Минералогическое картирование Сибирской платформы: пространственно-статистическая модель алмазоносности

Лобанов, Сергей Сергеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Минералогическое картирование Сибирской платформы: пространственно-статистическая модель алмазоносности
ВАК РФ 25.00.05, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералогическое картирование Сибирской платформы: пространственно-статистическая модель алмазоносности"

484094*

/У

Лобанов Сергей Сергеевич

МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ: ПРОСТРАНСТВЕННО-СТАТИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АЛМАЗОНОСНОСТИ

25.00.05 - минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 9 МАЙ 2011

НОВОСИБИРСК-2011

4846547

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте геологии и минералогии им. B.C. Соболева Сибирского отделения РАН

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук Афанасьев Валентин Петрович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Сонин Валерий Михайлович

кандидат геолого-минералогических наук Хачатрян Галина Карленовна

Ведущая организация:

Минералогический музей им.

А.Е. Ферсмана РАН

Защита состоится «7» июня 2011 г. в 15— часов на заседании диссертационного совета Д 003.067.02 в Учреждении Российской академии наук Институте геологии и минералогии им. B.C. Соболева Сибирского отделения РАН (в конференц-зале).

Адрес: 630090, г. Новосибирск, просп. ак. Коптюга 3 Факс: (383) 333-27-92, (383) 333-35-05 e-mail: gaskova@uiggm.nsc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГМ СО РАН. Автореферат разослан «6» мая 2011 г. .

Ученый сектретарь диссертационного совета

д.г.-м.н.

О.Л. Гаськова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

С 1999 года добыча алмазов в Якутской алмазоносной провинции составила приблизительно 40 млн. карат и более 2,5 млрд. долларов в год в денежном эквиваленте. В ближайшем будущем эти цифры могут значительно измениться в сторону уменьшения, если принять во внимание истощение трубок Мир и Удачная, прекращение их выработки карьерным способом, а также тот факт, что за последние 15 лет ни одного крупного алмазного месторождения в Якутии не открыто (Добрецов, Похиленко, 2010). В связи с этим существует острая необходимость в открытии новых, экономически рентабельных алмазных месторождений, в том числе на арктических территориях России. На VI Конгрессе Российских Геологов были обозначены основные цели и задачи Наук о Земле, где, среди прочих, прозвучали: (I) оценка перспектив открытия новых месторождений минеральных ресурсов высочайшей экономической и стратегической значимости, которая возможна с помощью (II) создания ГИС (Географических Информационных Систем) на основе имеющихся баз данных, позволяющих прогнозировать новые месторождения и вести мониторинг имеющихся. На сегодняшний день таких ГИС, содержащих обширную информацию по алмазам и их минералам-индикаторам, на территорию Сибирской платформы не существует, несмотря на то, что их ключевая важность очевидна. Необходимым условием при создании ГИС, позволяющих проводить минералогическое картирование и прогнозирование новых месторождений алмаза, является формирование минералогических баз данных и выбор критериев, отражающих полигенность коренных источников алмазов в россыпях Сибирской платформы.

Цель и задачи

Целью работы является формирование базы данных по алмазам и их индикаторным минералам в россыпях Сибирской платформы, которая на основе ГИС позволит провести минералогическое картирование и построить пространственно-статистическую модель алмазоносности Сибирской платформы.

Для решения поставленной цели были обозначены следующие основные задачи:

1. Подготовка ГИС-проекта, содержащего комплексную географическую и геологическую информацию для территории Сибирской платформы.

2. Создание геопривязанной базы данных по алмазам и их индикаторным минералам из россыпей Сибирской платформы. Экспорт баз данных в ГИС-проект.

3. Построение критериев полигенности коренных источников алмаза в россыпях Сибирской платформы.

4. Построение пространственно-статистической модели алмазоносности Сибирской платформы.

5. Комплексное изучение алмазоносности карнийских (верхнетриасовых) россыпей низовьев реки Лена и акватории моря Лаптевых, являющихся наиболее древними из известных осадочных отложений, содержащих максимальное минералогическое разнообразие алмазов Сибирской платформы.

Фактический материал, личный вклад автора и методы исследования

В основу диссертации положены покристальные описания более 50000 алмазов, составленные под руководством В.И. Коптиля в АК «АЛРОСА». Эта сводка была переработана и дополнена автором, после чего использована для создания геопривязанной базы данных по алмазам в россыпях Сибирской платформы. В составленной базе дынных вся совокупность алмазов Сибирской платформы была разбита на 5 ассоциаций, которые были использованы для картирования. Аналогичная база данных была составлена на основе 36598 микрозондовых анализов гранатов из шлиховых проб, взятых на территории Сибирской платформы (анализы накоплены в лаб. №451 ИГМ СО РАН). Обозначенные материалы получили географическую привязку и легли в основу ГИС-проекта, отражающего пространственное распределение алмазов и гранатов с учётом их минералогических особенностей. Итоговая ГИС на территорию Сибирской платформы была полностью создана автором, с использованием дополнительных географических и геологических слоев, подготовленных сторонними исследователями.

В процессе работы над базой данных, автор поставил более 100 фотогониометрических экспериментов по 79 кристаллам из россыпей Исток и Холомолоох (северо-восток Сибирской платформы) и кимберлитов трубки Интернациональная, что позволило выявить формальные морфологические отличия между изученными минералогическими разновидностями алмаза.

Для изучения алмазоносности древних россыпей северо-востока Сибирской платформы автором и его коллегами был опробован

карнийский яруса верхнего триаса низовьев рек Лена, Оленек и акватории моря Лаптевых. Отобраны образцы горных пород, собраны коллекции алмазов, гранатов, пикроильменитов и хромитов. Методом рентгеноспектрального микроанализа определены их элементные составы. Данные материалы были использованы для модельной характеристики неизвестного коренного источника алмазов.

Научная новизна

Создана геопривязанная база данных, которая впервые позволила построить пространственно-статистическую модель алмазоносности Сибирской платформы и провести картирование минералогических разновидностей алмаза по территории Сибирской платформы. Созданная ГИС является «пионерной» не только для территории Сибирской платформы, но и для всего мира в целом, так как если результаты, аналогичные нашим исследованиям, имеются в компаниях, занимающихся поисками алмазных месторождений, то они не приводятся в научных публикациях. Получены новые фактические данные, свидетельствующие о множественности коренных тел, питавших верхнетриасовые россыпи низовьев рек Оленёк, Лена и акватории моря Лаптевых.

Основные защищаемые положения

1. Минералогические разновидности алмазов распределены по территории Сибирской платформы весьма неоднородно. Установленные неоднородности являются статистически значимыми и имеют пространственно разобщенные максимумы. Максимальные концентрации алмазов, нетипичных для известных кимберлитовых тел, сосредоточены по периферии платформы.

2. Находки субкальциевых высокохромистых пиропов пространственно совмещены с максимумами алмазов, типичных для палеозойских кимберлитов, и не характерны для площадей распространения иных ассоциаций алмаза.

3. Гравелиты карнийского яруса триаса являются древнейшими отложениями, содержащим алмазы V и VII разновидности. В коллекторе они сопровождаются обычным набором индикаторных минералов кимберлитов (пиропом, пикроильменитом, редко хромитом), источниками которых служило несколько тел.

Практическая значимость работы

Созданная ГИС для территории Сибирской платформы позволяет выявлять области, являющиеся перспективными на обнаружение новых

коренных источников алмаза, с учётом комплекса минералогических, тектонических, геологических и географических факторов.

Результаты изучения верхнетриасовых россыпей низовьев рек Оленёк, Лена и акватории моря Лаптевых должны учитываться при постановке поисковой задачи на коренные источники алмаза в пределах указанной территории.

Апробация работы и публикации

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения общим объемом 175 страниц. В ней содержится 45 рисунков, 10 таблиц и 3 приложения. Список литературы состоит из 119 наименований.

Работа выполнена в Лаборатории минералов высоких давлений и алмазных месторождений (№451) Института геологии и минералогии им. B.C. Соболева СО РАН.

Автор выражает благодарность за помощь в работе над диссертацией научному руководителю д.г.-м.н. В.П. Афанасьеву, академику РАН Н.В. Соболеву, члену-корреспонденту РАН Н.П. Похиленко, д.г.-м.н. А.Ф. Хохрякову, Е.Ф. Летниковой, к.г.-м.н. С.Г. Мишенину, A.M. Логвиновой, м.н.с. И.С. Шарыгину и другим коллегам.

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ АЛМАЗОНОСНОСТИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

Для решения поставленных задач необходимо провести анализ распределения минералогических разновидностей алмаза по разновозрастным коренным и россыпным источникам.

В пределах Сибирской платформы сосредоточено большое количество разновозрастных коренных и россыпных месторождений алмаза. Всего в пределах Сибирской платформы открыто более 900 кимберлитовых, карбонатитовых, лампроитовых, пикритовых и базанитовых тел. Они располагаются крайне неравномерно и могут быть сгруппированы в несколько десятков полей, в том числе

полихронных. Кроме того, в пределах Сибирской платформы установлено более 200 различных россыпей и рсссыпепроявлений алмазов.

1.1 Известные коренные источники алмазов Сибирской платформы

На сегодняшний день на территории Сибирской платформы известно несколько типов коренных источников алмаза: кимберлиты, лампроиты и породы импактного генезиса. Главным являются кимберлиты, для которых обосновано не менее трёх основных эпох внедрения: среднепалеозойская (D3-Ci), триасовая и позднемезозойская (Брахфогель, 1984; Griffin et al., 1999; Агашев и др., 2004 и др.). Из них только палеозойские кимберлиты являются алмазоносными (0,5-2 кар/т) и высокоалмазоносными (>2 кар/т), в связи с чем триасовые, юрские и меловые кимберлиты объединены в одну группу -кимберлиты мезозойского возраста (как правило, «0,1 кар/т).

Алмазы палеозойских кимберлитов

Палеозойские кимберлиты образуют несколько кимберлитовых полей (Брахфогель, 1984). Возраст высокоалмазносных кимберлитов укладываются в довольно узкий промежуток времени от 367 до 344 млн. лет (Griffin et al., 1999; Агашев и др., 2004).

В целом, можно выделить совокупность алмазов, характерных для палеозойских кимберлитов Сибирской платформы, где их доля достигает 95-99%. Для них свойственно преобладание алмазов I разновидности по классификации Ю.Л. Орлова (1984), представленных непрерывным рядом кристаллов октаэдрического,

ромбододекаэдрического и переходного между ними габитусов, с ламинарным строением граней. В палеозойских кимберлитах присутствует небольшое количество скрытоламинарных додекаэдроидов (не более 15% в высокоалмазоносных трубках). Под скрытоламинарными додекаэдроидами автор понимает округлые кристаллы ромбододекаэдрического габитуса с так называемым гранным швом (Шафрановский, 1948; Sunagawa, 2005), являющиеся стационарной формой растворения алмаза (Khokhryakov, Pal'yanov, 2007). В незначительных количествах имеются серые кубоиды III разновидности (2-3%), поликристаллические образования VIII и IX (борты) разновидностей (не более 10%), редко встречаются желтые кубоиды II разновидности (не более 2-3%).

Алмазы мезозойских кимберлитов

Мезозойские диатремы, расположенные главным образом на северо-востоке Сибирской платформы, как правило, неалмазоносные, либо характеризуются лишь минералогической алмазоносностью (единичные кристаллы, извлечённые при больших объёмах опробования). Исключением являются полупромышленные кимберлиты трубки Малокуонапская (Куранахское кимберлитовое поле) (Зинчук, Коптиль, 2003).

Минералогическое разнообразие алмазов из мезозойских трубок близко к таковому из палеозойских кимберлитов, однако для первых характерны существенно более высокие содержания скрытоламинарных додекаэдроидов. Количество таких алмазов в мезозойских трубках может достигать 50% и более (Рис.1, Приложение).

Алмазы протерозойских (?) лампроитов

На юго-западе Сибирской платформы в Иркутской области располагаются алмазоносные жильные тела оливин-флогопитовых пород. Минералогия, петро- и геохимические особенности этих пород позволяют отнести их к лампроитам (Секерин и др., 1993) и выделить Ингашинское лампроитовое поле. Возраст этих пород, определённый ИЬ-Бг методом, составляет 1286±12 млн. лет (средний протерозой) (Секерин и др., 1989).

Морфология и состав хромшпинелидов, извлечённых из этих тел, свидетельствуют об их мантийном происхождении. Около 25% гранатов относится к хромистым пиропам лерцолитового парагенезиса, субкальциевых высокохромистых пиропов («алмазной ассоциации») не обнаружено (Афанасьев и др., 2002).

Преобладают скрытоламинарные додекаэдроиды (Аргунов и др., 1990). Типоморфные особенности алмазов из лампроитов Ингашинского поля идентичны таковым из россыпей бассейна рек Ока и Ия (юго-запад Сибирской платформы).

Алмазы Попигайской палеогеновой астроблемы

Импактные алмазы в пределах Сибирской платформы известны в пределах Попигайской кольцевой структуры, а также в четвертичных и неоген-четвертичных ореолах, связанных с закратерным выбросом импактных алмазов и/или их флювиально-аллювиальной транспортировкой (Вишневский и др., 1997).

Основными морфологическими типами попигайских алмазов являются уплощённые и объёмно-ксеноморфные зёрна небольшого размера (0,1-1 мм.).

1.2 Россыпи алмазов Сибирской платформы

Для большинства россыпей Центрально-Сибирской субпровинции хорошо установлена генетическая и пространственная связь с коренными источниками - кимберлитовыми телами среднепалеозойского возраста. В то же время генетическая связь алмазных россыпных месторождений северо-востока и юго-запада Сибирской платформы остается предметом дискуссий и взаимоисключающих гипотез. Большинство исследователей предполагают полигенность и полихронность их коренных источников (Метёлкина и др., 1975; Копиль, 1994; Афанасьев и др., 1998).

Наиболее сложным регионом в этом отношении является Лено-Анабарская субпровинция, охватывающая север и северо-восток Сибирской платформы (бассейны рек Анабар, Оленек и нижнего течения р. Лена), где выявлены многочисленные россыпи алмазов, в том числе богатейшие по содержанию и запасам (Граханов и др., 2007; Grahanov et al., 2010). Алмазоносность кимберлитов этой территории, величина их денудационного среза, а также особенности состава минеральных включений в алмазах, не позволяют рассматривать их в качестве источников для большинства аллювиальных алмазов этого региона (Леонов и др., 1966, Sobolev et al., 1998). Кроме того, для алмазов из россыпей Лено-Анабарской субпровинции отмечается гораздо более широкий спектр типоморфных особенностей, чем для алмазов из известных кимберлитовых тел Сибирской платформы.

Алмазы палеозойских осадочных коллекторов

Палеозойские россыпи характерны для центральной части Якутской алмазоносной провинции и зачастую находятся в тесной пространственной связи с высокоалмазоносными кимберлитами. Исключением является палеозойский осадочный коллектор Кютюнгдинского грабена (северо-восток Сибирской платформы), коренные источники алмазов которого пока не найдены (Соболев и др., 1981).

Алмазы палеозойских россыпей полностью тождественны таковым из кимберлитов аналогичного возраста.

Алмазы мезозойских осадочных коллекторов

Начиная с позднего триаса в россыпях северо-востока Сибирской платформы появляются алмазы, не характерные в больших количествах или полностью отсутствующие в палеозойских кимберлитах. В первую очередь это скрытоламинарные додекаэдроиды, кубоиды и алмазы V и VII разновидностей (Орлов, 1984). Алмазы, характерные доя

палеозойских кимберлитов, присутствуют в этих россыпях в подчинённых количествах.

Доля скрытоламинарных додекаэдроидов в мезозойских россыпях достигает 65%.

Другой особенностью мезозойских осадочных коллекторов северо-восточной части Сибирской платформы является относительно высокое содержание кривогранных алмазов кубического габитуса (кубоидов). Их доля в россыпях северо-восточной части Сибирской платформы достигают 25%.

Особого внимания заслуживают алмазы V (монокристаллы) и VII (поликристаллы) разновидности по классификации Ю.Л. Орлова. Содержание таких алмазов в россыпях Эбеляхского алмазоносного района достигает 50%, в то время как в кимберлитах Сибирской платформы такие алмазы не диагностированы (Афанасьев, 1998; Зинчук, Коптиль, 2003). Алмазы V и VII разновидностей являются эндемиками и присутствуют лишь в россыпях северо-востока Сибирской платформы. Все минеральные включения, изученные в алмазах V и VII разновидности, соответствуют эклогитовому парагенезису (Афанасьев и др., 2009а; Рагозин и др., 2009). Наиболее древний осадочный коллектор этих алмазов имеет верхнетриасовый возраст.

Алмазы неоген-четвертичных осадочных коллекторов

Главной особенностью современных россыпей является наличие всех разновидностей алмазов, представленных в позднепалеозойских и мезозойских осадочных коллекторах. Кроме того, в россыпях северовосточной части Сибирской платформы появляются импактные алмазы, аналогичные таковым Попигайской астроблемы (35 млн. лет) (Вишневский и др., 1997).

Таким образом, неоген-четвертичные россыпи Сибирской платформы представляют собой полигенную смесь алмазов из коренных источников различного возраста.

1.3 Полигенез коренных источников алмаза Сибирской платформы, выделение 5 ассоциаций алмаза

Анализ распределения минералогических разновидностей алмаза по древним осадочным коллекторам позволил выделить 3 ассоциации в зависимости от времени их появления в обстановке седиментогенеза. Ассоциация алмазов, появляющаяся в осадочных отложениях с триаса, дополнительно была разбита ещё на 3 части. Таким образом, всего для картирования использовано 5 ассоциаций алмаза, из которых минимум

3 встречаются в осадочных коллекторах разного возраста и отражают полнгенез коренных источников (Таблица 1, см. Приложение).

Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В разделе особое внимание уделено фотогониометрии и группе ГИС-методов.

Метод фотогониометрии был использован для получения объективной, качественной характеристики габитуса и гранной морфологии алмаза. Суть метода заключается в изучении зафиксированных на фотобумаге отражений параллельного пучка света от поверхности алмаза, находящегося в кристаллографической ориентировке (L4 параллельна пучку света) (Нардов, 1960). Использована цилиндрическая фотогониометрическая камера с апертурой 20°<р<65°.

Минералогическое картирование и анализ пространственного распределения выделенных ассоциаций алмаза возможны на основе создания ГИС, содержащей информацию о расположении россыпей на территории Сибирской платформы и их минералогических особенностях (количественном соотношении выделенных ассоциаций и др.). В созданных пространственных базах данных использована система координат проекции, что позволило экспортировать их в ArcGIS 9.3, с помощью которого и проводилось минералогическое картирование. Добавлена Геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:2500000 (2007).

Статистическая обработка выполнена в программах Microsoft Excel, SPSS 15.0 и ArcGIS 9.3. Пространственно-статистические модели алмазоносности построены с помощью нескольких интерполяционных методов: обратно-взвешенных расстояний (Shepard, 1968) и натуральной окрестности (Sibson, 1981). Закон пространственного рассеяния исследовался методом Крите (Krige, 1951).

Глава 3. ФОТОГОНИОМЕТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АЛМАЗОВ ИЗ КИМБЕРЛИТОВ И РОССЫПЕЙ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

В главе приводятся результаты фотогониометрической паспортизации выделенных ассоциаций алмаза. Импактные алмазы не изучались, т.к. они являются параморфозами по графитам мишени (Вишневский и др., 1997).

Ассоциация 1 (алмазы, типичные для палеозойских кимберлитов)

' Изучено 45 кристаллов, представленных преимущественно переходными формами октаэдр - ламинарный додекаэдроид. Обобщённые результаты приведены на рис. 2 (см. Приложение).

Ассоциация 2 (скрытоламинарные додекаэдроиды)

Изучено 33 кристалла ассоциации 2. Отражения от каждой из граней додекаэдроида на фотобумаге формируют по 2 сферических треугольника (ABC и А'В'С'). Сферические координаты световых треугольников дают численную характеристику кривизне округлых поверхностей (Шафрановский, 1948). Всего на 33 кристаллах удалось измерить параметры АВ и CD для 62 треугольников. Диапазон изменения параметров: АВ от 20° до 70°, CD от 10° до 30° (Лобанов, Афанасьев, 2010).

Акцессории микрорельефа поверхности додекаэдроидов оказывают существенное влияние на характер засветов формирующих сферический треугольник. Измерены индексы hkl акцессориев, слагающих черепитчато-шестоватый микрорельеф на кривогранной поверхности скрытоламинарного додекаэдроида (1st-17). Всего удалось определить положение 49 наиболее ярких рефлексов, которые явно располагались по определённым кристаллографическим направлениям. Итоговый набор их индексов: {650}, {540}, {751}, {871}, {740}, {320}, {201}, {851}, {531}, {301}. Сравнение этих индексов с hkl каплевидных холмиков (Кухаренко, 1955) показало, что черепитчато-шестоватый рельеф является их частным случаем.

В разделах 3.3 и 3.4 приводится фотогониометрическая характеристика кубоидов и алмазов V разновидности.

Глава 4. МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ СИБИРСКОЙ

ПЛАТФОРМЫ

Результаты статистического анализа обусловили выбор метода обратно-взвешенных расстояний для интерполяции пространственного распределения ассоциаций алмаза на весь Сибирский кратон.

В качестве входящих параметров интерполяции были использованы следующие значения: Output cell size - 50000 м (определяет размер сети, в метрах), Power - 2 (характеризует степень влияния окружающих точек на интерполируемое значение), Search Radius Settings - Fixed, 250000 м (эмпирический параметр, расстояние,

на которое будет создана интерполирующая функция от ближайших точек с известным значением).

Для картирования использовано относительное количество (доля) алмазов той или иной ассоциации в общей совокупности алмазов каждой пробы.

На рисунках 3-7 (см. Приложение) представлены карты распределения пяти выделенных ассоциаций алмаза: типичных для палеозойских кимберлитов, скрытоламинарных додекаэдроидов, кубоидов, алмазов V и VII разновидностей и импактных алмазов соответственно. На всех рисунках также вынесены известные кимберлитовые поля различного возраста (красным - протерозойское (?) Ингашинское поле на юго-западе Сибирской платформы, коричневым - палеозойские и синим - мезозойские поля). Дополнительно схематично показаны основные геологические структуры и реки.

Распределение кимберлитовых алмазов показано на рис. 3. Они распространены по всей Сибирской платформе, но площадь их максимальных концентраций охватывает центральную часть платформы в районе известных промышленных кимберлитовых полей. Несколько отчётливых максимумов расположены в пределах Красноярского края. Локальные максимумы расположены на севере; один из них связан с районом Кютюнгдинского грабена, где прогнозируется продуктивное среднепалеозойское кимберлитовое поле (Соболев и др., 1981).

Алмазоносность россыпей центральной части Сибирской платформы взаимосвязана с наличием субкальциевых высокохромистых пиропов в шлиховых пробах (см. рис. 3), в то время как для россыпей северо-востока такая закономерность отсутствует. Составы гранатов из четвертичных алмазоносных россыпей северо-востока Сибирской платформы тождественны таковым из мезозойских кимберлитов и соответствуют неалмазоносной мантии (Sobolev et al., 1973). Это обстоятельство ставит под сомнение наличие генетической связи между алмазами и пиропами, которые сопутствуют им в четвертичных отложениях северо-востока Сибирской платформы. В современном представлении в триасовое время верхняя мантия Сибирской платформы подверглась мощной метасоматической переработке, что привело к росту региональных геотерм, выплавлению огромных объёмов базальтовых магм и преобразованию мантии в неалмазоносную (Pokhilenko, 1998; Griffin et al., 1999). Возможно, алмазы выносились из

мантии в домезозойское время и/или имеют другой тип первоисточника с неизвестным набором минералов-индикаторов.

Рисунок 4 иллюстрирует распределение скрытоламинарных додекаэдроидов, которое противоположно таковому для алмазов, типичных для палеозойских кимберлитов. Количество округлых алмазов минимально в центральной части Сибирской платформы на площади развития известных продуктивных среднепалеозойских кимберлитов. Яркий максимум расположен в Иркутской области с постепенным затуханием на север. Повышенные количества округлых алмазов распространены на северо-востоке платформы с максимумами в районе Анабарского щита и Оленекского поднятия.

Распределение алмазов ассоциации 3 (кубоиды II и III разновидности) показано на рис. 5. Алмазы этой ассоциации распространены главным образом по северо-востоку Сибирской платформы без чётких закономерностей, образуя лишь несколько контрастных аномалий.

Рисунок 6 отражает распределение алмазов ассоциации 4 (V и VII разновидность). Эти алмазы распространены только на северо-востоке Сибирской платформы, где формируют ряд локальных аномалий по восточному обрамлению Анабарского щита, в районе Оленекского поднятия и в центральной части площади. Южнее реки Муна эти алмазы практически исчезают.

Распространенность импактных алмазов, являющихся продуктами дальнего закратерного выброса из Попигайской астроблемы, показана на рис. 7. Максимальное расстояние, на котором найдены якутиты за пределами Попигайского кратера, превышает 500 км.

В связи с тем, что максимальные концентрации скрытоламинарных додекаэдроидов, кубоидов и алмазов V и VII разновидностей приурочены к россыпям северо-востока Сибирской платформы, представляется актуальным рассмотрение этой территории отдельно.

Глава 5. МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ СЕВЕРО-ВОСТОКА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

Северо-восток Сибирской платформы имеет большую плотность россыпей (относительно всего кратона), что даёт возможность построить более детальные пространственно-статистические модели алмазоносности в пределах этой территории.

К россыпям северо-востока Сибирской платформы были отнесены все россыпи, находящиеся севернее р. Муна.

Предварительный статистический анализ показал, что распределения ассоциаций алмаза можно считать нормальными, а в пространственном распределении скрытоламинарных додекаэдроидов отсутствуют резко выраженные тренды, что делает последние удобным объектом для поиска закона пространственного рассеивания алмазов (Матерон, 1968). Однако «предсказательная» функция рассчитанного экспериментального закона рассеивания оказалась очень слабой. Проверка методом кросс-валидации показала неудовлетворительные результаты, что обусловило выбор метода натуральной окрестности «от противного». Для визуализации распределений были построены карты равных содержаний компонентов (изоплеты).

Информация о количестве алмазов, найденных в той или иной россыпи, была использована для определения ширины доверительного интервала (ДИ), в котором заключена эмпирическая частота встречаемости конкретной ассоциации алмаза в отдельной россыпи (с вероятностью 0,95). Методом натуральной окрестности построены карты доверительных интервалов, на них вынесены модельные распределения ассоциаций алмаза (рис. 8-11 в Приложении). Распределение имгтакгных алмазов в этой главе не рассматривается.

Глава 6. АЛМАЗОНОСНОСТЬ ВЕРХНЕТРИАСОВЫХ РОССЫПЕЙ СЕВЕРО-ВОСТОКА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

На северо-востоке Сибирской платформы наиболее масштабным и продуктивным древним коллектором алмазов является базальный горизонт карнийского яруса верхнего триаса. Он простирается от Восточного Таймыра до низовьев р. Лена. Карнийский возраст этих россыпей надёжно обоснован (Граханов и др., 2009).

Карнийские гравелиты низовьев р. Лена детально изучены, однако вопросы появления алмазов и минералов-индикаторов кимберлитов в этих отложениях остаются предметом острых дискуссий.

Гравелиты находятся в толще осадочных пород прибрежно-морского генезиса. Особенности их химического состава (^БеО >15, ТЮ2 ~ 2,5, MgO ~ 2, А1203 ~ 25 вес.%), а также датировки «трубочных» цирконов (228 ± 6 млн. лет) позволили геологам НПО «Аэрогеология» предположить их формирование за счёт переотложения кор выветривания по кимберлитам (Граханов и др., 2007). Однако позднее, основываясь на наличии «лапиллей», С.А. Граханов предположил

непосредственно вулканогенно-осадочный генезис карнийских россыпей (2010а; 20106). В.П. Афанасьев приходит к альтернативной точке зрения и ставит под сомнение происхождение алмазов и минералов-индикаторов кимберлитов из одного коренного источника (Афанасьев и др., 2009а). Объединение этих минералов, по мнению В.П. Афанасьева (2011), происходит лишь в среде седиментогенеза.

Характеристика алмазоносности карнийских россыпей дана на основе фактического материала, собранного в полевой сезон 2010 года. Опробовано 11 разрезов, включавших отложения верхнего триаса. В 7 пробах установлены алмазы и/или минералы-индикаторы кимберлитов (пиропы, пикроильмениты, реже хромиты). Максимальную алмазоносность имеют карнийские гравелиты в районе р. Булкур (низовья р. Лена).

Количество извлечённых из 7 проб алмазов (80) позволяет судить лишь о качественном минералогическом разнообразии: преобладают алмазы V и VII разновидности и скрытоламинарные додекаэдроиды. Алмазы характерные для палеозойских кимберлитов присутствуют в подчинённых количествах. Это наблюдение согласуется с имеющимся в ГИС фактическим материалом.

Картирование механического износа алмазов из россыпей по территории всего северо-востока Сибирской платформы показывает, что он минимален в области развития мезозойских осадочных пород вдоль побережья моря Лаптевых, что свидетельствует о временной и/или пространственной связи между карнийским осадочным бассейном и источником алмазов.

Количество изученных гранатов и методы их отбора позволяют считать имеющиеся выборки представительными и несмещёнными. Химические составы гранатов из всех верхнетриасовых россыпей в координатах Сг203-Са0 близки (рис. 12). Преобладают пиропы лерцолитового парагенезиса. Субкальциевые высокохромистые пиропы в переменных количествах (1-3%) присутствуют во всех пробах.

Содержания Сг203 в гранатах из 7 проб были использованы для сравнения генеральных совокупностей по критерию Стьюдента (I-критерий). Результаты для перидотитовых гранатов (Сг203 > 0,2%) приведены в таблице 2 (см. Приложение). Красным цветом выделены ^ критерии пар россыпей с неравными средними (на уровне значимости 0,95).

В случае размыва лишь одного тела (коренного источника) не наблюдалось бы значимых статистических различий в содержании

Сг203 в пиропах из одновозрастных россыпей. Однако такие различия есть, так гипотеза о равенстве средних содержаний хрома в пиропах из россыпей 1и/10-23 (Булкур) и 11и/10-31 (Таас-Ары) может быть отвергнута с вероятностью, более 0,99. Значимое различие этих россыпей оказалось довольно интересным результатом, так как они находятся всего в 10 км друг от друга. Из вышесказанного следует вывод о множественности коренных тел, питавших карнийские алмазоносные отложения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе приведены результаты создания пространственно-статистической модели алмазоносности Сибирской платформы.

Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом:

1. Для территории Сибирской платформы создана Географическая Информационная Система (ТИС). В основу ГИС легли обширные базы данных по алмазам и гранатам из россыпей (составлены в АК «АЛРОСА» и в лаб. №451 ИГМ СО РАН). Итоговая ГИС является инструментом исследования пространственных закономерностей в распределении алмазов и пиропов по территории Сибирской платформы, открыта к редактированию имеющихся и добавлению новых данных.

2. На основе ГИС и проведенного минералогического картирования показана неоднородность распределений субкальциевых высокохромистых пиропов и минералогических разновидностей алмаза в современных отложениях Сибирской платформы.

3.Дана общая фотогониометрическая характеристика выделенным ассоциациям. Алмазы V и VII разновидностей были охарактеризованы впервые. Показано генетическое родство некоторых типов микрорельефа, инкрустирующих поверхности скрытоламинарных додекаэдроидов.

4.Алмазы карнийского коллектора сопровождаются .обычным набором индикаторных минералов кимберлитов (пиропом, пикроильменитом, реже хромитом). Статистическое сравнение составов пиропов из карнийских россыпей указывает на множественность коренных тел, питавших верхнетриасовый осадочный бассейн.

Список основных опубликованных работ автора по теме диссертации:

Статьи в журналах (рекомендованных ВАК)

1. Vins V.G., Yelisseyev А.Р., Lobanov S.S., Afonin D.V., Maksimov A.Yu., Blinkov A.Ye. APHT treatment of brown type la natural diamonds: dislocation movement or vacancy cluster destruction? // Diam. Relat. Mater., 2010, V.19, p.829-832.

2. Лобанов C.C., Афанасьев В.П. Фотогониометрия алмазов Сибирской платформы // ЗРМО, 2010, Ч.СХХХЕХ, №5 с.67-78.

3.Афанасьев В.П., Лобанов С.С., Похиленко Н.П., Коптиль В.И., Митюхин С.И., АВ.Герасимчук, Помазанский Б.С., Горев Н.И. Полигенез алмазов Сибирской платформы // Геол. и Геофиз., 2011, Т.52, №3, с.335-353.

4. Yelisseyev А.Р., Vins V.G., Lobanov S.S., Afonin D.V., Blinkov A.E., Maximov A.Yu. Aggregation of donor nitrogen in irradiated Ni-containing synthetic diamonds // J. Cryst. Growth, 2011, V.318, p.539-544.

Тезисы совещаний и конференций

5. Lobanov S.S., Afanasiev V.P., Pokhilenko N.P., Vins V.G.. "Coated diamonds": formed more often than we meet? // 9IKC-A-00204 In Extend. Abstr. of 9th Int. Kimb. Conf., 2008, Frankfurt.

6. Лобанов C.C. Особенности оболочечных алмазов Снэп Лэйк (Канада) // Тез. докл. 4 сиб. межд. конф. молодых учёных по наукам о Земле, Нск., 2008, С. 176.

7. Лобанов С.С., Афанасьев В.П. Признаки древности алмазов из россыпей: скрытоламинарные додекаэдроиды как дериваты докембрийских коренных источников // Мат. XXIII Всерос. молодёжной конф. «СТРОЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ И ГЕОДИНАМИКА», Ирк., 2009, С.177-178.

8. Vins V.G., Lobanov S.S., Maximov A.Y., Afonin D.V., Blinkov A.E. New APHT treatment of natural diamonds // Int. Conf. "New ideas in Earth science", Moscow, 2009.

9. Afanasiev V.P., Lobanov S.S., Koptil V.I., Pomazanskiy B.S., Gerasimchuk A.V., Pokhilenko N.P. Topomineralogy of the Siberian diamonds // EGU General Assembly, 2010, EGU2010-4281.

10. Lobanov S.S., Vins V.G., Yelisseev A.P., Afonin D.V., Blinkov A.E., Maximov A.Yu. Accelerated aggregation of donor nitrogen in diamond containing NV centers // EGU General Assembly, 2010, EGU2010-671.

11. Yelisseyev A., Vins V., Lobanov S., Afonin D., Maksimov A., Blinkov A. Aggregation of Donor Nitrogen in Irradiated Ni-Containing Synthetic Diamonds // The 16th Int. Conf. on Crystal Growth, China, 2010, PB 003.

12. Афанасьев В.П., Похиленко Н.П., Лобанов C.C. Россыпная алмазоносность Сибирской платформы: Возрастные уровни и возможные источники питания // Тез. докл. XIV межд. совещания по геологии россыпей и месторождений кор выветривания, Новосибирск, 2010, с. 72-73.

■ Алмазы характерные для палеозойских кимберлитов ■ Скрытоламинариые додскатдронды ■ Кубоиды

(за вычетом скрытоламинарных додсказдроидов)

Рис. 1. Соотношение минералогических разновидностей алмаза представленных в кимберлитах палеозойского (снизу) и мезозойского (сверху) возраста. Диаграммы составлены на основе базы данных.

Трубка Перномааская О)

Тру кл Ивк'раааиовааышя

Трубка Мир

Трубка Аахаа

Трубка Улачная _0.У

Трубка Мааокуоаапская ( Г) _0.Л

Трубка Дьяага («

5 ассоциаций алмаза Сибирской платформы

Особенности алмазов ассоциации

Проявление ассоциации

Общие минералогические особенности

октаэдры - скрытоламинариые додекаэдроиды, оболочечные алмазы, борты (кол-во скрытоламинырных додекатдроидов < 15 %)

скрытоламинариые додсказдроиды (> 15 %) нередко с пятнами пигментации и механическим износом

3 Кубоиды (> 1 %)

4 V) VII разновидность

(Орлов, 19К41

5 Имиактные алмазы

Парагенезис, У/(и+Е), %

преимущественно перидотитопый,

> 99 %

(Ефимова. Соболев. 1У77|

10-50%

[Ефнмоьа. Соболев. [411: йоЬокУйа)., 19У8]

преобладает эклогитовый тип включений

|3инчук. Коитиль, 2003]

только эклогитовый

|Ра1тавнпдр..2009]

Ы.ррт

6 "С ,%>

различные различные

Время появления в осадочных коллекторах

поздний палеозой

различные, по часто в форме 1Ь

-20

[Заачук. Коаталь.

аооз]

1аАВ, часто 19__94

>1000 ррт ...........др..

2<КЮ|

низкие, редко 1Ь

-9 — -25

|3начук, Коа'шль.

верхний триас

верхним триас

верхний триас

иеоген-

н ижнечетвертич нос время

Местонахождение и коренные источники

вся платформа, особенно центральная часть; палеозойские кимберлиты

вся платформа, особенно на юго-западе и северо-востоке; коренные источники не известны

максимальные содержания на северо-востоке платформы; коренные источники не известны

только на северо-востоке Сибирской платформы; коренные источники не известны

Поиигайская астроблема и окружающие территоррии

Табл. 1. 5 ассоциаций алмаза Сибирской платформы.

Рис. 2. Результаты фотогониометрического исследования алмазов ассоциации I. Показаны 1/4 идеализированных цилиндрических проекций полусфер кристаллов.

точками показано расположение россыпей алмазов. Для ассоциаций 1-4 изолинии проведены через 10% от их максимальной доли в россыпях Сибирской платформы (100, 81, 28, 67% соответственно). Для ассоциации 5 серый - содержание импактных алмазов <10%, тёмно серый >10%.

На рис. 3 (ассоциация 1) белые точки -высокохромистых дунит-гарцбургитовых пиропов в шлиховой пробе нет, красные -

есть.

Ассоциация 5

Рис. 3, 4, 5, 6, 7. Карты распределения алмазов ассоциаций 1 - 5 (интерполяция методом ОВР). Вынесены главные геологические структуры и реки. Чёрными

Ассоциация 3

Ассоциация 2

Ассоциация 4

Ассоциация 2

Парные критерии Стьюдента для независимых выборок

Сг,03>0,2%_ 1 и/10-23 Зе/10-17 Зс/10-18 Зи/10-8 8и/10-6 11 и/10-31 12и/10-1

1 и/10-23 2,32 1,80 -0,46 0,62 2.76 1,29

Зе/10-17 -1 -0,47 -2.75 -1,54 0,52 -1,06

Зе/10-18 -1,80 0,47 -2,22 -1,06 0,96 -0,56

Зи/10-8 0,46 2,75 1 11 1,03 3.16 1,73

8и/10-6 -0,62 1,54 1,06 -1,03 1,96 0,57

11 и/10-31 -2.76 -0,52 -0,96 -3,16 -1,96 -1,55

12 и/10-1 -1,29 1,06 0,56 -1,73 -0,57 1,55

N. кол-во анализов 141 142 141 127 98 144 134

Таблица 2. Критерии Стьюдента для пар независимых выборок, рассчитанные по содержаниям Сг20з в гранатах из верхнетриасовых россыпей. Приведены статистики только для хромсодержащих гранатов по (Соболев и др., 1978), количество степеней свободы может быть рассчитано на основе N. Красным цветом показаны ^критерии для пар россыпей с неравными средними (на уровне значимости 0,95).

Рис. 8, 9, 10, 11. Пространственные распределения алмазов ассоциаций 1 - 4 по территории северо-востока Сибирской платформы. На рис. 8, совместно с распределением алмазов, типичных для палеозойских кимберлитов, показано наличие высокохромистых дунит-гарцбургитовых пиропов: красные круги - есть, белые — нет.

Все распределения приводятся на карче доверительных интервалов (ДИ), где поля проведены через величину стандартного отклонения (0,09). Темно-зелёный - ДИ узкий, ярко-красный - широкий.

-с

и К к

5а

О го О

О 2 4 6 8 10 12 14

Сг2о3

Рис. 12. Хромсодержащие пиропы верхнетриасовых россыпей. Отдельно приведены графики для наиболее контрастных выборок (пробы 1 и/10-23 и 11 и/10-31).

Хромсодержащие пиропы верхнетриасовых россыпей

•1Н/10-23 + 36/10-17 оЗе/10-18 хЗи/10-8 о8и/10-6 01111/10-31

л 1211/10-1,-

Технический редактор О.М. Вараксина Подписано в печать 18.04.11 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Тайме. Печать офсетная. Печ. Л. 0.9. Тираж 120.

Тираж 120 экз. Заказ № 867.

Отпечатано ЗАО РИЦ «Прайс-курьер» ул. Кутателадзе, 4г, т. 330-7202

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Лобанов, Сергей Сергеевич

страница

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ АЛМАЗОНОСНОСТИ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ.

1.1 Известные коренные источники алмазов Сибирской платформы.

Алмазы палеозойских кимберлитов.

Алмазы мезозойских кимберлитов.

Алмазы протерозойских (?) лампроитов.

Алмазы Попигайской палеогеновой астроблемы.

1.2 Россыпи алмазов Сибирской платформы.

Алмазы палеозойских осадочных коллекторов.

Алмазы мезозойских осадочных коллекторов.

Алмазы неоген-четвертичных осадочных коллекторов.

1.3 Полигенез коренных источников алмаза Сибирской платформы, выделение 5 ассоциаций алмаза.

Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Оптическая и растровая электронная микроскопия.

2.2 Рентгеноспектральный микроанализ.

2.3 Метод фотогониометрии.

2.4 Группа ГИС-методов.

Создание пространственных баз данных по алмазам и пиропам Сибирской платформы.

Краткий обзор использованных методов интерполяции.

Глава 3. ФОТОГОНИОМЕТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АЛМАЗОВ ИЗ КИМБЕРЛИТОВ И РОССЫПЕЙ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ.

3.1 Ассоциация 1 (алмазы, типичные для палеозойских кимберлитов).

3.2 Ассоциация 2 (скрытоламинарныс додекаэдроиды).

3.3 Ассоциация 3 (кубоиды).

3.4 Ассоциация 4 (V и VII разновидность).

3.5 Обсуждение результатов фотогониометрических исследований.

Глава 4. МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ.

4.1 Статистический анализ распределения выделенных ассоциаций алмаза по территории Сибирской платформы.

4.2 Распределение выделенных ассоциаций алмаза по территории Сибирской платформы.

Глава 5. МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ СЕВЕРО-ВОСТОКА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ.

5.1 Использованные данные.

5.2 Статистический анализ распределения ассоциаций алмаза по территории северо-востока Сибирской платформы.

5.3 Распределение выделенных ассоциаций алмаза по территории северо-востока Сибирской платформы.

Глава 6. АЛМАЗОНОСНОСТЬ ВЕРХНЕТРИАСОВЫХ РОССЫПЕЙ СЕВЕРО-ВОСТОКА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ.

6.1 Общая геологическая характеристика триасового коллектора.

6.2 Краткая характеристика алмазоносности.

6.3 Химический состав гранатов верхнетриасового коллектора.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минералогическое картирование Сибирской платформы: пространственно-статистическая модель алмазоносности"

Актуальность исследования

С 1999 года добыча алмазов в Якутской алмазоносной провинции составила приблизительно 40 млн. карат и более 2,5 млрд. долларов в год в денежном эквиваленте. В ближайшем будущем эти цифры могут значительно измениться в сторону уменьшения, если принять во внимание истощение трубок Мир и Удачная, прекращение их выработки карьерным способом, а также тот факт, что за последние 15 лет ни одного крупного алмазного месторождения в Якутии не открыто [Добрецов, Похиленко, 2010]. В связи с этим существует острая необходимость в открытии новых, экономически рентабельных алмазных месторождений, в том числе на арктических территориях России. На VI Конгрессе Российских Геологов были обозначены основные цели и задачи Наук о Земле, где, среди прочих, прозвучали: (I) оценка перспектив открытия новых месторождений минеральных ресурсов высочайшей экономической и стратегической значимости, которая возможна с помощью (II) создания ГИС (Географических Информационных Систем) на основе имеющихся баз данных, позволяющих прогнозировать новые месторождения и вести мониторинг имеющихся. На сегодняшний день таких ГИС, содержащих обширную информацию по алмазам и их минералам-индикаторам, на территорию Сибирской платформы не существует, несмотря на то, что их ключевая важность очевидна. Необходимым условием при создании ГИС, позволяющих проводить минералогическое картирование и прогнозирование новых месторождений алмаза, является формирование минералогических баз данных и выбор критериев, отражающих полигенность коренных источников алмазов в россыпях Сибирской платформы.

Цель и задачи

Для решения поставленной цели были обозначены следующие основные задачи:

3. Построение критериев полигенности коренных источников алмаза в россыпях Сибирской платформы.

4. Построение пространственно-статистической модели алмазоносности Сибирской платформы.

Фактический материал, личный вклад автора и методы исследования

Интернациональная, что позволило выявить формальные морфологические отличия между изученными минералогическими разновидностями алмаза.

Для изучения алмазоносности древних россыпей северо-востока Сибирской платформы автором и его коллегами был опробован карнийский яруса верхнего триаса низовьев рек Лена, Оленёк и акватории моря Лаптевых. Отобраны образцы горных пород, собраны коллекции алмазов, гранатов, пикроильменитов и хромитов. Методом рентгеноспектрального микроанализа определены их элементные составы. Данные материалы были использованы для модельной характеристики неизвестного коренного источника алмазов.

Научная новизна

Основные защищаемые положения

Практическая значимость работы

Созданная ГИС для территории Сибирской платформы позволяет выявлять области, являющиеся перспективными на обнаружение новых коренных источников алмаза, с учётом комплекса минералогических, тектонических, геологических и географических факторов.

Апробация работы и публикации

Основные материалы авторских исследований опубликованы в 12 работах, включая 4 статьи в рецензируемых журналах входящих в список ВАК (Diamond and Related Materials, 2010, v. 19, p. 829-832; 3PMO, 2010, № 5, C. 67-78; Геология и Геофизика, 2011, Т. 53, №. 3, С. 335-353; Journal of Crystal Growth, 2011, V. 318, p. 539-544).

Результаты исследований были представлены на следующих конференциях: 9th International Kimberlite Conference (Frankfurt, 2008), Сибирская Конференция Молодых Учёных по Наукам о Земле (Новосибирск, 2008), Строение Литосферы и Геодинамика (Иркутск, 2009), Новые Идеи в Науках о Земле (Москва, 2009), European Geosciences Union General Assembly (Vienna, 2010). С использованием результатов полученных автором в 2009 году Институтом Геологии и Минералогии им. B.C. Соболева был защищен отчёт по проекту 07-Н1-17 «Обосновать перспективы обнаружения месторождений алмазов в пределах Сибирской платформы на основе новых геологических данных и знаний» в Министерстве Природных Ресурсов РФ. Карта распределения прогнозных площадей, перспективных на обнаружение новых месторождений алмаза, составленная в Лаборатории №451 ИГМ при участии автора диссертации, вошла в список наиболее значимых достижений СО РАН за 2009 год.

Структура и объем работы

Заключение Диссертация по теме "Минералогия, кристаллография", Лобанов, Сергей Сергеевич

Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом:

1. Для территории Сибирской платформы создана Географическая Информационная Система (ГИС). В основу ГИС легли обширные базы данных по алмазам и гранатам из россыпей (составлены в АК «АЛРОСА» и в лаб. №451 ИГМ СО РАН). Итоговая ГИС является инструментом исследования пространственных закономерностей в распределении алмазов и пиропов по территории Сибирской платформы, открыта к редактированию имеющихся и добавлению новых данных.

3. Дана общая фотогониометрическая характеристика выделенным ассоциациям. Алмазы V и VII разновидностей были охарактеризованы впервые. Показано генетическое родство некоторых типов микрорельефа, инкрустирующих поверхности скрыто ламинарных додекаэдроидов.

4. Алмазы карнийского коллектора сопровождаются обычным набором индикаторных минералов кимберлитов (пиропом, пикроильменитом, реже хромитом). Статистическое сравнение составов пиропов из карнийских россыпей указывает на множественность коренных тел, питавших верхнетриасовый осадочный бассейн.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Лобанов, Сергей Сергеевич, Новосибирск

1. Агашев A.M., Похиленко H.П., Толстов A.B., Мальковец В.Г., Соболев Н.В. Новые данные о возрасте кимберлитов Якутской алмазоносной провинции // Доклады РАН, - 2004, - Т.399, - №1, - С.95-99.

2. Афанасьев В.П., Зинчук, H.H., Коптиль В.И. Полигенез алмазов в связи с проблемой коренных источников россыпей северо-востока Сибирской платформы // Доклады РАН, 1998, - Т.361, - №3, - С.366-369.

3. Афанасьев В.П., Ефимова Э.С., Зинчук H.H., Коптиль В.И. Атлас морфологии алмазов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 2000в, - 298 с.

4. Афанасьев В.П., Зинчук H.H., Похиленко Н.П. Морфология и морфогенез индикаторных минералов кимберлитов. Новосибирск: «ГЕО» Изд-ва СО РАН, -2001,-276 с.

5. Афанасьев В.П., Зинчук H.H., Тычков С.А. Проблема докембрийской алмазоносности Сибирской платформы // Вестник Воронежского ун-та. Геология, 2002, - №1, - С. 19-35.

6. Афанасьев В.П., Агашев A.M., Орихаши Ю., Похиленко Н.П., Соболев Н.В. Палеозойский U-Pb возраст включений рутила в алмазе V-VII разновидности из россыпей северо-востока Сибирской платформы // Доклады РАН, 2009а, — Т.428, -№2, - С.1-5.

7. Афанасьев В.П., Зинчук H.H., Логвинова A.M. Особенности распределения россыпных алмазов, связанных с докембрийскими источниками // ЗРМО, — 20096, 4.CXXXVIII, - №2, - С. 1-14.

8. Афанасьев В.П., Лобанов С.С., Похиленко Н.П., Коптиль В.И., Митюхин С.И., Герасимчук A.B., Помазанский Б.С., Горев Н.И. Полигенез алмазов Сибирской платформы // Геология и Геофизика, — 2011, — Т.52, — №3, — С.335-353.

9. Бескрованов В.В. Онтогения алмаза. Новосибирск: «НАУКА», 2000, — 2-е изд., — 264 с.

10. Брахфогель Ф.Ф. Геологические аспекты кимберлитового магматизма северо-востока Сибирской платформы. Якутск, — 1984, 128 с.

11. Ван дер Варден Б.Л. Математическая статистика. Москва: «Издательство иностранной литературы», — 1960, 431 с.

12. Вишневский С.А., Афанасьев В.П., Аргунов К.П., Пальчик H.A. Импактные алмазы — их особенности, происхождение и значение. Новосибирск: Изд. СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1997, - 53 с.

13. Геологическая карта Российской Федерации масшатаба 1:2500000. Гл. ред. Наливкин Д.В., ВСЕГЕИ, 2007.

14. Глазов А.И. Морфометрия кристаллов // Автореф. дис. д-ра. г.-мин. наук. Санкт-Петербург., 1999, - 42 с.

15. Гогина Н.И. Находка алмаза в низовьях р. Лена // Докл. АН СССР, — 1979, — Т.239.-С.1168-1169.

16. Граханов С.А., Шаталов В.И., Штыров В.А., Кычкин В.Р., Сулейманов A.M. Россыпи алмазов России. — Новосибирск: «ГЕО», 2007, - 457 с.

17. Граханов С.А., Зарукин А.О., Богуш И.Н., Ядрёнкин A.B. Открытие верхнетриасовых россыпей алмазов в акватории Оленёкского залива моря Лаптевых // Отечественная геология, 2009, — №1, - С.53-61.

18. Граханов С.А., Сулейманов A.M., Голубев Ю.К. Пирокласты северо-востока Сибирской платформы как источник россыпей алмазов // Руды и Металлы, — 2010а, -№1,-С.45-48.

19. Граханов С.А., Смелов А.П., Егоров К.Н., Голубев Ю.К. Осадочно-вулканогенная природа основания карнийского яруса источника алмазов северо-востока Сибирской платформы // Отечественная Геология, — 20106, — №5, — С.3-12.

20. Граханов С.А., Маланин Ю.А., Павлов В.И., Афанасьев В.П., Похиленко В.П., Герасимчук A.B., Липатова А.Н. Рэтские россыпи алмазов Сибири // Геологияи Геофизика,-2010в,-Т.51,-№1, С.160-170. 1

21. Добрецов Н.Л., Похиленко Н.П. Минеральные ресурсы российской Арктики и проблемы их освоения в современных условиях // Геология и Геофизика, — 2010,— Т.51, — №1, —С. 126-141.

22. Дэвис Г.Л., Соболев Н.В., Харькив А.Д. Новые данные о возрасте кимберлитов Якутии, полученные уран-свинцовым методом по цирконам // Доклады АН СССР, 1980, - Т.254, - №1, - С. 175-179.

23. Ефимова Э.С., Соболев Н.В. Распространённость кристаллических включений в алмазах Якутии // Доклады АН СССР, 1977, - Т.237, - №6, - С. 1475-1478.

24. Зинчук H.H., Коптиль В.И. Типоморфизм алмазов Сибирской платформы. Москва,-2003,-603 с.

25. Константиновский A.A. Эпохи формирования алмазных россыпей в докембрии и фанерозое // Литология и полезные ископаемые, — 2003, №6, - С.622-640.

26. Коптиль В.И. Типоморфизм алмазов северо-востока Сибирской платформы в связи с проблемой прогнозирования и поисков алмазных месторождений // Автореф. дис. канд. г.-мин. наук, Новосибирск, 1994, — 34 с.

27. Кухаренко A.A. О двух типах округлых кристаллов уральского алмаза // Доклады АН СССР, 1945, - Т.50, - С.437-440.

28. Кухаренко A.A. Алмазы Урала. — Москва: Госгеолтехиздат, — 1955,-515 с.

29. Леонов Б.Н., Прокопчук Б.И., Орлов Ю.Л. Алмазы Приленской области // Москва: «Наука», 1966, - 279 с.

30. Лобанов С.С., Афанасьев В.П. Фотогониометрия алмазов Сибирской платформы // ЗРМО, 2010, - Ч.СХХХ1Х, - №5, - С.67-78.

31. Масайтис В.Л., Футергендлер С.И., Гневушев М.А. Алмазы в импактитах Попигайского метеоритного кратера // ЗВМО, — 1972, Ч.С1, — вып.1, - С. 108113.

32. Матерон Ж. Основы прикладной геостатистики. Москва: «МИР», — 1968, 408 с.

33. Метёлкина М.П., Прокопчук Б.И., Суходольская О.В., Францессон Е.В. Геологические предпосылки алмазоносности терригенных формаций Сибирской платформы // Геология и геофизика, — 1975, — №12, — С.82-89.

34. Метёлкина М.П., Прокопчук Б.И., Суходольская О.В., Францессон Е.В. Докембрийские алмазоносные провинции мира. Москва: «НЕДРА», - 1976, -134 с.

35. Нардов В.В. Некоторые особенности поверхностей якутских алмазов // Минералогический сборник Львовского геологического общества, 1960, -№14, — С.135-140.

36. Орлов Ю.Л., Прокопчук Б.И. Алмазы из русловых отложений р. Моторчуны (Приленская алмазоносная область) // Новые данные о минералах СССР. Тр. Минер, музея им. А.Е.Ферсмана, 1965, вып. 16, — С.155-165.

37. Орлов Ю.Л. Полигенез и типоморфизм алмаза в кимберлитовых месторождениях // Известия АН СССР (Геология), 1977, - №11, — С.64-73.

38. Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. Москва: «НАУКА», 1984, - 264 с.

39. Пальянов Ю.Н. Чепуров А.И., Хохряков А.Ф. Рост и морфология антискелетных кристаллов синтетического алмаза // Минералогический журнал, 1985, - Т.7, - №5, - С.50-61

40. Рагозин А.Л., Шацкий B.C., Рылов Г.М., Горяйнов C.B. Включения коэсита в округлых алмазах из россыпей северо-востока Сибирской платформы // Доклады РАН, 2002, - Т.384, - №4, - С.509-513.

41. Рагозин А.Л., Шацкий B.C., Зедгенизов Д.А. Минералогия алмазов из россыпей северо-востока Сибирской платформы // Кристаллогенезис и минералогия: Материалы II Международной конференции, Спб., — 2007, — С.328-331.

42. Рагозин АЛ., Шацкий B.C., Зедгенизов Д.А. Новые данные о среде кристаллизации алмазов V разновидности из россыпей северо-востока Сибирской платформы // Доклады РАН, 2009, - Т.425, - №4, - С.527-531.

43. Ракин В.И. Форма неплоскогранных кристаллов // Доклады РАН, 2004, — Т.394, - №6, — С.808-811.

44. Секерин А.П., Владимиров Б.М., Лащенов В.А., Масловская М.Н., Солодянкина В.Н. Особенности кимберлитового магматизма Присаянья // В сб. «Проблемы кимберлитового магматизма». Новосибирск: Изд-во «НАУКА», — 1989, — С.23-28.

45. Секерин А.П., Меньшагин Ю.В., Лащенов В.А. Докембрийские лампроиты Присаянья // Доклады РАН, 1993, - Т.329, - №3, - С.328-331.

46. Секерин А.П., Меныиагин Ю.В., Лащенов В.А. Присаянская провинция высококалиевых щелочных пород и лампроитов // Доклады РАН, — 1995, — Т.342, — №1, С.82-86.

47. Слодкевич В.В. Параморфозы алмаза по графиту // ЗВМО, — 1982, — Т. 111, -вып.1, — С. 13-32.

48. Соболев B.C. Геология месторождений алмазов Африки, Австралии, острова Борнео и Северной Америки. Москва: «Госгеолиздат», 1951, — 126 с.

49. Соболев Н.В., Лаврентьев Ю.Г., Поспелова Л.Н., Соболев Е.В. Хромовые пиропы из алмазов Якутии // Доклады АН СССР, 1969, - Т. 189, — №1, -С.162-165.

50. Соболев Н.В. О минералогических критериях алмазоносности кимберлитов // Геология и геофизика, 1971, - №3, - С.70-79.

51. Соболев Н.В., Похиленко Н.П., Лаврентьев Ю.Г., Усова Л.В. Роль хрома в гранатах из кимберлитов // Проблемы петрологии земной коры и верхней мантии (Тр. ИГиГ СО АН СССР, вып. 403), Новосибирск: Изд-во «НАУКА», - 1978, - С.145-168.

52. Соболев Н.В., Галимов Э.М., Ивановская И.Н., Ефимова Э.С. Изотопный состав углерода в алмазах, содержащих кристаллические включения // Доклады АН СССР, 1979, - Т.249, - №5, - С.1217-1220.

53. Соболев Н.В., Велик Ю.П., Похиленко Н.П., Лаврентьев Ю.Г., Кривонос В.Ф., Поляков В.Н., Соболев B.C. Хромсодержащие пиропы в нижнекаменноугольных отложениях Кютюнгдинского прогиба // Геология и геофизика, 1981, - №2, - С. 153-157.

54. Сонин В.М., Жимулёв Е.И., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Генетические аспекты морфологии алмазов // Геология рудных месторождений, 2002, -Т.44, - №4, - С.ЗЗ 1-341.

55. Ферсман А.Е. Кристаллография алмаза. Москва: «Изд-во АН СССР», — 1955, -565 с.

56. Хохряков А.Ф., Пальянов Ю.Н. Морфология кристаллов алмаза, растворённых в водосодержащих силикатных расплавах // Минералогический журнал, — 1990, -Т.12,-№1, —С.14-23.

57. Хохряков А.Ф. Растворение алмаза: экспериментальное исследование процессов и модель кристалломорфологической эволюции // Дис. д-ра. г.-мин. наук, — Новосибирск, — 2004, — 343 с.

58. Шафрановский И.И. Результаты статистического исследования округлых уральских алмазов // Доклады АН СССР, 1941, - Т.31, - №8, - С.787-789.

59. Шафрановский И.И. Кристаллография округлых алмазов. Изд-во. Ленинградского университета, 1948, - 131 с.

60. Alberti М. Application of GIS to spatial analysis of mesofault populations. Computers and Geosciences, 2005, V.31, P.1249-1259.

61. Bowen D.C., Ferraris R.D., Palmer C.E., Ward J.D. On the unusual charecteristics of the diamonds from Letseng-la-Terae kimberlites, Lesotho. Lithos, 2009, V.112S, P.767-774.

62. Bulanova G.P. The formation of diamond. Journal of Geochememical Exploration, 1995, V.53,P.l-23.

63. Cartigny P., Harris J.W., Javoy M. Diamond genesis, mantle fractionations and mantle nitrogen content: a study of a13 C-N concentrations in diamonds. Earth and Planetary Science Letters, 2001, V.185, P.85-98.

64. Cassard D., Billa M., Lambert A., Picot J.-P., Husson Y., Lasserre J. L., Delore C. Gold predictivity mapping in French Guiana using an expert-guided data-driven approach based on a regional-scale GIS. Ore Geology Reviews, 2008, V.34, P.471-500.

65. Chaves M.L.S.C., Karfunkel J., Hoppe A., Hoover D.B. Diamonds from the Espinhaco Range (Minas Gerais, Brazil) and their redistribution throgh the geologic record. Journal of South American Earth Sciences, 2001, V.14, P.277-289.

66. Costa J.F. Interpolating datasets with trends: A modified median polish approach. Computers and Geosciences, 2009, V.35, P.2222-2230.

67. Davies R.M., O'Reilly S.Y., Griffin W.L. Diamonds from Wellington, NSW: insights into the origin of eastern Australian diamonds. Miner. Magaz., 1999, V.63(4), P.447-471.

68. Davies R.M., Griffin W.L., O'Reilly S.Y., Andrew A.S. Unusual mineral inclusions and carbon isotopes of alluvial diamonds from Bingara, eastern Australia. Lithos, 2003, V.69,P.51-66.

69. Evans T. Aggregation of nitrogen in diamond. In: Physical Properties of Natural and Synthetic Diamond, 1992, P.259-290.

70. Fedortchouk Y., Canil D., Sements E. Mechanism of diamond oxidation and their bearing on the fluid composition in kimberlite magmas. American Mineralogist, 2007, V.92, P. 1200-1212.

71. Field J.E. (editor). The properties of natural and synthetic diamond. London: Academic Press, 1992, 710 p.

72. Gurney J.J., Hildebrand P.R., Carlson J.A., Fedortchouk Y., Dyck D.R. The morphological properties of diamonds from the Ekati property, Nortwest Territories, Canada. Lithos, 2004, V.77, P.21-38.

73. Gradstein F.M., Ogg J.G., Smith A.G. A geologic time scale. Cambridge University Press, 2004, 589 p.

74. Grakhanov S.A., Malanin Y.A., Pavlov V.I., Afanasiev V.P., Pokhilenko N.P., Gerasimchuk A.V., Lipashova A.N. Rhaetian diamond placers in Siberia. Russian Geology and Geophysics, 2010, V.51, P.127-135.

75. Griffin W.L., Ryan C.G., Kaminsky F.V., O'Reilly S.Y., Natapov L.M., Win T.T., Kinny P.D., Ilupin I.P. The Siberian lithosphere traverse: mantle terranes and the assembly of the Siberian craton. Tectonophysics, 1999, V.310, P.1-35.

76. Harris J.W. Diamond geology. In: Physical Properties of Natural and Synthetic Diamond, 1992, P.345-393.

77. Hird J.R., Field J.E. A wear mechanism map for the diamond polishing process. Wear, 2005, V.258, P. 18-25.

78. Jordan C., Zhang C., Higgins A. Using GIS and statistics to study influences of geology on probability features of surface soil geochemistry in Northern Ireland. Journal of Geochemical Exploration, 2007, V.93, P.135-152.

79. Kaminsky F.V., Zakharchenko O.D., Griffin W.L., Der. Channer D.M., Khachatryan-Blinova G.K. Diamonds from the Guaniamo area, Venezuela. The Canadian Mineralogist, 2000, V.38, P.1347-1370.

80. Kirkley M.B., Gurney J.J., Otter M.L., Hill S.J., Daniels L.R. The application of C isotope measurements to identification of the sources of C in diamonds: a review. Applied Geochemistry, 1991, V.6, P.477-494.

81. Khokhryakov A.F., Pal'yanov Y.N. The evolution of diamond morphology in the process of dissolution: Experimental data. American Mineralogist, 2007, V.92, P.909-917.

82. Ko. C., Cheng Q. GIS spatial modeling of river flow and precipitation in the Oak Ridges Moraine area, Ontario. Computers and Geosciences, 2004, V.30, P.379-389.

83. Kozai Y., Arima M. Experimental study on diamond dissolution in kimberlitic and lamproitic melts at 1300-1420 °C and lGPa with controlled oxygen partial pressure. American Mineralogist, 2005, V.90, P.1759-1766.

84. Krige D.G. A statistical approach to some basic mine valuation problems on the Witwatersrand. Journal of the Chemical, Metallurgical and Mining Society of South Africa, 1951, V.52 (6), P.261-277.

85. Lang A.R. Space filling by branching columnar single-crystal growth: an example from crystallization of diamond. Journal of Crystal Growth, 1974, V.23, P. 151-153.

86. Lin S., Lu Y. The spatial patterns of adverse health effects of ozone pollution on childhood respiratory diseases in urban Houston. Annals of GIS, 2009, Y.15 (2), P.127-140.

87. Masaitis V.L. The origin and distribution of diamond-bearing impactites. Meteoritics, 1995, V.30(5), 541 p.

88. Orlov Y.L., Bulienkov N.A., Martovitsky V.P. A study of the internal structure of variety III diamonds by X-Ray section topography. Physics and chemistry of minerals, 1982, V.8, P.105-111.

89. Robinson D.N. The characteristics of natural diamond and their interpretation. Minerals Science and Engineering, 1978, V.10, №2, P.55-72.

90. Schulze D.J. A classification scheme for mantle-derived garnets in kimberlite: a tool for investigating the mantle and exploring diamonds. Lithos, 2003, V.71, P.195-213.

91. Shepard D. A two-dimensional interpolation function for irregularly-spaced data. Proceedings of the ACM National Conference, 1968, P.517-524.

92. Sibson R. A Brief Description of Natural Neighbor Interpolation. Chapter 2 in Interpolating multivariate data, John Wiley & Sons, New York, 1981, P.21-36.

93. Smith C.B., Bulanova G.P., Kohn S.C., Milledge H.J., Hall A.E., Griffin B.J., Pearson D.G. Nature and genesis of Kalimantan diamonds. Lithos, 2009, V.112S, P.822-832.

94. Sobolev N.V., Lavrent'ev Yu.G., Pokhilenko N.P., Usova L.V. Chrome-rich garnets of Yakutia and their parageneses. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1973, V.40 (1), P.39-52.

95. Sobolev N.V., Yefimova E.S., Koptil V.I. Mineral inclusions in diamonds in the northeast of the Yakutian diamondiferous province. Proceedings of the Vllth international kimberlite conference, 1998, V.2, P.816-822.

96. Sobolev N.V., Efimova E.S., Der. Channer D.M., Anderson P.F.N., Barron K.M. Unusual upper mantle beneath Guaniamo, Gyana shield, Venezuela: Evidence from diamond inclusios. Geology, 1998, V.26 (11), P.971-974.

97. Stachel T., Harris J.W., Muehlenbachs K. Sources of carbon in inclusion bearing diamonds. Lithos, 2009, V.112S, P.625-637.

98. Sunagawa I. Morphology of natural and synthetic diamond crystals. Materials Science of the Earth's Interior, Ed. by Sunagawa I., Tokyo: TERRA PUB, 1984, P.303-330.

99. Sunagawa I. Crystals growth stability and perfection. Cambridge University Press, 2005, 295 p.

100. Sutton J.R. Diamond. London, 1928, 355 p.

101. Suzuki S., Lang A.R. Occurrence of faceted re-entrants on rounded growth surfaces of natural diamonds. Journal of Crystal Growth, 1976, V.34, P.29-37.

102. Vance E.R., Harris J.W., Milledge H.J. Possible origin of a-damage in diamonds from kimberlite and alluvial sources. Mineralogical Magazine, 1973, V.39, P.349-360.

103. Watson, D., Contouring: A Guide to the Analysis and Display of Spatial Data. Pergamon Press, London, 1992, 340 p.

104. Webster R., Oliver M.A. Geostatistics for Environmental Scientists. 2000, Willey, Chichester, 271 p.

105. Win T.T., Davies R.M., Griffin W.L., Wathanakul P., French D.H. Distribution and characteristics of diamonds from Myanmar. Journal of Asian Earth Sciences, 2001, V.19, P.563-577.

106. Wu J., Norvell W. A., Welch R. M. Kriging on higly skewed data for DTPA-extractable soil Zn with auxiliary information for pH and organic carbon. Geoderma, 2006, V.134, P.187-199.

107. Yakubchuk A. Diamond deposits of the Siberian craton: Products of post-1200 Ma plume events affecting the lithospheric keel. Ore Geology Reviews, 2009, V.35, P. 155-163.

108. Zhang C., McGrath D. Geostatistical and GIS analyses on soil organic carbon concentrations in grassland of southeastern Ireland from two different periods. Geoderma, 2004, V.119, P.261-275.

109. Zhang C., Jordan C., Higgins A. Using neighbuorhood statistics and GIS to quantify and visualize spatial variations in geochemical variables: An example using Ni concentrations in the topsoils of Northern Ireland. Geoderma, 2007, V.137, P.466-476.

110. Zhou F., Guo H., Hao Z. Spatial distribution of heavy metals in Hong Kong's marine sediments and their human impacts: A GIS-based chemometric approach. Marine Pollution Bulletin, 2007, V. 54, P. 1372-1384.

Информация о работе

Лобанов, Сергей Сергеевич
кандидата геолого-минералогических наук
Новосибирск, 2011
ВАК 25.00.05

Диссертация

Минералогическое картирование Сибирской платформы: пространственно-статистическая модель алмазоносности - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы