Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Типоморфизм алмазов из кимберлитовых трубок и россыпей отдельных рудных полей Архангельской алмазоносной провинции

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Типоморфизм алмазов из кимберлитовых трубок и россыпей отдельных рудных полей Архангельской алмазоносной провинции"

ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. Івана ФРАНКА

На правах рукопису

ПОБЕРЕЖСЬКА ІРИНА ВОЛОДИМИРІВНА

ттшоиорвізм кристалів алмазу із кишерлітів і розсипів ОКРЕМИХ рудних полів архангельської АЛМАЗНОСИОЇ провінції

Спеціальність 04.00.20 - мінералогія, кристалографія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук

ЛЬВІВ - 1995

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Львівському державному університеті ім. І.Франка

Науковий керівник:

доктор геолого-мінерапогічних наук, професор

З.В.Вартошинський Офіційні опоненти:

1. Доктор геолого-мінералог ічних наук Квасниця В.М. (ІГМР НАН України)

2. Кандидат геолого-мінералогічних каук

Попівняк І.В. (Львівський держуніверситет ім. Івана Франка)

Провідна організація: Український Державний Інститут

мінеральних ресурсів Держкомгеології України, м. Сімферополь .

Захист відбудеться "4." .. .Y... 1995 р. . .......

на засіданні спеціалізованої Ради Д 04.04.07 при Львівському держуніверситеті за адресою: 290005, м. Львів, вул. Гру-

шевського, 4.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Львівського державного університету ім. Івана Франка за адресою: Львів, вул. Драгоманова, 5.

Автореферат розісланий .1^. . 1995 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради, х,-,

кандидат геол.-мін. наук Є.М.Сливко

- з -

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи.

Серед відкритих у 80-ті роки на півночі Східно-Європейської платформи кімберлітових тіл, які утворюють Архангельську алмазоносну провінцію (ААП), крім добре вивчених 6 діатрем родовища ім. Ломоносова, сьогодні відомо декілька десятків різною мірою алмазоносних кімберлітових трубок. Вивчення алмазів із непромислових тіл, виявлення типоморфних особливостей їх кристалів украй необхідне для порівняння їх сукупностей з індивідами з багатих трубок, без цього неможливі різноманітні прогнози і обгрунтування напрямів подальших поиіуково-розвідуваліних робіт. Виявлені при цьому закономірності можуть бути використані для оцінки відкритих рудних тіл.

Нета й основні завдання досліджень.

Метою дисертаційної роботи стало вивчення кристаломор-фології і деяких фізичних властивостей алмазів із. діатрем і розсипів окремих кімберлітових полів ААП та виявлення їх основних типоморфних особливостей. Всебічно вивчалися кристали з 25 діатрем 7 кімберлітових полів і 9 ділянок розвитку ур-зуських відкладів. Через підвищену концентрацію (порівняно з іншими алмазоносними провінціями) все ще мало вивчених алмазів кубічного і тетрагексаедричного габітусів, окремим завданням було дослідження їх кристалографічних і фізичних особливостей.

Наукова новизна.

Уперше визначені основні типоморфні особливості алмазів з малопродуктивних кімберлітових тіл окремих- рудних полів ААП, здійснено їх порівняння з кристалами з діатрем родовища ім. Ломоносова, виявлені риси подібності й відмінності між ними.

Уперше детально вивчені кристаломорфологічні та деякі фізичні властивості алмазів кубічного і тетрагексаедричного габітусів, які можна поділити на 55 однорідних за комплексом ознак різновидів.

Практичне значення роботи.

Визначені типоморфні особливості алмазів з малопродук-

тивних. кімберлітових тіл ААП, а також виявлені риси відмінності й подібності між сукупностями індивідів із промислових і непромислових трубок можуть бути використані для прогнозування нових родовищ і цілеспрямованого ведення пошукових робіт.

бактичииЯ натерізл.

Вихідним матеріалом для написання роботи стали результати досліджень алмазів, вивчених автором у 1992-1994 рр., у спеціалізованій мінералогічній лабораторії Біломорської пошуково- з' йомочної експедиції ПГО "Архангельськгеологія" і на кафедрі мінералогії Львівського університету. Тут вони виконувались за госпрозрахунковими темами, у виконанні яких автор брав безпосередню участь. В основу дисертації покладені результати кристаломорфологічного вивчення 657 кристалів із 25 кімберлітових трубок 7 кімберлітових полів і 118 алмазів з 9 ділянок поширення урзуських відкладів, а також велика партія індивідів з діатрем родовищ ім. Ломоносова і спеціально дібрана колекція індивідів кубічного і тетрагек-саедричного габітусів. У процесі досліджень в університеті, на кафедрах мінералогії і експериментальної фізики, проводилося вимірювання питомих інтенсивностей рентгенолюмінесценції (1000 зраз.) і фотолюмінесценції (600 зраз.),1 знімання спектрів фотолюмінесценції (300 зраз.), вивчення аномального двозаломлення (100 зраз.), знімання фотограм і гномог-рам (300 зраз.). В ІГМР НАН України для окремих зразків проводили знімання спектрів поглинання в УФ- і 14-областях, спектрів ЕПР, а також електронномікроскопічні дослідження поверхні індивідів. Повна підготовка дисертації велася на ПК ІВМ АТ/286.

Основні положення, що захищаються.

1. Алмази з родовищ ААП утворюють усі виділені для Якутської провінції сімейства парастеричних асоціацій, крім фоново-груболамінарного, характерного в межах останньої для найбільш багатих родовищ. Промисловий інтерес в ААП становлять лише кімберліти, алмази яких утворюють парастеричну. асоціацію округлих індивідів і кристалів V групи.

2. Алмази кожного з малопродуктивних кімберлітових тіл ААП індивідуальні за кристаломорфологією, забарвленням, сту-

пенем віауальної прозорості, характером свічення в УФ променях, питомими інтенсивностями рентгено- і фотолюмінесценцій, набором оптично активних центрів та іншими ознаками, які використовуються як типоморфні. . . ' . . -

3. У кристалографічному спектрі індивідів з діатрем Зо-лотицького поля, порівняно з іншими провінціями, відмічається підвищена концентрація кубів і, особливо, тетрагекса-едрів. Усю їх різноманітність залежно від гранної морфології, забарвлення, характеру свічення в УФ-променях і набору оптично активних центрів можна звести до 55 однорідних за цими особливостями різновидів.

4. Набір кристаломорфологічних і фізичшіх особливостей алмазів із урзуських відкладів, а також відсутність на них слідів механічного зношування, свідчать про близький їх знос

і осадження в динамічно мало активній ситуації.

Апробація роботи.

Результати роботи доповідались на щорічних наукових конференціях геологічного факультету Львівського університету в 1992 і 1995 рр., а також на конференції молодих вчених Львова в ІГГГК НАН України (1993 р.).

Публікації.

Основні результати дисертаційної роботи опубліковані в двох статтях, одних тезах і п'яти науково-виробничих звітах.

Обсяг і структура роботи.

Дисертаційна робота складається із вступу, 8 глав, висновків, 17 таблиць і 64 рисунків. Список літератури містить 122 назви.

Робота виконана під науковим керівництвом професора кафедри мінералогії Львівського держуніверситету доктора гео-лого-мінералогічних наук З.В.Бартошинського, якому автор висловлює глибоку вдячність.

При мінералогічному описі алмазів велику допомогу автору надала асистент кафедри мінералогії Т.Г.Винниченко. Фізичні досліди проводились спільно з канд. геол.-мін. наук С.М.Бекешега і д-ром фів.-мат. наук А.С.Волошиновським, знімання лауеграм кристалів здійснювались під керівництвом Е.О.Янчука, а знімання растрових електронних мікрофотографій

проводилось співпрацівниками лабораторії електронної мікроскопії ІГМР НАН України. В процесі роботи над дисертацією, результати якої періодично доповідалися на засіданнях кафедри мінералогії, автором враховані зауваги й поради, висловлені проф. 0.І.Матковським, доцентами А.А.Ясінською, П.М.Білоніжкою, Е.О.Янчуком і Ю.М.Мельником, а також асистентами Т.Г.Винниченко і А.І.Костенком. Крім того, цінні поради отримані від співпрацівників Біломорської експедиції канд. геол.-мін. наук 0,І.Махіна і Т.О.Павленко. Усім їм автор щиро вдячний.

ЗМІСТ РОБОТИ

У главі І "Коротка характеристика стратиграфії і магматизму ЛАП", яка є компілятивною, наводяться загальні дачі про геологію та речовий склад кімберлітових порід Південно- Східного Біломор'я.

У главі II "Методика вивчення алмазів" охарактеризовані основні методи досліджень алмазів, які використовувались у процесі виконання роботи. Кристали спочатку комплексно описувались під бінокулярним мікроскопом МВС-9; при цьому фіксувались форма кристалів і особливості будови їх граней, визначалися морфологічний тип індивіда, наявність тріщин, сколів, забарвлення, візуальний ступінь прозорості, наявність і природа включень; у всіх випадках реєструвалися характер свічення в УФ променях і (де це було можливо) величина та характер аномального двозаломлення. Кристаломорфо-логічні дослідження проводились методом фотогоніометрії за допомогою двоколового гоніометра ГД-1, взаємозв’язаного з саморобними фотогоніометричними камерами. Спектри рентгенолюмінесценції алмазів вимірювались на спектрофотометричній установці ЗМР-З, а спектри фотолюмінесценції - на спектрофотометричній установці, змонтованій на базі світлосильного монохроматора МДР-2 при температурі 77 К. Питома інтенсивність рентгенолюмінесценції алмазів вимірювалась на спеціальній карусельній установці. Інтегральне значення фотолюмінесценції вимірювали тільки для кристалів із синьо-голубим свіченням у спеціально сконструйованій фотометричній кулі. Інтегральне аномальне двозаломлення визначали за мето-

дикою, розробленою на кафедрі. Вміст азоту в А-формі в природних алмазах визначали за кінетикою затухання НЗ-центрів люмінесценції.

У главі III "Величина алмазів" наводяться дані розподілу алмазів за їх гранулометрією та розміром. Показано, що кристали з малопродуктивних діатрем окремих кімберлітових полів Архангельської алмазоносної провінції помітно задрібнені порівняно з кристалами із трубок родовища ім. Ломоносова. Це виявляється у низькій середній масі каменів, а також в незначній концентрації індивідів розміром понад 2 мм. Основну масу алмазів із бідних родовищ ААП складають кристали розміром до 1 мм.

Глава IV. Особливості алмазів із кімберлітових трубок Кольцовська, Первомайська, Чидвінська і Пачуга

Оскільки порівняно з іншими малопродуктивними трубками в перелічених діатремах знайдено статистично достовірну кількість алмазів, матеріали їх вивчення розглядаються окремо від даних про кристали з інших родовищ, незважаючи на те, що вони розташовані в межах різних кімберлітових полів.

У главі відображені особливості форми кристалів, їх гранної морфології, забарвлення та ступінь візуальної прозорості, люмінесцентні властивості, розподіл за значенням аномального двозаломлення та ступінь збереженості індивідів.

Алмази ААП утворюють кривогранні кристали октаедрично-го, ромбододекаедричного, кубічного та тетрагексаедричного габітусів, співвідношення між якими істотно різні в різних кімберлітових тілах. Згідно з класифікацією З.В.Бартошинсь-кого, якої дотримується автор, все їх морфологічне розмаїття може бути зведено до 12 груп, у межах яких виділено 55 типів індивідів. Співвідношення між групами і типами кристалів теж істотно різні в різних родовищах.

За кристалографічними параметрами АВ, СД, ДД’ і СС' -світлових рефлексів від поверхонь Ч110>, що фіксуються на фотограмах (Шафрановський, 1948), алмази в досліджуваних кімберлітових трубок мало відрізняються від алмазів родовищ Якутії (Бартошинський, Бекеша та ін., 1992). Деякий виняток становлять округлі індивіди уральського типу (VI група): пе-

релом вздовж гранного шва, а також у напрямках [110] - [001] у таких алмазів із трубок ААП більший, ніж у якутських. За допомогою наближених простих символів проведена оцінка крис-таломорфологічної позиції близьких до плоских МІЛКИХ ДІЛЯНОК на округлих і напівокруглих алмазах ААП, що дають на фотог-рамах найбільш яскраві та чіткі рефлекси.

Октаедричні грані та кривогранні поверхні4 природних алмазів, як відомо, надзвичайно багаті на різні скульптури і орнаменти. На гранях октаедра алмазів ААП найбільш поширені: зворотньопаралельні до його контурів трикутні западини, чотири-, п'яти- і шестигранні заглибини, прямопаралельні тригональні й дитригональні виступи, а також сходинкоподібні утворення між ними і поблизу вершин. Поверхні ромбододекаедра, порівняно з октаедром, багатші на різноманітні акцесорії та візерунки. Це, передусім, снопоподібна і скалкувата-штриховки, черепитчасто-тичинкувата скульптура, блоковий орнамент, шагрень, краплеподібні горбки. Каверни та дисковий орнамент на алмазах із кімберлітів ААП трапляються порівняно рідко.- Інколи спостерігається ендогенна матовість, більш поширені шрамоподібні тріщини і смуги пластичної деформації, які слабо рельєфні і здебільшого пов’язані з індивідами з шагреневим візерунком.

Переважаючим типом спотворення серед кристалів октаед-

ричного габітусу є сплощення вздовж однієї з [111], за яким,

за ступенем поширення, йде "деформація" вздовж [110]. Найбільш поширеним серед ромбододекаедрів є індивіди, помітно

спотворені в декількох кристалографічних напрямках. З інших

типів зовнішньої симетрії відмітимо сплощення вздовж [111], а також спотворення по [110].

Найбільш поширеним габітусом алмазів у трубках Коль-цовська, Чидвінська і Пачуга є ромбододекаедричний. Найбільша кількість ромбододекаедрів зафіксована в трубці Чидвінська (67.9 Z), у меншій кількості вони поширені в діатремах Ксльцовська і Пачуга (52.0 Z і 45.7 %. відповідно). Винятком є трубка Первомайська, в якій алмазів ромбододекаедричного габітусу майже удвічі менше, ніж октаедрів. У трубках Коль-цовська і Пачуга останніх відповідно 36.4 % і 33.6 %, найменше їх у діатремі Чидвінська (12.3 Z). Кількість іфисталів

перехідної форми коливається від 8 7. (трубка Кольцовська) до 17.7 % (трубка Пачуга). Вміст кристалів кубічного габітусу невеликий і становить від 1.5 % (трубка Пачуга) до 2.8 % (трубка Чидвінська). Кристалів тетрагексаедричного габітусу у вивчених кімберлітових тілах, порівняно з діатремами родовища ім. Ломоносова, ще менше - від 0.8 % у трубках Первомайська і Пачуга до 1.9 % у Чидвінській.

Алмази із цих трубок відрізняються від кристалів із діатрем родовища ім. Ломоносова дещо підвищеною кількістю октаедрів та мінімальними концентраціями кристалів тетрагексаедричного і кубічного .габітусів.

Помічено, що при переході від алмазів розміром від 1 до

2 мм(до індивідів від 0.5 до 1 мм кількість октаедрів у трубках істотно збільшується. Інша картина спостерігається стосовно ромбододекаедрів, однак у всіх діатремах рівниці в їх вмісті у різних класах розмірності не такі разючі, як у Еипадку октаедрів.

Кристаломорфологічний типоморфізм алмазів із розглянутих трубок ще виразніше проявляється при їх зіставленні за типами багатогранників. Напівокруглі індивіди III групи за кількістю кристалів тут переважають над округлими алмазами

VI групи. Найбільш поширеним типом кристалів III групи є індивіди з неперервною снопоподібною (тип 111/1) і з переривчастою "скалкуватою" штриховкою (тип 11 І/З); серед кристалів VI групи переважають багатогранники з шагренню і смугами пластичної деформації (тип УІ/2). Трубка Первомайська виділяється серед інших підвищеним вмістом кристалів І і II груп, а також наявністю багатогранників V групи. У вивчених трубках кубів в два рази більше ніж тетрагексаедроїдів.

Основна маса алмазів із вивчених діатрем представлена безбарвними каменями. Так, у трубці Кольцовська такі кристали складають 50.5 X усієї кількості індивідів, у трубці Пер-вомайська - 42.7 X, у трубці Чидвінська - 81.4 %, у трубці Пачуга - 53.1 %. З метою інтегральної оцінки забарвлення алмазів зручно користуватися так званим коефіцієнтом забарвлення (КЗ), який в відношенням кількості безбарвних індивідів до кількості кольорових. Для алмазів ів трубки Кольцовська КЗ становить 1.0, для трубки Первомайська - 0.9, для

діатреми Чидвінська - 4.4, для трубки Пачуга - 1.1.

Серед кольорових алмазів найбільш поширені кристали, забарвлені в різні відтінки димчастого і сірого кольору. В трубках Первомайська і Пачуга відмічається підвищений порівняно з трубками родовища ім. Ломоносова (за винятком трубки Архангельська) вміст коричневих індивідів. Чотири досліджувані трубки характеризуються (порівняно з діатремами родовита ім. Ломоносова) підвищеним вмістом індивідів жовтого забарвлення. Алмази чорного забарвлення поодинокі, а в діатремі Чидвінська вони не спостерігаються. В трубці Кольцовська виявлені два індивіди з блідо-бузковим забарвленням.

Основна маса кристалів усіх трубок характеризується середнім ступенем візуальної прозорості. В діатремі Кольцовська таких індивідів 81.8 % усієї кількості алмазів, у трубці Первомайська - 74.9 %, у трубці Чидвінська - 91.6 X, у

трубці Пачуга - 76.1 %. Алмази високої прозорості, як і індивіди низького ступеня прозорості, траплялися в порівняно невеликих кількостях в усіх вивчених об’єктах; дещо підвищений (щодо інших трубок) вміст перших спостерігається в діатремі Первомайська (15 X), а максимальна концентрація других

- у трубці Пачуга (13 X).

Важливою люмінесцентною характеристикою алмаза є його питома інтенсивність рентгенолюмінесценції (Ір/гп), значення якої'в досліджуваних чотирьох трубках коливається від дуже низької до 400-10~4 відносних одиниць і більше. Половина кристалів із трубок Первомайська і Чидвінська характеризується дуже низькою Ір/гп і лише в діатремі Пачуга таких кристалів значно менше - 37.4 % всієї кількості вивчених каменів. У всіх трубках більше половини індивідів з дуже низькою питомою інтенсивністю рентгенолюмінесценції мають Ір/ш до 25-10-4 відн.од. Кількість алмазів з низькою інтенсивністю рентгенолюмінесценції (від 100 до 200-10-4 відн. од.) у всіх трубках приблизно однакова і становить у кожній з них близько 1/5 вивчених каменів. Кристалів з середньою і високою Ір/т (від 200 до 400’10-4 відн.од.) в розглянутих діатремах приблизно стільки ж, скільки індивідів з Ір/гп від 100 до 200-10'4 відн.од. (виняток становить трубка Первомайська). Кількість алмазів з дуже високою питомою інтен-

сивністю рентгенолюмінесценції (понад 400-1СГ4 відн.од.) низька і приблизно однакова в трьох перших трубках. У діатремі Пачуга вміст таких кристалів дуже високий. Порівняно з трубками родовища ім. Ломоносова в досліджуваних об’єктах констатується підвищена концентрація алмазів з дуже високою питомою інтенсивністю рентгенолюмінесценцік Розподіл кристалів найбільш поширених морфологічних груп за їх Ір/ш суттєво індивідуальний у кожній із діатрем.

Алмази із трубок Кольцовська і Чидвінська за характером свічення в ультрафіолетових променях ртутної лампи ПРК-4 тяжіють до каменів групи діатрем родовища ім. Ломоносова, де синьо-голубе і рожево-бузкове свічення переважав над жовто-зеленим. При збудженні променями лазера ЛГІ-21 кількість каменів з жовто-зеленою фотолюмінесценцією в цих трубках збільшується за рахунок зменшення кількості індивідів, що світяться слабо або не світяться взагалі. Перевага в променях лазера синьо-голубого і рожево-бузкового свічення над жовто-зеленим зберігається тільки в діатремі Чидвінська; у трубці Кольцовська концентрації кристалів цих двох типів люмінесценції близькі. У трубці Пачуга, як в ультрафіолетових променях лампи ПРК-4, так і в променях лазера, більшість індивідів має жовто-зелене свічення, тоді як вміст каменів із синьо-голубою і рожево-бузковою люмінесценцією близькі. В діатремі Первомайська концентрації каменів з синьо-голубим і жовто-зеленим свіченням приблизно однакові; спостерігається підвищений вміст каменів з оранжевою фотолюмінесценцією.

Питома інтенсивність фотолюмінесценції (Іф/ш), як і рентгенолюмінесценції, є важливою оптичною характеристикою природних алмазів. Основну їх масу в наших трубках становлять камені з дуже низькою питомою інтенсивністю фотолюмінесценції (від 64.4 % у трубці Кольцовська до 84.4 X- у трубці Чидвінська). Максимальна кількість кристалів з дуже високою питомою інтенсивністю фотолюмінесценції (як і у випадку з питомою інтенсивністю рентгенолюмінесценції) виявлена в трубці Пачуга (13.7 %), тоді як в інших діатремах їх концентрації майже вдвічі нижчі і приблизно рівні.

При вивченні алмазів із кімберлітових трубок родовища ім. Ломоносова виділено 12 типів спектрів фотолюмінесценції,

кожний із яких відображає наявність у кристалах певних структурно-домішкових центрів, відповідальних за той чи інший характер фотолюмінесценції. В розглянутих трубках найбільш поширені індивіди з типами спектрів, де присутній центр N3 (І-УІ типи), причому в трубках Кольцовська, Первомайська і Чидвінська переважаючим є І тип спектрів (тільки центр N3, синьо-голубе і фіолетове свічення) - 54.3; 36.1 та

62.9 X відповідно. В діатремі Пачуга серед виділених типів

спектрів переважає IV тип (центри N3; Б1; БЗ; 523.8 нм) -

25.9 X. Ця кімберлітова трубка різко відрізняється від ін-

ших зниженою концентрацією кристалів з І типом спектрів і підвищеною концентрацією алмазів зі спектрами типів II (центри N3 і НЗ) і III (центри N3, Б1, БЗ); IX (центри 51,

53) і X (центри БІ, 53, 523.8); привертав увагу значна

кількість у перших трьох трубках кристалів з VI типом спектрів, яких у діатремі Пачуга удвічі-утричі менше. Значно рідше трапляються алмази з окремими центрами свічення Б1; 53; 523.8 нм.

Аномальне двозаломлення кристалів алмазу, яке характеризує певною мірою ступінь досконалості їх внутрішньої будови, теж є важливою характеристикою. Максимальна концентрація дуже сильно напружених алмазів спостерігається в трубці Пачуга, тут фіксується і мінімальна кількість майже ізотропних багатогранників. Останніх, рівно ж, як і слабо напружених, найбільше в трубці Первомайська. Друге місце за вмістом дуже сильно напружених багатогранників за трубкою Пачуга посідає трубка Чидвінська. Щодо трубки Кольцовська, то в ній зафіксовано найменше дуже сильно напружених алмазів при значній частині сильно напружених.

Найбільш високим вмістом цілих кристалів виділяються трубки Кольцовська і Первомайська (55.6 і 56.8 X відповідно). В діатремах Чидвінська і Пачуга їх кількість помітно менша - відповідно майже в 1.7 і 1.6 раза. Для порівняння скажемо, що в діатремах родовища ім. Ломоносова вміст цілих багатогранників коливається від 28 до 32 % і лише в діатремі ім. Карпінського - 1 досягає 46 %. Високою концентрацією алмазного лому - уламків та безформних осколків різко виділяється трубка Пачуга (18.4 %), їх

мінімальною кількістю - трубка Чидвінська (3.1 %). Для інтегральної оцінки цілісності зручно користуватись так званим коефіцієнтом цілісності (КЦ), що являє собою відношення суми цілих, пошкоджених і обламаних (відсутня приблизно 1/3 кристала) алмазів до суми розколотих (відсутня приблизно 1/2 первісного багатогранника) індивідів, уламків (відсутня приблизно 2/3 індивіда) та осколків. Для трубки Кольцовська КЦ складає 8.63, Первомайської - 4.74, Чидвінської - 3.95, Пачуги - 2.05. Середне значення КЦ для алмазів розміром від

0.5 до 2.0 мм із кімберлітів родовища ім. Ломоносова коливається в межах від 0.53 (трубка Піонерська) до 0.75'(трубка Поморська) і лише в діатремі ім. Карпінського - 1 досягає

1.0. Таким чином, ступінь цілісності алмазів із досліджуваних чотирьох кімберлітових трубок набагато більший, ній у трубках родовища ім. Ломоносова, значення КЦ яких лежить у межах, характерних для алмазів із якутських родовищ.

Глава V. Характеристика алмазів із інших малопродуктивних кімберлітових тіл

Було досліджено 121 алмаз із 21 діатреми, які розташовані в межах 6 кімберлітових полів: Іжмозерського, Верхо-

тинського, Кепінського, Полтозерського, Полтинського та Пінезького. Незважаючи на дуже обмежену кількість зразків, із результатів їх досліджень випливають наступні тенденції:

1) у 14 діатремах із 21 присутні напівокруглі індивіди

III групи, які в більшості з них становлять понад половину всіх знахідок; вони не виявлені в трубках Майська, Ан-694, Юраська, Ан-722, Осетинська, Ан-494 і Ан-759. У кімберлітах трубок Верхнятівська, Вовча Південна і Віла встановлені підвищені концентрації поодиноких у родовищах ААП майже гострореберних октаедрів І групи, а в трубках Ан-206, Ан-494, Ан-694 і Ан-722 - індивідів кубічного і тетрагекса-

едричного габітусів;

2) лише в 9 діатремах трапляються кристали з синьо-голубою фотолюмінесценцією, концентрація яких завжди менша від кількості індивідів, що світяться в УФ променях жовто-зеленими кольорами, в трубках Ан-206, Еовча Південна, Біла, Ан-494а і Ан-694 спостерігається високий вміст багатограннії-

ків зі слабкою або зовсім відсутньою люмінесценцією.

Глава VI. Характеристика алмазів із урзуських відкладів верхнього палеозою

У процесі досліджень в нашому розпорядженні було лише 118 алмазів, добутих з урзуських відкладів верхнього палеозою. За нечисленними винятками місця їх знахідок розташовуються в межах Зологицького кімберлітового поля, діатреми якого утворюють родовище ім. Ломоносова, або безпосередньо прилягають до нього.

У зв’язку з тим, що точки опробування розподіляються нерівномірно, а кількість алмазів дуже обмежена, територія їх знахідок у вторинному колекторі умовно розділена на 5 ділянок - ііівнічну, Західну, Південну, Східну і Центральну. Знайдені на цих ділянках алмази, наймовірніше, мають своїм першоджерелом кімберліти родовища ім. Ломоносова. Цо стосується кристалів з інших точок опробування, то найбільш імовірно, ідо корінним джерелом цих індивідів є кімберлітові трубки, розташовані в безпосередній близькості від місця їх знаходження (ділянки Пальська, Кадська, Ілос та Юрки). Характеристика головних рис типоморфізму алмазів, знайдених в урзуських відкладах, загалом, зводиться до наступного (на відповідні цифри істотний вплив будуть мати дані, одержані при вивченні алмазів із ділянки Південна, звідки походить понад половина всіх знахідок).

Октаедрів у цих відкладах 16.3 %, індивідів перехідного габітусу - 23.6 %, ромбододекаедрів - 55.8 Іі, кубів - 4.3 X, тетрагексаедри і псевдогеміморфні кристали не виявлені. Кристалів І і II груп серед урзуських алмазів 4.2 %, III групи - 53.2 %, V групи - 1.1 %, VI - 37.3 %, VIII - 4.2 %; концентрація фонових індивідів складає 33 %, а груболамінар-них багатогранників - 20.2 %. Наведені дані дають змогу

віднести всю вивчену сукупність кристалів до XVI парастерич-ної асоціації фоново-округлого сімейства (Бартошинський, Квасниця, 1991). Коефіцієнт забарвлення (КЗ) становить 1.86, що вкладається у межі флуктуацій її значення для алмазів із родовища ім. Ломоносова. Це однаковою мірою стосується і характеру свічення урзуських алмазів в УФ-променях: 47.1 % з

них світиться синьо-голубими і бузковими кольорами; 17.3 X -ловго-веленими, 6.7 X характеризуються багатоколірним і вокальним свіченням, а 28.6 X люмінесцують дуже слабо або не люмінесцують зовсім. Коефіцієнт цілісності (КЦ) урзуських алмазів становить' 2.6, ще наближає їх в цьому відношенні до кристалів із убогих діатрем ААП. Із 118 каменів, знайдених в урзуських відкладах, на жодному з них не виявлено ознак механічного зношування, що ще раз, свідчить про їх близький знос і відкладення в динамічно спокійній ситуації. Алмази із урзуських відкладів характеризуються такими ж типами спектрів, які виділені для кімберлітових тіл родовища ім. Ломоносова; серед 50 вивчених у цьому відношенні каменів не знайдено жодного, який би характеризувався VII (центр Б1) та XI (центри Э1, БЗ, Б4, 523.8 нм) типами спектрів ФЛ. Як і в інших родовищах ААП найбільш поширені індивіди, яким властиві І і VI типи спектрів ФЛ.

Глава VII. Кристали кубічного і тетрагексаедричного габітусів із кімберлітів ААП

Для родовищ Архангельської алмазоносної провінції характерна підвищена концентрація алмазів кубічного і тетрагексаедричного габітусів. їх вміст коливається для кубів від

0.5 (трубка ім. Ломоносова) до 8.3 % (Ан-494а) загальної

кількості всіх кристалів, для тетрагексаедрів - від 0.7 (трубка Первомайська) до 27.4 X (трубка Архангельська).

За характером світлово! картини від поверхонь ШОУ гексаедри відрізняються від додекаедроїдів VI групи помітно більшими параметрами СД і ДД’. Що стосується параметра АВ, то він зазнає значних флуктуацій - від максимального значення до значень, що дорівнюють відстаням СД і помітно перевищуючих їх. Таким чином, гексаедри за характером рефлексограм від поверхонь на місці їх ребер зв’язані поступовими переходами, з одного боку з напівокруглими індивідами, а з іншого

- з тетрагексаедроїдами.

Від типових додекаедроїдів VI групи тетрагексаедри відрізняються більшим переломом уздовж гранного шва, а також більшою крутістю кривогранних поверхонь між суміжними виходами [111] та напрямками [110] - [001]. Дуже часто вершини

[001] притуплені поверхнями куба, залежно від площадного розвитку яких намічається гама поступових переходів між кристалами гексаедричного і тетрагексаедричного габітусів.

Проведені дослідження дають змогу виділити за гранною морфологією наступні чотири види кубів із кімберлітів ААП: КІ - кристали з різноманітними за скульптурою поверхнями •(100} і суцільним узором рівновеликих квадратних западин на них; КІ І - куби з подібними поверхнями И00>, характерною особливістю яких є наявність глибоких шрамоподібних тріщин за напрямками спайності; КІІІ - індивіди з великими квадратними сходинкоподібними заглибленнями на місці -(100}; КІV -індивіди з чітко вираженою зональністю по -(100}.

Серед кристалів тетрагексаедричного габітусу за особливостями будови їх поверхонь, внутрішньою архітектурою та зовнішньою симетрією можна виділити три види індивідів: ТІ -практично неспотворених обрисів ізометричні індивіди різного забарвлення, на виходах [001] яких досить часті різного розміру поверхні гексаедра; ТИ - подібні до попередніх тет-рагексаедри, особливістю яких є наявність чіткої зональності по <100}, зумовленої чергуванням зон різних відтінків сірого, коричневого або майже чорного кольору; ТІ 11 - сильно видовжені уздовж [111] і одночасно "деформовані" в декількох інших кристалографічних напрямках індивіди, в плані неправильної, близької до клиноподібної форми.

Кристали кубічного і тетрагексаедричного габітусів дуже різноманітні за забарвленням і характером свічення в УФ променях; з іншого боку ці особливості певним чином пов’язані з морфологією індивідів. В зв’язку з цим кожний із зазначених видів кристалів залежно від забарвлення і типу свічення в УФ променях може бути розчленований на більш дрібні таксони (різновиди). Алмази кубічного і тетрагексаедричного габітусів із нашого регіону зведені до 55 різновидів, з яких 35

- гексаедри і 20 - тетрагексаедри. Привертає до себе увагу той факт, що серед декількох сотень вивчених гексаедрів і тетрагексаедрів відсутні камені з синьо-голубою і різнобарвною люмінесценцією, що призводить до різкої обмеженності серед них (порівняно з багатогранниками інших груп) виділених для алмазів ААП типів спектрів ФЛ; передусім це стосується

типів 1-У І з чітко вираженою системою N3 центра. Описаним алмазам властивий набір типів спектрів ФЛ з наявністю оптично активних азотних центрів Б1, 33, Б4, 523.8, 578 і 604 нм. Не виключено, що такий набір спектрів мають лише алмази з фібрильною будовою і він зумовлений специфічними умовами їх кристалізації. '

Глава VIII. Загальні риси типоморфізму алмазів із малопродуктивних кімберлітових тіл і урзуських відкладів Архангельської провінції

Розмаїття кімберлітових алмазів спричинене різними факторами. Сукупності знайдених у кімберлітовій трубці морфологічно різних алмазних кристалів утворюють не парагенетичну їх асоціацію, а парастеричну, тобто зумовлену не спільностю умов утворення, а спільністю співзнаходження. З.В.Барто-шинським для алмазів із Якутської провінції виділено 19 па-растеричних асоціацій, які за спорідненими ознаками об’єднані в 6 сімейств. За своїми морфологічними особливостями алмази із трубок родовища ім. Ломоносова належать до парас-те-ричної асоціації округлих індивідів і алмазів V групи і найбільш близькі в цьому відношенні до кристаліЕ із розсипів північно-східної частини Якутської провінції.

Золотицьке поле. В межах Золотицького поля маємо справу

з двома категоріями діатрем. До першої з них належать трубки Первомайська і Кольцовська, де понад половину всіх кристалів складають напівокруглі індивіди III групи, до другої - всі решта, які характеризуються різкою перевагою алмазів VI групи і тетрагексаедрів.

Характерною особливістю алмазів трубки Первомайська є різка перевага індивідів октаедричного і перехідного габітусів і низька концентрація ромбододекаедрів. За морфологією алмазів вона тяжіє до VIII парастеричної асоціації. Друге місце за кількістю кристалів 111 групи в межах Золотицького поля посідають алмази.із трубки Кольцовська; вміст округлих алмазів і тетрагексаедрів тут превалює над фоновими (типи 111/1 і 11 І/З) багатогранниками. 'За морфологією кристалів алмази трубки Кольцовська тяжіють до XVI парастеричної асоціації фоново-округлого сімейства.

Простежуючи зміну різних особливостей алмазів із діатрем Золотицького поля з півночі на південь, від трубки Пер-вомайська до трубки Архангельська, можно помітити таку тенденцію:

1) зменшення- кількості октаедрів за рахунок збільшення числа ромбододекаедрів і тетрагексаедрів: ч

2) зменшення концентрацій фонових і груболамінарних кристалів і збільшення вмісту багатогранників V групи;

3) зменшення кількості алмазів з Ір/m понад ЗОО’ІСГ4 відн.од.;

4) від трубки Первомайська до трубки Ломоносовська збільшення кількості каменів із синьо-голубою; фіолетовою і бузковою фотолюмінесценцією, а далі їх поступове зменшення: зворотна картина має місце стосовно до алмазів з червонім, оранжевим, жовтим і зеленим свіченням в ультрафіолетових променях.

Кепінське поле. Характерною особливістю алмазів із кім-берлітової трубки Пачуга е різка перевага кристалів III групи над іншими. Кристаломорфологічно алмази трубки належать до XIII парастеричної асоціації округло-фонового сімейства. Алмази трубки Ан-494а представлені VIII парастеричною асоціацією груболамінарно-фонового сімейства, сюди ж віднесені кристали трубок Ан-4946 і Шоча. Алмази трубки Ан-694 представлені парастеричним сімейством асоціацій округлих індивідів, серед яких спостерігається підвищена кількість тетрагексаедрів. До фоново-округлого сімейства парастеричних асоціацій належать алмази діатрем Ан-494, Сільгінська, Юрась-ка, Победа і Аи-651.

Полтинське поле. Виходячи із особливостей алмазів, знайдених у трубках- Ан-753 і Ан-754, зазначимо що, в межах цього поля маємо справу з фоново-округлими сімействами і з дуже низькими значеннями Ір/т кристалів.

Подтозерське поле. Алмази діатреми Ан-722 також належать до фоново-округлого сімейства парастеричних асоціацій; не виключена підвищена кількість кристалів кубічного габітусу.

Іжмозерське поле. Характерною особливістю алмазів трубки Чидвінська є різка перевага індивідів III групи і поки що найбільш висока в родовищах ААП концентрація фонових криста-

лів. Кристаломорфопогічно алмази діатреми можна класифікувати як XIII асоціацію округло-фонового сімейства. Алмази трубки Аи-806 належать до XVI парастеричної асоціації фоново-округлого сімейства.

Верхотинське поле. Алмази трубок Біла і Верхвятівська віднесені до округло-фонового, а діатрем Вовча Південна і Веркоїтна - до блоково-фонового сімейств парастеричних асоціацій.

Основними матеріалами для аналіза ймовірних умов утворення алмазів із родовищ Архангельської провінції є речовинний склад кімберлітів, дані щодо синтезу, а також ' особливості самих алмазів - зокрема характер летких, що виділяються при їх нагріванні, наявність та склад сингенетичних твердих включень, онтогенія багатогранників, їх оптичні властивості тощо. При порогових значеннях Р-Т умов алмазоутворен-ня, мабуть, одними з перших виникають кристали кубічного габітусу VIII групи, причому їх найбільш темні (сірі до чорних) різновиди; кристалізація таких індивідів відбувалась відносно швидко, про що свідчить їх волокниста (фібрильна) будова. У міру зростання температури виникали різнобарвні до безбарвних і напівпрозорих кристали кубічної форми. Відсутність сингенетичних твердих включень гранату, олівіну і деяких інших мінералів (за винятком графіту і, можливо, хроміту та інтерметапічних фаз) дає підстави пов’язувати утворення алмазних кубів з магматичними диференціатами еклогі-тового типу парагенезису, про що свідчать їх знахідки в ксе-нолітах еклогітів.

Подальший ріст температури при порівняно низьких тисках вів до утворення кристалів тетрагексаедричного габітусу, з якими кубічні індивіди пов’язані поступовими переходами. Водночас відсутність морфологічно різкої межі між тетрагек-саедрами та округлими індивідами VI групи, а також наявність в останніх сингенетичних включень оранжевих гранатів, свідчать про те, шр деяка частіша округлих алмазів генетично також пов’язана з диференціатами еклогітового типу парагенезису. Ймовірно, що кристалізація округлих алмазів відбувалась при більш високих температурах, ніж індивідів VIII групи, в умовах низького пересичення. Правда, деяка частина ба-

гатогранників VI групи генетично пов'язана з ультраоснозним типом парагенезису, про що свідчить наявність відповідних твердих включень. Найбільш поширені у вогнищах кімберлітової магми параметри алмазоутворення, які зумовлюють виникнення напівокруглих "фонових" кристалів - багатогранників зі снопоподібно-скалкуватою штриховкою, які широко розповсюджені в будь-якому корінному родовищі. Різноманітність за складом сингенетичних твердих включень у таких кристалах свідчить про те, що їх утворення пов’язане як з ультраосновним, так і еклогітовим типами магматичних диференціатів. Груболамінарні кристали з ознаками поліцентричного росту на И11> та інші, близькі до них, типи кристалів, мабуть, утворилися при високих перенасиченні та температурі. Найбільш високі значення останньої символізують, ймовірно, гострореберні октаедри І групи, кристалізація яких відбувалася при порівняно невеликому перенасиченні.

Таким чином, при досягненні відповідних Р-Т-параметрів у частині кімберлітового вогнища утворюється рівноважний з ними морфологічний тип алмазних кристалів. Утворення однотипних алмазів може здійснюватися в магматичних дифе-ренціатах як ультраосновного, так і еклогітового типів. Межі між диференціатами з різними алмазами не були різкими, про що свідчить наявність поступових переходів між морфологічно різними типами кристалів. їх кристалізація відбувалася при анізотропії тиску, масштаби якої були помітно менші, ніж у межах Якутської провінції. За комплексом своїх типоморфних особливостей алмази із родовищ ААП помітно відрізняються від кристалів цього мінерала з інших алмазоносних регіонів Євразії, хоча за низкою своїх ознак дещо нагадують індивіди з родовищ північної частини Якутської провінції.

Висновки.

В результаті проведених досліджень стало можливим вробити такі висновки.

1. Алмази з малопродуктивних кімберлітових тіл та урзуських відкладів ААП в кожному випадку індивідуальні за своїм кристаломорфологічним спектром та іншими особливостями. їх загальною рисою є висока концентрація індивідів ром-

Оододекаедричного габітусу. Крім цього, спостерігається дещо підвищений вміст індивідів гексаедричного і тетрагексаедричного габітусів.

2. За кристаломорфологією алмазів кімберлітові трубки ААП поділяються на дві групи. До першої з них належать ті діатреми, де округлі алмази і тетрагексаедри превалюють над багатогранниками III групи. В межах родовища ім. Ломоносова до трубок з такими сукупностями алмазів належать Ломоно-совська, Поморська, Піонерська, ім. Карпінського - 1, 2 і Архангельська. До другої групи кімберлітових тіл відносяться ті з них, де алмази III групи різко'превалюють над індивідами VI групи і тетрагексаедроїдами. До них належать практично всі розглянуті нами малопродуктивні діатреми, алмази з яких тяжіють до різних сімейств парастеричних асоціацій, крім фоново- груболамі нарного.

3. У субмеридіальній смузі кімберлітових трубок Золо-тицького поля виявлена тенденція, -яка полягає в тому, що з півночі на південь зменшується кількість октаедрів за рахунок збільшення ромбододекаедрів і тетрагексаедрів, скорочується число фонових і груболамінарних індивідів і зростає вміст каменів V групи.

4. Кожна з діатрем ААП, незалежно від ступеня алмазо-носності, характеризується індивідуальним набором оптичних особливостей алмазів - забарвленням, ступенем візуальної прозорості, розподілом ва характером свічення в ультрафіолетових променях, питомими інтенсивностями рентгено- і фотолюмінесценції та типами спектрів ФЛ. Алмази з родовищ ААП в цьому відношенні теж можна поділити на дві групи: в першій з них камені з синьо-голубою, фіолетово» і рожево-бузковою люмінесценцією превалюють над кристалами, які світяться в УФ променях червоним, оранжевим і жовто-зеленим кольорами, . у другій - співвідношення зворотнє.

5. Виходячи з аналізу характеру і ступеня розповсюдження в алмазах сингенетичних твердих включень, можна зробити висновок, що вагома частина алмазів із діатрем Архангельської провінції (порівняно з Якутією) генетично пов’язана з мантійними магматичними диференціатами еклогітового парагенезису.

5. Алмази з урзуських відкладів загалом характеризуються індивідуальним спектром різних особливостей. Найбільш вірогідним їх першоджерелом є кімберліти родовища ім. Ломонс-сова, що не виключає привнесення деякої частини кристалів з діатрем, що розташовані ва його межами. Відсутність індивідів зі слідами механічного зношування, а також високе значення коефіцієнта цілісності свідчать про близький знос урзуських алмазів та їх осадження в механічно мало активній ситуації.

Основні роботи по темі дисертації:

1. Люмінесцентні властивості алмазів із кімберлітів ро-

довища ім. Ломоносова (Архангельська алмазоносна провінція)// Мінерал, зб. Львів, ун-та. - 1992 - N 46,

вип.1. - С.31-34. (співавтори - Бартошинський З.В., Бекеша С.М., Винниченко Т.Г., Махін 0.І.).

2. -Кристаломорфологія алмазів із кімберлітів Архангельської алмазонссної провінції// Мінерал, зб. Львів, ун-та. - 1992 - N 46, вип.2. - С.64-68. (співавтори - Бартошинський З.В., Бекеша С.М., Винниченко Т.Г., Махін 0.І.).

3. Морфологія і деякі фізичні особливості алмазів кубічного і тетрагексаедричного габітусів Архангельської ал-мазоносної провінції// Сучасні проблеми геології і геохімії корисних копалин (Тези допов.конференції молодих вчених, 12-14 жовтня 1993 р.,м.Львів). - Львів, 1993. - С.79-81.

Побережская И.В. Типоморфизм алмазов из кимберлитовых трубок и россыпей отдельных рудных полей Архангельской алмазоносной провинции.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.20 - минералогия, кристаллография,■ Львовский госуниверситет, геологический факультет, Львов, 1995.

Защищается 4 научных положения, сфомулированные автором при изучении кристаллов алмаза из малопродуктивных кимберлитовых трубок и россыпей отдельных рудных полей Архангельской алмазоносной провинции (ААП). Установлено, что алмазы из малопродуктивных кимберлитовых тел и урзугских отложений ААП в каждом случае индивидуальны по своему кристалломорфологическому спектру и другим особенностям. Их общей чертой является высокая концентрация индивидов ромбододекаэдрического габитуса. В кристаллографическом спектре индивидов из диатрем Золотицкого поля ААП, по сравнению с другими провинциями, отмечается повышенная концентрация кубов и, особенно, тетрагексаэдров. Все их разнообразие в зависимости от гранной морфологии, окраски, характера свечения в УФ-лучах и набора оптически активных центров можно свести к 55 однородным по этим особенностям разновидностям. Состав и ассоциации сингенетических твердых включений свидетельствуют о том, что ощутимая часть алмазов из диатрем ААП (по сравнению с Яйутией) генетически связана с мантийными магматическими дифференциа-тами эклогитового парагенезиса.

Poberezskaya I;V. Typomorphizm of diamonds from

kimBerlite pipes and placers of some ore fields of

Arkhangelsk diamondiferous province.

Scientific thesis on submiting the candidate degree on branch 04.00.20 - mineralogy, crystallography, Lviv State University, Lviv, 1995.

There are defended 4 scientific principles, that have been formulated by author during diamond crystals study from low-productive kimberlite pipes and placers of some ore fields in Arkhangelsk diamondiferous province (ADP). It has been established) that diamonds from low-productive bodies

and urzugsky deposits of ADP in every case are individual by their crystallomorphologic spectrum and other pecularities. Their common feature is that a high concentration of individuals of rhombic dodecahedron habit. In crystallographic spectrum of individual from diatrems of Zolotitsky field in ADP the increased concentration of cubic and especially tetrahexahedron, is noticed in comparison to other provinces. All their diversity, depending on their face morphology, colour, character of crystalloluminiscence in Ultraviolet rays and set of opticaly-active centres in this case may be brought down to 55 monotypic by these peculiarites varietes. The composition and associations of syngenetic solid inclusions in diamonds evidence that significant part of diamonds from diatrems of ADP (in comparison to those in Yakutia) is geneticaly connected with mantle magmatic differentiates of eclogite paragenesis.

Ключові слова: алмаз, типоморфізм, кристаломорфологія,

гексаедр, тетрагексаедр, парастерична асоціація.