О составах хромистых пиропов лерцолитовых парагенезисов из неалмазоносных и алмазоносных кимберлитов

Размещено на http://www.allbest.ru/

О составах хромистых пиропов лерцолитовых парагенезисов из неалмазоносных и алмазоносных кимберлитов

А.С. Иванов1, З.В. Специус1, И.В. Ащепков2, А.В. Толстов1

1НИГП АК «АЛРОСА» ПАО, г. Мирный

2ГИИ СО РАН им. В.С. Соболева, г. Новосибирск

Цель данной работы заключалась в определении химических различий в составах пиропов лерцолитовых парагенезисов из алмазоносных и неалмазоносных кимберлитов. Авторы рекомендуют комплексно изучать пиропы с учетом всех измеренных элементов, входящих в их состав. Область составов пиропов из лерцолитовых парагенезисов довольно широкая по своей природе. Составы пиропов из алмазоносных и неалмазоносных лерцолитовых парагенезисов хорошо различаются по содержанию окиси марганца и магния. На примере близких содержаний представительных выборок осуществлено сравнение составов пиропов из алмазоносного кимберлитового тела (трубка Сюльдюкарская, Якутия) и не алмазоносного кимберлита (трубка Шандонгу, Ангола) [2].

Методика эксперимента

хромистый пироп лерцолитовый кимберлит

Рис. 1. Диаграммы Н.В. Соболева для составов пиропов алмазоносного кимберлита трубка Сюльдюкарская (Якутия) (а) и неалмазоносного трубка Шандонгу (Ангола) (б). На диаграммах различными значками показаны составы пиропов разных парагенетических групп по классификации Н. В. Соболева [1].

Рис. 2. Диаграммы MgO-MnO для составов пиропов из алмазоносного кимберлита трубки Сюльдюкарская (Якутия) и неалмазоносного кимберлита трубки Шандонг (Ангола).

Рис. 3. Ксенолиты из кимберлитовой трубки Шандонгу.

Клинопироксены характеризуются достаточно высокими содержаниями окиси натрия (>3,0 мас. % Na2O) и соответствуют типичным омфацитам с повышенной кальциевостью. Для них характерно высокое содержание титана (0,4 мас. % TiO2), небольшое количество хрома и полное отсутствие марганца (табл. 1).

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что ассоциации мантийных ксенолитов в кимберлитовой трубке Шандонгу представлены биминеральными эклогитами магнезиального типа, которые в большинстве случаев, вероятно, соответствуют безалмазным парагенезисам, что говорит о невысокой перспективности данной трубки. По трем опубликованным геотермометрам [3] были вычислены температуры совместной кристаллизации пиропа и клинопироксена в ксенолитах трубка Шандонгу при шести режимах давления (табл. 2). По полученным результатам видно, что температуры равновесия гранатов и клинопироксенов низки и не соответствуют области кристаллизации алмазов.

Таблица 1 Микрозондовый состав пиропа и клинопироксена

Таблица 2 РТ параметры кристаллизации пиропа и клинопироксена

Обсуждение результатов

Составы пиропов трубки Сюльдюкарская отличаются более высокими содержаниями окиси марганца, в среднем на уровне значений 0,5 мас. %, а содержания окиси магния - на уровне 19 мас. % и их пироповый минал следовательно значительно ниже. Перекристаллизация ультраосновного состава магмы происходила с добавлением слоев более железистых эклогитов. Этот процесс происходил на больших глубинах и при больших давлениях, которые соответствовали температурам и давлениям для кристаллизации алмазов. Из данных статистических расчетов получается, что кристаллизация пиропов трубки Сюльдюкарская происходила при более высоких температурах, чем пиропов трубки Шандонгу.

Среди гранатов трубки Сюльдюкарска установлены пиропы ультраосновного парагенезиса и пироп- альмандины эклогитового парагенезиса, а также магнезиальные альмандины. Отмечены близкие содержания пиропов различных парагенетических ассоциаций ультраосновного парагенезиса между кимберлитами обоих тел этой трубки, за исключением зерен алмазной ассоциации дунитгарцбургитового парагенезиса, которые не обнаружены в низко алмазоносных кимберлитах западного тела. В восточном теле их доля составляет 4,0%. Пироп-альмандины эклогитового парагенезиса единичны.

Несмотря на близкие соотношения гранатов соответствующих парагенезисов, тела заметно различаются соотношениями кластерных групп, рассчитанных по Дж. Доусон и В. Стефенс [4]. Обращает внимание высокий процент (17,65 %) магнезиальных альмандинов кластерной группы G5 и необычно высокая доля (36,76 %) пиропов группы G10 в выборке из кимберлитов западного тела.

Исследование распределения редкоземельных элементов (РЗЭ) в пиропах сравниваемых трубок показало, что содержание РЗЭ в составах пиропов трубки Сюльдюкарская и трубки Шандонгу и их распределение весьма различно с повышенной концентрацией легких РЗЭ в кимберлитах трубки Сльдюкарская и более высоким содержанием средних РЗЭ в кимберлитах Шандонгу (рис. 4, 5). Существенно различаются кимберлиты этих двух трубок по содержанию Lu, Yb, Tm, Er, что четко прослеживается на пузырьковых диаграммах (рис. 5).

Рис. 4. Проекция на главные факторы содержаний основных и РЗЭ элементов из хромистых пиропов лерцолитовых парагенезисов из алмазоносного кимберлита трубка Сюльдюкарская (с) и неалмазоносноо кимберлита трубка Шандонгу (ш).

Рис. 5. Пузырьковые диаграммы концентраций РЗЭ (в ppm, сверху - вниз: легких, тяжелых, средних РЗЭ) в пиропах на диаграмме Н. В. Соболева.

Заключение

Составы выборок пиропов из алмазоносных (трубка Селюдюкарская) и убого алмазоносных кимберлитов (трубка Шандонгу) с одинаковыми трендами распределения СаО-Сг^Оз в области лерцолитовых и алмазоносных дунит-гарцбургитовых парагенезисов, которые отражаются на основной диаграмме Н. В. Соболева, четко отличаются по содержанию окиси марганца и магния. Для алмазоносных кимберлитов характерны составы пиропов лерцолитовых парагенезисов с повышенными значениями окиси марганца более 0,4 мас. % и пониженными значениями окиси магния менее 20 мас. %.

Полная выборка зерен пиропа ультраосновных парагенезисов для высоко алмазоносных кимберлитовых тел проектируется на бинарную диаграмму MgO-MnO в определенную кластерную область. Определенная методом подбора кластерная область на этой бинарной диаграмме характерна для большинства промышленных месторождений кимберлитов ЯАП [5]. Эту область составов можно характеризовать как температурную «мишень», в центр пересечения которой проектируются составы пиропов исключительно из продуктивных кимберлитов. Можно предположить, что составы пиропов с такими содержаниями магния и марганца происходят из мантийных пород благоприятных по РТ параметрам для кристаллизации в них алмазов.

Редкоземельные элементы (легкие, тяжелые и средние) неравномерно накапливаются в составах пиропов из алмазоносного кимберлита трубки Сюльдюкарская и неалмазоносного кимберлита трубки Шандонгу. Повышенная концентрация легких РЗЭ в алмазоносной трубке Сюльдюкарская приходится на высокохромистые зерна пиропов до 4 ррм, а в низко- хромистой области составов пиропов содержание РЗЭ менее 2 ррм. Для неалмазоносного кимберлита трубки Шандонгу концентрация легких РЗЭ в низкохромис- тых зернах пиропов более 10 ррм, в высокохромистых пиропах в два раза меньше.

Тяжелые РЗЭ концентрируются в алмазоносных кимберлитах в большей степени в низкохромистых зернах пиропов эклогит-вебстеритовой ассоциации до 8 ррм, а в высокохромистой содержание легких РЗЭ в два раза меньше. Для пиропов из неалмазоносного кимберлита такое различие слабо выражено. Средние по весу РЗЭ равномерно концентрируются в зернах с разной градацией по хрому в алмазоносных и не алмазоносных кимберлитах. Пузырьковые диаграммы увеличивают информативность диаграммы Н. В. Соболева, при этом, на графике показывается дополнительная информация по различиям пиропов из алмазоносных и неалмазоносных кимберлитов.

Литература

1. Соболев, Н. В. О минералогических критериях алмазоносности кимберлитов / Н. В. Соболев // Геология и геофизика. - 1971. - №3. - С. 70-80

2. Геохимические особенности составов минералов новой кимберлитовой трубки Шандонгу (Ангола) / Т. М. Вунда [и др.] // Международная научно-практическая конференция. Актуальные проблемы геологии, прогноза, поисков и оценки месторождений твердых полезных ископаемых. - Судакские геологические чтения. - 2013. - IV (IX), - С. 14-16.

3. Ellis, D. J. An experimental study of the effect of Ca upon garnet-clinopyroxene Fe-Mg exchange equilibria / D. J. Ellis, D. H. Green // Contributions to Mineralogy and Petrology. - 1979. -V. 71. - Р. 13-22.

4. Dawson, J. B. Statistical classification of garnets from kimberlites and xenoliths/ J. B. Dawson, W. E. Stephens // J. Geol. - 1975. - V. 83. - № 5. - P. 589-607.

5. Иванов, А. С. Новый критерий алмазоносности кимберлитов / A. C. Иванов// Труды XII Всеросотйской (с международным участием) Ферсмановской сессии. - Апатиты: КНЦ РАН. - 2015. - С. 268-270.

Размещено на Allbest.ru