Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка потенциальной алмазоносности Карелии по минералогическим данным

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Оценка потенциальной алмазоносности Карелии по минералогическим данным"

На правах рукописи

ДОРОФЕЕВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ АЛМАЗОНОСНОСТИ КАРЕЛИИ ПО МИНЕРАЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ

Специальность 25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения

№ Ь-ОН ^ I

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 о 7

Москва 2013 005538256

005538256

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов»

(ФГУП ЦНИГРИ)

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук

Ваганов Валерий Иванович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Игнатов Петр Алексеевич

доктор геолого-минералогических наук Гаранин Виктор Константинович

Ведущая организация: Федеральное государственное

бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии имени В.С.Соболева (ИГМ) СО РАН, г. Новосибирск

Защита состоится 05.12.2013 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 216.016.01 при Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов» (ФГУП ЦНИГРИ) по адресу: 117545, г. Москва, Варшавское шоссе, д. 129, корп. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в геолфонде ФГУП ЦНИГРИ.

Автореферат разослан 01 ноября 2013 г.

Ученый секретарь /у/?

диссертационного совета С.Г. Кряжев

Введение

Актуальность работы определяется перспективностью территории Карелии на обнаружение месторождений алмазов и необходимостью дать более точную оценку алмазоносности ранее выделенных площадей на основе анализа и обобщения современных шлихо-минералогических данных.

Актуальным также является совершенствование методики шлихо-минералогических поисков на основе выбора оптимальной плотности сети поискового опробования для различных поисковых обстановок Карелии.

Цель работы - провести оценку потенциальной алмазоносности территории Карелии по шлихо-минералогическим данным и среди всех площадей с установленными находками и ореолами рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов выделить наиболее алмазоперспективные площади.

Задачи работы.

1. Разработать базу данных по химическому составу минералов индикаторов кимберлитов из шлиховых проб Карелии и усовершенствовать и дополнить существующую базу данных для коренных алмазоносных и потенциально-алмазоносных пород Восточно-Европейской платформы.

2. На основе логико-информационного анализа провести сравнительный анализ данных по химическому составу гранатов из шлиховых проб Карелии и гранатов из коренных источников Финляндии.

3. Разработать графическую систему интерпретации результатов шлихо-минералогического опробования, и на этой основе выделить среди алмазоносных площадей Карелии наиболее перспективные.

4. На основе опытно-методического опробования отложений основной морены установить дальность переноса минералов-индикаторов кимберлитов ледником на примере одной из площадей на территории Карелии с целью оптимизации сети опробования.

Фактический материал и личное участие соискателя в получении результатов. Объем базы данных, на основе которой проведена интерпретация результатов шлихо-минералогических работ на территории Карелии, составляет 1417 микрорентгеноспектральных анализов химического состава минералов-индикаторов. База данных химического состава минералов-индикаторов кимберлитов из коренных

источников Восточно-Европейской платформы, применяемая для сопоставления с химическим составом минералов-индикаторов кимберлитов из шлиховых проб Карелии, содержит результаты 4363 микрорентгеноспектральных анализов. В частности, при разработке эталонов по химическому составу гранатов из коренных источников Финляндии в расчеты включено 1864 микрорентгеноспектральных анализа.

Личный вклад автора состоит в непосредственном участии в получении исходных данных в период проведения полевых работ на Войницкой площади территории Карелии в период 2006-2009 гг.; обработке и интерпретации результатов шлихо-минералогических работ, в частности: обработке и анализе результатов опробования участка полевых опытно-методических работ, создании на базе программы ArcView структурированных баз данных по химическому составу минералов-индикаторов кимберлитов, создании на базе программы Excel макросов, позволяющих проводить обработку больших массивов данных по химическому составу минералов-индикаторов кимберлитов с пересчетом их состава на кристаллохимические формулы и автоматическим вынесением точек составов минералов из разных объектов на эталонные диаграммы; составлении иллюстративного материала, обобщении литературных данных, формулировании выводов.

Научная новизна. Впервые создана база данных по химическому составу минералов-индикаторов кимберлитов из шлиховых проб Карелии.

Впервые на территории Карелии из уже выделенных площадей, где известны находки и ореолы рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов, выделены наиболее алмазоперспективные площади.

Впервые в отложениях основной морены на территории Карелии установлен веерный ореол рассеяния минералов тяжелой фракции, что позволило определить оптимальную плотность сети опробования при проведении шлихо-минералогических работ в схожих поисковых обстановках. Параметры полученной сети опробования: расстояние между профилями должно составлять не более 2,0 км, расстояние между пробами в профиле — не более 1,2км.

Практическое значение. Анализ данных шлихо-минералогического опробования всей территории Карелии позволил подтвердить ее

алмазоперспективность и локализовать наиболее перспективные площади для проведения дальнейших поисковых работ.

По минералогическим данным из семи выделенных ранее алмазоперспективных площадей подтверждена перспективность четырех. Эти площади отнесены к первоочередным для проведения в их пределах дальнейших поисковых работ.

Даны рекомендации по очередности опоискования площадей на территории Карелии. При этом по минералогическим данным южная часть Северо-Ладожской, восточная часть Кимозерской, Войницкая и Ругозерская отнесены к первоочередным площадям, требующим постановки более детальных поисковых работ.

Пять прогнозируемых кимберлитовых полей, выделенных специалистами ЦНИГРИ по геолого-геофизическим признакам (Сегозерское, Топозерское, Илекское, Левушкозерское и Заречинское), являются минералогически неизученными или слабоизученными. Рекомендуется подтверждение алмазоперспективности территории прямыми минералогическими данными.

На основании данных, полученных опытным путем и с учетом существующих разработок, определены форма и размеры ореолов рассеяния минералов-индикаторов в моренных отложениях, обоснована оптимальная сеть опробования для выявления ореола рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов и локализации кимберлитового (лампроитового) первоисточника.

Созданные минералогические цифровые базы данных пригодны для оценки потенциальной алмазоносное™ площадей Карелии. Структура и организация баз данных могут быть использованы при разработке информационных систем, применяемых при поисках алмазов шлихо-минералогическим методом в пределах других алмазоперспективных территорий.

Защищаемые положения:

1. На основе статистически представительных данных по химическому составу

минералов-индикаторов кимберлитов с использованием логико-информационного анализа обосновано наличие на территории Карелии пиропов, которые генетически не связаны с известными кимберлитовыми источниками Финляндии. Области с высокой частотой встречаемости этих пиропов перспективны на обнаружение новых кимберлитовых полей.

2. На основе графической методики интерпретации данных химического состава минералов-индикаторов кимберлитов (пиропов, хромшпинелидов, хромдиопсидов и пикроильменитов) проведена оценка потенциальной алмазоносности выделенных ранее на территории Карелии площадей, перспективных на обнаружение месторождений алмазов. В пределах четырех площадей: Ругозерской, Кимозерской, Войницкой и Северо-Ладожской обоснована вероятность обнаружения алмазоносных кимберлитовых тел.

3. Впервые в отложениях основной морены на территории Карелии установлен веерный ореол рассеяния минералов тяжелой фракции от коренного источника. Для данного типа ореола рассеяния рассчитаны оптимальные параметры сети опробования для проведения поисковых работ на алмазы: расстояние между профилями должно составлять не более 2.0 км, расстояние между пробами в профиле — не более 1.2 км.

Апробация. Основные положения и результаты работы докладывались на конференциях: XIV Международное совещание по геологии россыпей и месторождений кор выветривания (РКВ-2010) (Новосибирск, 2010); «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, РГГРУ, 2007); «Прогноз, поиски, оценка рудных и нерудных месторождений — достижения и перспективы» (Москва, ЦНИГРИ, 2010)

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 7 работах, среди которых 2 статьи в журнале из перечня ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из 4-х глав общим объемом 189 стр., в том числе 63 рисунка и 20 таблиц.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю работы доктору геол.-мин. наук В.И.Ваганову, а также заведующему отделом геологии, методов поиска и экономики месторождений алмазов ЦНИГРИ канд. геол.-мин. наук Ю.К.Голубеву, канд. геол.-мин. наук H.A. Прусаковой, канд. геол.-мин. наук Т.Е.Щербаковой, науч.сотр. Т.И.Колесниковой, канд. геол.-мин. наук В.А.Печникову, мл.науч.сотр. А.Б Ушаровой и инж. Д.А.Котову за ценные советы и консультации. Автор благодарен всему коллективу отдела алмазов ЦНИГРИ за помощь в проведении работы. Особую признательность автор выражает доктору геол.-мин. наук И.А. Чижовой, оказавшей помощь в проведении расчетов на основе логико-информационного анализа.

Глава 1. Минералогические базы данных

При интерпретации результатов минералогического (шлихо-мииералогического) опробования первоочередной задачей является идентификация выявленных минералогических ореолов, то есть установление их возможной связи с уже известными коренными первоисточниками, и выделение тех полигенных и полихронных ореолов, в которых могут присутствовать минералы-индикаторы из еще не установленных первоисточников. Поскольку все минералогические критерии алмазоносности имеют чисто вероятностный характер, необходимым требованием является использование выборок достаточно большого объема, что требует создания соответствующих компьютерных баз данных.

Для интерпретации данных шлихового опробования территории Карелии разработана база данных химического состава минералов-индикаторов кимберлитов из шлиховых проб этой территории (табл. 1).

Табл. 1

Содержание шлихо-минералогической базы данных для территории Карелии.

Название площади Количество микрозондовых анализов Источник

Всего Гранат Хром-шпинелид Ильменит Хромдиопсид

1. Ругозерская 173 75 96 2 0 Материалы ООО «ЭштонМайнинг» (АвМопМтп^О«!.)

2. Волозерская 11 4 7 0 0

3. Вяртсильская 82 79 3 0 0

4. Кимозерская 218 30 184 3 1

5. Костомукшская 9 4 5 0 0

6. За пределами лицензионных площадей ЭМЛ 367 168 180 12 7

7. СевероЛадожская 80 80 0 0 0 ЗАО «Архангельскгеолразведка»

8. Войницкая 477 49 400 4 24 Материалы ФГУП ЦНИГРИиГГУП СФ «Минерал»

ВСЕГО 1417 492 875 21 32

База данных включает результаты опробования пяти площадей Карелии кампанией «ЭштонМайнинг Лимитед (ЭМЛ), а также двух площадей, на которых

работы проводились ГГУП СФ «Минерал» (г.Санкт-ГТетербург), ЗАО «Арханельскгеолразведка (г.Архангельск), и ФГУП «ЦНИГРИ» (г. Москва). Отдельно выделены находки минералов-индикаторов кимберлитов из проб, отобранных ЭМЛ за пределами лицензионных площадей. Название площадей, а также объем базы данных представлены в табл. 1.

Для разработки комплекта типовых диаграмм, позволяющего выделять из всей выборки минералов именно минералы кимберлитового (лампроитового) генезиса, а также оценить потенциальную алмазоносность предполагаемого источника, разработана база данных минералов-индикаторов кимберлитов из коренных источников Восточно-Европейской платформы.

При составлении базы данных для территорий с уже известными кимберлитами в первую очередь использовались данные, полученные в разные периоды сотрудниками ЦНИГРИ, а также литературные данные по Архангельской области и Республики Коми (Саблуков, 1995, Кудрявцева и др., 2005, Веричев и др., 1991, Веричев и др., 2003; и др.). Для остальных территорий пришлось ограничиться только литературными данными (Беляцкий и др., 1997, Никитина и др., 1999 и др.) и результатами анализа фондовых и служебных материалов (Ушков, 2005 и др.).

Помимо информации, относящейся к коренным источникам алмазов на территории Европейской части РФ, в базу данных включены материалы по алмазоносным и потенциально алмазоносным породам Белоруссии и Украины (Никитин и др., 1994; Штефан, 1997; Смирнов и др., 1999; Панов и др., 1999; Цымбал и др., 1999; и др.), поскольку аналогичные или близкие источники могут быть обнаружены и в Европейской части РФ. Кроме того, база данных включает результаты анализов из коренных источников Финляндии (Calcagnile, 1982; Korsmanetal., 1997; Lehtonenetal., 2005а; 2005b; 2008; http://en.gtk.fi) и уже установленных объектов Карелии (Костомукшское лапроитовое поле (Орлова, Щаденков, 1992; Проскуряков, Увадьев, 1990; Проскуряков, Увадьев, 1992) и Кимозерское кимберлитовое тело (Ушков 2001, 2005 (фондовые материалы), 2007; Устинов и др., 2009) — потенциальных источников части минералов-индикаторов кимберлитов в четвертичных отложениях территории Карелии.

Общее число достоверных микрозондовых химических анализов минералов-индикаторов, включенных в эту базу данных, составляет 4363. Количество анализов

по различным объектам резко варьирует - по наиболее изученным объектам Архангельской области оно составляет 1748 анализов, по объектам Финляндии - 1864 анализа, по другим объектам - первые десятки определений. Для большинства объектов, помимо таблицы химического состава минералов-индикаторов, в базу данных включены: информация о местонахождении объектов, планы, схемы геологических разрезов и пояснительный текст. Таким образом, эта база данных является электронным справочником, в котором любой пользователь может получить необходимую информацию по конкретному объекту без дополнительного информационного поиска. База данных постоянно пополняется. Структура поиска базы данных позволяет из общего графического меню осуществлять переход к промежуточному меню для каждого конкретного объекта, и далее - к интересующей информации об объекте.

Глава 2. Региональная оценка алмазопсрспсктивности территории Карелии

Интерпретация данных шлихо-минералогического опробования территории Карелии с последующим выделением площадей, перспективных на предмет обнаружения месторождений алмазов, включает в себя два основных направления: (1) оценку особенностей транспортировки материала ледником, приводящих к формированию разных по форме и дальности транспортировки ореолов рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов в различных типах ледниковых отложений и (2) по результатам изучения химического состава минералов различного генезиса из шлиховых проб выделение минералов-индикаторов кимберлитов с дальнейшей оценкой алмазоносности предполагаемого источника.

Одной из основных задач при выявлении минералогических признаков возможного наличия алмазных месторождений является установление особенностей переноса минералов-индикаторов кимберлитов в различных типах ледниковых отложений, перекрывающих потенциальные кимберлитовые источники на исследуемой территории Республики Карелия.

С целью установления особенностей переноса минералов-индикаторов кимберлитов проведено разделение территории на области по специфике формирования ореолов рассеяния в соответствии с типами ледниковых и водно-

ледниковых отложений. Анализ и разделение территории на области проводился на основе карты четвертичных отложений масштаба 1:1000000. В областях распространения ледниковых отложений можно выделить три типа районов, в которых, в свою очередь, выделяется два основных типа ореолов рассеяния минералов-индикаторов: первичные и вторичные (Голубев и др., 2009; Голубев, 2010):

1. Районы преимущественного развития основной морены. В таких областях материал кристаллического ложа захватывался ледником, переносился на относительно небольшие расстояния и откладывался в виде основной морены. Такой обстановке свойственно формирование первичных ореолов рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов ближнего сноса, непосредственно связанных с кимберлитовыми трубками.

2. Районы развития краевых конечно-моренных образований. В составе этих отложений большую роль играют водно-ледниковые осадки, формировавшиеся в процессе таяния ледника. При этом происходило вторичное обогащение материала, в том числе материала дальнего сноса, и формирование вторичных ореолов рассеяния дальнего сноса.

3. Районы развития покровных зандров. Данные отложения представлены, как правило, чередованием песчаных и глинисто-алевритовых осадков, в которых ореолы не формируются, в связи с чем отдельно данные области не выделялись и далее не рассматриваются.

В соответствии с этими представлениями в той части Карелии, на которой проводились шлихо-минералогические поисковые работы, выделены два типа областей: с преобладанием основной морены и с преобладанием флювиогляциальных отложений.

Находки минералов-индикаторов кимберлитов в шлиховых пробах Карелии могут быть связаны как с еще неизвестными, так и с уже установленными кимберлитовыми полями сопредельной территории Финляндии: Куопио-Каави, Кухмо-Лентиира и Куусамо.

Проведено сравнение минералов-индикаторов из кимберлитовых трубок этих полей с минералами-индикаторами кимберлитов из шлиховых проб для каждой из выделенных областей Карелии. Для регионального анализа результатов шлихо-

минералогического опробования территории Республики Карелия среди всего набора минералов-индикаторов кимберлитов наибольшее внимание уделялось особенностям распределения пиропов. Это связано с достаточной представительными выборками пиропов как из уже известных кимберлитовых источников, так и из шлиховых проб исследуемой территории. Кроме того, пиропы просты для визуальной диагностики.

Все статистически представительные выборки гранатов были пересчитаны с помощью программы (программный комплекс «АСТРА»), разработанной доктором геол.-мин. наук И.А. Чижовой (Гореликова, 1992; Чижова, 1987; Чижова, 1993). Расчет проводился на основе логико-информационного анализа (Чижова, 2010).

В результате расчетов были разработаны три эталона для масштаба кимберлитового поля по выборкам гранатов из полей Куусамо, Куопио-Каави и Кухмо-Лентиира (рис. 1).

« щах 25

Ж 42 ■лу

1 39 19

г 36 1гм 16

е.. 33 13

5 30 10

14

и

9 6

а

и

0,2

0,1

о

Шг АГдО ЛШ, СаО СП) РеО МяО ТЮ. ЫшЛ

0,2 :

Выборке грашггсж и» трубок 1 I7 кнмбвржшвош нем:

0 ОМ / Хц^^ п 1мг •—— Кушо-Лшшшра

% -Куусамо

3 0.04 : О

ЖХ М%0 . и О, СаО Сг/А Ш) МпО ПО. А%0 Рис. 1. Свойства эталонных объектов (кимберлитовых (лампроитовых) полей Финляндии), полученные на основе логико-информационного анализа

На рис. 2 показаны итоговые эталонные гистограммы. На рисунке по оси ординат показано количество гранатов, попадающих в определенный класс (в %) с весовым значением более 0,35 (в названии диаграмм указан относительный % анализов с весом более 0,35 от общего числа анализов в выборке соответствующего эталона).

aa.it Куусамо (71% от обго«я чясла зиалнкш)

100 ЕС ее 40 20 о

ц

класс 1 класс 2 класс 3

поле Клхмо-Лентипра (74% от общего числа анализов)

ЛИ.

«пасс 1 класс 2 класс 3

иоле К\о;11!ок~лайи (76®<4 о I о<1 гиг [ о числа анализов)

100 •

80 1

40 : 20

„СХ

«пасс 1 класс 2 кпасе Э

Рис. 2. Распределение анализов в эталонах для весов более 0,35. В скобках указан процент анализов с весом > 0.35 от общего числа анализов гранатов в эталоне

Несмотря на то, что наибольший процент анализов на каждой из диаграмм характеризует специфику химического состава минерала конкретного кимберлитового поля Финляндии (попадание в соответствующий класс), во всех трех случаях имеется значительное количество анализов, в большей степени свойственных другому кимберлитовому полю.

Далее проведено сравнение данных по составу гранатов из выделенных областей территории Карелии с предполагаемыми источниками - кимберлитовыми (лампроитовыми) полями Финляндии. Сравнение проводилось с описанными выше эталонами для кимберлитовых полей. В результате сравнения для каждой области была построена гистограмма распределения гранатов по 3-м классам, аналогичным полученным при разработке эталонов.

В соответствии с методикой получения эталонных гистограмм распределения гранатов по классам для кимберлитовых полей Финляндии, при построении гистограмм для областей Карелии использованы анализы гранатов с весовым значением выше 0,35.

При сравнении полученных гистограмм с таковыми из эталонных объектов необходимо учитывать не просто количество попаданий анализов гранатов в

определенную группу, а картину распределения по группам в целом. Это связано с тем, что в каждой эталонной выборке всегда есть область перекрытия составов гранатов с составом гранатов из других кимберлитовых полей и, следовательно, всегда есть некоторое количество данных, попадающих в группы для других эталонов.

Сравнение выделенных областей проводилось последовательно от уже установленных кимберлитовых полей Финляндии, в доминирующем направлении движения ледника на юго-восток, так как именно в этом направлении происходил перенос минералов-индикаторов кимберлитов от потенциальных источников.

Поскольку на территории Карелии, расположенной юго-восточнее кимберлитового поля Кухмо-Лентиира, число находок минералов-индикаторов кимберлитов крайне мало, в главном направлении движения ледника от этого поля была выделена единая площадь с достаточно представительным для дальнейшего анализа суммарным числом находок минералов-индикаторов кимберлитов. В результате получены следующие последовательности областей (рис. 3): 2, 4 и 3, 5, 6 -как возможные потоки переноса материала ледником от кимберлитового поля Куусамо.

Выделение двух последовательностей областей от одного кимберлитового поля связано с различными направлениями движения ледника; 7 - потенциальный поток переноса от поля Кухмо-Лентиира; 8, 9 и 10 - предполагаемый поток от поля Куопио-Каави. Кроме того, на севере территории была выделена область 1 с находками минералов-индикаторов кимберлитов, для которой исходный источник на данный момент не установлен.

Анализ показал, что перенос материала в областях развития основной морены не превышает первых десятков км. Для областей развития водно-ледниковых отложений характерны ореолы рассеяния дальнего сноса, расположенные на расстоянии первых сотен километров от источника.

На территории Карелии имеются также находки минералов-индикаторов кимберлитов, не связанных с кимберлитовыми источниками Финляндии, свидетельствующие о наличии на исследуемой территории новых кимберлитовых полей.

¿г :

я - 1

Култмо-Кшшм

ввжж1цшмупетм1тю рампам »

С У оеишнЫ! иорзша щ * оШг^т'Л

Рис. 3. Сравнение химического состава пиропов, обнаруженных в областях развития 2-х типов ледниковых отложений, с пиропами из коренных источников Финляндии. В областях точками показаны места находок пиропов. Гистограммы построены по результатам логико-информационного анализа

Глава 3. Ранжирование площадей проведения шлихо-минералогических

работ на территории Карелии по степени их алмазоперспективности.

В работе рассмотрено 7 площадей проведения шлихо-минералогических работ. Ранжирование площадей Карелии проведено на основе графической системы интерпретации данных с применением комплекта типовых диаграмм.

Известно, что наиболее существенные особенности поисковых ассоциаций кимберлитовых минералов определяются как исходными свойствами минералов, так и их изменением под влиянием экзогенных факторов в процессе формирования ореолов рассеяния.

Самыми важными и информативными являются следующие характеристики минералов-индикаторов кимберлитов: химический состав, гранулометрический состав, морфология зерен, включая оценку по степени износа и характеристику поверхности (Геология..., 2004).

Таким образом, методика интерпретации шлихо-минералогических данных базируется на двух методологических подходах.

1. Сопоставление типохимических особенностей минералов-индикаторов из шлиховых проб с возможными коренными первоисточниками для выявления типа первоисточника и предварительной оценки степени его возможной алмазоносности.

2. Анализ морфологических данных: размер, окатанность, сохранность, характер поверхности и т.д., что позволяет сделать заключение об постгенетической эволюции минералов-индикаторов и дальности их переноса.

Решение второй задачи, несмотря на множество дискуссионных вопросов, достигается на основе устоявшегося хорошо зарекомендовавшего себя на практике комплекса исследовательских методов (Афанасьев, 1986; Харькив и др., 1989; Афанасьев, 1991; Подвысоцкий и др., 2000; Кудрявцева и др., 2005; Щербакова, 2005; Голубев и др., 2009).

При использовании первого методологического подхода часто возникают определенные сложности из-за полигенности и полихронности шлиховых ореолов на Восточно-Европейской платформе, а также в связи с широкими областями перекрытия составов минералов из кимберлитов и пород иных генетических типов.

Во второй главе настоящей работы анализ химического состава минералов-индикаторов проведен на основе логико-информационного анализа. Однако, как показывает практика исследований, наиболее наглядными являются графические методы сопоставления типохимических особенностей минералов.

В работе проанализирована информативность и обоснованность наиболее часто используемых различными авторами диаграмм для основных минералов-индикаторов (граната, хромшпинелида, пикроильменита, хромдиопсида). Полученный в результате анализа набор типовых диаграмм и их характеристика приведены в табл. 2.

Табл. 2

Краткая характеристика наиболее информативных диаграмм

Минерал Диаграмма (координаты) Возможность определения степени алмазоносности Возможность разделения минералов-индикаторов кимберлитов и минералов из других типов магматитов Возможность привязки к конкретным первоисточникам

Гранат Н.В.Соболева (Сг203-СаО) (Соболев, 1974) + - -

Д.Шульце (Na20-ТЮ2) (Schulze, 1997) - - +

Хром-шпинелид Ч.Фипке (в модификации В.И.Ваганова) (Сг203-MgO) (Ваганов, 2000, Fipke, 1994) - + -

Н.В.Соболева (Сг2Оз-А12ОЗ, СГ2Оз-ТЮ2) (Соболев, 1974) + - -

Ильменит И.П.Илупина (Mg0-Ti02) - + +

Р.Коуторна (Mg0-Ti02) (Илупин и др., 1990) - + +

Хром-диопсид И.П.Илупина (Na20-Al203) (Илупин, 1988) - + + (в отдельных случаях)

В.И.Ваганова (Cr- (50-Na)) (Ваганов, 2000) + - -

С использованием этих диаграмм была проведена оценка алмазоносности каждой из выделенных площадей. Ниже в качестве примера приведена оценка для одной из площадей — Ругозерской.

Ругозерская площадь была выделена в 1995 году компанией ЭМЛ по минералогическим данным на фоне слабоаномальной в целом Нюкозерско-Сумозерской полосы за счет сгущения и усиления интенсивности позитивных проб. Полоса повыщенной концентрации минералов-индикаторов кимберлитов, условно названная специалистами ЭМЛ Нюкозерско-Сумозерская, протягивается от финляндских полей проявлений кимберлит-лампроитового магматизма района Кухмо-Лентира до восточной границы Карелии.

Ругозерская площадь находится в центральной части Карелии, вытянута в широтном направлении и простирается от границы с Финляндией практически до побережья Онежской губы Белого моря.

Общее количество находок минералов-индикаторов кимберлитов в пределах Ругозерской площади неизвестно. Всего в нашей базе данных имеется 173 микрорентгеноспектральных анализа зерен минералов-индикаторов кимберлитов, из которых 75 — анализы гранатов, 96 - хромшпинелидов, 2 - пикроильменитов.

Зерна граната характеризуются средней степенью сохранности, в отдельных случаях обнаружены неокатанные зерна гранатов хорошей сохранности с келифитовыми каймами. Обнаруженные в пределах площади зерна хромшпинелидов характеризуются средней или плохой сохранностью 3-го класса окатанности; в двух пробах обнаружены неокатанные зерна.

Расположение точек составов гранатов на диаграмме Н.В. Соболева показано на рис. 4. Как видно из диаграммы, только две точки составов гранатов из всей выборки могут принадлежать эклогитовому парагенезису. Эти два зерна гранатов содержат №20 в количестве ниже предела обнаружения, при варьировании количества ТЮг от 0,05 до 0,82%.

Хромшпинелиды на диаграмме Н.В. Соболева образуют распределение, характерное для хромшпинелидов из алмазоносных кимберилтов. На диаграмме Ч. Фипке (рис. 5) часть точек составов совпадает с трендом, характерным для кимберлитов.

Пикроильмениты обнаружены в количестве двух знаков. На диаграмме И.П. Илупина пикроильмениты попадают в поле составов этого минерала, характерное для кимберлитов Архангельской области.

Рис. 4 Химический состав гранатов из шлиховых проб Ругозерской площади на диаграмме Н.В. Соболева (Соболев, 1970)

Рис. 5. Особенности состава хромшпинелидов из шлиховых проб Ругозерской площади в координатах:Сг203-1У^О, мас.% (диаграмма Фипке (Р1рке, 1994)).

Тренды: 1 - поле включений в алмазе, 2 - обобщенное поле составов тр.Мир, 3 — месторождение им.М.В.Ломоносова, 4 - кимберлиты Далдыно-Алакитского района, 5 -лампроиты Аргайл (поля составов по В.И.Ваганову, 2000)

Таким образом, анализ данных по химическому составу минералов-индикаторов, обнаруженных в пределах Ругозерской площади, позволяет отнести их к минералам из источника кимберлитового типа.

Аналогичным образом была оценена алмазоперспективность всех площадей. В результате подтверждена потенциальная алмазоносность четырех выделенных ранее площадей на территории Карелии: Кимозерской, Войницкой, Ругозерской и СевероЛадожской, в пределах которых вероятно обнаружение алмазоносных кимберлитовых тел.

Глава4. Полевые опытно-методические работы по определению формы и размера локального ореола рассеяния минералов-индикаторов тяжелой фракции в моренных отложениях Карелии (район Костомукши)

Большую часть площади территории Карелии занимают флювиогляциальные отложения. Ореолы рассеяния флювиогляциальных отложений для исследуемой территории ранее специально не изучались. Специфика таких ореолов рассмотрена в классификации Ю.К. Голубева (Голубев, 2009). Исходя из этой классификации, в водно-ледниковых типах отложений следует ожидать ореолы дальнего сноса и ореолы, потерявшие связь с источником. Ореолы ближнего сноса могут быть обнаружены только в русловых потоках аллювиального седиментогенеза, формирующих долинные зандры. Поэтому проведение пробоотбора в таком типе ледниковых отложений в большинстве случаев нецелесообразно.

Для моренных отложений территории Карелии в целом можно ожидать три типа ореолов рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов. Первый тип, аналогичный ореолам рассеяния над трубками месторождения им. Ломоносова, характерен для площадей, перекрытых моренными отложениями большой мощности. Ореолы второго типа, аналогичные веерным ореолам минералов-индикаторов от кимберлитовых трубок в Финляндии и Среднего Тимаиа, можно ожидать на территориях с невысокой абразивной деятельностью ледника и меньшей (менее 10 м) мощностью моренных отложений. Первый и второй типы ореолов рассеяния объединяет незначительная (первые километры) дальность переноса материала ледником. Третий тип - ореолы, аналогичные ореолам Северо-Западных территорий

Канады, характеризуются ленточной формой и большой дальностью переноса материала ледником - на десятки километров. Присутствие данного типа ореолов уже установлено для территории Карелии - это ореол рассеяния минералов-индикаторов от Кимозерского кимберлитового тела (Ушков, 2007; Устинов и др., 2011).

Для выявления возможного типа ореола рассеяния в моренных отложениях Западной Карелии, на территории с меньшей интенсивностью экзарации, в районе Костомукши проведено профильное опробование ледниковых отложений по ходу движения ледника вблизи тела габброидного состава, содержащего легко идентифицируемые минералы-индикаторы.

Выбор данного геологического объекта — тела габбро в качестве эталона, связан с отсутствием в пределах района проведения работ иных коренных пород, имеющих выход на дневную поверхность и содержащих легко идентифицируемые минералы-индикаторы. Тело габбро имеет вытянутую форму, азимут его простирания равен 2030°, размеры составляют 800*200 м. Четыре изученных профиля, находящиеся на расстоянии около 400 м друг от друга и включающие 31 точку опробования, располагались под углом 90° к направлению перемещения ледника, который на данном участке двигался с запада на восток и пересекал тело габбро полосой шириной 650 м.

При проведении опробования с поверхности снимался почвенно-растительный слой, включая лесную подстилку и осветленный подзолистый горизонт, а также слой измененной морены. Пробы отбирались из морены, представленной разнозернистым несортированным суглинком или супесью серого цвета, с включением обломочного материала (от 15 до 35%). Объем пробы составлял 20 л.

Для выявления ореола рассеяния минералов тяжелой фракции в качестве модельного минерала выбран амфибол, являющийся типоморфным минералом для выбранного тела габбро. Амфибол из массива габбро представлен удлиненными зернами роговой обманки зеленого цвета. От аналогичных амфиболов из других источников данный амфибол отличается тонкочешуйчатым строением, хрупкостью, более светлой окраской (амфибол из других источников, встреченный при просмотре шлихов, представлен зернами темно-зеленого до черного цвета); он содержит включения измененных полевых шпатов таблитчатого облика. Нередко в этих

амфиболах встречаются отдельные чешуйки гематита. Кроме того, амфибол из габбро характеризуется более сильным плеохроизмом в зеленых тонах по ^ (в отличие от амфиболов из других источников, где по - плеохроизм в синих тонах) и в бледно-зеленых по Ир. Показатели преломления изученных амфиболов всех типов близки (п составляет около 1,69). Угол погасания колеблется в пределах 18-23°.

Спецификой переноса материала ледником при формировании материала основной морены, в отложениях которой и проводился отбор проб для установления формы и размера ореола рассеяния минералов тяжелой фракции от источника, является перенос оторванного от коренного ложа субстрата в виде твердой фазы -смеси частиц горных пород и льда. В результате такого перемещения и последующего отложения в виде основной морены ни в одном из направлений не происходит дифференциации материала по размеру и плотностным свойствам, что отличает данные условия от условий формирования ореолов рассеяния в водных потоках. Поэтому использование любого минерала тяжелой фракции в качестве индикаторного позволило бы распространить полученные параметры ореола рассеяния амфибола на ореолы рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов.

Все пробы по размерам частиц были предварительно разделены на два класса: > 1мм и < 1мм. Наиболее подробно нами изучена тяжелая фракция класса < 1мм. Тяжелые минералы представлены сильной электромагнитной фракцией, которая была разделена на классы крупности, и образец каждого класса был взвешен для расчета содержания амфибола в граммах. Частицы размером > 1мм на легкую и тяжелую фракции не разделялись, так как большинство зерен этой размерности представлены обломками пород или сростками минералов, покрытыми трудноотделимой глинистой каймой. Для описания особенностей минералогического состава зерен размерностью более 1мм этот класс разделен на два: < Змм и > Змм.

Для определения формы и размера ореола с помощью программы БегГег 7.0 построена картосхема и проведены изолинии суммарных по всем фракциям содержаний амфибола (рис. 6).

Предполагаемая граница ореола оконтуривает участки сгущения изолиний с одинаковыми концентрациями.

Как видно из рис. 6, зоны с наибольшей плотностью изолиний располагаются вблизи тела и вытянуты в направлении движения ледника. Выделенный ореол

рассеяния имеет конусообразную форму и характеризуется небольшими размерами: дальность переноса амфибола не превышает 2-3 км. Таким образом, форма ореола рассеяния амфибола совпадает с соответствующими данными по переносу и рассеянию «руководящих валунов» (изучение переноса валунного материала от локальных массивов кристаллических пород) (Яковлева, 1956; Раукас, 1963; Гайгалас, 1965).

• ТОЧИ £

»,53 свавржанив амфиСопа {гййп} | £ массив габбро

прадполагавмая граница

профиля нробоатбора йволинии концентрации

>

Рис.6. Изоконцентрации содержаний амфибола на участке проведения опытно-методических работ

На основе установленных размеров ореола рассеяния проведен расчет оптимальной сети опробования. Под оптимальной плотностью понимается то расстояние между профилями и между точками пробоотбора, при котором локальные ореолы рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов будут выявлены хотя бы одной из проб. Оптимальное расстояние между профилями для достоверного выявления ореолов в поисковых обстановках, аналогичных обстановке района

Костомукши, должно составлять не более 2,0 км при расстоянии между точками в пределах профиля не более 1,2 км. Объем взятой пробы должен быть не менее 20 л.

Для уже установленного на территории Карелии ленточного ореола рассеяния от Кимозерского тела, параметры которого составляют 25 х 3 км, параметры оптимальной сети опробования составляют 15 х 1,5 км.

С учетом полученных данных по оптимальным параметрам сети опробования был проведен анализ плотности сети, принятой в поисковых работах на территории Карелии. Показано, что пробоотбор, проведенный компанией ЭМЛ и составляющий основной объем опробования территории Карелии (60% анализов минералов-индикаторов кимберлитов от общего числа анализов в шлихо-минералогической базе данных), не позволяет сделать окончательные выводы о перспективности соответствующих площадей, т.к. плотность сети пробоотбора 1 проба на 40-50 км2 значительно ниже параметров плотности сети, необходимых для надежного выявления локального ореола рассеяния ближнего сноса.

Известно, что территории Республики Карелия свойственна высокая обводненность. Площадь, занятая водоемами, составляет порядка 18% (Правдин, 1959), с учетом болот - 37% (5,4 млн.га) (Коломыцев, 1993). С учетом слабой разветвленности дорожной сети, особенно в северо-западной части исследуемой территории, достижение рекомендуемой оптимальной плотности сети опробования, позволяющей выявить ореол рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов ближнего сноса хотя бы одной пробой, на настоящий момент практически трудно выполнимо. По этим причинам даже территория Войницкой площади, на которой пробоотбор проводился по достаточно плотной сети (4x1 км), является недостаточно изученной.

Заключение

Для структуризации всего объема информации разработана база данных по химическому составу минералов-индикаторов кимберлитов из шлиховых проб Карелии, усовершенствована и дополнена существующая база данных для коренных алмазоносных и потенциально-алмазоносных пород Восточно-Европейской платформы. Базы данных разработаны с удобным пользовательским меню, позволяющим быстро извлечь необходимую информацию.

На основе базы данных с применением логико-информационного анализа проведен сравнительный анализ данных по химическому составу гранатов из шлиховых проб Карелии и гранатов из коренных источников Финляндии. Предварительно вся территория была разделена на области по преобладанию определенного типа ледниковых отложений. Показано, что перенос материала в областях развития основной морены не превышает первых десятков километров. Для областей развития водно-ледниковых отложений характерны ореолы рассеяния дальнего сноса, расположенные на расстоянии первых сотен километров от источника.

Установлено, что на территории Карелии имеются находки минералов-индикаторов, не связанные с кимберлитовыми источниками Финляндии и свидетельствующие о наличии на исследуемой территории новых кимберлитовых полей.

Подобран комплект наиболее информативных типовых диаграмм. На основе разработанной графической системы интерпретации результатов шлихо-минералогического опробования среди всех рассмотренных площадей Карелии выделены наиболее перспективные - Кимозерская, Ругозерская, Северо-Ладожская и Войницкая.

На основе опытно-методического опробования отложений основной морены установлена дальность переноса минералов-индикаторов кимберлитов ледником на территории Карелии. По результатам анализа рассчитана оптимальная плотность сети опробования в аналогичных поисковых обстановках. Исходя из установленных размеров ореола, можно сделать вывод, что оптимальное расстояние между профилями для достоверного выявления ореолов в поисковых обстановках, аналогичных обстановке района Костомукши, должно составлять не более 2,0 км при расстоянии между точками в пределах профиля не более 1,2 км.

Исходя из полученных значений оптимальной плотности поисковой сети можно сделать вывод, что все рассмотренные площади проведения шлихо-минералогических работ на территории Карелии требуют более детального изучения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в журналах из перечня ВАК:

1. Голубев Ю.К., Дорофеев С.А., Котов Д.А. Моделирование локального шлихо-минералогического ореола в моренных отложениях района Костомукши, Карелия. -Руды и металлы, 2009, №2. С.17-23, всего 5,0 п.л., (авт. 1,3 п.л.).

2. Ваганов В.И., Дорофеев С.А., Колесникова Т.И., Щербакова Т.Е. Минералогические предпосылки алмазоносности Европейской части России - Руды и металлы, 2010, Т.З. С. 4-13, всего. 9 п.л., (авт. 2,25 п.л.).

Публикации в материалах конференций

3. Щербакова Т.Е., Колесникова Т.И., Дорофеев С.А. Предварительные результаты исследований глубинных индикаторных минералов новой кимберлитовой трубки «ЦНИГРИ-Архангельская» Зимнебережного алмазоносного района// Новые идеи в науках о Земле.Тез. докл. науч.-практ. конф.,Москва, РГГРУ, 2007, С. 56, всего 1,0 п.л., (авт. 0,33 п.л.).

4. Котов Д.А., Дорофеев С.А. Модель ореола рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов для ледниковых отложений Карелии// Молодые - наукам о земле. Тез. докл. науч.-практ. конф, Москва, РГГРУ, 2007, С. 68, всего 1 п.л., (авт. 0,5 п.л.).

5. Щербакова Т.Е., Дорофеев С.А. Результаты переинтерпретациишлихо-минералогической базы данных для Центрального Федерального округа// Актуальные проблемы геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых (ФГУП ВИМС), Москва, 2008, С. 45-47, всего 3 п.л., (авт. 1,5 п.л.).

6. Ваганов В.И., Дорофеев С.А. Создание и переинтерпретацияшлихо-минералогических баз данных при поисках коренных месторождений алмазов// Прогноз, поиски, оценка рудных и нерудных месторождений — достижения и перспективы. Тез. докл. науч.-практ. конф, г. Москва, ЦНИГРИ 20-22 мая 2008 г., г. -М. ЦНИГРИ, 2008, С.34-35, всего 2 п.л., (авт. 1 п.л.).

7. Ваганов В.И., Дорофеев С.А., Колесникова Т.Н., Щербакова Т.Е. Минералогические предпосылки алмазоносности территории Республики Карелия // XIV Международное совещание по геологии россыпей и месторождений кор выветривания (РКВ-2010). Тез. докл. науч.-практ. конф, г. Новосибирск, 2010, С. 148153, всего 6 п.л., (авт. 1,5 п.л.).

Подписано в печать 23. 10. 2013 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Тираж 100 экз.

_Заказ № 10-2013._

Полиграфическая база ФГУП ЦНИГРИ 117545, г. Москва, Варшавское шоссе, д.129, корп. 1.

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Дорофеев, Сергей Александрович, Москва

Федеральное государственное унитарное предприятие «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ЦВЕТНЫХ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ»

На правах рукописи

04201364956

Дорофеев Сергей Александрович

ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ АЛМАЗОНОСНОСТИ КАРЕЛИИ ПО МИНЕРАЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ

25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель:

д.г.-м.н. Ваганов Валерий Иванович

Москва - 2013

Содержание

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................................4

1 ГЛАВА 1. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ БАЗЫ ДАННЫХ.............................................12

1.1 База данных «Минералы-индикаторы алмазоносных и потенциально алмазоносных коренных пород Восточно-Европейской платформы»...........................12

1.1.1 Общая характеристика базы данных.........................................................................12

1.1.2 Меню базы данных для МИК из коренных источников Финляндии и Карелии ..16

1.1.3 Краткая характеристика кимберлитовых (лампроитовых) источников Финляндии и Республики Карелия................................................................................................................17

1.2 База данных результатов шлихо-минералогических работ для территории Карелии.......................................................................................................................................23

2 ГЛАВА 2. РЕГИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА АЛМАЗОПЕРСПЕКТИВНОСТИ ТЕРРИТОРИИ КАРЕЛИИ......................................................................................................27

2.1 Краткий очерк геологического строения Карелии....................................................27

2.2 Современное состояние проблемы.................................................................................30

2.3 Интерпретация данных шлихо-минералогического опробования территории Карелии.......................................................................................................................................33

2.4 Оценка дальности переноса МИК в различных типах ледниковых отложений территории Карелии.................................................................................................................33

2.4.1 Оценка представительности анализируемых выборок гранатов из эталонных объектов Финляндии и их статистическое сопоставление с помощью параметрических и непараметрических критериев согласия...................................................................................36

2.4.2 Разработка эталонов состава гранатов из кимберлитовых (лампроитовых) полей Финляндии на основе логико-информационного анализа. Сопоставление выборок гранатов из шлиховых проб выделенных областей территории Карелии с полученными эталонами.....................................................................................................................................40

2.4.3 Сравнение данных по химическому составу гранатов из выделенных областей с эталонами для коренных источников Финляндии...................................................................48

3 ГЛАВА 3. РАНЖИРОВАНИЕ ПЛОЩАДЕЙ ПРОВЕДЕНИЯ ШЛИХО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ НА ТЕРРИТОРИИ КАРЕЛИИ ПО СТЕПЕНИ ИХ АЛМАЗОПЕРСПЕКТИВНОСТИ..........................................................................................53

3.1 Методика интерпретации данных результата шлихо-минералогических поисковых работ с применением типовых диаграмм состава минералов-индикаторов ...............................................................................................................................54

3.1.1 Сравнительный анализ химического состава МИК из известных алмазоносных и потенциально алмазоносных коренных первоисточников на Восточно-Европейской платформе....................................................................................................................................62

3.1.2 Сравнительный анализ химического состава МИК из известных алмазоносных и потенциально алмазоносных коренных первоисточников Финляндии.................................76

3.1.3 Анализ типохимических особенностей МИК из шлиховых проб Карелии..........85

3.2 Ранжирование перспективных площадей Карелии по степени их

алмазоносности........................................................................................................................121

3.2.1 Сопоставление полученных результатов интерпретации данных шлихо-минералогического опробования территории с прогнозными построениями, полученными другими специалистами и основанными на иных (не минералогических) критериях......124

4 ГЛАВА 4. ПОЛЕВЫЕ ОПЫТНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ФОРМЫ И РАЗМЕРА ЛОКАЛЬНОГО ОРЕОЛА РАССЕЯНИЯ МИНЕРАЛОВ ТЯЖЕЛОЙ ФРАКЦИИ В МОРЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ КАРЕЛИИ (РАЙОН КОСТОМУКШИ)...................................................................................................129

4.1 Анализ литературных данных по специфике формы и размеров ореолов рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов в различных типах ледниковых отложений.................................................................................................................................130

4.2 Методика проведенных опытно-методических полевых работ и анализ их результатов...............................................................................................................................140

4.3 Оценка метода профильного шлихо-минералогического опробования и оценка оптимальной плотности сети опробования.......................................................................156

4.3.1 Оптимизация плотности сети опробования для областей развития холмистой морены (конусообразный ореол рассеяния)...........................................................................157

4.3.2 Оптимизация плотности сети опробования для областей с грядовой формой рельефа (ленточный ореол рассеяния)....................................................................................164

4.4 Анализ плотности сети отбора проб, принятой при проведении шлихо-минералогических работ на территории Карелии...........................................................170

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................................................178

ВВЕДЕНИЕ

При прогнозировании и оценке алмазо-перспективных территорий минералогические данные имеют приоритетное значение, поскольку они являются прямыми признаками алмазоносности.

В настоящей работе рассмотрена интерпретация результатов шлихо-минералогического опробования территории Карелии, для которой необходимо получить подтверждение перспективности выделенных ранее площадей шлихо-минералогического опробования. Данный анализ соответствует региональной стадии геолого-разведочных работ на алмазы (масштаб 1:500000 до 1 -.200000 включительно).

Интерпретация данных шлихо-минералогического опробования территории Карелии с последующим выделением площадей, перспективных на предмет обнаружения месторождений алмазов, включает в себя два основных направления: (1) оценку особенностей транспортировки материала ледником и, следовательно, формирование разных по форме и дальности транспортировки ореолов рассеяния МИК в различных типах ледниковых отложений и (2) по результатам изучения химического состава минералов различного генезиса из шлиховых проб выделение именно минералов-индикаторов кимберлитов с дальнейшей оценкой алмазоносности предполагаемого источника.

Оценка дальности транспортировки материала от источника в различных типах ледниковых отложений является актуальной задачей, так как от ее решения зависит достоверность полученных результатов оценки потенциальной алмазоносности территории. Кроме того, при проведении на территории Республики Карелия более детальных поисковых работ масштаба 1:50000 - 1:10000 нуждается в доработке и оптимизации система отбора проб, в частности, необходимо получить данные по параметрам ореолов рассеяния МИК в четвертичных отложениях исследуемой территории.

В настоящей работе задача определения дальности переноса материала от коренного источника решалась двумя способами:

1. в региональном масштабе - с применением логико-информационного анализа путем сравнения минералов-индикаторов кимберлитов из областей с преобладанием определенного типа ледниковых отложений с таковыми из потенциальных источников сноса материала на исследуемую территорию - из кимберлитовых полей Финляндии.

2. в масштабе работ 1:5 000 с помощью проведения опытно-методических полевых работ на локальном участке. Результат данных работ позволил оценить оптимальную плотность сети отбора проб для данной поисковой обстановки.

Выделение на территории Карелии алмазоперспективных площадей проводилось с применением подобранного комплекта типовых диаграмм. Специалистами в течении ряда

лет изучались особенности химического состава и морфологии минералов-индикаторов кимберлитов (МИК). В частности, разработано большое количество диаграмм химического состава, позволяющих разделять минералы-индикаторы кимберлитов по их парагене-тической принадлежности и, соответственно, предполагать степень алмазоносности прогнозируемого кимберлитового первоисточника (Соболев, 1974, Гаранин и др., 1987, Илу-пин, 1988, Ваганов, 2000, Багдасаров, 2004, Оигпеу, 1984, Са\УЙюгп й а1., 1989, ¥\рке, 1994 и др.).

Основная сложность в применении этих работ на практике заключается в том, что подавляющее большинство исследований проводилось на минералах, извлеченных непосредственно из кимберлитов или лампроитов. При проведении шлихо-минералогических работ, в том числе на территории Республики Карелии, выделяемые шлиховые ореолы и отдельные находки МИК имеют полигенный и полихронный характер. Формирующие эти ореолы минералы-индикаторы из кимберлитов и минералы из пород иных генетических типов характеризуются широким перекрытием химического состава на диаграммах. Изучение типоморфных особенностей минералов из шлиховых ореолов позволяет выделять минералы-индикаторы кимберлитов на фоне минералов из пород иного генезиса, что является крайне актуальной задачей. В дальнейшем, после выделения из всей выборки минералов кимберлитов можно провести оценку потенциальной алмазоносности прогнозируемого источника.

Сравнение минералов-индикаторов кимберлитов по химическому составу на диаграммах в упомянутых выше работах, происходит на основе сопоставления полей составов минералов. При этом, как было показано в работе Н.В. Соболева, достоверный результат может быть получен при анализе данных химического состава не менее чем 100 зерен. Следует подчеркнуть, что эти данные получены при анализе минералов-индикаторов из пород с уже установленным кимберлитовым генезисом. При проведении шлихо-минералогических работ, в том числе и на территории Республики Карелии, нередко в шлиховом ореоле выборка с необходимым количеством зерен определенного минерала-индикатора отсутствует. В связи с этим в настоящей работе предлагается методический подход, предложенный Ч.Фипке. Особенностью такого подхода является анализ на диаграммах не полей химического состава, а трендов, получаемых при нанесении на соответствующую диаграмму данных по химическому составу минерала-индикатора. При этом количество анализов, необходимых для получения тренда заведомо гораздо ниже, чем для достоверного «заполнения» поля химического состава.

Для решения перечисленных выше задач необходимо создание и постоянное пополнение базы данных химического состава и свойств МИК из известных алмазоносных и

потенциально алмазоносных пород, а также анализ и обобщение результатов шлихо-минералогического опробования для конкретных территорий.

Актуальность работы определяется перспективностью территории Карелии на обнаружение месторождений алмазов и необходимостью дать более точную оценку алма-зоносности ранее выделенных площадей на основе анализа и обобщения современных шлихо-минералогических данных,

Актуальным также является совершенствование методики шлихо-минералогических поисков на основе выбора оптимальной плотности сети поискового опробования для различных поисковых обстановок Карелии.

Для решения перечисленных выше задач необходимо создание и постоянное пополнение базы данных химического состава и свойств МИК из известных алмазоносных и потенциально алмазоносных пород, а также анализ и обобщение результатов шлихо-минералогического опробования для конкретных территорий.

В настоящей работе рассмотрена интерпретация результатов шлихо-минералогического опробования территории Карелии, для которой необходимо получить подтверждение перспективности выделенных ранее площадей. Данный анализ соответствует региональной стадии геолого-разведочных работ на алмазы (масштаб 1:500 ООО до 1:200 ООО включительно).

При проведении на территории Республики Карелия более детальных поисковых работ масштаба 1:50 ООО —1:10 ООО нуждается в доработке и оптимизации система отбора проб, в частности, необходимо получить данные по параметрам ореолов рассеяния МИК в четвертичных отложениях исследуемой территории.

Все сказанное определяет актуальность настоящей работы.

Цель работы: - провести оценку потенциальной алмазоносности территории Карелии по шлихо-минералогическим данным и среди всех площадей с установленными находками и ореолами рассеяния минералов-индикаторов кимберлитов выделить наиболее алмазоперспективные площади.

Задачи работы.

1. Разработать базу данных по химическому составу минералов индикаторов кимберлитов из шлиховых проб Карелии и усовершенствовать и дополнить существующую базу данных для коренных алмазоносных и потенциально-алмазоносных пород ВосточноЕвропейской платформы.

2. На основе логико-информационного анализа провести сравнительный анализ данных по химическому составу гранатов из шлиховых проб Карелии и гранатов из коренных источников Финляндии.

3. Разработать графическую систему интерпретации результатов шлихо-минералогического опробования, и на этой основе выделить среди алмазоносных площадей Карелии наиболее перспективные.

4. На основе опытно-методического опробования отложений основной морены установить дальность переноса минералов-индикаторов кимберлитов ледником на примере одной из площадей на территории Карелии с целью оптимизации системы плотности сети опробования.

Методика исследований:

Все данные по химическому составу МИК из коренных источников ВосточноЕвропейской платформы, а также из шлиховых проб территории Карелии, включены в специализированные базы данных. Базы данных разработаны в программе ArcView 3.2 и и состоят из атрибутивных таблиц химического состава МИК, текстовых файлов с описанием кимберлитовых (лампроитовых) источников, графических материалов - карт, схем и разрезов. Для удобства пользования базами данных для каждой из них разработана графическая форма меню.

Обработка больших массивов данных по химическому составу МИК проводилась на базе программы Excel с помощью макросов, позволяющих проводить пересчет состава МИК на кристаллохимические формулы с автоматическим вынесением точек составов МИК из разных объектов на эталонные диаграммы.

Разработка эталонов для проведения сравнительного анализа МИК из шлиховых проб территории Карелии с МИК из коренных источников Финляндии проведена с помощью программного комплекса «АСТРА», разработанного доктором геол.-мин. наук И.А.Чижовой. Расчет проводился на основе логико-информационного анализа.

При проведении опытно-методических работ по определению параметров ореола рассеяния автором изучены протолочные пробы из исследуемого тела габбро, проанализированы шлихо-минералогические пробы, из которых выделены и описаны индикатор-ные-минералы габбро - амфиболы, проанализировано распределение этого минерала в мореных отложениях на исследуемом участке, построены картосхемы с изоконцентрациями амфибола.

Фактический материал и личное участие соискателя в получении результатов: в основе работы лежат фактические материалы, полученные автором в ходе полевых работ в экспедиции отдела геологии, методов поиска и экономики месторождений алмазов ЦНИГРИ в 2006-2009 гг. при выполнении работ по объекту «Разработка эффективного прогнозно-поискового комплекса на коренные месторождения алмазов для поисковых об-становок Балтийского щита на примере Войницкой, Тулосской и Петрозаводской площа-

дей (Республика Карелия)» с основными геологическими задачами в ходе проведения шлихо-минералогических работ: 1) оценка эффективности методики, выполненного ранее шлихо-минералогического опоискования территории Карелии в зависимости от особенностей перекрытия прогнозируемых кимберлитовых трубок разнотипными четвертичными (ледниковыми) осадками и 2) адаптирование успешно применяемого в схожих поисковых обстановках (Канада, Финляндия) шлихо-минералогического метода поисков применительно к условиям российской части Балтийского щита. Полевые работы проводились под руководством канд. геол.-мин.наук Ю.К.Голубева и канд. геол.-мин. наук В.А.Печникова. На Войницкой площади отобрано 1600 шлиховых проб, в базу данных по химическому составу МИК включены результаты 477 микрорентгеноспектральных анализа.

При написании диссертации автором были использованы данные по химическому составу МИК, полученные при проведении шлихо-минералогических исследований, приведенные в отчетах австралийской кампании «Эштон Майнинг Лимитед» (ЭМЛ), ГУП СФ «Минерал» (г. Санкт-Петербург), ЗАО «Архангельскгеолразведка» (г.Архангельск) и ФГУП «ЦНИГРИ» (г.Москва). Объем базы данных