Том 23, № 4 (2023)

Объект исследования. В настоящее время в геодинамической теории возобладало представление о том, что в мантии Земли преобладает термохимическая конвекция различных уровней, в которой центробежные ветви представлены плюмами, а центростремительные - зонами субдукции. Цели и задачи исследования. Изучение алмазов позволяет понять, когда, на каком уровне в мантии, в каких Р-Т условиях, в какой геохимической обстановке родились конкретные алмазы, которые были затем вынесены центробежным конвекционным потоком к поверхности Земли, и тем самым охарактеризовать этот поток. Материалы и методы. Обобщение многочисленных опубликованных материалов, характеризующих минеральные включения в алмазах, позволяют существенно конкретизировать общую картину конвекции в мантии Земли в разные эпохи и в разных регионах. Результаты. Результаты изучения включений в алмазах в сопоставлении с экспериментальными данными о Р-Т условиях образования минеральных парагенезисов этих включений и с геофизическими данными о свойствах мантии свидетельствуют о том, что глубина образования алмазов варьирует от низов литосферы в верхах верхней мантии до основания нижней мантии. При этом доля алмазов, содержащих минеральные включения, характерные для нижней мантии, составляет лишь первые проценты от общего количества алмазов. Выводы. Вынос разноглубинных алмазов на поверхность - неоспоримое свидетельство конвекции (в виде плюмовой активности) в мантии. Таким образом, пополняется все новыми фактами независимый источник сведений, подтверждающий реальность существования плюмов, охватывающих всю мантию, что немаловажно на фоне постоянно возобновляющейся дискуссии о плюмах и их классификации по глубинности зарождения. Вместе с тем изучение минеральных включений в алмазах, особенно когда это касается сверхглубинных алмазов, сталкивается с трудностями, связанными с тем, что они на пути к поверхности испытывают ретроградные изменения, резорбцию, иногда и полное растворение. Эти обстоятельства снижают вероятность встречаемости сверхглубинных алмазов и требуют особого учета при вынесении окончательных суждений о реальности существования глубинных плюмов.

Объект исследования. В статье приведены результаты исследования твердофазных включений в кристаллах калийсодержащих турмалинов Кумды-Кольского месторождения микроалмазов. В задачи исследования входила оценка Р-Т условий образования кристаллов калийсодержащего турмалина. Материалы и методы. Анализы минералов и их поэлементное картирование были выполнены на рентгеноспектральном микроанализаторе и являются основой данного исследования Методы КР-спектроскопии использовались для идентификации полиморфных модификаций углерода и SiO2. Результаты. Впервые найдены включения кристаллов алмаза в турмалинах с содержанием К2О в интервале от 1.0 до 1.6 мас. %. Ранее этот минерал был идентифицирован лишь в наиболее богатых калием ядрах кристаллов турмалина, которые и были утверждены в качестве нового конечного члена - маруямаита. Впервые выявлены включения алмазсодержащего циркона в кристаллах турмалина, с содержанием К2О ниже предела обнаружения. Как и в предыдущих исследованиях, диагностированы включения КПШ в кристаллах как маруямаита, так и турмалина, с переменным содержание калия. Выводы. Данные находки позволяют сделать вывод о необязательности высокобарического образования богатого калием турмалина. Вероятнее всего, особенности химического состава флюида являются главным фактором, контролирующим появление этого необычного по составу турмалина.

Объект исследования. Спектроскопические характеристики минералов мантийных перидотитов и создание неразрущающей методики экспрессной оценки химического состава минеральных включений в природных алмазах перидотитового парагенезиса с использованием данных рамановской спектроскопии. Материалы и методы. В работе были исследованы алмазы как с единичными минеральными включениями, так и с ассоциациями включений перидотитового парагенезиса (оливин, ортопироксен, клинопироксен, гранат) из разных месторождений Якутской алмазоносной провинции. Химический состав минеральных включений в алмазах определялся с помощью рентгеноспектрального микроанализа, рамановские спектры включений были получены на спектрометре, оснащенном Nd:YAG лазером с длиной волны 532 нм. Результаты. Спектроскопические характеристики минеральных включений в природных алмазах отражают особенности их химического состава: смещение положений рамановских пиков DB1 и DB2 в спектрах оливина демонстрирует изоморфизм форстерит-фаялит (Mg-Fe); изменение положений валентных колебательных мод в КР-спектрах клинопироксена Si-Onbr (ν16) и Si-Obr (ν11) и ортопироксена (ν17) отражает изоморфизм диопсид-жадеит (CaMg-NaAl) и энстатит-ферросилит (Mg-Fe), смещения положений деформационных (ν2) и валентных (ν1, ν3) мод колебательных энергий связи Si-O в гранатах отражают изоморфизм пар Al-Cr и Ca-Mg соответственно. Выводы. Выявленные корреляции были использованы при построении регрессионных линий, которые можно применять для количественного определения содержаний главных химических компонентов минеральных включений граната и клинопироксена перидотитового парагенезиса in situ в алмазах. Разработанная методика оценки химического состава включений граната и клинопироксенов потенциально может быть использована при разделении включений клинопироксенов и гранатов разных мантийных парагенезисов.

Объект исследований. Дефектно-примесный состав выборки коричневых алмазов из россыпей западного склона Среднего/Северного Урала. Методы. Анализ характерных спектроскопических особенностей дефектов в алмазах проводился с помощью фотолюминесценции и ИК спектроскопии. Результаты. Изученные алмазы представляют собой округлые изометричные кристаллы додекаэдрического (тетрагексаэдрического) габитуса. Согласно результатам люминесценции (ФЛ) и инфракрасной спектроскопии можно выделить три группы кристаллов: (i) средне- и высокоазотные с низкой агрегацией и доминирующими дефектами H3 и 490.7 нм в спектрах ФЛ; (ii) средне- и высокоазотные с высокой агрегацией и преобладанием дефектов N3 в спектрах ФЛ; (iii) низкоазотные с низкой агрегацией и доминирующими дефектами S1 в спектрах ФЛ. Первая группа характеризуется зеленым свечением при возбуждении лазером с длиной волны 405 нм, для второй и третьей группы характерно голубое и желтое свечение, соответственно. Голубое свечение для кристаллов из выборки обусловлено, прежде всего, наличием центра N3V. Данный дефект появляется как результат агрегационной последовательности примеси азота и соответствует алмазам, подвергшимся наиболее высокотемпературному отжигу (1100-1260°C). Алмазы, содержащие центр S1, характеризуются низким содержанием и агрегацией азота по сравнению с кристаллами других групп. Кристаллы алмаза группы (i), в спектрах ФЛ которых доминируют системы H3 и 490.7 нм, имеют более интенсивную коричневую окраску. Выводы. Полученные данные указывают на то, что отжиг при более высоких температурах ответственен за возникновение N3V центров в высокоагрегированных алмазах. Низкая агрегация %В1 и содержание азота связаны с наличием геттера азота (предположительно титана) в составе S1 центра. Интенсивная коричневая окраска проявляется в группе алмазов с доминирующими системами A, H3 и 490.7 нм, что указывает на возможную взаимосвязь азота и соответствующего оптического поглощения.

Объект исследования. В работе приводятся результаты изучения минералов группы апатита из айликитов зиминского щелочно-ультраосновного карбонатитового комплекса. Цель. Особенности состава апатитов исследовались для идентификации изученных пород с целью понимания закономерностей распределения элементов в магме айликитов на поздних стадиях кристаллизации. Материалы и методы. Нами были изучены минералы группы апатита из 6 образцов (4 - из даек Большетагнинского массива, 1 - из Бушканайской дайки, 1 - из Белозиминской трубки). Образцы имеют схожие текстурно-структурные особенности, но разный минеральный состав основной массы. Результаты. Минералы группы апатита широко распространены в основной массе всех изученных пород. Для них характерны идиоморфные, субидиоморфные однородные по составу кристаллы, размером 10-100 мкм. Минералы были идентифицированы как фторапатиты и гидроксилапатиты, для которых характерны значительное содержание SiO2 (до 5 мас. %), низкие содержания SrO (до 1.5 мас. %) и РЗЭ2О3 (до 2 мас. %). Кроме того, в состав изученных апатитов входит MgO, FeO, Na2O, SO4, CO3. Для фторапатитов из дайковых айликитов характерно более высокое содержание кремния по сравнению с апатитами из Белозиминской трубки. Апатиты из свежих айликитов Бушканайской дайки имеют относительно более высокое содержание Sr, РЗЭ, F, чем минералы из серпентинизированных образцов. Выводы. Состав изученных апатитов имеет низкое содержание Sr и Ba по сравнению с апатитами из оранжеитов и лампроитов. По содержанию Sr, Si и РЗЭ исследованные апатиты схожи с таковым из кимберлитов и айликитов. Эти различия позволяют использовать минералы группы апатита в качестве индикаторного минерала для классификации кимберлитов и родственных пород, но только в сочетании с петрографией и составом других минералов основной массы.

Объект исследования. Морфология зерен ксенокристов гранатов из кратерной и диатремовой частей высокоалмазоносной кимберлитовой трубки им. В. Гриба Архангельской алмазоносной провинции. Цель исследования. Реконструировать основные этапы эндогенного и экзогенного морфогенеза гранатов из кратерной и диатремовой частей кимберлитовой трубки на основании детального изучения их морфологических особенностей. Показать возможность использования полученных данных при интерпретации морфологии зерен минералов-индикаторов кимберлита из шлихоминералогических проб при поисково-разведочных работах на алмазы на севере Восточно-Европейской платформы. Материалы и методы. Было проведено детальное изучение морфологии 655 зерен гранатов, отобранных из концентрата минералов тяжелой фракции раздробленных пород, представляющих кратерную (песчаники) и диатремовую (кимберлит) части трубки им. В. Гриба с помощью методов оптической и электронно-сканирующей микроскопии. Из пород кратерной части, извлеченных из керна одной заверочной скважины и представляющих интервал от 70 до 174 м от поверхности, были выбраны все визуально диагностируемые зерна гранатов. Для сравнения из 1100 зерен ксенокристов гранатов, отобранных методом случайной выборки из концентрата минералов тяжелой фракции кимберлита диатремовой части, выбраны 180 зерен гранатов, представляющих четыре цветовые группы: фиолетовые, красные, красно-оранжевые и оранжевые. Результаты. Установлено, что большинство зерен гранатов из кратера (96%) и диатремы (89%) имеет признаки только эндогенного этапа морфогенеза. Тем не менее в трубке обнаружены гранаты с хорошо развитым пирамидально-черепитчатым (3% в кратере и 11% в диатреме) и каплевидным рельефами (1% в кратере), которые могли формироваться только в результате постмагматических процессов. Впервые в глубинной диатремовой части трубки (более 200 м от поверхности), сложенной плотным кимберлитом, обнаружены гранаты с хорошо развитым пирамидально-черепитчатым рельефом, которые ранее для Восточно-Европейской платформы интерпретировались только как составляющие вторичного коллектора или верхних горизонтов кратерных частей трубок. Выводы. Гранаты с хорошо развитым пирамидально-черепитчатым рельефом, обнаруженные в шлихоминералогических пробах, могут быть интерпретированы как из вторичного коллектора только имея признаки механического износа; отсутствие следов механического износа на таких зернах не позволяет исключать близость расположения коренного источника. Факт обнаружения в кратерной части кимберлитовой трубки им. В. Гриба (в интервале глубин 150-168 м от поверхности) гранатов с каплевидным рельефом также ставит под вопрос однозначную интерпретацию таких зерен из шлихоминералогических проб как признак вторичного коллектора; только максимальная степень растворения гранатов с формированием кубоидов или наличие признаков механического износа может указывать на переотложенный характер ореола. Результаты исследования подтверждают необходимость усовершенствования шлихоминералогического метода поисков алмазных месторождений по типоморфным особенностям минералов-индикаторов кимберлитов применительно к условиям севера Восточно-Европейской платформы.

Объект исследования. Алмазоносные эксплозивно-обломочные и осадочно-вулканокластические породы основания карнийского яруса верхнего триаса, приуроченные к западному крылу Булкурской антиклинали на северо-востоке Сибирской платформы. Цель. Выявление признаков алмазоносности пород основания карнийского яруса. Материалы и методы. В работе рассматриваются авторские оригинальные материалы, полученные при поисково-оценочных работах ООО “Арктическая горная компания” в 2022-2023 гг., представленные результатами полевых наблюдений и минералого-петрографических исследований. Определение типов пород осуществлялось посредством петрографического изучения в прозрачных шлифах на микроскопе Leica DM2700P с использованием известных классификаций. Алмазы и минералы-спутники были выделены из шлиховых проб и описаны в ЦАЛ Вилюйской геологоразведочной экспедиции ПАО “АЛРОСА”. Оценка содержания алмазов и пиропов в керновых и валовых пробах (кар/т) сделана с учетом их прямой корреляции. Результаты. Установлено, что максимальные концентрации алмазов локализованы в породах западного крыла Булкурской антиклинали, где они выявлены в лапиллиевых туфах, ксенотуфобрекчиях и ортотуффитах. Меньшей алмазоносностью обладают паратуффиты и туфоалевропесчаники. Выводы. Алмазоносность пород основания карнийского яруса положительно коррелирует с содержанием пиропов и степенью насыщенности вулканокластическим материалом. Потенциально алмазоносными являются туфоалевропесчаники булкурской пачки основания осипайской свиты и перекрывающие их органогенные аргиллиты - “ракушняки”. Алмазоносные образования имеют значительную мощность и высокую продуктивность, что позволяет рассчитывать на существенное увеличение прогнозного потенциала алмазов в арктической зоне Российской Федерации.

Объект исследования. Девонский коллектор алмазов на Урале, такатинская свита эмсского яруса нижнего девона (D1tk). Цель. Подтверждение и определение условий алмазоносности объекта исследования. Материалы и методы. Обобщение первичной и интерпретированной геологической информации. Литолого-фациальный анализ. Историко-геологическая реконструкция. Картографический анализ и геолого-картографическое моделирование в среде ГИС ArcMapESRY с использованием модуля ModelBuilder. Результаты. Такатинская свита входит в состав эмсского яруса нижнего девона. В тектоническом отношении свита располагается в Западно-Уральской зоне складчатости. Алмазоносность Урала пространственно связана с выходами такатинской свиты. Промышленная алмазоносность и наибольшая плотность россыпей алмазов приходятся на Вишерский, Чикманский и Чусовской алмазоносные районы Северного и Среднего Урала в пределах Пермского края. В Вишерском алмазоносном районе в раннем девоне существовало такатинское море; в направлении с северо-запада на юго-восток протекала крупная река с дельтой. Осадки свиты составляют фациальный цикл: русловой аллювий - дельтовые осадки – подводно-дельтовые - морские осадки. Алмазы сконцентрированы в толще грубообломочного аллювия, мелкогалечных базальных конгломератов, которые формировались на кромке суши и моря палеоконтинента Русской плиты. Выделены три фациальных типа разреза такатинской свиты: континентальный, прибрежно-морской и морской. Алмазоносность связана с континентальным и прибрежно-морским осадками свиты, в пределах Пермского края. На север и юг от алмазоносных районов Пермского края такатинская свита представлена морским осадками. По геодинамической модели, аллювиальные и прибрежно-морские такатинские россыпи алмазов сформировались в эмсское время раннедевонской эпохи в результате сноса материала с Русской плиты. Источниками сноса являлись породы докембрия, ордовика и силура. Основным пространственно-геоморфологическим поисковым критерием алмазоносных конгломератов такатинской свиты является предельное расстояния сноса от алмазоносных конгломератов такатинской свиты до кайнозойских россыпей, равное 500 м.