіжої породи розміром 1-2 мм, до складу якої крім хромдіопсиду входять ортопіроксен (бронзит), магнезіальна рогова обманка, флогопіт, ортоклаз і плагіоклаз андезинового типу. Ця порода є амфібол-флогопіт-польовошпатовим піроксенітом сублужного ряду. Вміст хромдіопсиду і уламків хромдіопсид-вмісного піроксеніту досягає 200 г/т.

Хромдіопсид представлений низькохромистим (Cr2O3 - 0,1-0,8 %) і низькозалізистим (FeO - 3-6 %) різновидом з підвищеним вмістом Na2O (до 0,6 %) і Al2O3 (до 2,7 %). Відношення Ca/(Ca+Mg) становить 0,50-0,51, що свідчить про кристалізацію хромдіопсиду при Т = 830-860оС. Виходячи з геотерми 40 мВт/м2 для щитів, такі температури відповідають глибині 30-35 км або тиску 10 кбар.

Отже, ореол хромдіопсиду у сарматських відкладах на Старосинявській ділянці утворений із продуктів дезінтеграції сублужного піроксеніту корового походження.

Магнезіальні ільменіти. Типові для кімберлітів пікроільменіти не відомі у вивчених ореолах, зате в них значно поширені кристали ільменіту пінакоідального і ромбоедричного габітусу розміром до 0,5-0,6 мм з вмістом MgO від 2,0 до 8,5 %. Характерною особливістю їх є подібність складу незалежно від розташування, віку і походження ореолів.

За типохімічними ознаками Mg-ільменіти діляться на дві групи (рис. 5). Вміст MgO у першій - 2,0-4,5 %, у другій - 5,5-8,5 %, а Al2O3 відповідно менше 0,45 % і 0,45-1,15 %. Ільменіти обох груп мають низький вміст Cr2O3 (0,1-0,2 %) та підвищений вміст MnO (до 1 %). В першій групі встановлено включення апатиту та калієвих і K-Na польових шпатів, а в другій - включення титанистої рогової обманки еденітового і фероеденітового складу, високоглиноземистих і високозалізистих амфіболів феробаруазитового і феровінчитового складу, збагачених на титан і луги, а також високоглиноземистих клінопіроксенів салітового, фасаїтового і титанавгітового складу. Відмічені особливості Mg-ільменітів вказують на те, що їх джерелом були меланократові основні породи нормального і сублужного ряду.

Корінні джерела живлення ореолів. Області живлення алмазоносних Тарасівського і Зеленоярського Ti_Zr розсипів. Для локалізації пошуків корінних джерел алмазу і його мінералів-супутників важливе значення має встановлення області живлення розсипів. З цією метою проведено вивчення хімічного складу, ізотопно-геохімічних особливостей та віку індивідуальних зерен циркону і монациту із обох розсипів. На підставі отриманих даних зроблено висновок, що основна кількість циркону і монациту надійшла в розсипи з кір вивітрювання гранітоїдів бердичівського, побузького і гайсинського комплексів палеопротерозою, які поширені на більшій частині Бердичівського і Вінницького блоків УЩ. Останні, протягом кайнозою, були пенепленом і стабільною областю зносу теригенного матеріалу для формування названих розсипів.

Корінні джерела алмазів та їх мінералів-супутників. Серед алмазів і гранатів мантійного типу із ореолів ідентифіковані різновиди перидотитового і еклогітового парагенезисів. Наявні дані свідчать, що корінними джерелами цих мінералів були місцеві кімберліти, збагачені продуктами дезінтеграції верхньомантійних лерцолітів, піроксенітів і еклоґітів. Кімберліти прогнозуються в зоні Хмільницького глибинного розлому та в вузлах перетину його з Немирівським та Яблунівсько-Білокоровицьким розломами.

Дискусійним є питання про джерела зелених алмазів "дністровського" типу, найбільш поширених у відкладах балтської світи на межиріччі Південний Буг-Дністер. За морфологією кристалів вони подібні до таких із деяких ксенолітів дистенових еклоґітів у кімберлітах Якутії, а за ІЧ-спектроскопічними особливостями - до алмазів із лампрофірів Канади. Зважаючи на високий вміст у балтських відкладах гранатів із верхньомантійних еклоґітів, в т. ч. із дистенових еклоґітів алмазної асоціації, автор схильний вважати джерелом зелених алмазів саме кімберліти.

Материнськими породами для імпактних алмазів являються зювіти і тагаміти Білилівської та Іллінецької астроблем, розташованих у східній частині Бердичівського блоку УЩ. Основним постачальником імпактних алмазів у Зеленоярський та Тарасівський Ti-Zr розсипи була Іллінецька астроблема. На думку Ю.О. Полканова деякі алмази із цих розсипів мають, космогенне походження і принесені на Землю метеоритами.

Корінні джерела хромшпінелідів. Проведено співставлення морфології і складу хромшпінелідів із ореолів та відомих у області їх живлення ультраосновних порід. Останні утворюють ряд малих інтрузивів - Малоострозький, Малокутищенський, Немирівський, Жданівський, Кармелюківський, Багриновецький, Сабарівський. В дунітах, перидотитах і піроксенітах цих інтрузивів хромшпінеліди представлені гострореберними і гостровершинними октаедрами розміром менше 0,5 мм. Їх склад варіює від пікотиту до високохромистого хроміту. Майже всі вони мають корове походження. Подібні до них за морфологією і складом хромшпінеліди зустрічаються в різних кількостях і в ореолах, що вказує на участь місцевих ультраосновних порід у їх формуванні. Разом з ними в ореолах поширені хромшпінеліди мантійного типу, джерелом яких були ще не виявлені кімберліти. Найбільший вміст незношених хромшпінелідів мантійного типу встановлено у Куманівецькому ореолі, пов'язаному з піщаними відкладами середнього сармату.

Палеогеографічні умови утворення ореолів алмазу і його мінералів-супутників. З врахуванням гіпсометричних, літофаціальних, мінералогічних, ізотопно-геохімічних і літературних даних по осадовим породам південно-західної частини УЩ реконструйовані палеогеографічні умови утворення відкладів бучацької світи, полтавської серії, сарматського ярусу і балтської світи та пов'язаних з ними ореолів алмазу і його мінералів-супутників. Складені відповідні палеогеографічні схеми.

Висновки

палеогеографічний ореол алмаз спектроскопічний

У дисертації на прикладі вивчення типоморфізму алмазу і його мінералів-супутників із ореолів розсіяння у осадових породах західної частини Українського щита показані нові можливості підвищення ефективності шліхо-мінералогічного методу пошуків кімберлітів.

На підставі проведених досліджень отримані наступні результати.

З'ясовані закономірності розміщення ореолів алмазу і його мінералів-супутників в межах західної частини УЩ, проведена їх типізація за віком, генезисом, положенням стосовно джерел живлення. Вперше виділені первинні ореоли близького зносу, які утворені з продуктів безпосереднього розмиву кір вивітрювання кімберлітів і мають важливе пошукове значення.

Встановлено, що вивчені алмази з ореолів за кристаломорфологією, ІЧ-спектроскопічними і люмінесцентними характеристиками найбільш подібні до дрібних алмазів із кімберлітів Якутської та Архангельської алмазоносних провінцій, але відрізняються від них за співвідношеннями морфотипів кристалів та їх структурно-дефектними особливостями. В цих ореолах алмази еклогітового типу кількісно переважають над перидотитовими, крім того є алмази імпактного і "дністровського" типів.

Визначено типохімічні та оптико-спектроскопічні особливості гранатів мантійного походження із ореолів. Показано, що серед них превалюють низько- і середньохромисті піропи лерцолітового і вебстеритового парагенезисів. В значних кількостях поширені також гранати еклогітового типу, в т.ч. алмазної асоціації. І дуже рідко зустрічаються піропи парагенезисів хромшпінелевих і ільменітових перидотитів та верлітів.

Судячи з даних LA-ICP MS аналізів піропів, вони представлені деплетованими різновидами, які кристалізувались при температурах від 700 до 1125оС (визначено за Ni-термометром В.Л. Гриффіна). Наявність високотемпературних піропів з вмістом Y менше 10 г/т вказує на те, що вони винесені з глибини 150-160 км, тобто з області стабільності алмазу.

В піропах із Немирівського ореолу, розташованому в зоні Немирівського мантійного розлому, ідентифіковані включення ловерингіту, матиаситу, жадеїту, паргаситу, високохромистої чермакітової рогової обманки і амфіболу жедритового типу. Їх знахідки свідчать про те, що верхньомантійні піропові перидотити цього району зазнали глибинного метасоматозу і збагачення несумісними елементами-домішками.

Для ореолів південно-західної частини УЩ характерний високий вміст гранатів піроп-альмандинового і піроп-альмандин-гросулярового складу, парагенезису магнезіально-залізистих і глиноземистих еклоґітів верхньомантійного типу, у т. ч. їх алмазоносних різновидів. За розмірами і морфологічними особливостями вони не відрізняються від асоціюючих з ними піропів, що свідчить на користь їх кімберлітового походження і належність до мінералів-супутників алмазу.

Показано, що в ореолах хромшпінеліди представлені сумішшю індивідів мантійного і корового походження, які відрізняються між собою за морфологією кристалів, їх складом і положенням на діаграмі MgO-Cr2O3. Серед мантійних хромшпінелідів ідентифіковані поодинокі хроміти алмазної асоціації, зате значно поширені більш залізисті високохромисті хроміти (Cr2O3 - 60-65 %, MgO - менше 10 %) корового типу, які помилково вважають супутниками алмазу.

Отримані переконливі докази того, що знайдені в ореолах на Старостинявській ділянці хромдіопсиди походять не з кімберлітів, а з сублужних піроксенітів нижньокорового типу і тому відносити їх до мінералів-супутників алмазу немає підстав.

Вперше детально досліджені магнезіальні ільменіти (MgO - 2,0-8,5 %), які постійно зустрічаються у ореолах піропу. Вони суттєво відрізняються від типових пікроільменітів із кімберлітів за морфологією, хімічним складом і набором мінеральних включень. Отримані докази їх зв'язку з нижньокоровими основними породами нормальної і підвищеної лужності, які могли бути захоплені і винесені кімберлітами або виведені на до неогеновий зріз тектонікою і ерозією.

На підставі вивчення циркону і монациту із алмазоносних Зеленоярського і Тарасівського розсипів зроблено висновок, що вони надходили з гранітоїдів Бердичівського і Вінницького блоків УЩ. У цій області зносу вже відомі Білилівська та Іллінецька астроблеми з алмазами імпактного типу і прогнозується наявність кімберлітових тіл, у т. ч. алмазоносних.

На палеогеоморфологічній і літофаціальній основі реконструйовані палеогеографічні умови утворення осадових порід бучацької світи, полтавської серії, сарматського ярусу і балтської світи та пов'язаних з ними ореолів алмазу і його мінералів-супутників. Ці реконструкції показали, що Бердичівський і Вінницький (північна частина) блоки УЩ протягом палеогену і неогену була слабо розчленованим пенепленом, складеним корою хімічного вивітрювання різних за складом докембрійських порід, яка й служила стабільним джерелом теригенного матеріалу в континентальні і морські басейни седиментації. Найбільш сприятливими для формування ореолів були долини палеорічок і прибережні зони мілководних морів.

Література

1. Ільченко К.О. Дефектні центри дрібних алмазів України (за даними інфрачервоної спектроскопії) / Ільченко К.О., Квасниця В.М., Таран М.М., Козар М.А., Павлюк В.М., Цимбал Ю.С. // Мінерал. журн. - 2003, - Т25, №5/6. - С. 108-120.

2. Ільченко К.О. Порівняльна характеристика особливостей алмазів з осадових відкладів Українського щита за даними інфрачервоної спектроскопії та фотолюмінесценції / Ільченко К.О., Лупашко Т.М., Таращан А.М., Квасниця В.М., Таран М.М., Павлюк В.М., Цимбал Ю.С. // Матеріали наук. - техн. наради "Стан, перспективи та напрямки геологорозвідувальних робіт на алмази в Україні" (Київ, 19-22 травня 2003 р.). - Київ, 2003. - С. 163-167.

3. Лупашко Т.М. Зіставлення даних фотолюмінесценції та ІЧ-поглинання дрібних алмазів України. / Лупашко Т.М., Таращан А.М., Ільченко К.О., Квасниця В.М., Таран М.М., Цимбал Ю.С. // Мінерал. журн. - 2003. - Т.25, №5/6. - С. 121-129.

4. Лупашко Т.Н. Кристаллохимические и генетические особенности алмаза из титано-циркониевых россыпей Украинского щита / Лупашко Т.Н., Квасница В.Н., Таращан А.Н., Цымбал Ю.С. // Природные и техногенные россыпи и месторождения кор выветривания на рубеже тысячелетий: Тезисы докл. ХІІ Международного совещания (Москва, 2002 г.). - Москва: ИГЕМ РАН, 2000. - С. 373-375.

5. Лупашко Т.Н. Особенности фотолюминесценции и возможные коренные источники цирконов из россыпей Украинского щита / Лупашко Т.Н., Цымбал Ю.С., Раccулов В.А. // Россыпи и месторождения кор выветривания: факты, проблемы, решения. Тез. Докл. ХIII Международного совещания по геологии россыпей и кор выветривания (Пермь, 22-28 августа 2005 г.). - Пермский ун-т, 2005. - С. 146-148.

Размещено на Allbest.ru