Парагенетические особенности состава хромшпинелидов из россыпи Дьюкунах (Якутия)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вилюйская геологоразведочная экспедиция АК «АЛРОСА» (ПАО)

Парагенетические особенности состава хромшпинелидов из россыпи Дьюкунах (Якутия)

А. М. Хмельков

Э. А. Власова

Аннотация

С использованием специализированной программы «MineralogicalAnalyse» были исследованы парагенетические особенности состава хромшпинелидов из непромышленной россыпи Дьюкунах (Якутия). Коренные источники алмазов, за счет которых сформировалась россыпь, не установлены, поэтому россыпь представляет поисковый интерес. Совместно с алмазами в россыпи присутствуют гранат и хромшпинелид.

Методика: Программа «MineralogicalAnalyse» специально создана для определения парагенетической принадлежности кимберлитовых минералов на основе их состава и способна распознавать среди хромшпинелидов 20 парагенезисов. Всего из отложений россыпи Дьюкунах было изучено 457 зерен хромшпинелидов. Состав хромитов предварительно был исследован на электронном микроанализаторе. С целью определения парагенетической специализации хромшпинелидов все анализы были подвергнуты пересчету с помощью программы «MineralogicalAnalyse».

Результаты и обсуждение: Детально описаны особенности состава хромшпинелидов из определяемых программой парагенезисов и их взаимоотношения. Установлено, что в россыпи Дьюкунах по составу преобладают хромшпинелиды некимберлитового генезиса, на долю которых приходится более 70%. Кимберлитовые хромшпинелиды имеют подчиненное значение (23.6%). Среди типичных кимберлитовых хромшпинелидов в отложениях россыпи преобладают разности из неалмазоносных лерцолитов.

Выводы: Установленные в россыпи хромшпинелиды некимберлитового генезиса не могут ассоциировать с алмазами и гранатами в плане их общих первоисточников. Поэтому ассоциацию кимберлитовых минералов в россыпи Дьюкунах более правильно называть не как пироп-хромшпинелидо- вую, а как пироповую или алмаз-пироповую. Таким образом, программы «MineralogicalAnalyse» позволяет более достоверно судить о генезисе хромшпинелидов не только в кимберлитах, но и в россыпях.

Ключевые слова: минералы-индикаторы кимберлита, парагенезис, алмазоносносный, хромшпине- лиды, кимберлиты, россыпь.

Paragenetic features of the composition of chromespinelides from Dyukunakh placer (Yakutia)

A. M. Khmelkov^, E. A. Vlasova

PJSC ALROSA: Vilyuiskaya Exploration Expedition, 1 Pervootkryvateley ul., Aikhal 678190, Republic of Sakha (Yakutia), Russian Federation

Abstract

Introduction: In our study, we investigated the paragenetic features of the composition of chromespinelides from the noncommercial Dyukunakh placer (Yakutia) using the specialized software MineralogicalAna- lyse. The ore bodies of diamonds, due to which the placer was formed, have not been identified yet. Therefore, the placer is of exploratory interest. Besides diamonds, the placer also contains garnet and chromespinelide.

Methodology: The main function of the MineralogicalAnalyse programme is to determine the paragenesis of kimberlite minerals based on their composition. It is able to recognise the chromespinelides of 20 paragenesis. A total of 457 chromespinelide grains from the deposits of the Dyukunakh placer were studied. The composition of the chromites was preliminarily analysed using an electron microprobe. All the results were then recalculated using MineralogicalAnalyse in order to determine the paragenetic features of the chromespinelides.

Results and discussion: The article details the composition of the chromespinelides with paragenesis that can be determined by the programme and described their relationships. The study determined that over 70% of the chromespinelides in the Dyukunakh placer are of non-kimberlite genesis. Kimberlite chrome- spinelides are of subordinate importance (23.6%). Among the typical kimberlite chromespinelides in the placer sediments varieties from non-diamondiferous lherzolites prevail.

Conclusions: Non-kimberlite genesis chromespinelides found in the placer cannot be associated with diamonds and garnets in terms of common ore bodies. Therefore, it would be correct to refer to the association of kimberlite minerals in the Dyukunakh placer not as to pyrope-chromespinelide, but as to pyrope or diamond-pyrope association. Thus, the MineralogicalAnalyse programme provides more reliable data regarding the genesis of chromespinelides not only in kimberlites, but also in placers.

Keywords: kimberlite tracer minerals, paragenesis, diamondiferous, chromespinelides, kimberlites, placer.

Введение

Парагенезис минералов-индикаторов кимберлитов (МИК) имеет прямое отношение к алмазоносности кимберлитовых пород, так как состав минералов несет информацию о процессах глубинного минералообразования. Поэтому определение парагенезиса МИК позволяет судить не только о глубинных источниках минералов в кимберлитах, но и о степени алмазоносности их источников.

Кимберлитовые тела различаются как набором минеральных парагенезисов, так и их количественными соотношениями. При этом состав минералов каждого парагенезиса типоморфен. При общей трансформации минеральной ассоциации в процессе ореолообразова- ния, набор МИК различных парагенезисов и их соотношения слабо меняются. Данное обстоятельство позволяет проводить сравнительный анализ парагенетиче- ских особенностей состава минералов из шлиховых ореолов и кимберлитовых тел.

С помощью специализированной программы «MineralogicalAnalyse» был изучен химический состав хромшпинелидов из верхнепалеозойской россыпи Дьюкунах. Россыпь расположена в бассейне р. Алымд- жа, в пределах Моркокинского алмазоносного района Якутской алмазоносной провинции (ЯАП). В геологическом строении россыпи принимают участие терригенные отложения лапчанской свиты среднего карбона, ботуобинской свиты среднего-верхнего отдела карбона, а также боруллойской свиты верхнего отдела перми и современные отложения. Несмотря на относительно повышенную алмазоносность лапчанскай свиты, россыпь Дьюкунах является непромышленной. Тем не менее, она представляет поисковый интерес, так коренные источники алмазов, за счет которых сформировались отложения россыпи, до сих пор не установлены. В ближайшем окружении кимберлитовые тела отсутствуют, и вопрос переноса алмазоносного материала в пределы россыпи до сих пор является дискуссионным. Совместно с алмазами в россыпи имеют широкое распространение гранат и хромшпине- лид при полном отсутствии пикроильменита.

Теоретическая часть

Для пересчета микрозондовых анализов и определения парагенетической принадлежности МИК на основе их состава, в том числе хромшпинелидов, была специально создана программа «MineralogicalAnalyse» [1].

Основу эталонной базы программы химических составов хромшпинелидов составили данные из опубликованных источников [2-8], которые были существенно дополнены собственными анализами авторов. Подавляющая часть составов из эталонной базы представлена анализами хромшпинелидов из глубинных ксенолитов в кимберлитах [3, 6]. Помимо составов хромшпинелидов непосредственно из кимберлитов, в базу программы «MineralogicalAnalyse» были внесены составы ферришпинелей «серкинского» типа [9] и хромшпинелей «курунгского» типа [2] некимберлитового генезиса, а также шпинелидов из базальтоидов [7,, имеющих широкое распространение в ореолах рассеяния. Не учет данных составов при парагенетиче- ской классификации хромшпинелидов из шлиховых ореолов неизбежно приведет к существенному искажению результатов, в том числе при определении парагенезиса непосредственно кимберлитовых разностей.

В результате детального анализа составов хромшпинелидов из различных источников с привлечением статистических методов было определено 20 парагенетических групп, различающиеся по химизму и степени алмазоносности их источников. Составы по данным парагенетическим группам были внесены в базу программы «MineralogicalAnalyse» в качестве эталонов, используя которые программа определяет парагенети- ческую специализацию хромшпинелидов.

К хромшпинелидам высокоалмазоносного парагенезиса нами отнесены разности из включений в алмазах и сростков с ними с характерным для них составом. К потенциально алмазоносному парагенезису - хром- шпинелиды преимущественно из алмазоносных ксенолитов, незначительно из неалмазоносных, также с типоморфным для них составом. К хромитам неалмазоносных парагенезисов отнесены разности исключительно из неалмазоносных ксенолитов и имеющие некимберлитовый генезиса с соответствующими составами. Ниже приводится перечень хромшпинелидов из определяемых парагенетических групп и их аббревиатуры, которые программа «MineralogicalAnalyse» автоматически присваивает каждому составу: парагенетический хромшпинелид алмазоносность

1) из высокоалмазоносных дунитов и гарцбургитов (включения в алмазах перидотитового парагенезиса) - ВАДГ; 2) из потенциально алмазоносных гарцбургитов с высокохромистым шпинелидом - ПАГВ; 3) из неалмазоносных лерцолитов с высокохромистым шпине- лидом - НЛВ; 4) из неалмазоносных лерцолитов со среднехромистым шпинелидом - НЛС; 5) из неалмазоносных лерцолитов с низкохромистым шпинелидом - НЛН; 6) из неалмазоносных гранатовых вебстеритов и гарцбургитов с низкохромистым шпинелидом - НГВГН; 7) из неалмазоносных лерцолитов и пироксе- нитов с низкохромистым шпинелидом - НЛПН; 8) из неалмазоносных магнезиальных алькремитов - НМА;

из неалмазоносных магнезиально-кальциевых аль- кремитов - НМКА; 10) из неалмазоносных катаклази- рованных лерцолитов - НКЛ; 11) из зональных гранатов и сростков с ними - НЗГ; 12) гранат-клинопи- роксен-шпинелевые сростки из неалмазоносных ксенолитов, в том числе катаклазированных лерцолитов - НГКШС; 13) высокожелезистые шпинелиды из зональных гранатов - НЗГЖ; 14) из неалмазоносных шпинелевых дунитов - НШД; 15) из неалмазоносных шпинелевых вебстеритов (с плагиоклазом и графитом) - НШВ; 16) из неалмазоносных флогопитовых пи- роксенитов - НФП; 17) из неалмазоносных глиммери- тов (шпинелевых) - НГ; 18) ферришпинели «серкинского» типа некимберлитового генезиса - НСТ; 19) хромшпинелиды «курунгского» типа некимберлитового генезиса - КТ; 20) типичные шпинелиды из базальтоидов - ШБ.

В таблице приведены средние составы хромшпине- лидов по парагенетическим группам, а на рисунке 1 показана дендрограмма результатов кластерного анализа составов, построенная с использованием пакета «Statistical». Дендрограмма показывает схожесть и различия хромшпинелидов различных парагенезисов по составу и их взаимоотношения между собой.

Из рисунка 1 видно, что составы хромшпинелидов четырех парагенезисов (ВАДГ-, НЛВ-, КТ- и ПАГВ- парагенезисы) объединились в одну кластерную группу на относительно низком уровне связывания. Хромшпинелиды всех четырех парагенезисов представлены высокохромистыми разностями, при этом хромшпинелиды КТ -парагенезиса представлены некимберлитовой разновидностью «курунгского» типа [2]. По большинству оксидов составы хромшпи- нелидов данных парагенезисов перекрываются с учетом доверительных интервалов. Из них наиболее близки по химизму высокохромистые хромшпине- лиды из неалмазоносных лерцолитов (НЛВ -парагенезис) и разности «курунгского» типа (КТ-парагенезис). Хромшпинелиды «курунгского» типа отличаются как от разностей НЛВ -парагенезиса, так и от хромшпине- лидов других парагенезисов данной кластерной группы более низкими содержаниями магния (в среднем 10.61мас.% MgO) и титана (в среднем всего 0.04 мас.% TiO2) при более высоких параметрах по марганцу (в среднем 0.38 мас.% MnO) и закисному железу (в среднем 17.21 мас.% FeO) (табл.). Источниками некимберлитовых хромшпинелидов «курунг- ского» типа предполагаются породы ультраосновных массивов [2]. Они имеют достаточно широкое распространение в ореолах рассеяния в пределах Мало- Ботуобинского, Ыгыаттинского и Моркокинского алмазоносных районов ЯАП, где их содержание по отдельным водотокам достигает 80% от общего количества хромшпинелидов (реки Алымджа, Левый Нижний Вилюйкан и др.). Хромшпинедиды КТ -парагенезиса встречаются и непосредственно в кимберлитах в качестве ксеногенного материала, однако их содержание обычно не превышает 10-15% от общей массы кимберлитовых разностей.

Среди разностей типичных кимберлитовых парагенезисов данной общей кластерной группы также существуют некоторые отличия. Так, хромшпинелиды ВАДГ- и ПАГВ-парагенезисов помимо повышенной хромистости, которая в обеих разностях превышает 62 мас.% Cr2O3 [6], в отличие от хромшпинелидов из неалмазоносных лерцолитов обладают более низкой гли- ноземистостью и титанистостью (табл.). Одновременно хромшпинелиды ВАДГ-парагенезиса, по сравнению с разностями из потенциально алмазоносных гарцбургитов, характеризуются более низкой магнези- альностью (в среднем 12.40 мас.% против 15.14 мас.% MgO) и более высоким содержанием закисного железа (в среднем 14.19 мас.% против 8.07 мас.% FeO).

Табл. Средние составы хромшпинелидов по парагенетическим группам [Tabl. Average compositions of chromespinelides according to paragenetic groups]

На рисунке 2 приведена традиционная для хромшпинелидов диаграмма в координатах Cr2O3-Al2O3, на которой показано положение средних составов хромшпинелидов по парагенетическим группам. На данном рисунке точки средних составов хромшпинелидов всех четырех описанных выше парагенезисов располагаются в относительной близости друг от друга в высо- кохромистой низкоглиноземистой области. При этом хромшпинелиды ПАГВ-парагенезиса попадают в область алмазной ассоциации [10] совместно с разностями ВАДГ-парагенезиса.

Среди достаточно близких по составу хромшпинелидов других парагенезисов, располагающихся на низком уровне связывания (рис. 1), следует отметить разности из неалмазоносных катаклазированных лерцолитов (НКЛ-парагенезис) и ферришпинели «серкин- ского» типа (НСТ-парагенезис) некимберлитового генезиса [9]. Ферришпинели НСТ-парагенезиса отличаются от разностей НКЛ-парагенезиса более высоким содержанием закисного железа при более низких параметрах по хрому и магнию (табл.). На диаграмме Cr2O3-Al2O3 точки средних составов шпинелидов НСТ- парагенезиса и НКЛ-парагенезиса располагаются в непосредственной близости друг от друга в умеренно- хромистой области (рис. 2).

Рис. 1. Результаты кластерного анализа составов хромшпинелидов различных парагенетических групп.

[Fig. 1. Results of the cluster analysis of chromespinelides compositions from various paragenetic groups.]

Рис. 2. Положение средних составов хромшпинелидов из парагенетических групп на диаграмме CnO3-AhO3.

[Fig. 2. Position of average chromespinelides compositions from paragenetic groups on the Cr2O3-Al2O3 diagram.]

Ферришпинели «серкинского» типа получили свое название по водотоку, где первоначально был детально изучен их состав (р. Серки) [9]. Источниками их, предположительно, являются породы основного (щелочноосновного) состава, в том числе кимберлитоподобные типа щелочных базальтоидов. Ферришпинели НСТ-па- рагенезиса могут иметь место непосредственно и в кимберлитах в качестве ксеногенного материала, но доля их обычно не превышает 20% среди общего количества данного минерала. Наиболее широко шпине- лиды НСТ-парагенезиса распространены в современных ореолах рассеяния в пределах Муно-Тюнгского и Приленского алмазоносных районов ЯАП, где их содержание достигает 80-100% от общего количества хромшпинелидов (бассейны рек Серки, Тюнг, Чими- дикян и др.).

Схожесть по составу с хромшпинелидами НСТ- и НКЛ-парагенезисов проявляют разности из гранат- клинопироксен-шпинелевых сростков (НГКШС-парагенезис). Хотя на кластерной дендрограмме данные составы располагается на достаточно высоком уровне связывания (рис. 1). Хромшпинелиды НГКШС-параге- незиса встречены исключительно в неалмазоносных ксенолитах, в том числе в катаклазированных лерцолитах [6]. Однако при одинаково высокой титанистости и близкой хромистости, разности НГКШС-парагенезиса отличаются более низкой магнезиальностью и глино- земистостью (табл.). На диаграмме в координатах СГ2О3-АІ2О3 (рис. 2) точка состава хромшпинелидов НГКШС-парагенезиса несколько удалена как от разностей «серкинского» типа, так и от шпинелидов НКЛ- парагенезиса.

Несколько схожий состав (рис. 1) имеют низкохро- мистые хромшпинелиды из неалмазоносных лерцолитов (НЛН-парагенезис) и из неалмазоносных шпинелевых дунитов (НШД-парагенезис). В то же время, хром- шпинелиды из неалмазоносных шпинелевых дунитов, в отличие от шпинелей НЛН-парагенезиса [6], характеризуются более низкой хромистостью (в среднем 33.06 мас.% против 36.71 мас.% Cr2O3) и более высоким содержанием закисного железа (в среднем 16.53 мас.% против 11.40 мас.% FeO) (табл.). Разности НШД-парагенезиса были установлены в неалмазоносных ксенолитах шпинелевых дунитов из трубок Ноябрьская и Обнаженная Бенчимэ-Куойкского поля ЯАП. На диаграмме Cr2O3-Al2O3 точки средних составов хромшпинелидов данных двух парагенезисов располагаются в относительной близости друг от друга в низкохромистой умеренноглиноземистой области (рис. 2).

Хромшпинелиды остальных парагенезисов достаточно индивидуальны по составу, о чем свидетельствует их расположение на значительном уровне связывания друг от друга на дендрограмме (рис. 1). Наиболее отличительными составами обладают разности из неалмазоносных флогопитовых пироксенитов (НФП-парагенезис) и из неалмазаносных глиммеритов (НГ-парагенезис). Так, шпинелиды НФП-парагенезиса имеют аномально низкую хромистость (в среднем 7.78 мас.% Cr2O3) и повышенное содержание глинозема (в среднем 49.53 мас.% Al2O3), в то время как хромшпи- нелиды из неалмазоносных глиммеритов характеризуются аномально низким содержанием Al2O3 (в среднем всего 0.15 мас.%) при средних параметрах по хромистости (в среднем 46.91 мас.% Cr2O3) и повышенном содержании общего железа (в среднем 46.98 мас.% FeOtot) (табл.). На диаграмме Cr2O3-Al2O3 точки средних составов хромшпинелидов данных парагенезисов также занимают индивидуальное положение. Хром- шпинелиды НФП-парагенезиса располагаются в высокоглиноземистой низкохромистой области, тогда как хромшпинелиды НГ-парагенезиса расположены в низкоглиноземистой умереннохромистой области (рис. 2). Хромшпинелиды НГ-парагенезиса были установлены в ксенолитах неалмазоносных шпинелевых глиммери- тов из тр. Слюдянка, а разности НФП-парагенезиса - в неалмазоносных ксенолитах флогопитовых пироксе- нитов из тр. Поисковая ЯАП.

Типичные шпинелиды из базальдоидов (ШБ-пара- генезис) характеризуются высокой титанистостью (в среднем 5.07 мас.% TiO2) и железистостью (в среднем 39.82 мас.% FeOtot) при пониженных содержаниях магния (в среднем 7.57 мас.% MgO) и хрома (в среднем 31.09 мас.% Cr2O3) [7, 8] и по данным параметрам отличаются от большинства кимберлитовых хромшпине- лидов. По составу трапповые шпинелиды несколько схожи с разностями НЗГ-парагенезиса [6], в первую очередь по содержанию магния и глинозема (табл.). Хотя на кластерной дендрограмме составы шпинели- дов данных парагенезисов располагаются на достаточно большом уровне связывания (рис. 1). В отличие от шпинелидов из базальтоидов, разности НЗГ-параге- незиса обладают более низкой титанистостью (в среднем 2.19 мас.% против 5.07 мас.% TiO2) и более низким содержанием суммарного железа (в среднем 31.15 мас.% против 39.82 мас.% FeOtot). Различие шпинели- дов данных двух парагенезисов хорошо видно и на диаграмме Cr2O3-Al2O3, на которой их составы достаточно разобщены друг от друга (рис. 2). Как отмечалось, трапповые шпинелиды пользуются широким распространением как в древних, так и в современных ореолах рассеяния. Причем не только в районах с широким развитием пород трапповой формации. К тому же трапповые шпинедиды могут иметь место и непосредственно в кимберлитах в качестве ксеногенного материала. Поэтому без учета трапповых шпинелидов результаты определения парагенетической принадлежности хромшпинелидов всегда будут нести существенные искажения.

Для высокожелезистых шпинелидов из зональных гранатов (НЗГЖ-парагенезис) характерно повышенное содержание суммарного железа (в среднем 42.2 мас.% FeOtot) при одновременно умеренной хромистости (в среднем 36.98 мас.% Cr2O3), низкой глиноземистости (в среднем 6.76 мас.% Al2O3) и высоком содержании титана (в среднем 4.06 мас.% TiO2) [6]. По данным параметрам шпинелиды НЗГЖ-парагенезиса близки фер- ришпинелям НСТ-парагенезиса и разностям из ката- клазированных лерцолитов (рис. 1), однако отличаются от последних несравнимо более высоким содержанием закисного железа и более низким содержанием MgO (табл.). Поэтому на кластерной дендрограмме (рис. 1) состав шпинелидов НЗГЖ-парагенезиса располагается на внушительном уровне связывания от составов разностей НСТ- и НКЛ-парагенезисов. На диаграмме СГ2О3-АІ2О3 точка состава шпинелидов НЗГЖ- парагенезиса также несколько дистанцировалась как от состава ферришпинелей «серкинского» типа, так и от состава хромшпинелидов из катаклазированных лерцолитов (рис. 2).

Довольно индивидуальный состав имеют средне- хромистые шпинелиды из неалмазоносных лерцолитов (НЛС-парагенезис), для которых характерно умеренное содержание хрома (в среднем 46.45 мас.% Cr2O3) при низкой титанистости (в среднем 0.23 мас.% TiO2) и повышенном содержании глинозема (в среднем 21.22 мас.% Al2O3) [6]. Хромшпинелиды НЛС-парагенезиса несколько схожи по составу с разностями НЛН- и НШД-парагенезисов (рис. 1), отличаясь лишь более высокой хромистостью и низкой глиноземистостью (табл.). Состав хромшпинелидов НЛС-парагенезиса на диаграмме Cr2O3-Al2O3 расположен на значительном удалении от составов разностей НЛН- и НШД-параге- незисов (рис. 2).

Исходя из кластерной дендрограммы, схожие составы имеют низкохромистые шпинелиды из неалмазоносных гранатовых вебстеритов и гарцбургитов (НГВГН-парагенезис) и неалмазоносных лерцолитов и пироксенитов (НЛПН-парагенезис), хотя и располагаются они на достаточно большом уровне связывания (рис. 1). При общей низкой хромистости хромшпине- лидов обоих парагенезисов, разности НГВГН-параге- незиса в отличие от хромшпинелидов НЛПН-парагене- зиса обладают более высоким содержанием Cr2O3 (в среднем 26.06 мас.% против 19.17 мас.%) и более низким содержанием глинозема (в среднем 41.16 мас.% против 47.84 мас.% Al2O3) [6]. Хромшпинелиды данных парагенезисов довольно существенно отличаются по составу от разностей всех остальных парагенезисов, располагаясь от них на значительном удалении по уровню связывания (рис. 1). На диаграмме Cr2O3-Al2O3 точки средних составов хромшпинелидов данных парагенезисов располагаются в относительной близости друг от друга в высокоглиноземистой области (рис. 2).

Шпинелиды из неалмазоносных магнезиальных (НМА-парагенезис) и магнезиально-кальциевых (НМКА-парагенезис) алькремитов [6] кардинально отличаются по составу от хромшпинелидов остальных парагенезисов (рис. 1). Их общей особенностью является аномально высокое содержание глинозема, превышающего 50 мас.% Al2O3, при одновременно пониженной хромистости (табл.). Так, в разностях НМКА- и НМА-парагенезисов содержание Cr2O3 в среднем составляет всего 2.48 и 10.89 мас.% Cr2O3, соответственно. Составы шпинелидов данных двух парагенезисов существенно отличаются и друг от друга, располагаясь на разных уровнях связывания по результатам кластерного анализа (рис. 1). Хромшпинелиды НМКА- парагенезиса, помимо более низкой хромистости, обладают более высокой глиноземистостью (табл.) по сравнению с разностями НМА-парагенезиса (в среднем 64.60 мас.% против 51.21 мас.% Al2O3). Кроме этого, для хромшпинелидов НМА-парагенезиса почти не характерно железо в закисной форме (в среднем всего 0.12 мас.% FeO). В шпинелидах из магнезиально- кальциевых алькремитов содержание FeO составляет в среднем 8.74 мас.%. На диаграмме Cr2O3-Al2O3 точки составов хромшпинелидов данных парагенезисов закономерно располагаются в левом верхнем углу графика в высокоглиноземистой области, на заметном расстоянии друг от друга (рис. 2).

Шпинелиды НШВ-парагенезиса были установлены в неалмазоносных ксенолитах шпинелевых вебстеритов (в парагенезисе с плагиоклазом и графитом) из трубки Ноябрьская Бенчимэ-Куойкского кимберлитового поля ЯАП. Для шпинелидов данного парагенезиса характерно высокое содержание глинозема (в среднем 60.35 мас.% Al2O3) при одновременно низких параметрах по хромистости (в среднем 6.60 мас.% Cr2O3) и титанистости (в среднем 0.09 мас.% TiO2) (табл.). По составу шпинелиды НШВ-парагенезиса несколько схожи с разностями НМКА-парагенезиса, в первую очередь по высокому содержанию глинозема. Хотя на кластерной дендрограмме их составы располагаются на значительном удалении друг от друга по уровню связывания (рис. 1). Шпинелиды НШВ-парагенезиса, в отличие от разностей НМКА-парагенезиса, обладают более высоким содержанием закисного железа (в среднем 17.26 мас.% против 8.74 мас.% FeO) при более низких параметрах по магнию (в среднем 15.62 мас.% против 22.03 мас.% Mg) (табл.). На диаграмме Cr2O3-Al2O3 точка состава шпинелидов НШВ-парагенезиса расположена в левом верхнем углу в высокоглиноземистой области (рис. 2).

Методика исследований

Непосредственно химический состав хромшпине- лидов из россыпи Дьюкунах был определен в ЦАЛ АК «АЛРОСА» на электронно-зондовой системе «Superprobe-8800R» фирмы «Джеол» с рентгеноспектральной приставкой LINK-ISIS-300 фирмы «Оксфорд» при энергетическом разрешении 133 Эв (аналитик А. С. Иванов). Концентрации элементов определены с относительной ошибкой менее 5% и чувствительностью до 10n ррм. Определения выполнялись при ускоряющем напряжении 20 кВт и токе пучка 10 nA. Контроль при изучении состава хромшпинелидов осуществлялся с помощью минеральных стандартов, аттестованных в ИГМ СО РАН г. Новосибирска.

Всего из отложений погребенной россыпи Дьюку- нах было изучено 457 зерен хромшпинелидов. Химические составы хромшпинелидов, полученные в результате микрозондового анализа зерен, непосредственно авторами работы были подвергнуты обработке в специализированной программе «Mineralo- gicalAnalyse» с целью определения их парагенетиче- ской принадлежности. Алгоритм пересчета микрозондовых анализов и отнесения хромшпинелидов к определенному парагенезису основан не на расчете дискриминантных функций [3, 11], а на использовании чисто химических составов. Определение пара- генетической принадлежности хромшпинелидов осуществляется программой путем сопоставления их химических составов с составами минералов эталонных парагенезисов из базы программы. Программа «MineralogicalAnalyse» учитывает процентное содержание каждого оксида (в мас.%) и осуществляет определение парагенетической специализации минерала по его составу с привлечением статистических методов на основе макросов. Парагенезис, к которому относится минерал с конкретным составом, устанавливается по минимальному значению евклидова расстояния, с учетом среднего значения и доверительных интервалов по оксидам. В конечном итоге каждому индивидуальному составу программой присваивается аббревиатура из начальных букв соответствующего парагенезиса минерала.

Программа «MineralogicalAnalyse» работает непосредственно с таблицами, созданными в программе MS Excel. После инсталляции программы в диалоговом окне листа MS Excel появляется дополнительная вкладка «Минанализ». В выплывающем меню вкладки выбирается нужный минерал и вариант пересчета составов с учетом общего железа или его разделения на двух- и трехвалентную формы. По результатам пересчета программа в автоматическом режиме отстраивает сводную таблицу и гистограмму распределения минерала по парагенетическим группам. Распределение хромшпинелидов из древней россыпи Дьюкунах в соответствие с парагенетичес - кими группами по результатам пересчета их составов с использованием программы «Mineralogical- Analyse» показано на рисунке 3.

Результаты исследований

Результаты исследований показали, что среди хром- шпинелидов из россыпи Дьюкунах по составу преобладают разности некимберлитового генезиса (рис. 3). Так основная масса исследованных зерен представлена фер- ришпинелями «серкинского» типа (НСТ-парагенезис) при достаточно высоком содержании шпинелидов из базальтоидов (ШБ-парагенезис), на долю которых приходится 38.5% и 35.9%, соответственно. Общее количество шпинелидов некимберлитового генезиса (НСТ-, ШБ-, КТ-парагенезисы) по данной древней россыпи в сумме составляет 76.4% (рис. 3). Хромшпинелиды типичного кимберлитового генезиса также присутствуют в верхнепалеозойских отложениях россыпи Дьюкунах, однако они имеют резко подчиненное значение, составляя в сумме всего 23.6% (рис. 3).

Среди типичных кимберлитовых хромшпинелидов, исходя из их состава, в отложениях россыпи Дьюкунах преобладают разности из неалмазоносных лерцолитов с высоко- (НЛВ-парагенезис), средне- (НЛС-парагене- зис) и низкохромистым (НЛН-парагенезис) хромшпи- нелидом. Однако доля хромшпинелидов каждого из данных парагенезисов незначительная и не превышает 10% (рис. 3). Незначительное распространение в древних отложениях россыпи имеют разности из неалмазоносных гранатовых вебстеритов и гарцбургитов с низ- кохромистым шпинелидом (НГВГН-парагенезис) и высокожелезистые шпинелиды из зональных гранатов (НЗГЖ-парагенезис), содержание которых не превышает одного процента. Кроме этого отмечены хром- шпинелиды из гранат-клинопироксен-шпинелевых сростков (НГКШС-парагенезис), доля которых также незначительная (1.5%). Важно отметить присутствие в отложениях россыпи Дьюкунах хромшпинелидов, по составу соответствующих разностям из высокоалмаза- носных дунитов и гарцбургитов (ВАДГ-парагенезис), хотя доля их незначительная и составляет всего 0.2% (рис. 3). Даже при пересчете по отношению к типичным кимберлитовым разностям содержание хромшпи- нелидов ВАДГ-парагенезиса возрастает лишь до 0.9%.

Рис. 3. Распределение хромшпинелидов из россыпи Дьюкунах по парагенетиче- ским группам на основе их состава (n=457).

[Fig. 3. Distribution of chromespinelides from Dyu- kunakh placer according to paragenetic groups based on their composition (n=457).]

Заключение

Как показали результаты исследований состава хромшпинелидов из россыпи Дьюкунах с использованием программы «MineralogicalAnalyse», в верхнепалеозойских отложениях россыпи среди хромшпинелидов преобладают «ложные» минералы-индикаторы кимберлитов, содержание которых в сумме превышает 70%. По причине высокой доли среди хромшпинели- дов россыпи разностей некимберлитового генезиса, поисковая значимость хромшпинелидов в этом районе ничтожна. Связано это с тем, что выделить из общей массы хромшпинелидов по морфологии только типично кимберлитовые разности достаточно трудно, особенно если минеральная ассоциация прошла механическую обработку. Подвергать же рентгеноспектральному анализу каждое зерно невозможно. При этом важно отметить, что ни ферришпинели «серкин- ского» типа (НСТ-парагенезис), ни трапповые шпине- лиды (ШБ-парагенезис), преобладающие в древней россыпи Дьюкунах, генетически не могут ассоциировать не только с алмазами, но и с гранатами в плане их общих первоисточников по причине разных термодинамических условий образования. Исходя из этого, ассоциацию кимберлитовых минералов в верхнепалеозойских отложениях россыпи Дьюкунах более правильно характеризовать не как пироп-хромшпинели- довую, как принято считать, а как пироповую или ал- маз-пироповую.

Преобладание в россыпи Дьюкунах среди хром- шпинелидов некимберлитовых разностей невозможно объяснить только с позиций интенсивного механического износа минеральной ассоциации с накоплением узкого по химии диапазона минералов. Вероятнее всего и феррихромиты «серкинского» типа, и шпине- лиды из траппов являются захваченными в процессе миграции минералогического материала, являясь в верхнепалеозойских осадках по своей сути седиментационной примесью (гидравлическими спутниками) по отношению к кимберлитовым минералам. Однако, несмотря на то, что сами по себе эти разновидности хромшпинелидов являются «ложными» минералами- индикаторами кимберлита, они могут оказать помощь в решении проблемы направления сноса материала в древнюю россыпь Дьюкунах. Анализ шлихо-минералогических обстановок сопредельных к россыпи территорий и определение места распространения узнаваемых по составу феррихромитов «серкинского» типа, может помочь в решении данного спорного вопроса.

Таким образом, использование программы «MineralogicalAnalyse» позволяет более достоверно судить не только об источниках данного минерала в кимберлитах, но и о генезисе шпинелидов в россыпях, что способствует более качественному проведению прогнозных построений. Определяемые программой парагенетические группы хромшпинелидов на сегодня наиболее полно характеризуют парагенетическое разнообразие состава данного минерала из кимберлитов и связанных с ними ореолов рассеяния.

Литература

Хмельков А. М., Власова Э. А. Парагенезисы гранатов из кимберлитов // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2018. № 4. С. 9-19.

Афанасьев В. П., Похиленко Н. П., Логвинова А. М., Зинчук Н. Н., Ефимова Э. С., Сафьянников В. И., Красавчиков В. О., Подгорных Н. М., Пругов В. П. Особенности морфологии и состава некоторых хромшпинелидов алмазоносных площадей в связи с проблемой «ложных» индикаторов кимберлитов // Геология и геофизика. 2000. Т. 41. № 12. С. 1729-1741.

Гаранин В. К., Кудрявцева Г. П., Марфунин А. С., Михайличенко О. А. Включения в алмазе и алмазоносные породы. М.: Изд-во МГУ, 1991. 240 с.

Богатиков О. А., Гаранин В. К., Кононова В. А., Кудрявцева Г. П., Васильева Е. Р., Вержак В. В., Веричев Е. М., Пар- саданян К. С., Посухова Т. В. Архангельская алмазоносная провинция. М.: Изд-во МГУ, 1999. 524 с.

Каминский Ф. В. Алмазоносность некимберлитовых изверженных пород. М.: Недра, 1984. 173 с.

Кротков В. В., Кудрявцева Г. П., Богатиков Е. П., Валуев

Е. П., Вержак В. В., Гаранин В. К., Заостровцев А. А., Кононова В. А., Литинский Ю. В., Пашкевич И. Р., Степанов А. Н., Фортыгин В. С. Новые технологии разведки алмазных месторождений. М.: ГЕОС, 2001. 310 с.

Округин А. В., Панков В. Ю., Махотько В. Ф. Акцессорные шпинелиды в траппах Сибирской платформы // Типоморфные особенности рудных минералов эндогенных образований Якутии. Якутск. 1983. С. 54-68.

Рябов В. В., Золотухин В. В. Минералы дифференцированных траппов. Новосибирск, Наука, 1977. 393 с.

Хмельков А. М. Основные минералы кимберлитов и их эволюция в процессе ореолообразования (на примере Якутской алмазоносной провинции). Новосибирск, АРТА, 2008. 252 с.

Соболев Н. В. О минералогических критериях алмазонос- ности // Геология и геофизика,. 1971. № 3. С. 70-80.

Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М., Мир, 1983. 300 с.

References

Khmelkov A. M., Vlasova E. A. Paragenezisy granatov iz kimberlitov. [Garnet paragenesis from kimberlites]. Vestnik Vo- ronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2018, no 4, pp. 9-19. (In Russ., abstract in Eng.).

Afanas'ev V. P., Pokhilenko N. P., Logvinova A. M., Zinchuk N. N., Efimova E. S., Safyannikov V. I., Krasavchikov V. O., Podgornykh N. M., Prugov V. P. Osobennosti morfologii i sos- tava nekotorykh khromshpinelidov almazonosnykh ploshchadei v svyazi s problemoi «lozhnykh» indikatorov kimberlitov. [Features of the morphology and composition some chromespinelides to diamondiferous areas in connection with the problem of «false» indicators kimberlites]. Geology and geophysic, 2000, vol. 41, no 12, pp. 1729-1741. (In Russ.).

Garanin V. K., Kudryavtseva G. P., Marfunin A. S., Mikhai- lichenko O. A. Vklyucheniya v almaze i almazonosnye porody. [Inclusions in diamond and diamondiferous rocks]. Moscow, MGU publ., 1991, 240 p. (In Russ.).

Bogatikov O. A., Garanin V. K., Kononova V. A., Kudryavtseva G. P., Vasil'eva E. R., Verzhak V. V., Verichev E. M. Par- sadanyan K. S., Posukhova T. V. Arkhangelskaya almazonos- nayaprovintsiya. [Arkhangelsk diamondiferous province]. Moscow, MGU publ., 1999, 524 p. (In Russ.).

Kaminskii F. V. Almazonosnost' nekimberlitovykh izverzhen- nykh porod. [Diamondiferous non-kimberlitic igneous rocks]. Moscow, Nedra publ., 1984, 173 p. (In Russ.).

Krotkov V. V., Kudryavtseva G. P., Bogatikov E.P., Valuev E. P., Verzhak V. V., Garanin V. K., Zaostrovtsev A. A., Kononova V. A., Litinskii Yu. V., Pashkevich I. R., Stepanov A. N., Fortygin V. S. Novye tekhnologii razvedki almaznykh mes- torozhdenii. [A new technologies exploration of diamond deposits]. Moscow, GEOS, 2001, 310 p. (In Russ.).

Okrugin A. V., Pankov V. Yu., Makhot'ko V. F. Aktsessornye shpinelidy v trappakh Sibirskoi platform. [Accessory spinelides in traps of the Siberian platform]. Tipomorfnye osobennosti rud- nykh mineralov endogennykh obrazovanii Yakutii. Yakutsk, 1983, pp. 54-68. (In Russ.).

Ryabov V. V., Zolotukhin V. V. Mineraly differentsirovan- nykh trappov. [Minerals of differentiated traps]. Novosibirsk, Nauka, 1977, 393 p. (In Russ.).

Khmelkov A. M. Osnovnye mineraly kimberlitov i ikh evoly- utsiya v protsesse oreoloobrazovaniya (na primere Yakutskoi almazonosnoi provintsii). [The main minerals of kimberlites and their evolution in the process of halation (on the example of the Yakutian diamondiferous province)]. Novosibirsk, ARTA, 2008, 252 p. (In Russ.).

Sobolev N. V. O mineralogicheskikh kriteriyakh almazonos- nosti. [About mineralogical criteria of diamondiferous]. Geology and geophysic, 1971, no 3, pp. 70-80. (In Russ.).

Douson D. Kimberlity i ksenolity v nikh. [Kimberlites and xenoliths in them]. Moscow, Mir, 1983, 300 p. (In Russ.).

Размещено на Allbest.ru