Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Сравнительная характеристика и условия образования девонских алмазсодержащих отложений Южного и Среднего Тимана

ВАК РФ 25.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Сравнительная характеристика и условия образования девонских алмазсодержащих отложений Южного и Среднего Тимана"

На правах рукописи

V

ГРАКОВА Оксана Васильевна

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЕВОНСКИХ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮЖНОГО И С РЕДНЕГО ТИМАНА

Специальность 25.00.01 - Общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

005550043

1 у ('"он

Сыктывкар - 2014

005550043

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, г. Сыктывкар.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

ведущий научный сотрудник Пыстина Юлия Ивановна (ИГ Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар)

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Душин Владимир Александрович

(Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург)

кандидат геолого-минералогических наук Щербаков Эдуард Степанович (Педагогический институт Сыктывкарского государственного университета, г. Сыктывкар)

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Ухтинский государственный

технический университет», г. Ухта

Защита состоится 1 толя 2014 года в 9:30 в аул. 218 на заседании Диссертационного совета Д 004.008.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук по адресу: г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 54.

С диссертагщей можно ознакомиться в библиотеке Коми НЦ УРО РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, Республика Коми, ул. Коммунистическая, д. 24.

Автореферат разослан 21 мая 2014 года.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу 167982, г. Сыктывкар, ГСП-2, ул. Первомайская, 54, ученому секретарю Диссертационного совета Д 004.008.02

Тел.: (8212) 24-53-53

Факс: (8212)24-53-46, e-mail: chuprov@geo.komisc.ru

institute@geo.komisc.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 004.008.02, *

кандидат геолого-минералогических наук /^¿^¿у/ B.C. Чупров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Тиманский регион является областью распространения месторождений алюминия и титана, перспективных проявлений редких, редкоземельных, нветных и благородных металлов, алмазов и многих других полезных ископаемых.

Проблема алмазоносности Тимана находится в центре внимания исследователей уже более пятидесяти лет. Проведенные за это время работы привели к открытию кимберлитовых трубок, в том числе с признаками алмазоносности, а также алмазопроявлений в среднедевонских терригенных отложениях. В то же время, вопрос об условиях формирования алмазопрявлений, их размещения и строения остается предметом дискуссий. В настоящее время в противовес традиционным представлениям о россыпях и промежуточных коллекторах, развивается гипотеза о коренных алмазных месторождениях туффизитового типа, которая распространяется и на тиманские объекты, поэтому вопрос о генезисе алмазопроявлений является актуальным. Для сторонников россыпной природы алмазопроявлений остается проблематичным вопрос о возможных источниках сноса на Среднем Тимане, а для Южного Тимана он практически не рассматривался.

Изучение вещественного состава алмазсодержащих отложений является важным аспектом при определении условий образований этих пород и оценки перспектив выявления промышленно значимых алмазоносных объектов на Среднем и Южном Тимане.

Целью работы является установление условий образования алмазсодержащих среднедевонских отложений асыввожской свиты в районе Джежимпар-минского поднятия на Южном Тимане и пнжемской свиты в междуречье Умбы и Средней на Среднем Тимане.

Для ее реализации были поставлены следующие задачи: 1) изучение литолого-геохимических особенностей отложений асыввожской и пнжемской свит; 2) изучение химического состава и типоморфных особенностей акцессорных минералов; 3) сравнительная характеристика вещественного состава асыввожской и пнжемской свит; 4) реконструкция условий образования пород асыввожской и пижемской свит; 5) оценка удаленности возможных источников сноса девонских отложений Среднего и Южного Тимана.

Фактический материал и методика исследования. Материал для исследований отбирался автором в ходе полевых работ на Южном Тимане в районе Джежимпарминского поднятия, начиная с 2004 г., а также использованы уже имеющиеся в Институте коллекции каменного материала по Среднему и Южному Тиману. Всего из отложений асыввожской и пижемской свит отобраны и изучены более 300 образцов и около 80 протолочных проб. Автором также была изучена коллекция шлихов из отложений пижемской свиты, любезно предоставленная Н.В. Повонской (ООО «Геолог 1», г. Ухта). Кроме традиционных исследовашш на поляризационном микроскопе (описание шлифов, изучение

минералов в иммерсии) выполнено более 250 анализов химического состава отдельных минералов с помощью микрозондового метода, 24 рентгенолюми-несцентных анализа минералов, более 50 анализов химического состава пород рентгенофлуоресцентным методом. Все аналитические работы проводились в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН.

Научная новизна.

1. В результате изучения вещественного состава отложений асыввожской и пижемской свит и их сравнительной характеристики установлено, что они сформировались в сходных фациальных условиях.

2. На основе изучения видового состава, количественных соотношений, геохимических и морфологических признаков акнессориев установлено, что среднедевонские россыпи Тимана образовывались за счет размыва подстилающих терригенных толщ, магматических пород, в том числе продуктов платформенного магматизма (кислых щелочных пород, щелочных метаультрабазитов, карбонатитов), а также метаморфических пород.

3. Выявлены типоморфные признаки отдельных минералов-индикаторов, указывающие на то, что среднедевонские отложения Южного Тимана, также как и на Среднем Тимане, не несут признаков флюидизатной проработки; они являются первично осадочными терригенными породами, прошедшими стадию порообразования, сопровождающуюся метасоматическими преобразованиями.

4. В результате геологических и минералогических исследований был сделан вывод о близости источников сноса отложений асыввожской и пижемской свит и подтвержден один из возможных районов развития материнских пород — Четласское поднятие.

Практическое значение работы. Результаты исследований могут быть использованы при проведении геологосъемочных, поисковых и поисково-оценочных работ на Среднем и Южном Тимане.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Девонские алмазеодержащие отложения Южного и Среднего Тимана образовывались за счет размыва подстилающих терригенных толщ, магматических пород, в том числе продуктов платформенного магматизма (кислых щелочных пород, щелочных метаультрабазитов, карбонатитов), а также метаморфических пород.

2. На основе минералогических данных (относительно слабая окатанность устойчивых акцессорных минералов, присутствие слабоустойчивых при транспортировке минералов) обосновывается вывод о близости источников сноса девонских алмазеодержащих отложешш Южного и Среднего Тимана.

3. Девонские алмазеодержащие отложения Среднего и Южного Тимана имеют высокую степень сходства геологического строения, веществешюго состава и условий их формирования, что создает предпосылки обнаружения на Южном Тимане промышленно значимых россыпей, аналогичных россыпи Ичетью.

Апробация работы: Основные результаты исследования были доложены на XIV и XVI Геологических съездах Республики Коми (Сыктывкар, 2003, 2014), XVI и XVII конференциях молодых ученых, посвященной памяти К. О. Кратца (Апатиты, 2005; Петрозаводск, 2006), научных чтегомх памяти П. Н. Чирвинского (Пермь, 2006), Демидовских чтениях на Урале: Первом Российском научном форуме (Екатеринбург, 2006), VII международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2006,2014» (Ухта, 2006,2014), Третьей Сибирской Международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2006), 12-й, 15-й, 18-й, 19-й, 20-й, 21-й и 22-й молодежных научных конференциях «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента» (Сыктывкар, 2003, 2006, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013), II Всероссийской (XVII) молодежной научной конференция «Молодежь и наука на Севере» (Сыктывкар, 2013)

По теме диссертации опубликовано 40 работ, из mix 2 в рецензируемом журнале из числа рекомендуемых ВАК.

Структура диссертации: Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 158 страницах, включает 53 рисунка и 30 таблиц. Список литературы содержит 98 наименований.

Работа выполнена в лаборатории региональной геологии Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук (г. Сыктывкар). Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю данной работы д. г.- м. н. Ю.И. Пыстиной.

Автор благодарен руководству Института геологии Коми НЦ УрО РАН и лично академику Н.П. Юшкину и академику A.M. Асхабову за помощь и предоставленную возможность выполнения диссертационной работы.

Автор признателен д. г.- м. н. А.М. Пыстину за помощь в процессе выполнения работы, цепные рекомендации, дополнения и замечания. Автор благодарит д. г.- м. н. В.Л. Андреичева, д.г.-м.н. В.И. Силаева, д. г.- м. н. Л.Н. Андреи-чеву, д. г.- м. н. Ю.А. Ткачева, д. г.- м. н. С.К. Кузнецова, д. г.- м. н. О.Б. Котову, д. г.- м. н. А.И. Антошкнну, д. г.- м. н. А.Б. Макеева, д. г.- м. н. В.И. Ракина, д. г.- м. н. Н.Ю. Никулову, д. г.- м. н. B.C. Цыганко, д. г.- м. н. О.П. Тельнову, д. г.- м. н. Т.Г. Шумилову, к. г.- м. н. И.В. Козыреву, к. г.- м. н. Г.Н. Лысюк, к. г.-м. н. Т.П. Майорову, к. г.- м. н. Н.В. Ильину, к. г.- м. н. В.А. Салдина, к. г.- м. н. Ю.В. Глухова, к. г.- м. н. И.И. Голубеву за научные консультации, к. г.- м. н. Э.С. Щербакова, Н.В. Повонскую, Н.Х. Никитину за предоставленный материал по Среднему Тиману, В.Н. Филиппова за проведенные микрозондовые исследования, к. г.- м. н. Р. И. Шайбекова, к. г.- м. н. Н.С. Уляшеву, к. г.- м. и. Т.А. Пономареву, к. г.- м. н. И.Л. Потапова, к. г.- м. н. Т.Н. Марченко-Вагапову, к. г.- м. н. Ю.В. Голубеву, к. г.- м. н. М.Н. Буравскую, к. г.- м. и. Б.А. Макеева, К.И. Исайчева, Н.В. Шушкову, С.Л. Ничипор, Ю.В. Денисову, A.B. Панфилова, Т.В. Хазову за внимание и поддержку, сотрудников шлифовальной мастерской и химической лаборатории за обработку материалов.

Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ АЛМАЗСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД СРЕДНЕГО И ЮЖНОГО ТИМАНА

Специализированные работы по поискам алмазов начались с 50-х годов XX столетия: М.А. Апенко, М.И. Плотникова и др. Особенно интенсивно они развернулись в 70-80-х годах, когда в результате площадных исследований и мелкообь-емного опробования были сделаны находки алмазов и минералов-спутников на всем протяжении Тимана, а на Среднем Тимане были открыты тела эруптивных брекчий и кимберлитов. Поисковые и другие специализированные работы, в которых принимали участие геологи из разных учреждений (H.A. Айбабин, A.A. Константиновский, В.А. Дудар, A.A. Иванов, П.П. Битков, Л.П. Бакунина, М.И. Осадчук, П.И. Васильев, Н.М. Пармузин, В.Г. Черный, Б.А. Яцкевич, В. К. Соболев, B.C. Щукин, А.М. Плякин, В.В. Терешко, В.Г. Шаметько, Б.А. Мальков, Э.С. Щербаков, Б.А. Остащенко, А.Б. Макеев, Б.А. Макеев, В.И. Силаев, С.И. Исаен-ко, Ю.В. Глухов и многие другие), способствовали накоплению большого объема геологической тшформащш для анализа проблемы алмазоносности, позволили локализовать ряд перспективных участков, привели к открытию промышленных россыпей.

По мнению большинства специалистов (A.A. Константиновский, П.П. Битаов, Л.П. Бакулина, В.И. Ваганов, Б.А. Мальков, A.M. Плякин, В.Г. Шаметько, Э.С. Щербаков и др.), снос материала в россыпи происходил с запада и юго-запада. Формирование россыпей происходило в дельтовых и прибрежно-морских условиях. Источниками алмазов послужили кимберлиты или лампроиты, более древние, чем кимберлитовые трубки девонского возраста, известные в районе проявления Ичетыо.

Существуют различия в оценке дальности расположения источников сноса полезных минералов, в участии промежуточных коллекторов.

С конца прошлого столетия разрабатывается туффизитовая природа алмазо-проявлений Вишерского района Северного Урала, которая распространяется и на таманские алмазоносные объекты (А.Я. Рыбальченко, А.Б. Макеев, В.И. Силаев и др.).

Анализ результатов ранее выполненных исследований алмазеодержащих сред-недевонских отложений Тимана свидетельствует о следующем.

1. Степень изученности потенциально алмазоносных среднедевонских терри-генных отложешш Тимана крайне неравномерна. Основной объем работ, связанный с алмазной тематикой, приходится на Средний Тиман. Южный Тиман в геологическом отношении изучен слабо, в том числе, и в вопросах алмазоносности.

2. По-разному трактуются возможные источники сноса материала в россыпи и их удаленность. Практически этот вопрос не рассматривался для алмазоносных отложешш Южного Тимана.

3. Остается актуальным вопрос о генезисе алмазеодержащих пород (терриген-ные породы или флюидизаты).

4. Среди сторогаппсов осадочной природы алмазеодержащих объектов Тимана существуют различия в оценке условий их формирования.

5. В силу крайне неравномерной изученности территории недостаточно дан-

них для сравнительного анализа алмазсодержащих образовании разных районов Тимана.

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА

В главе приводятся сведения по стратиграфии, тектонике и магматизму территории.

Стратиграфический разрез включает отложения верхнего протерозоя, палеозоя и кайнозоя (рис. 1).

На Южном Тимане в районе исследований (по данным В.В. Терешко и др. 1991 г.) в составе верхнего протерозоя выделяются среднерифейская визингская и верхнерифейская джежимская свиты песчано-глинистого состава, которые перекрываются верхнерифейскими карбонатными отложениями ышкемесской и вапольской свит. Выше залегают алевритистые доломиты и алевролиты вычегодской свиты верхнего венда. Палеозойский разрез начинается со среднего девона. Он представлен комплексом мелководно-морских, аллювиальных и озерных образований среднего и верхнего отделов. В основании залегает продуктивная гравелитисто-песчанная асыввожская свита. Она наращивается терригенно-карбонатными отложениями, подразделенными на ряд свит (снизу вверх): изъ-яельскую, ыбскую, шераельскую, нильскую и бияизъяельскую. Отложения каменноугольной и пермской систем представлены переслаиванием известняков, доломитов, алевролитов и тлин, присутствуют включения углефипированного растительного детрита и шлама, отмечаются линзы кремней. Верхнепротерозойские и палеозойские породы перекрываются четвертичными отложениями.

На Среднем Тимане в районе проявления Ичетъю (Битков, 1992 г.) разрез верхнего протерозоя сложен верхнерифейско-вендскими терригенными породами лунвожской и кыквожской свит вымской серии. Палеозойские отложения на Среднем Тимане в районе исследований представлены девонской и каменноугольной системами.

Рис. 1. Геологическая карта Южного и Среднего Тимана (по: В.Г. Оловяниш-ников, 2007): 1 - мезо-кайнозойские отложения: 2 - пермские отложения;

3 — каменноугольные отложения; 4 — девонские отложения; 5 - выходы на поверхность верхнепротерозойских пород; 6 — девонские базальты; 7 - границы стратиграфических и магматических подразделений; 8 - тектонические границы. ЦК — Цилемский Камень, ЧК - Четласский Камень, ОП - Обдыр-ское поднятие, ВГ - Вымская гряда,

04 - Очпарма, ДП - Джежимпарма. Районы исследований: 1 - проявление Осень, 2 - проявление Ичетъю.

В основании девонского разреза залегают относительно грубозернистые терригенные отложения малоручейской свиты (Б2?). Вышезалегающая продуктивная пижемская свита (Б,) в нижней части сложена разнозернистыми песчаниками и гравелитами, в верхней - мелкозернистыми песчаниками и алевролитами. Выше залегают верхнедевонские терригенные, терригенно-карбонатные и карбонатные породы, подразделенные на ряд свит (снизу вверх): яранскую, лиственничную, валсовскую свиты, цилемскую и усть-чиркинскую. Каменноугольные отложения имеют ограниченное распространение и залегают с размывом на разных уровнях верхнего девона. В нижней части они сложены аргиллитами и глинистыми алевролитами, в верхней -карбонатами. Четвертичные отложения имеют повсеместное распространение и перекрывают палеозойские и протерозойские породы.

В тектоническом отношении район исследований расположен в пределах Тиманской гряды, которая с юго-запада ограничивает Печорскую плиту и большинством исследователей включается в ее состав. С юго-запада Тиман-ская гряда граничит с Мезенской, а с северо-востока с Печорской силеклизами. Домезозойский разрез Тиманской гряды представлен верхнедокембрийскими и палеозойскими образованиями, разделенными стратиграфическим и угловым несогласиями.

Магматические породы на Тимане связаны с несколькими этапами проявления магматизма от рифейского до позднедевонского времени (Макеев. Ду-дар, 2001). На Среднем Тимане в районе проявления Ичетью известны магматические породы основного и ультраосновного составов. Они представлены формацией кимберлитов (Б1,) и трапповой формацией (03). К формации кимберлитов относятся породы, которые слагают Умбинскую, Водораздельную и Средненскую трубки. На Южном Тимане магматические породы в пределах рассматриваемого района не известны, если не считать предполагаемого (проблематичного) продуктивного туффизитового магматизма в возрастном интервале N.,-(5,.

Глава 3. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТЛОЖЕНИЙ, ВМЕЩАЮЩИХ АЛМАЗОПРОЯВЛЕНИЯ ЮЖНОГО И СРЕДНЕГО ТИМАНА

На Южном Тимане нами была вскрыта и задокументирована нижняя часть асыввожской свиты в ряде обнажений в восточной части щебеночного карьера Асыввож. Здесь свита представлена переслаивающимися светло-серыми крупно-, средне-, мелкозернистыми песчаниками с прослоями и линзами гравелитов, песчаников черного цвета и глин. Общая мощность данной свиты составляет 16-43 м.

Отложения асыввожской свиты залегают на сильно выветрелых песчаниках джежимской свиты верхнего рифея с угловым и азимутальным несогласием. Поверхность подошвы отложений асыввожской свиты неровная с

«карманами», заполненными грубыми терригенными осадками, обогащенными унифицированным древесным материалом (рис. 2). В составе свиты встречаются линзы каолиновых глин.

Изучение обнажений показало, что отдельные даже рядом расположенные разрезы свиты трудно сопоставимы друг с другом. Это связано с плохой сортировкой материала, выклиниванием слоев, проявлением косой слоистости. Все это свидетельствует о динамичных условиях осадконакопления при образовании асыввожской свиты.

По результатам петрографических исследований в нижней части разреза преобладают песчаники с гидрослюдистым цементом, которые выше по разрезу сменяются псаммитами с кварцевым цементом.

Рис. 2. Контакт джежимской и асыввожской свит (выделен линией синего цвета). Прослой глинистого песчаника темно-серого цвета с углефицированными остатками растений, выполняющих «карман» (выделен линией светло-синего цвета).

На Среднем Тимане отложения пижемской свиты были изучены в горных выработках на алмазопроявлении Ичетъю. В пределах россыпного поля общая мощность пижемской свиты достигает 30 м. Отложения были вскрыты расчистками на восточной стенке карьера «Сотый», расположенного на правом берегу р. Средней. Здесь породы представлены переслаиванием мелко-,

средне-, крупнозернистых, песчаников светло-серого, серо-желтого цветов и конгломератов, отмечаются прослои и линзы гравелитов и глин. Породы с угловым несогласием залегают на метатерригенных породах лунвожской свиты (рис. 3). Наши наблюдения подтверждают установленный многими геологами (П.П. Битков, В.А. Дудар, A.A. Константиновский, A.M. Плякин, В.Г. Шаметько и др.) факт залегания продуктивного пласта россыпи на плотике с очень неровной поверхностью, которая характеризуется наличием карманов и промоин.

Изучение шлифов показало, что состав цемента песчаников преимущественно кварц-слюдистый. В отличие от песчаников асыввожской свиты, в породах пижемской свиты меньше содержание плагиоклаза и тяжелых рудных минералов (магнетита, рутила и ильменита).

Рис. 3. Геологический разрез девонских отложений в северной части Вольско-Вымской гряды на Среднем Тимане (Шаметько, 2002 г.): RF3-V(]v - лунвожская свита. D,mr - малоручейская свита, D2pg - пижемская свита, D jr - яранская свита, DJs - лиственичная свита, D.vl - валсовская свита, D.cl+uc - цилемская и устьчиркинская свиты. D.uj - устьярегская свита, D3kr - крайпольская, D,br - березовская свита.

Химический состав отложений асыввожской и пижемской свит был проанализирован с помощью петрохимических модулей. По значениям гидролизатного модуля (ГМ) - (Ti02+Aip3+Fe203+Fe0+Mn0)/Si02 (Юдо-вич, Кетрис, 2000; Скляров, 2001) отложения пижемской свиты (ГМ <0.1) классифицируются как мономиктовые кварцевые песчаники и кварциты. В асыввожской свите присутствуют мономиктовые кварцевые песчаники, мезомиктовые и полимиктовые кварцевые песчаники и алевролиты (ГМ < 0.3). Можно отметить достаточно высокую зрелость как пород пижемской, так и асыввожской свит; при этом снизу вверх по разрезу осадки становятся более зрелыми.

По данным О.П. Тельновой (1999) в девоне на рассматриваемой территории господствовал теплый влажный климат тропической зоны. Следовательно, отложения асыввожской и пижемской свит являются продуктами размыва сильно выветрелых пород, сформированных в зоне гумидного климата. Зрелость осадков может быть связана, в том числе, с неоднократным их пере-мывом.

Изучение геологического строения асыввожской и пижемской свит, а также петрографических и петрохимических особенностей слагающих их пород с учетом имеющихся опубликованных и фондовых материалов приводят к выводу о том, что они были сформированы в континентальных и прибрежно-морских условиях, в обстановках теплого гумидного климата.

Глава 4. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТИПОМОРФНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ

Объектом исследования послужили минералы тяжелой фракции, изучавшиеся под бинокулярным и поляризационным микроскопами. Многие минералы были исследованы с помощью микрозондового анализа на сканирующем электронном микроскопе JSM-6400, оснащенном энергодисперсионной приставкой Link ISTS-300 (оператор В.Н. Филиппов). Изучение минералов проводилось в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН.

Акцессорные минералы асыввожской свиты представлены гранатом, цирконом, минералами группы оксида титана (рутилом, ильменитом, лейкок-сеном, анатазом, брукитом, ильменорутилом), минералами редких земель (монацитом, ксеногимом), тантало-ниобатов (танталитом), корундом, турмалином, шпинелью, ставролитом, эпидотом, амфиболом, пироксеном, пиритом, гидрогетитом, глауконитом, лазулитом, флоренситом, хромшпинелидом, касситеритом, сфалеритом, магнетитом, гидроокислами Fe, баритом, кианитом, апатитом, уваровитом, титанитом, самородной медью, золотом, алмазом. В главе приведены типоморфные особенности и химические составы перечисленных акцессорных минералов.

Одними из наиболее распространенных и наиболее информативных для целей установления условий формирования рассматриваемых нами отложений являются циркон и минералы оксида титана (рутил и ильменорутил).

В отложениях асыввожской свиты циркон представлен окатанными округлыми зернами и их обломками, слабоокатанными длиннопризматическими кристаллами желтого и светло-розового цветов. Поверхность минерала шероховатая, отмечаются царапины, углубления, сколы и трещинки. Химический состав (мае. %): Si02 - 21.7-34.31, Zr02 - 61.39-69.35, Fe,03 - 0.00-2.43, CaO - 0.00-2.81, НЮ2 - 0.00-4.86, Sc,03 до 0.41, Th02 до 2.46~, U03 до 1.12, A1203 до 1.17, Y203 до 2.27, Na20 до 0.98, MgO до 0.15, P,Os до 6.27.

Важное типохимнческое значение для цирконов может иметь Zr/Hf отношение, так как содержание гафния в этом минерале наследуется им из материнских пород (Осовецкий, 2001). В основной части анализов Zr/Hf отношения находятся в интервале 52-98, что свойственно магматическим породам кислого и основного составов и метаморфическим образованиям.

Рутил представлен различной степени окатанности прозрачными и непрозрачными призматическими кристаллами, их осколками и зернами. Цвет рутила от желто-оранжевого и красного до черного. Кроме того, отмечаются округлые окатанные обломки непрозрачных зерен рутила кремового, темно-красного и бурого цветов. Поверхность зерен неровная, шероховатая с царапинами, углублениями и сколами. По результатам микрозондовых исследований химического состава рутила из пород асыввожской свиты было установлено, что он содержит следующие элементы-примеси (мае. %): Nb,Os - 0.07-1.13, Fe203 - 0.08-0.87, V2Os - 0.36-1.35, MnO - 0.02-0.13, Сг,Оэ - 0.03-0.83. К числу наиболее важных типоморфных признаков рутила относятся особенности его химического состава и в первую очередь содержания в нем элементов-примесей (Типоморфизм минералов..., 1989). Рутилы из отложений асыввожской свиты имеют состав близкий к рутилам из магматических ультраосновных, основных (наличие Cr и V) и щелочных (Nb) пород.

Ильменорутил представлен окатанными зернами черного цвета и их обломками. Поверхность минерала обнаруживает многочисленные сколы, царапины и трещины. Изучение химического состава минерала показало, что помимо основных компонентов: ниобия, тантала, титана и железа отмечается присутствие таких элементов-примесей, как вольфрам, ванадий, олово, марганец и скандий. На поверхности зерен выделяются оловосодержащие и ниобийсодержащие негомогенные бесформенные включения, которые, как правило, встречаются совместно и между ними не наблюдается четких границ. Кроме оловосодержащих и ниобийсодержащих фаз, минерал содержит включения с высоким содержанием ТЮ2.

Судя по химическому составу ильменорутила, минерал формировался в разных условиях. По-видимому, в основном, он был связан с гранитами и гранитными пегматитами (повышенное содержание Sn), а также, возможно, с карбонатитами (примесь ванадия). Особенности химического состава минерала также дают основания для вывода о его участии в процессах ко-рообразования (Гракова, 2011).

Общий видовой состав акцессорных минералов из пород пижемской свиты включает гранат, циркон, минералы титана и продукты изменения оксида титана (лейкоксен, рутил, ильменорутил, апатаз, брукит, ильменит), минералы редких земель (ксенотим, монацит, куларит), тантало-ниобатов (колумбит), а также хромшпинелид, турмалин, ставролит, пироксен, амфибол, хлорит, пирит, золото, алмазы. Следует отметить, что почти все они подверглись сильному выветриванию, встречаются кристаллы, которые

при надавливании полностью превращаются в порошок (ильменит, хромит, гранат и др.).

В рассматриваемых отложениях, как и в породах асыввожской свиты к одним из наиболее распространенных акцессориев относятся циркон, рутил и ильменорутил.

Циркон из пород пижемской свиты представлен округлыми и удлиненными зернами и их обломками разной степени окатанности светло-розового цвета, прозрачными и полупрозрачными. Поверхность минерала шероховатая, наблюдаются царапины, углубления, сколы и трещины. По результатам микрозондового исследования минерал характеризуется следующим химическим составом (мае. %): БЮ, - 32.24-34.62, ЪхО>2 - 64.67-66.88, Ре203 -0.04-0.32, СаО - 0.03-0.14, НГО2 - 0.23-2.13. ХтГШ. отношение в пижемских цирконах находится в интервале 52-95 и практически совпадает со значениями этого отношения в цирконах из пород асыввожской свиты.

Рутил встречается в виде полупрозрачных неокатанных и слабоокатанных кристаллов и их осколков оранжевого, красно-бурого до черного цветов. Поверхность минерала шероховатая, отмечаются углубления, сколы, царапины и трещинки. По данным микрозондовых анализов рутил из пород пижемской свиты содержит следующие элементы-примеси (мае. %): НЬ,0, - 0.04-1.94, Ре,03 - 0.18-2.82, У205 - 0.23-1.98, МпО до 0.15, Сг203 до 0.5"1,"\ГО3 до 5.62. Эти данные свидетельствуют, что рутил в отложения пижемской свиты поступал из нескольких источников рутилсодержащих пород. Среди них присутствовали магматические породы основного, ультраосновного и щелочного составов. Хорошая сохранность акцессорного рутила, присутствие слабоокатанных и неокатанных кристаллов, может указывать на то, что вмещающие их магматиты не могли находиться на большом удалении.

Ильменорутил представлен обломками зерен и осколками кристаллов смоляно-черного цвета. Поверхность шероховатая, мелкоямчатая, отмечаются сколы и царапины. Химический состав (в масс. %) ильменорути-ла из отложений пижемской свиты характеризуется низким содержанием Та,О, (0.18). Содержание МЬ,05 составляет 6.21-14.16, У20, - 0.21-1.4, МпО - 0.02-2.99, \У03 - 0.26-0.78, Сг203 - 0.09-0.28. В минерале отмечаются включения колумбита и магнетита. Источником ильменорутила в отложениях пижемской свиты могли быть карбонатиты, т.к. для минерала характерно повышенное содержание V (У,05 до 1.4 мае. %). Также известно, что повышение потенциала П в ильменорутилах может быть связано с его мобилизацией из вмещающих пород при развитии метасоматических процессов.

Изучение акцессорных минералов асыввожской и пижемской свит показывает, что среди них преобладают в той или иной степени окатанные минералы, многие из которых несут следы выветривания (рис. 4), что подтверждает осадочный генезис алмазосодержащих пород.

Рис. 4. Морфология и строение акцессорных минералов из пород алмазсодержащих отложений на Южном и Среднем Тимане: цирконы: а-г - асыввожской свиты, д-з - пи-жемской свиты; минералы группы ТЮ2: и-л - рутилы асыввожской свиты, м - ильмено-рутил асыввожской свиты, н-п - рутил пижемской свиты, р - ильменорутил пижемской свиты.

Разнообразие видового состава акцессорных минералов и особенности их химизма указывают на то, что терригенные породы формировались при размыве гетерогенного субстрата. В петрофонде материнских пород присутствовали мапматические образования, в том числе продукты платформенного магматизма (кислые щелочные породы, щелочные метаультрабазиты, карбонатиты), а также метаморфиты.

Наличие среди акцессорных минералов слабоустойчивых при транспортировке разновидностей, таких как пироксен, амфибол, эпидот, ильменит, а также слабая степень окатанности более устойчивых к механическому разрушению минералов свидетельствует об относительно недалеком от палеороссыпей расположении области размыва материнских пород, в том числе возможных коренных источников алмазов.

Глава 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АЛМАЗОПРОЯВЛЕНИЙ НА ЮЖНОМ И СРЕДНЕМ ТИМАНЕ

Первый вопрос, на который необходимо было ответить при сравнении двух алмазопроявлений на Южном и Среднем Тимане (Осень и Ичетъю), действительно ли продуктивные образования являются осадочными породами. Приведенные выше данные по геологии алмазопроявлений, литолого-петрографическим и петрохимическим особенностям пород и типоморфным признакам акцессорных минералов подтверждают традиционную точку зрения об осадочном генезисе рассматриваемых отложений.

Следующее, что сближает два рассматриваемых объекта — это их приуроченность к основанию палеозойского разреза Тимана. Сходство отмечается в невыдержанности и малой мощности продуктивных на алмазы толщ и их фа-циальной изменчивости, зрелости осадков и наличии продуктов перемыва кор выветривания. При этом индекс химического выветривания (CIA) для пород обеих свит практически одинаков (около 70).

Показательна также фрагментарность в распространении по площади этих отложений, что связано с нестабильной обстановкой осадконакопления.

Палинокомплексы из среднедевонских отложений Среднего и Южного Тимана имеют идентичный таксономический состав, что свидетельствует о сходных палеофациальных условиях осадконакопления.

Для решения вопроса о степени сходства сравниваемых объектов большое значение имеют и минералогические данные. Общий видовой состав акцессорных минералов в алмазопроявлениях Осень и Ичетъю очень близок. Для обоих алмазопроявлений, кроме алмаза, характерно наличие хромшпинелида, ильменорутила, золота. Присутствие таких минералов, как пироксен, амфибол, эпидот, ставролит, турмалин, циркон, рутил, монацит, кс енот им может указывать на сходство пород, слагавших области размыва. Сходны морфологические особенности и микроэлементный состав многих акцессорных минералов из пород сравниваемых нами объектов. В частности, большую степень сходства обнаруживают циркон, рутил и ильменорутил.

Еще одна задача, которая решалась при изучении среднедевонских отложений Южного и Среднего Тимана - оценка дальности возможных источников сноса терригенного материала. Результаты минералогических исследований свидетельствуют, что источники сноса находились на разном расстоянии (разная степень окатанности минералов и сонахождение в породах минералов, имеющих разную устойчивость к механическому воздействию) (рис. 5).

Тем не менее, материнские породы не могли находиться на большом удалении. Расстояние до источников сноса не могло превышать нескольких десятков километров. Об этом, в частности, свидетельствуют данные по миграционной способности некоторых установленных в изученных нами породах минералов тяжелой фракции (Бергер, 1986), таких, например, как колумбит, малакон

(1.5-2.5 км), танталит (до 5 км). На это же указывает присутствие в породах слабоустойчивых минералов (пирит, амфибол, эпидот, колумбит) и среднеу-стойчивых (монацит, ксенотим, альмандин, ставролит, анатаз).

В«остеяе шзкмриея ясдавшкий яоомкй «ею-

\ Сншшшадштвткв

«я^чялпилг-с^ммяю \

Рржш ашажшж»! кщт»

Рис. 5. Морфологические особенности акцессорных минералов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнено комплексное исследование двух пространственно разобщенных, но близких по возрасту алмазсодержаших отложений Среднего и Южного Тимана и получены новые данные об условиях образования этих пород.

Вскрыт, опробован и детально описан контакт асыввожской (Б,) и джежим-ской (К17,) свит на Южном Тимане. Показано, что контакт - стратиграфический; породы асыввожской свиты залегают на неровной выветрелой поверхности.

Установлено, что породы асыввожской и пижемской свит сформировались за счет гетерогенного субстрата. Впервые выполнена реконструкция состава размываемых пород (в основном на базе минералогических данных).

Впервые установлен химический состав многих акцессориев в породах асыввожской свиты и существенно дополнены данные по составу минералов в породах пижемской свиты.

По условиям формирования, способу питания и дальности переноса индикаторных минералов отложения пижемской и асыввожской свит относятся к вторичным россыпям. Древние россыпи Тимана образовывались за счет пере-мыва и многократного переотложения подстилающих терригенных толщ, продуктов платформенного магматизма: кислых щелочных пород, щелочных ме-

таультрабазитов, карбонатитов, а также метаморфических пород. Возможно, участие в осадконакоплешш материала вторичных коллекторов.

Для Южного Тимана впервые сделан вывод о близости источников размыва, а для Среднего Тимана подтвержден. Сделана количественная оценка этого расстояния на основе классификации Бергера. Транспортировка материала в тиманские россыпи в среднедевонское время происходила преимущественно с юго-запада. Наиболее вероятным районом развития материнских пород россыпи Ичетью могла быть возвышенность Четласского Камня, а россыпи Осень - пограничные с Южным Тиманом области Сысольского и Коми-Пермяцкого сводов.

На Южном Тимане возможно обнаружение среднедевонских алмазоносных россыпей промышленного значения, аналогичных россыпи Ичетью на Среднем Тимане.

Главные перспективы выявления корешшх источников алмазов на Тимане связаны с массивами щелочно-ультраосновных пород и карбонатитов Четласского Камня. Пограничные с Тиманом области Сысольского и Коми-Пермяцкого сводов не представляют первоочередной интерес в силу глубокого залегания (более 1 км) додевонскпх отложений.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях автора:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

Гракова О.В. Акцессорный ильменорутил алмазеодержащих среднедевонских пород Южного Тимана // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН, 2011. № 10. С. 11-13.

Гракова О.В. Видовой состав, химические и типоморфные особенности акцессорных минералов девонских алмазеодержащих отложений Южного и Среднего Тимана // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН, 2014. № 3 С. 3-8.

Статьи и материалы докладов, опубликованные в сборниках научных трудов и материалах научно-практических конференции:

Кателя (Гракова) О.В. Минералы алмазоносных пород пижемской свиты Среднего Тимана // Сыктывкарский минералогический сборник. № 35. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 2007. С. 81-88.

Кателя (Гракова) О.В. Геологическое строение среднедевонских алмазоносных отложешга Южного Тнмана // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: Материалы регион, науч.-практ. конф. Пермь: ПермГУ, 2008. С, 66-67.

Гракова О.В. Минеральный состав алмазоносных среднедевонских отложений Южного Тимана // Геолопи европейского севера России. Сб. № 7. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 2009. С. 73-83.

Гракова О.В. Минералогическая характеристика алмазоносных терриген-

ных отложений асыввожской свиты Южного Тимана // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 18-й научной конференции. Сыктывкар: Геопринт, 2009. С. 35-38.

Гракова О.В. Особенности минералогического состава алмазоносных пород среднего девона (Южный Тиман) // Материалы Международного молодежного научного форума «JIOMOHOCOB-2010» [Электронный ресурс] / Отв. ред. И. А. Алешковский, П. Н. Костылев, А. И. Андреев, А. В. Андропов. — М.: МАКС Пресс, 2010. Режим доступа: http://lomonosov-msu.ru, свободный.

Гракова О.В. Алмазопроявления Среднего и Южного Тимана: сравнительный анализ // Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий: Материалы VIII Межрегиональной научно-практической конференции. Уфа, 2010. С. 53-54.

Гракова О.В. Сравнительный анализ алмазопроявлений на Среднем и Южном Тимане // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 19-й научной конференции. Сыктывкар: Геопринт, 2010. С. 31-33.

Гракова О.В. Состав и условия формирования алмазопроявлений Тимана // Геология, тектоника и металлогения Северо-Азиатского кратона: Материалы Всероссийской конференции. Якутск: Издательскополиграфический комплекс СФВУ, 2011. Т. 1.С. 241-244.

Гракова О.В. Геологическое строение и минералогический состав алмазопроявлений Среднего и Южного Тимана // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XXIV Всероссийской молодежной конференции. Иркутск: ИЗК, 2011. С. 55-57.

Гракова О.В. Химический состав и типоморфные особенности акцессорного ильменорутила асыввожской свиты (Южный Тиман) // Уральская минералогическая школа-2011: Материалы Всероссийской научной конференции. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2011. С. 85-87.

Гракова О.В. Условия образования акцессорного ильменорутила в алмаз-содержащих среднедевонских отложениях Южного Тимана // Геология, геофизика и геоэкология: исследования молодых: Материалы XXII конференции молодых ученых, посвященной памяти К. О. Кратца (ИГ Кольского НЦ РАН). Апатиты, 20И. С. 118-120.

Гракова О.В. Типоморфные признаки ильменорутила как критерий при определении генезиса алмазеодержащих пород Тимана // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сешента: Материалы 20-й научной конференции. Сыктывкар: Геопринт, 2011. С. 39-43.

Гракова О.В. Алмазоносные отложения Среднего и Южного Тимана — минеральный состав и условия образования // Материалы II Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А. П. Карпинского. Санкт-Петербург: ВСЕГЕИ, 2011. С. 22-23.

Гракова О.В. Условия образования алмазеодержащих пород Тимана //

Модели образования алмаза и его коренных источников. Перспективы алма-зоносности Украинского щита и сопредельных территорий: Сборник тезисов Международной научной конференции - Киев: Издательство «ТОВ ЦПКОМ-ПРИНТ», 2012. С. 62-64.

Гракова О.В. Проблема генезиса алмазсодержащих отложений Тимана (ал-мазопроявления Осень и Ичетью) // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 21-й научной конференции. Сыктывкар: Геопринт, 2012. С. 42-46.

Гракова О.В. Хромшпинелиды алмазсодержащих среднедевонских пород Среднего Тимана // Материалы IV Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А. П. Карпинского. Санкт-Петербург: ВСЕГЕИ, 2013. С. 22-23.

Гракова О.В. Тииоморфные особенности минералов алмазсодержащих терригенных пород Тимана // Материалы II всероссийской (XII) молодёжной научной конференции «Молодёжь и наука на севере», Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 2013. Т. II. С. 75-76.

Гракова О.В. Видовой состав, химические и типоморфные особешюсти акцессорных минералов девонских алмазсодержащих отложений Южного и Среднего Тимана // XVI Геологический съезд Республики Коми: «Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России» Т. II. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2014. С. 292-295.

Grakova O.V. Mineralogy of diamond-bearing terrigenous rocks in the north-east borderland of the East-European platform // 14 - international EMPG conference. Kiel, 2012. P. 69.

Grakova O.V. Accessory ilmenorutile of diamondiferous terrigenous rocks of South Timan in the north-east borderland of the East-European platform // 10th Swiss Geoscience Meeting. Bern, 2012. P. 116.

Тираж 100_Заказ 937

Издательско-информационый отдел Института геологии Коми НЦ УрО РАН, 167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, д. 54. E-mail: geoprint@geo.komisc.ru

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Гракова, Оксана Васильевна, Сыктывкар

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

04201459559 На правах рукописи

Гракова Оксана Васильевна СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЕВОНСКИХ АЛМАЗСОДЕРЖАЩИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮЖНОГО И СРЕДНЕГО ТИМАНА

Специальность 25.00.01 - Общая и региональная геология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель: Доктор геолого-минералогических наук

Ю. И. Пыстина

Сыктывкар 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение................................................................................................. 3

Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ АЛМАЗСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД СРЕДНЕГО И ЮЖНОГО ТИМАНА................................................................................. 7

1.1. История геологической изученности района в связи с проблемой алмазоносности......................................................................................... 7

1.1.1. Средний Тиман......................................................................................... 7

1.1.2. Южный Тиман....................................................................................... 18

1.2. Современное состояние проблемы генезиса алмазсодержащих

отложений Среднего и Южного Тимана.........................................................20

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА....................................... 30

2.1. Стратиграфия........................................................................................... 30

2.2. Тектоника.......................................................................................... 42

2.3. Магматизм......................................................................................... 48

Глава 3. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТЛОЖЕНИЙ, ВМЕЩАЮЩИХ АЛМАЗОПРОЯВЛЕНИЯ ЮЖНОГО И СРЕДНЕГО ТИМАНА

3.1.1. Алмазопроявление Осень.................................................................... 50

3.1.2. Палеороссыпь Ичетъю........................................................................ 72

3.2. Петрографическая характеристика............................................................ 78

3.3. Литохимические особенности отложений.................................................. 86

Глава 4. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТИПОМОРФНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ................ 94

4.1. Алмазопроявление Осень..................................................................... 94

4.2. Алмазопроявление Ичетъю.................................................................. 119

Глава 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

АЛМАЗОПРОЯВЛЕНИЙ НА ЮЖНОМ И СРЕДНЕМ ТИМАНЕ........................ 138

Заключение.......................................................................................... 149

Литература.......................................................................................... 151

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В геологической истории развития Тимана существовал большой перерыв в осадконакоплении, приходящийся на раннепалеозойское время. Это способствовало широкому проявлению процессов выветривания, вследствие чего произошла концентрация целого ряда полезных компонентов. Тиманский регион является областью распространения месторождений бокситов и титана, перспективных проявлений редких, цветных и благородных металлов, алмазов и многих других полезных ископаемых.

Проблема алмазоносности Тимана находится в поле зрения исследователей уже более пятидесяти лет. Проведенные за это время работы привели к открытию кимберлитовых трубок, в том числе с признаками алмазоносности, а также алмазопроявлений в девонских отложениях Тимана. Вопрос об условиях формирования, размещения и строения алмазопроявлений Тимана остается предметом дискуссий. В настоящее время в противовес традиционной гипотезы о россыпях и промежуточных коллекторах, возникла новая гипотеза о коренных алмазных месторождениях туффизитового типа. Для сторонников россыпной природы алмазопроявлений остается нерешенным вопрос о возможных источниках сноса на Среднем Тимане. Практически этот вопрос не рассматривался для алмазоносных отложений Южного Тимана.

Изучение вещественного состава алмазсодержащих отложений, в том числе типоморфных особенностей и химического состава акцессорных минералов, является важным аспектом при определении условий образований этих пород и оценки перспектив выявления промышленно значимых алмазоносных объектов на Среднем и Южном Тимане.

Целью работы является установление условий образования девонских терригенных отложений асыввожской свиты в районе Джежимпарминского поднятия на Южном Тимане и пижемской свиты в междуречье Умбы и Средней на Среднем Тимане.

Для реализации цели работ были поставлены следующие задачи:

1. Изучение литолого-геохимических особенностей отложений асыввожской и пижемской свит.

2. Изучение химического состава и типоморфных особенностей акцессорных минералов.

3. Сравнительная характеристика вещественного состава асыввожской и пижемской свит.

4. Реконструкция условий образования пород асыввожской и пижемской свит.

5. Оценка удаленности возможных источников сноса девонских отложений Среднего и Южного Тимана.

Фактический материал и методика исследования. Материал для исследований отбирался автором в ходе полевых работ на Южном Тимане в районе Джежимпарминского поднятия, начиная с 2004 г., а также использованы уже имеющиеся коллекции образцов и проб по Среднему и Южному Тиману. Всего из отложений асыввожской и пижемской свит отобраны и изучены более 300 образцов и около 80 протолочных проб. Автором также была изучена коллекция шлихов из отложений пижемской свиты, любезно предоставленная Н.В. Повонской (ООО «Геолог 1», г. Ухта). Кроме традиционных исследований на поляризационном микроскопе (описание шлифов, изучение минералов в иммерсии) выполнено более 250 анализов химического состава отдельных минералов с помощью микрозондового метода, 24 рентгенолюминесцентных анализа минералов, более 50 анализов химического состава пород с помощью рентгенофлуоресцентного метода. Все аналитические работы проводились в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН.

Научная новизна.

1. В результате изучения вещественного состава отложений асыввожской и пижемской свит и их сравнительной характеристики установлено, что они формировались в сходных фациальных условиях.

2. На основе изучения видового состава, количественных соотношений, геохимических и морфологических признаков акцессориев установлено, что древние россыпи Тимана образовывались за счет перемыва подстилающих терригенных толщ, магматических пород, в том числе продуктов платформенного магматизма (кислых щелочных пород, щелочных метаультрабазитов, карбонатитов), а также метаморфических пород.

3. Выявлены типоморфные признаки отдельных минералов-индикаторов, указывающие на то, что среднедевонские отложения Южного Тимана, также как и на Среднем Тимане не несут признаков флюидизатной проработки; они являются первично осадочными терригенными породами, прошедшими стадию корообразования, сопровождающуюся метасоматическими преобразованиями.

4. В результате геологических и минералогических исследований был сделан вывод о близости источников сноса отложений асыввожской и пижемской свит и подтвержден один из возможных районов развития материнских пород — Четласское поднятие.

Практическое значение работы. Результаты исследований могут быть использованы при проведении геологосъемочных, поисковых и поисково-оценочных работ на Среднем и Южном Тимане.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Девонские алмазоносные отложения Южного и Среднего Тимана образовывались за счет перемыва подстилающих терригенных толщ, магматических пород, в том числе продуктов платформенного магматизма (кислых щелочных пород, щелочных метаультрабазитов, карбонатитов), а также метаморфических пород.

2. Минералогические данные (относительно слабая окатанность устойчивых акцессорных минералов, присутствие слабоустойчивых при транспортировке минералов) свидетельствуют о близости источников сноса девонских алмазсодержащих отложений Южного и Среднего Тимана.

3. Девонские алмазоносные отложения Среднего и Южного Тимана имеют высокую степень сходства геологического строения, вещественного состава и условий их формирования, что создает предпосылки обнаружения на Южном Тимане промышленно значимых россыпей, аналогичных россыпи Ичетью.

Апробация работы: Основные результаты исследования были доложены на XIV и XVI Геологических съездах Республики Коми (Сыктывкар, 2003), XVI и XVII конференциях молодых ученых, посвященных памяти К.О. Кратца (Апатиты, 2005; Петрозаводск, 2006), научных чтениях памяти П.Н. Чирвинского (Пермь, 2006), Демидовских чтениях на Урале: Первом Российском научном форуме (Екатеринбург, 2006), VII международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2006, 2014» (Ухта, 2006, 2014), Третьей Сибирской Международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2006), 12-й, 15-й, 18-й, 19-й, 20-й, 21-й и 22-й молодежных научных конференциях «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента» (Сыктывкар, 2003, 2006, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013), II Всероссийской (XVII) молодежной научной конференция «Молодежь и наука на Севере» (Сыктывкар, 2013)

По теме диссертации опубликовано 40 печатных работ, из них 2 в рецензируемом журнале из числа рекомендуемых ВАК.

Структура диссертации: Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 158 страниц, включает 53 рисунка и 30 таблиц. Список литературы содержит 97 наименований.

Работа выполнена в лаборатории региональной геологии Института геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук (г. Сыктывкар).

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю данной работы д.г.-м.н. Ю.И. Пыстиной.

Автор благодарен руководству Института геологии Коми НЦ УрО РАН и лично академику Н.П. Юшкину и академику A.M. Асхабову за помощь и предоставленную возможность выполнения диссертационной работы.

Автор признателен д.г.-м.н. A.M. Пыстину за помощь в процессе выполнения работы, ценные рекомендации, дополнения и замечания. Автор благодарит д.г.-м.н. B.JI. Андреичева, д.г.-м.н. В.И. Силаева, д.г.-м.н. JI.H. Андреичеву, д.г.-м.н. Ю.А. Ткачева, д.г.-м.н. С.К. Кузнецова, д.г.-м.н. О.Б. Котову, д.г.-м.н. А.И. Антошкину, д.г.-м.н. А.Б. Макеева, д.г.-м.н. В.И. Ракина, д.г.-м.н. Н.Ю. Никулову, д.г.-м.н. B.C. Цыганко, д.г.-м.н. О.П. Тельнову, д.г.-м.н. Т.Г. Шумилову, к.г.-м.н. И.В. Козыреву, к.г.-м.н. Г.Н. Лысюк, к.г.-м.н. Т.П. Майорову, к.г.-м.н. Н.В. Ильину, к.г.-м.н. В.А. Салдина, к.г.-м.н. Ю.В. Глухова, к.г.-м.н. И.И. Голубеву за научные консультации, к.г.-м.н. Э.С. Щербакова, Н.В. Повонскую, Н.Х. Никитину за предоставленный материал по Среднему Тиману, В.Н. Филиппова за проведенные микрозондовые исследования, к.г.-м.н. Р.И. Шайбекова, к.г.-м.н. Н.С. Уляшеву, к.г.-м.н. Т.А. Пономареву, к.г.-м.н. И.Л. Потапова, к.г.-м.н. Т.Н. Марченко-Вагапову, к.г.-м.н. Ю.В. Голубеву, к.г.-м.н. М.Н. Буравскую, к.г.-м.н. Б.А. Макеева, К.И. Исайчева, Н.В. Шушкову, С.Л. Ничипор, Ю.В. Денисову, A.B. Панфилова, Т.В. Хазову за внимание и поддержку, сотрудников шлифовальной мастерской и химической лаборатории за обработку материалов.

Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ АЛМАЗСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД СРЕДНЕГО И ЮЖНОГО ТИМАНА

1.1. История геологической изученности района в связи с проблемой

алмазоносности

Первые упоминания о находке единичных алмазов на территории Тимана относятся к XVII веку, находки XIX века уже вполне достоверны, а во второй половине XX века единичные находки алмаза отмечаются на всем протяжении Тиманского Кряжа, причем отдельные россыпи приближаются по содержаниям этого минерала к промышленным. Наиболее известна на сегодня россыпь Ичетью.

Специализированные работы по поискам алмазов начались лишь с 50-х годов XX столетия: М.А. Апенко, М.И. Плотникова и др. Особенно интенсивно они развернулись в 70-80-х годах, когда в результате широких площадных исследований и мелкообъемного опробования были сделаны новые находки алмазов и спутников на всем протяжении Тимана и открыты тела эруптивных брекчий и кимберлитов. Широкомасштабные поисковые работы, в которых принимал участие большой отряд геологов из разных учреждений (H.A. Айбабин, В.А. Дудар, A.A. Иванов, П.П. Битков, М.И. Осадчук, П.И. Васильев, Н.М. Пармузин, В.Г. Черный, Б.А. Яцкевич, В.К. Соболев, B.C. Щукин, A.M. Плякин, Б.А. Мальков, Э.С. Щербаков, А.Б. Макеев и многие другие) позволили сделать много находок алмазов, принесли большой объем геологической информации для анализа проблемы алмазоносности, локализовали ряд перспективных участков, привели к открытию промышленных россыпей, но вопрос о коренных источниках алмазов оставался и остается открытым (Юшкин, 2001).

Как уже отмечалось, находки алмазов известны сегодня по всему Тиману, т. е. таманские алмазоносные площади переходят в уральские, что подчеркивает их единую природу. На основании геологического анализа и результатов многолетних поисковых работ в качестве наиболее перспективных на алмазы выделяются Вольско-Вымская гряда (с промышленной россыпью и тремя выявленными кимберлитовыми диатремами), Обдырское поднятие, Четласское поднятие, Цилемская, Джежимпарминская и Немская площади, Северный Тиман. Тиман и прилегающие к нему площади представляются одним из перспективных алмазоносных регионов европейской части России.

1.1.1. Средний Тиман

Первые сведения о возможной алмазоносности на Среднем Тимане появляются в 1955 году в работе Г.В. Матвеевой и A.B. Позднякова «Обзор геологического строения и

анализ перспектив алмазоносности Тимана и Западного Притиманья», где в качестве вероятных промежуточных коллекторов были предложены грубообломочные отложения рифея, среднего девона, нижнего триаса и верхней юры. В 1955 - 1956 гг. при крупнообъемном опробовании аллювиальных отложений в бассейнах рек Печорской и Мезенской Пижмы и Цильмы было найдено семь кристаллов алмазов общим весом 80,4 мг, а также лиловые и красные пиропы. В 1957 - 1958 гг. работы на поиски алмазов проводились Северо-Западным и Коми-Ненецким геологическими управлениями; Я.М. Кравцовым и Л.И. Неплоховой установлен пироп в среднедевонских отложениях. Минерал по химическому составу оказался аналогичным некоторым пиропам из якутских кимберлитов. В результате сделан вывод в отношении перспективности промежуточных среднедевонских коллекторов. В 1959 году партией № 26 Северной экспедиции I Главного геологического управления и партией 193 Коми-Ненецкого геологического управления были организованны работы по поиску коренных источников алмазов. Предполагалось два возможных типа первоисточников алмазов: гипербазиты и кимберлиты, связанные с зонами глубинных разломов по которым происходило излияние базальтов в верхнем девоне (Бакулина и др., 1985 г.).

При проведении аэромагнитной съемки масштаба 1: 25000 в бассейне р. Печорской Пижмы П.И. Васильевым в 1959 году были выявлены линейно вытянутые положительные магнитные аномалии, которые интерпретировались как дайки основных пород. По этим данным была выделена зона глубинного разлома, с которой могли быть связаны линейные дайки долеритов и коренные источники алмазов. Впоследствии на основании геофизической съемки были сделаны другие выводы. Наличие глубинного разлома было поставлено под сомнение. Было показано, что линейно вытянутые магнитные аномалии связаны со стратиграфическим горизонтом сланцев, обогащенных магнетитом. Эти положения легли в основу стратиграфического и структурно-тектонического строения Среднего Тимана и, как отмечают А.Б. Макеев и В.А. Дудар (Макеев, Дудар, 2001), надолго «затормозили» решение проблемы картирования глубинных разломов, которые, по их мнению, определяют современный структурный план и локализацию рудопроявлений и магматических тел. Линейные магнитные аномалии стали интерпретироваться на всех поисковых и картируемых площадях Тимана одинаково -как слабомагнитные сланцевые горизонты.

К 1964 году группой Коми филиала АН СССР под руководством д. г.-м. н. Ю.П. Ивенсена проведены петрохимические и минералогические исследования пород дайкового комплекса (Ивенсен, 1964). Среди лампрофировых образований Тимана Ю.П. Ивенсен выделил биотитовые пикриты, шонкиниты-бекинкиниты, биотитизированные

вогезиты, меланократовые минетты и тералитовые порфириты. Он отметил резко калиевый характер лампрофиров Четласского Камня. Ю.П. Ивенсен считал, что биотитовые пикриты образуют ряд между составами кимберлита и слюдяного перидотита, отличаясь меньшей щелочностью и соответственно большим содержанием «анортитовой извести».

С 1971 года геологами Ухтинского ТГУ, под руководством Черного В.Г., совместно с сотрудниками ВСЕГЕИ были предприняты более детальные исследования магматического комплекса Среднего Тимана. В результате получены новые данные, которые позволили доказать принадлежность дайкового комплекса Четласского Камня к щелочно-ультраосновной формации. В ее составе были выделены две субформации: ранняя ультраосновная щелочноземельная полевошпатовая натриевого ряда и поздняя ультраосновная щелочная бесполевошпатовая калиевого ряда. В первую субформацию объединены породы типа малиньитов, шонкинитов, бекинкинитов, мончикитов, плагиоклазитов, а также альбит-эгириновые породы и рудные карб