Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минералогия алмазных месторождений Китая

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералогия алмазных месторождений Китая"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Ш.М.В .ЛОМОНОСОВА Геологический фавультвт Кафедра минералогии

^ На правах рукописи

Бао Янь Нань

МИНЕРАЛОГИЯ АЛМАЗНЫХ МЕСТОРСВДЕШЙ КИТАЯ

Специальность-04.00.20 - минералогия,

кристаллография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

£

м

Москва - 1991

Работа выполнена на кафедре минералогии Геологического факультета МГУ им.М.В .Ломоносова

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

чл.-корр. АН СССР А.С.Марфунин Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогичесвих наук

по минералогии и кристаллографии Геологического факультета Московского Государственного Университета им. М.В .Ломоносова.

Адрес: 119899, г.Моснва, МГУ, Ленинские горы, Геологический факультет

В.С.Балицкий

кандидат геолого-минералогических наук Ю.П.Солодова

Ведущая организация: Гиналмаззолото (г.Москва)

час. в ауди-

Автореферат разрслан

Ученый секретарь специализированного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы определяется потребностью Китая в алмазах. Добываемые технические алмазы пока не удовлетворяют полностью внутренние- потребности Кйтая. Хотя 20 лет назад открыли новые кимбер-

литовые провинции Сино-Корейская и Янцзы, но вещественный-состав___

¿тих кимберлитов изучен недостаточно полно. Как отмечалось, кимберлиты Китая разновозрастны. 11 на современном гтапе обнаружены титановые минералы в кимберлитах района Мыньинь. Может быть, в ^том районе имеются лампроиты. дальнейшие геолого-поисковые работы с целью открытия новых алмазоносных коренных месторождений в значительной степени зависят от сегодняшних знаний о минералогии алмаза и минералов-спутников.

Цель работы - исследование типомор^изма алмазов и минералов-спутников кимберлитовых трубок Северного Китая.

Задачи исследований:

I/ Подобрать образцы в алмазоносных месторождениях Шанду и

ляонина.

2/ Описать шлигЬы и анилины пород кимберлитов.

а/ Сравнить результаты длектрозондовых анализов зерен хромитов и гранатов из кимберлитов шанду и Ляонина с литературными данными.

Ч-/ Измерить спектры оптического поглощения 1ранатов и коэффициенты Рс- Ак, обработать результаты данных измерений.

■у/ Описать морфологию алмазов, измерить двупреломление и люминесценцию.

6/ Определить изотопы углерода алмазов из трубки кимберлитов, сравнить результаты с литературными данными,

7/ Измерить спектры поглощения алмазов из и<анду и Ляонина в

/' ///О

диапазоне Ш и УФ. Сравнить результаты.

$/ Изучить включения в алмазах кимберлитов Л1анду и Ляонина.

Новизна и научная значимость арботы заключаются в углубленном научном исследовании минералогии минералов-спутников гранатов и хромитов и анализе особенностей их химизма и типоморфизыа .

Практическое значение результатов диссертации определяется возможностью использования полученных сведений в качестве критерия для поисков и оценки алмазоносных кимберлитов и различия месторождений алмаза различноготипа.

Основные защищаемые положения

1. Приведены результаты исследования химического состава и оптико-спектроскопических характеристик гранатов из трех кимберлито-вых тел провинций Ляонин, Иандун и Куйчжо. Повышенная встречаемость гранатов, фигуративные точки цветности которых располагаются на диаграмме Л к - Рс в поле гранатов исключительно шпинелидсодер-жащих парагенезисов и одновременно низкая встречаемость гранатов ильменитовых перидотитов косвенно подтверждают отмечавшуюся закономерность преобладания в кимберлитах провинции Шандун и Ляонин хромшпинелитов над ильменитом.

Среди гранатов из Шандуна установлено и два образца, которые на диаграмме Л к - Рс попадают в поле цветности гранатов магнези-ально-железистых аклогитов.

2. Был- изучен химический состав хромита из кимберлитов провинции Иандуна и Ляонина. Для них характерны высокая хромистость /С г 2®з 55-66.5/ и одновременно высокие содержания Т/ 0^ /1 -

и ¥вг03 / 4-125*;/.

Результаты исследования химического сотава свидетельствуют о более широких колебаниях в содержаниях некоторых оксидов, чем это было установлено ранее. Б частности, концентрации СГ 2®з к в них достигают 66.5^ и 13.6 соответственно.

________Многие шпинелиды с ^03 и А^Од 7$ на диаграмме Ре?03 -

Т' _ не попадают в попе составов этогсГминералаиз-алмазоносных 2

парагенезисов. .Это связано с повышенным содержанием в них Рв20д и

тг 02.

По содержанию таких оксидов как Сг^Од, АХ^О^ Ре^О^ и Т 0-, некоторые образцы идентичны шпинелидам, кристаллизовавшимся в области устойчивости алмаза.

По особенностям химического состава внешняя зона и реакционные каемки шпинелидов существенно отличаются от центра зерен по уменьшению содержаний РвдО^.

3/ Впервые исследован изотопный состав алмазов из кимберлито-вых- трубок Северо-Китайской платформы провинции Ляонина и Шандун. По изотопному составу исследованные алмазы отличаются от алмазов Южной Африки, Западно;; Австралии, Индии, но близки к алмазам из кимберлитовых трубок Далдыно-Апакинского района Восточной Сибири, 4/ Изучены спектры оптического поглощения в области от .Уф до

ИК при 300 К. Анализ полученных результатов показывает:

-2

во-первых, центр С одиночны.!, азот I/ =1135 см , в этих алмазах отсутствует, во-вторых, алмазы группы Ляонина имеют наиболее интенсивное поглощение в полосах азотных центров А, В1, В2. Алмазы ВХ отличаются минимально? концентрацией азотных центров. Алмазы группы Ш занимают промежуточное положение между ШХ и Л. В соответствии с 2ТИЫИ данными алмазы ШХ можно отнести к типу Па. Все алмазы Л модно отнести к типу 1а. Алмазы группы И разделятся на Па и 1а типы.

5/ Научены включения, извлеченные из алмазов Пандуна и Ляоника. Описана морфология алмаза и включений;. Опрелелен состав эклвчений. Оии представлены в основном минералами ультраосновного парагенезиса, и в сдно?.1 кристалле были обнаружены клинопироксены ?клогитового парагенезиса.

Фактический материал Работа написана по материалам, собранным автором на алмазных месторождениях Ш&нду и Яяонин в 1999-90 гг. Собранный материал в дальнейшем бил обработан и исследован в различных лабораториях, в которых разработаны современные методы изучения алмазов и минералов-спутников. По теме диссертации написаны и сданы в печать три статьи.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения. Она содержит //^машинописных страниц текста, исунков и фотографий, Ц таблиц. -

Автор выражает самую глубокую благодарность своим научному руководителю А.С.Марфункку и соруководителю китаянке Цин Шуино за руководство работой и оказание помощи в сборе материалов для написания работы.

Благодарю советника отдела по образованию при посольстве КНР в Москве, Директора Пекинского аспирантского отдела Горного Университета Китая, Директора Института полезных ископаемых Геологической Академии Наук при Министерстве геологии КНР, главного инженера 6-ой экспедиции Ляонинского геологического управления. Благодарна кабкиету инженеров 809-й Шандунской геологической экспедиции за

ч

содействие при проведении работ на месторождении.

Работа по частям выполнена в Лаборатории месторождения алмаза касТ-едры минералогии МГУ, в Институте геохимии АН СССР, в Институте ?иэико-минералов и геохимии УАН УССР, в Институте геологии и геофизики АП. СССР в Новосибирске и отделе алмаза ЦКИГРИ. Каждый коллектив этих институтов оказывал большую~помощь-мне-в.работе._ По разным вопросам автор пользовалась консультациями ученых

B.Н.Аполонова, з.М.Галимопа, Р..С .Еалецкого, Г.П.Буланова, В.К.Гаранина, .Ефимова, В.Каминского, Г.П.Кудрявцевой, Г.А.Кургина,

C.С.Мацюка, Е.С.Панова, А.И.Пономаренко, Н.З.Соболева, А.В.Уханова, В.Т.Фролова, А.Д.Харысова и многих других лиц. Я очень благодарна всем им.

Также признательна Чжоу Цзяньсюнь, Дун Чженьсиню, "ан Нзу-Гуо, Чжао Дункас.

ВВЕДЕНИЕ

Пироп, хромшпинелиды, хромдиопсядк и микроильмекиты являются

минералами-индикаторами лля поисков кимберлитов и связанных с ними алмазов. Но в породах подобных кимберлитам тоже встречаются аналогичные минералы. Какие особенности химического состава и свойств минералов-спутников связана с алмазами генетически?

В кимберлитах Г андуна установлены новне минералы Тмлньнит и включенные в нем минералы, которые характеризуются высоким содержанием хрома и ТГОд. Этот минерал является минералом-индикатором алмаза.

Кроме коренного месторождения алмаза в Китае во многих местах проявились алмазы в россыпях. По типомор^изму алмаза мо^ко решить

3- шс

задачу сравнения алмазов россыпи с коренными на базе исследования минералогии алмаза.

Особое значение имеет исследование изотопного состава, примеси азота и сингенетических включений в алмазах для выяснения условий образования алмаза.

Моя работа производится именно с целью углубления уровня исследований, чтобы способствовать решению вышеназванных задач.

ГЛАВА I. История открытия кимберлитов и научных исследований в Китае.

Алмазы как драгоценный камень были известны еще в древнем Китае. Добыча алмазов из россыпей производилась американцами, немцами и японцами с 1901 года на территории шандуна. Геологические поиски коренных месторождений алмаза начались с 1952 г.

С того времени, в 1953 году Министерство геологии специально организовало отряд с целью поисков месторождений алмаза и отправило его в провинции Шандун и Гуычжоу, через 12 лет работы были открыты два кимберлитовых района в провинции•Шанду и Ляонин.

История исследования кимберлитов Китая.

Исследования кимберлитов производятся главным образом в Геологической Академии Наук, в Пекинском геологоразведочном институте, местном геологическом управлении Шанду, Ляонин, Гучжоу и др. при Министерстве геологии КНР«

Параллельно идут исследования отдельными учеными. Все ?ти исследования посвящены геологии, тектонике, минералогии и петрографии, геологии месторождений и оценке коренных и россыпей алмаза, поискам-разведке, определению и измерению, добыче и обогащению, в результате чего опубликована 391 статья с 1966 по 1984 г.

(о

Обзор.

В области исследования петрографии и минералогии кроме того, что выяснить структуру и состав минералов кимберлитов, обращено внимание на разницу между минералами-спутниками алмаза из кимберлитов 'и сходными одноименными минералами из кимберлитовых пород и некимберлитовых^уяьтраосновных пород..______

Сравнивая, анализируя результаты, имеющиеся в наличии, можно заметить, что научного мышления недостаточно в том смысле, что во-первых, минералы-спутники распределены в широком диапазоне химических составов, подтому лучше не использовать малых количеств анализов для того, чтобы сравнить одноименные минералы из кимберлитов и некямберлитовых ультраосновных пород, во-вторых, заслуживают большого внимания поиски таких зерен минералов^спутников, которые имеют одинаковый химический состав по сравнению с включенным минералом, генетически связанным с алмазами, чтобы не потерять возможность открыть алмазоносные кимберлиты.

ГЛАВА 2. Общая характеристика геологии кимберлитов Ляонин и Шакдун.

Алмазоносная провинция Северного Китая расположена на геологической платформе Хуабе, которая состоит из десяти тектонических частей.

Кимберлиты Шандун, т.е. район ^ыньинь, находятся в центрально!" области платформенной антиклинали Луси. Кимберлиты Ляонин, т.е. район Фусян, располагаются на платформенной антиклинали Ляонин. Два этих кимберлитовых района приурочены к зоне глубинного разлома Танлу С—С—3 простирания.

Кимберлитовый район Мыньинь позволяет выделить три кимберлито-

вых поля: Чжаньмачжуаинь, Сюйи и Поли.

Промышленная алмазоносная трубка, которая называется Кенгли, расположена в поле Чжаньмачжуань.

Трубка Шенли-1-парная. Она состоит из основного тела и трубки -спутника. Возраст трубки - меловой. Вмещающими являются метаморфические породы свиты Такпидин.

Кимберлитовыл район .фусян токе разделяется на три поля, которые, соответственно, называются поле-1, поле-П, поле-В.

Важные из кимберлитовых тел Ляонина - вто трубка "50" и "42". Трубка 42 прорывает кристаллический фундамент раннепалеозойского возраста и осадочный чехол, слогенный в верхней части вулканоген-но-осадочными породами юры. Кимберлитовая трубка имеет неправильное сечение в плане. Значительная часть тела трубки выполнена брекчией обрушения.

Трубка "50" расположена на седловине в районе Холма. Окружающие породы - кварцевые песчаники, алевролиты и сланцы. Частоу среднего отдела синия. $орма ее - неправильная овальная. Она сложена кимберлитовыми брекчиевыми туками, порйировыми г^логопитовыми кимберлитами. Возраст кимберлитов $-С.

ГЛАВА 3. Основные черты петрографии кимберлитов Северного Китая.

Существуют разные петрографические классификации кимберлитов с точки зрения генезиса или состава минералов в основной массе кимберлитов. В дтой диссертации применяется терминология Китая.

I/ Петрографическая характеристика кимберлитов трубки Кенли основана на образцах, собранных автором на высоте 205-212 м.

2/ Описание кимберлитов.

I. Кимберлитовая брекчия с обломками вмещающих пород.

2. Порфировые кимберлиты, содергачие брекчии.

3. Пироповый порфировый кимберлит. Ту|?ообразные кимберлиты.

Сбр&зцы кимберлитов из трубки 50 Дяоиика собраны на высоте _143 в.

т. Порфировые кимберлиты." " ________ ____________

Кимберлитовзя бр^кчгя.

ГЛАВА ^.Гранат .

Граната наблюдаются г, пиле округлых изолированных иота:срист ;л~ лов б осноз;;о;" массе, в качестве включений в алмазах и в ксенолитах, в кимберлитах.

Состав метакристаллов граната изучен.я нанесен на диаграмму

т;о2-с у 2о3.

Изучены составы макрокристаллов граната /точка нанесена на диаграмме С Г2®2 ~ Т ' и С)2°3 ~ у'по п*в,Соболеву/.

Нанесены результаты химического анализа граната из трубки 'л.ен-

ли на гистограмме группы гргмата /по Лоусону/.

Изучение особенностей химического состава и оптико-спектроскопических характеристик гранатов из кимберлитов нескольких алмазоносных трубок киыборлитовнх провинций Ляонин, '1энд.ун и Хуйчон. Материалом л,лп исследований послужили зерна граната размером С.?5 -3 мы, отобранные случаЗиче образом из протолочек кимберлитов, ".'.оа-¡Ъология зерен самая разнообразная: от "кели^.итизирог.анннх" зерен с идеально сохранившимися кели*итовыии оболочками /кимберлитовае тело из провинции Ляонин/ и зерен с хоропо скульптиропа.чном поверхностью /кимберлитовое тело из провинции Куйчон/ до обломков зерен неправильно" Лормч.

Л Н(С С]

Если судить в целом только о химическом составе изученных гранатов, то каких-либо устойчивых отличительных признаков, например, от гранатов из кимберлитов Якутии для них установить вряд ли возможно. В то же время при более тщательном анализе особенностей их химического состава с учетом их парагенетической принадлежности, установленной по оптико-спектроскопическим и колориметрическим параметрам гранатов, оказалось, что от гранатов одноименных парагене-зисов из глубинных ксенолитов, и гранатов, включенных в алмазы из кимберлитов Якутии и Африки, Характеризующимися аналогичными концентрациями СаО и СГдОд, они отличаются заметно повышенным содержанием РеО.

Б результате оптико-спектроскопического исследования гранатов среди них установлены разновидности большинства известных на сегодняшний день ультраосновных и некоторых основных парагенезисов. Кроме того, среди гранатов кимберлитового тела провинции Ляонин установлен типичный метакристалл граната с характерной для них

л,

комбинацией оптически активных центров /ОАЦ/ Ре^ + Сг^ .

Повышенная встречаемость гранатов, фигуративные точки цветности которых располагаются на диаграмме Ак - Рс в поле гранатов исключительно шпинелидсодержащих парагенезисов и одновременно низкая встречаемость гранатов ильменитовых перидотитов косвенно подтверждают отмечавшуюся закономерность преобладания в кимберлитах провинций Шандун и Ляонин хромшпинелидов над ильменитом.

Из гранатов рклогитовых парагенезисов установлены лишь разновидности, которые по ОСП и КП аналогичны таковым из биминеральных эклогитов грайит-пироповой фации глубинности.

Все изученные гранаты характеризуются теми же оптико-спектроскопическими и колориметрическими особенностями, что и гранаты

{О

глубинных пэрагекетических ассоциаций в' кимберлитах Якутии и Южной Африки в поле цветности которых они попадают.

Все три кимберлитовых трубки по набору и соотношению гранатов определенных парагечетичсских ассоциаций, характеризующихся теми или иными"ОСП-и КП,-сравнительно хорошо отличаются друг от друга. Б частности, среди гранатов алмазоносно? кимберлйтовоЯ-трубки- из.про-винции .Тяонин преобладают п основном разновидности, которые по своим (ten и КП аналогичны таковым из полнокристаллических лерцолитов.

В кимберлитовой трубке ия провинции ь.андун, судя по полученным данным, преобладают гранаты катаклазировашшх лерцолитов хромит-гранатопнх ультрабазитов. Среди гранатов этой трубки установлено и два образца, которое на диаграмме А к - Рс попадают в поле цветности гранатов магнезиально-железистых эклогитов.

н целом же по ОСП и КП гранаты из кимберлитового тела провинции Ь:апдун наиболее близки к этим минералам из большинства кимберлитовых трубок Далдыно-Анакиевского кимберлитового поля /Якутия/, в том числе из трубки "Удачная", в которых также преобладают разновидности с повышенным содержанием ОАЦ Feyj и сильным влиянием на их окраску Tiyj и Са^+.

И в заключение, возвращаясь к отмечавшемуся :шше ^акту повышенного содержания t-'eO в чзученных гранатах, по сравнению с гранатами одноименных парагенезисов из кимберлитов Якутии, с учетом их ОСП и КП можно добавить следующее. Результаты их оптико-спектроскопического исследования однозначно свидетельствуют о том, что содержание в них ОАЦ PSyj идентично таковому в гранатах соответст-вуюиих парагенегнчееких ассоциаций из кимберлитов Якутии и Южно" Африки. Следовательно, увеличение РеО может происходить лишь за счет ионов Ре^щ. Учитывая пониженное содержание М^О в изученных гранатах, например, по сравнению с гранатами из алмазов и сростков

н

с ними, характеризующихся аналогичным содерканкеи ОаО можно предположить, что вхождение ионов Р^ущ в их структуру возможно скорее

2 + 2-г

всего по схеме Ре т, в то время как в сравниваемых гранатах

из алмазов, в которых РеО колеблется в незначительных пределах, преобладает изоморфизм + » Однако в дальнейшем рто пред-

положение потребует новых доказательств с привлечением большого Фактического материала и обязательных межлэбораторных исследований гранатов из китайских кимберлитов, так как оптико-спектроокопи-ческое исследование не подтверждает наличие в них повышенного содержания ОАЦ Ре^«

ГЛАВА 5' Особенности хивического со-ава шпинелидов из кимберлитов Панду и Ляонин.

"инералого-петрографические и геохимические признаки свидетельствуют- как о специфике вещественного состава китайских кимберлитов в целом, так и о существенных отличиях в составе и строении верхней мантии Земли под Китайской и под Сибирской и Южно-Африканской платформами. Бесспорно, наиболее полную информацию о последнем могло бы дать исследование ксенолитов глубинных пород, находки которых также известны в кимберлитах Китая . Однако, какие-либо данные о составе в свойствах слагающих их минералов нам неизвестны. Поэтому частично ^тот пробел может быть восполнен за счет исследований ксеногенных минералов-вкрапленников кимберлитов и, в первую очередь - граната и хромшпинелида - одних из наиболее информативных минералов киыберлитовых пород .

Проведено исследование химического состава шпинелидов алмазоносных провинций Шандун и Ляонин и дана их сравнительная характеристика со шпинелидами из кииберлитов других алмазоносных провинций мира. Цель исследований - выявление возможных генетических

/Д

особенносте" этого минерала из кимберлитов Китая.

Необходимо отметить вкратце, что о химическом составе шпинели-дов из указанных провинций сообщалось ранее в работах . было

установлено в частности, что для высокохромкстых /О^О^»^,16 -62.72$ при А120д»0.0? - XI.'ПУ>/ шпинелидов из кимберлитов провинции Вандун характерно повышенное содертэяле'Т/02 /до-7.67$V .чаще всего при относительно широких колебаниях магнезиальиости

46-25-73.Колее низкохромистыми /Сг2(Х _ ^ 0

58.16$ при А120д ~ ~ Т2.9Щ1/ по данным язляются шпинелиды из

кимберлитов провинции Ляонин. величина магнезиальности последних колеблется в пределах 4б.ЬЗ-5с'.13$, а концентрация Т1не превышает 2.44?$.

материалом для исследовани" послужили шпинелиды, образующие вкрапленники размером более 1мм в основно" массе кимберлитов, которые по ряду известных морфологических признаков могут быть ксено-генными по отношению к ней. Большинство зерен было прецстаьлено в основном кристаллами или их обломками октаэдрического габитуса с различно;" степенью растворения их поверхности и микрорельефом последней .

шпинелиды из кимберлитов провинции '"андун. ¿ольшая часть изученных шпинелидов из кимберлитов данной провинции по классификации относится к субферрихромпикотитам и уеррихром пикотитам. Результаты их исследовани" свидетельствуют о более широких колебаниях в содержаниях некоторых оксидов, чем это было установлено ранее. В частности, концентрации Сг^О^ и А^Од в чих достигают 66.54 и 13.6 соответственно. Характерным признаком ьысокохроыистых шпинелидов является постоянная обогащенность Т/02. Необходимо отметить также, что многие шпинелиды с Сг203 б2£ и А1203 7% на диаграмме Ре20д - т;02

/3

в поле составов »того минерала иэ алмазов не попадают.

Многие шпинелиды из кимберлитов Китая характеризуются химической зональностью и наличием реакционных каемок. Последние были установлены нами в целом ряде зерен, однако по особенностям химического состава они существенно отличаются от описанных ранее. Из табл. 1 видно, что в реакционной каемке одного иэ образцов /обр.1/, по сравнению с центром зерна, происходит увеличение концентрации

и Сг2°3, а содержание Ре^Од уменьшается. В реакционных каемках других образцов /обр.3,6,17/ при увеличении количества Т((>2

и глинозема отмечается пониженная концентрация оксидов хрома и окис-ного железа. Принципиальным здесь является то обстоятельство, что в обоих случаях происходит уменьшение содержания Ре^О^.

Шпинелиды из кимберлитов провинции Ляонин. Как видно из диаграммы Сг203 - А1203 - Рвд^З + /Рис,;/» большинство изученных шпинелидов представлено субйеррихромитами и феррихромпикотитами. По сравнению со шпинелидами провинции Шандун они являются менее титанистыми, что согласуется и с результатами других исследований. В то же время диапазон колебания величины хромистости изученных шпинелидов оказался более широким, а по содержанию таких оксидов, как ^г2®3> А12^о' и яекотоРые образцы идентичны шпинелидам, кристаллизовавшимся в области устойчивости алмаза /табл.. , обр.10-¿2/. В кимберлитах провинции ляонин установлены шпинелиды, реакционные каймы которых по закономерностям изменения химического состава отличаются от рассмотренных выше.

В заключение приведем краткую сравнительную характеристику особенностей химического состава изученных шпинелидов и шпинелидов из кимберлитов различных алмазоносных провинций мира.

/у

Главной особенностью большинства высокохромистых шпинелидов из кимберлитов вышерассмотренных провинций является повышенное содержание Т| О2• Близкие по »тому признаку шпинелиды чаще всего встречаются в кимберлитах Южной Австралии, реже - в кимберлитах Европейской части СССР и Якутии /Далдыно-Алакинское кимберлитовое поле/.

Из шпинелидов-глубинных.ксенолитов в кимберлитах по морфологическим особенностям и химическому составу к титансодержащим выео-------

кохромистым шпинелидам из кимберлитов провинции Шандун наиболее близки некоторые образцы из кятаклазированных дунитов трубки "Удачная" отдельных полнокристаллических дунитов трубки "Айхел" и "Обнаженная", слюдистых гарцбургитов и лерцолитов трубки "Вессель-тон" и "Ягерсфоктейн".

Об определенном генетическом родстве рассматриваемых шпинелидов с катаклазировакныыи дунитами и перидотитами свидетельствуют и имеющиеся у нас данные оптико-спектроскопического исследования гранатов из кимберлитов провинции Шандун.

Из рис. 2 хорошо видно, что по характеру поведения Ре^Од и Т,-02 среди шпинелидов провинции Шандун выделяется как бы две группы: в одной из них с увеличением содержания Т/02 происходит и определенное повышение концентрации Р^^З * ^менно эТа гРУппа шпинелидов аналогична по химическому составу таковым из некоторых дунитов в кимберлитах, в которых отмечается аналогичная корреляция. В другой группе /Ре203 5#/ с повышением количества Т/02 увеличение концентрации Ре203 практически не происходит. Вероятнее всего эти особенности химизма шпинелидов обусловлены различными схемами вхождения Т;02 в их кристаллическую решетку. Как показали месбауэровские

исследования в первом случае ионы Т в структуру шпинели входят

2+ ¿ц. . з+

по схеме М^ + ТГ -»2/А1,Сг /. Октардрически координированных

ионов в титансодержащих шпинелидах катаклазированных дунитов

/3"

установлено не было. Учитывая же отмеченную выше закономерность изменения состава некоторых шпинелидов от центральных к периферийным зонам для шпинелидов второй группы можно допустить наличие предложенной в работе следующей схемы гетеровалентиого изоморфизма Ti21"1"—»■ 2/Fe^+, Сг3+/. В последнем случае часть ионов Ре^1" будет находиться в октаэдрических позициях структуры шпинели. Наличие же, по крайней мере, двух схем изоморфного вхождения ионов , 4+

Ti в структуру рассматриваемых шпинелидов свидетельствует в свою очередь об их различном происхождении.

ГЛАВА б. ТипоморФные особенности алмазов месторождений Ианду и Ляонин.

Описана морфология, исследованы двупреломление, спектры поглощения в ИК и УФ области, люминесценция и изотопный состав углерода алмазов, изучены включения в алмазах.

Спектры оптического поглощения алмаза.

Изучены спектры оптического поглощения е области от УФ /0.2 мкм/ до ИК /10 мкм/ при 300 К. В области 0.2-0.5 ыкм измерения проведены в однолучевой схеме на установке с источником - дейтеривая лампа и дифракционным монохроматором /МДР 23, 1200 штрх/мм/, Сото-умножитель ФгУ 100. В ИК области 3200см-^"_'500см-''' измерения проведены в двухлучевой схеме с использованием спектрофотометра

Приведен- типичный спектр ялмапа в одногюнонной области 900 -

Т —X

1500 см . Характерные полосы: I/ Центр С одиночный азот У =И35см '

в данных алмазах отсутствует. Центр А - пара атомов азота в эамеиаю-цих положениях полоса 1282 см-1. Центр BI - пластинчатые образования в плоскостях Ш полосы 1010, 1100, 1175 см"* и др.

Центо В2 - пластинчатые азотные образования в плоскостях 100 . ib

По Соболеву линия 1370 см-^ связана с колебаниями в центральной области дефекта,

14-30 см-1 - с периферической, наиболее напряженкой областью дефекта.

Водород с колебанием С-Н связывается с полосой 3108 см-"''. В области 1Э00-2300 собственные колебания алмазной решетки.

В связи с тем, что системы полос центров В1 и А достаточно сложные и в наших кристаллах перекрываются для разделения вклада каждого центра использован прием разложения, ; КА - 1.2 К1282 - 0.49 К11?5

КВХ " Х'2 КИ75 ~ 0,51 КХ282.

Определение концентраций азота в Л,В1 центрах проводилось с

то

помощью соотношений д = 5.8"Х0 ^Х282

ВХ= 2Л-1018 К11?5

Анализ полученных результатов показывает, что алмазы группы Л имеют наиболее интенсивное поглощение в полосах азотных центров А,

В1, В2, концентрация азота от 5+7-10^ до 3.10*^ см~э /А/ и от

20 —X

„ тл18 до 1.2-10 см /В1/. Алмазы ИХ отличаются минимальной кон-

о . X и

-I

центрациеи азотных центров, уровни поглопения Т-2 см , что в 10 и более раз меньше, чем для алмазов группы Л. В большинстве алмазов поглощение в однофононной области практически отсутствует. Алмазы группы Е занимают промежуточное положение кекду '"х и Л.

I! соответствии с этими данным в области 7<3 поглощения алмазы Шх, как наиболее малоазотные, имеют край поглощения 220-225 им, что соответствует краю собственного поглопения алмаза. Поглощение начинается уже от 450-500 нм и постепенно нарастает. Более интенсивное ног лосенке в Шх-1-1, которое может быть при 300 нм, отнесено к поглощению центров А. Алмазы Шх можно отнести к типу Па. Все алмазы Л имеют высокое поглощение центров А к поглощение в по-

лосе Л< 300 нм приводит к смещению края поглощения к Л~300 ни /рис. :,/. тто алмазы типа 1а. Алмазы группы Ш в соответствии с ИК

поглощением некоторые /Ш9, Ш12/ имеют край поглощения при 225 нм /

2 —I

/10 см уровень/, это ближе к типу Па. Кристаллы Ш13, Ш14 имеют край в области -300 ни, ати кристаллы относятся к 1а типу.

Включения из алмазов.

На предмет изучения включений было отобрано 15 алмазов из двух кимберлитовых районов: Шандун и Ляонин. Большинство изученных алмазов являются бесцвотными или светлокоричневыми октаэДрическими кристаллами с различными скульптурами на ребрах и гранях. Были встре-чзны два-три псевдогемиморфных кристалла. Кроме монокристаллов отмечались алмазы в шпинелевоы двойниковании, в параллельном срастании и поликристальные сростки.

Включения в изученных алмазах представлены в основном минералами ультраосновного парагенезиса. В восьми алмазах обнаружены оливины, в двух - гранаты, в двух - хромиты, и в одном кристалле были обнаружены клинпироксены рклогитового парагенезиса.

Кристаломорфология изученных включений обусловлена алмазом-хозяином. В подавляющем большинстве случаев гто искаженные или усложненные кристаллы октаэдрического габитуса. Размеры включений колеблются в широких пределах. Наиболее крупным оказалось включение хромита из алмаза Л-5, /0,400x0,400 мм/, а самое мелкое из включений оливина имело размеры 0.030x0.015 им.

Составы минералов, извлеченных из алмазов, определялись с помощью рентгеновского ^икроанэ.лг.затора с электронным зондом САМЕВАХ.

Все изученные оливины - ®то высоко магнезиальные разновидности, значение сГорстеритовой молекулы которых колеблется от 92.0 до 93.2$, в них отмечается постоянная примесь CrgOg /от 0.03 до 0.05$/, Мп /0.07 - 0.1 ($/ и СаО /0.01-0.04$/. Отметим, что проанализированные

Я

3 кристалла оливина из алмаза Л-7 несколько отличаются между собой по содержанию РеО. Оба граната относятся к иагкееиальноу разновидности, но соотношение СГдОд и СаО у них различное. Если гранат из алмаза ЩХ-1-1 содержит 42,2 мол.# кноррингита и относится к гарц-бургитовому типу парагенезиса, то гранат из алмаза Ш-2 содержит

кноррингита всего 18.2 tton.1t и по соотношению СаО и СГрОд прибли----------

жается к лерцолитовому типу парагенезиса.

Хромиты были изучены из двух образцов. В алмазе Л-5 хромит по составу не отличается от хромитов из алмазов других месторождений Кира. Это высокохромистая разновидность с С^О^ 65.2$, с низким содержанием А^Од /5.62и РеО /13.7#/. В алмазе Л-б было обнаружено два кристалла хромита: один - в периферической, второй - в промежуточной зоне алмаза. В целом по составу они близки между собой, только хромит, располагающийся на периферии , более железистый. Омфациты с довольно высоким содержанием СаО /16.2-14.0$/. Два оифацита по составу различаются.

Изотопный состав алмазов Северо-Китайской платформы.

Настоящая работа представляет собой первое исследование изотопного состава алмазов из кимберлитовых трубок Северо-Китапскок платформы /Платформа Хуабр/. Было исследовано 27 кристаллов из алмазоносной трубки №42 провинции Ляонин и 5 кристаллов из трубки Шенли провинции Шаньдун. Исследованные алмазы из провинции Ляонин относятся к так называемым алмазам / 0.5 мм/, ини представлены кристаллами разного габитуса: правильными плоскогранными октаэдрами, куб-октаяДрами, редко кубами, незакономерными сростками, двойниками по шпинелевому закону, обломками неправильной ^ормы.

Большинство алмазов прозрачны и бесцветны. Редко встречаются двойники желтого цвета. Иногда кристаллы содержат темно-цветные

/9

включения /грабит, хромшпинелид ?/. В двух кристаллах обнаружены включения красновато-коричневого цвета, неправильной *ормы. В поляризованном свете кристаллы выглядят изотропными. В образцах, содержащих включения, наблюдается рисунок в виде изоклин.

При облучении ультрафиолетом / Л =366 им/ некоторые алмазы лю-минесцируют. Цвет люминесценции желтый, голубой и розовый. Кристаллы с розово!? люминесценцией представлены обломками неправильной йормы. Большинство исследованных кристаллов из провинции ляонин люминесценцией не обладают.

Исследованные алмазы из провинции Шаньдун представляли собой обломки октаэдров размерами 3-5 мм, со слабой ступенчатостью, бесцветные. Изучены ИК-спектры »тих алмазов на спектрофотометре

г-402. По концентрации и характеру дефектов 4 кристалла относятся к типу 1а и один кристалл - К Па-типу.

Приведены данные о концентрации азота в дефектных центрах А, В1,В2, ресчитанные пс методике.

Изотопный состав углерода алмазов исследовался путем переведения его в ^орму СО^ по ранее описанной методике. Анализ производился на масс-спектрометре ВАРИАН-МАТ-230. Изотопный состав приводится в виде величин /°/оо/, отнесенных к стандарту Р В. Погрешность анализа ¿0.1°/оо. Результаты представлены в табл.

Исследованные алмазы из провинции Ляонин характеризуются диапазоном вариаций от -8.88 до -3.03°/оо при средней величине -6.I4-il.48 °/оо. Алмазы из провинции Шаньдун попадают в тот же диапазон: ¿13С от -6.42 до -3.77°/°о при средней величине -5.61^'®® °/00. В целом для исследованных алмазов Северо-Китайской платформы характерен диапазон, отвечающий алмазам группы

Изотопный состав углерода алмазов октагдрического габитуса варьирует в пределах от о^3С = -4.08 до о13С = -8.88 °/оо при средней

20

величине ¿1<:'С=-&.0^1.4°/оо. Три алмаза кубического и кубооктаэдри-ческого габитуса имеют в среднем ¿^С=-7.3^0.5°/оо, т.е. они как обычно несколько обогащены легким изотопом по сравнению с октасд-рэми.

Среди лзученных 33 алмазов не !<стречс->;о л; одного кристалла,

__________о

аномально обогащенного легким..изотопоу, _т_.е. имеющего о*°С -10 /оо.

Есяа срз].1:'.;ть сервис результат» изотопного анализа алмазов Китайской платформы с характером распределения изотопного состс-ва алмазов других алмазоносных провинций мира, то наибольшее сходство обнаруживается с алмазами Восточно-Сибирской провинции.

Исследованные алмазы глз Индии характеризуются средней величиной 1.0 при очень узком диапазоне вариаций. Ближе всего к алиазам Китайской платформы по характеру распределения алмазы Далдыно-Алакинского района Восточной Сибири /трубка "Удачная" п другие/. Сходство наблюдается не. только по изотопному составу, но по морфологическим признакам, по характеру распределения азота в дефектных центрах А, ВХ, В2. Особенностью алмазов провинции Ляонин является отсутствие люминесценции у большинства кристаллов, в то время как алмазы трубки Удачная, как правило, имеют голубую люминесценцию. Однако надо иметь в виду, что нами исследовались лишь мелкие алмазы из провинции Ляонин, поэтому их характеристика не во всех отношениях моггет счгте ?1ся представительной.

о-АКЛЮЧл Ж

На основании детальных исследований морфологии, оптических свойств в .широком диапазоне спектра, а такге впервые проведенных определений изотопного состава алмазов из ¡Генли и ^яонина удалось выявить их характерные особенности и провести типизацию монокристаллов и поликристаллических агрегатоЕ алмазо.

Детально исследовали химический состав минералов-включений в алмазах, что позволяет сделать вывод о принадлежности их в основном к ультраоекоъному игум *нвзл<:у. Следует отметьть ьвличие в составе нключени" граната, относящегося к эклогитовому парагенезису, что подтверждает нахождение в трубке Шенли двух генетических типов алмазов. По повышенному содержанию калия в ом^аците из алмаза трубки Шенли можно предполагать, что алмаз образовался при высоких давлениях.

Дополнительная информация об условиях образования алмазов в трубках Шенли и ляонин получена в результате детальных исследований минералов-спутников-граната и хромита, состэе которых оказался идентичен химизму аналогичнкх минералов-включений я алмазах, таким образом подтверждена возможность использования этих индикаторов при поисках алмазоносных кимберлитов.

По мнению автора, проблема алмазоносности кимберлитов может быть решена на базе комплексных исследований алмаза и его минералов-спутников при наличии систематически подобранного Фактического материала.