Н. Н. Зинчук
Западно-Якутский научный центр Академии наук Республики Саха (Якутия), Мирный
Приведена характеристика составленных типовых моделей алмазоносных кимберлитовых трубок Сибирской, Восточно-Европейской и Африканской платформ. В кимберлитовых алмазоносных диатремах Сибирской платформы выделяются (снизу вверх): а) корневая часть – подводящий канал в виде дайкового тела; б) вулканический (вертикальный) канал; в) раструб (воронкообразное расширение), венчающийся в неэродированных аппаратах кольцевым валом. Каждая из этих частей сложена породами, имеющими определённые вещественные и текстурно-структурные особенности. Существующие закономерности в смене пород создают своеобразную вертикальную зональность коренных месторождений алмазов. Кимберлитовые трубки на Восточно-Европейской платфоме характеризуются многими специфическими свойствами, отличающими их от классических кимберлитов Сибирской и Африканской платформ. Среди отличий можно отметить обогащённость основной массы сапонитом, что связано с обогащённостью кварцем как вмещающих трубки пород, так и самих кимберлитов. Химический состав кимберлитов африканского региона может быть эталоном, поскольку от них получила название сама порода.
Кимберлитовые трубки всех провинций мира характеризуются большим разнообразием по размерам, морфологии, глубине заложения очагов, внутреннему строению, особенностям заполняющих пород, содержанию и составу глубинных (первичных) минералов, а также основной массы кимберлитов, степени и характеру переработки последних постмагматическими растворами и в гипергенных условиях, содержанию, морфологии и физическим свойствам алмазов и другим признакам [2–6, 11–18, 21]. Некоторые перечисленные особенности кимберлитов обусловлены проявлением эндогенных факторов, а часть – экзогенных. От глубины формирования магматических очагов, состава глубинных включений и обломков вмещающих трубки пород зависит содержание инертных компонентов (TiO2, Cr2O3, Al2O3, FeO, P2O5, а также частично K2O и Na2O), индикаторных минералов (в том числе и алмазов), состав и распределение в диатремах глубинных пород и некоторые другие параметры. Экзогенные факторы, включающие состав и механические свойства ксенолитов вмещающих пород, наличие и степень минерализации захоронённых вод, определяют масштабы и направленность вторичных изменений кимберлитов, содержание подвижных оксидов (SiO2, MgO, CaO и др.), количество и состав коровых ксенолитов, а также в некоторой мере морфологию и размеры кимберлитовых диатрем. Несмотря на то, что каждое кимберлитовое тело представляет собой индивидуальный практичес-© Зинчук Н. Н., 2011 ки не повторяющийся в природе обьект, между ними существует много общего, что позволяет для каждой из платформ создать обобщённую модель алмазоносной трубки. В модели алмазоносной трубки Сибирской платформы нашли отражение переход вертикального канала диатремы в подводящую дайку, особенности взаимоотношения кимберлитовых тел с траппами, а также характер сопряженности системы тел: главная трубка – сателлит – подводящая и дотрубочная дайки. При построении модели учтено тело кимберлитов (раздув кимберлитовой дайки), вскрытое карьером в разрезе кембрийских отложений около трубки Удачная, и пластовое тело (своеобразный «силл»), обнаруженное во вмещающих трубку Интернациональная отложениях [1, 19-21]. Уничтоженная эрозией верхняя часть большинства трубок Мало-Ботуобинского и Средне-Мархинского районов (мощностью около 300 м) реконструирована на обобщающей модели за счёт сведений о слабо эродированных трубках Далдыно-Алакитского и других северных районов. На разведанную глубину трубок основных алмазоносных районов Сибирской платформы вмещающими породами являются терригенно-карбонатные образования нижнего силура, нижнего ордовика, кембрия, представленные известняками, доломитами, мергелями, алевролитами и их промежуточными разностями. В Мало-Ботуобинском районе в ряде частей разреза развиты пласты и линзы каменной соли, а также прослои и линзы гипса и ангидрита. Большинство кимберлитовых тел в этом и Средне-Мархинском районе перекрыты нижнеюрскими осадочными толщами мощностью до 80 м. В Далдыно-Алакитском районе над частью кимберлитовых диатрем залегают терригенные образования верхнего палеозоя мощностью до 100 и более метров. Последние нередко интрудированы многочисленными пластовыми и секущими телами траппов, которые прорывают также породы нижнего палеозоя и даже перемещают от кимберлитовых трубок блоки отторженцев [20, 21].
В кимберлитовых диатремах Сибирской платформы выделяются (снизу вверх): а) корневая часть – подводящий канал в виде дайкового тела; б) вулканический (вертикальный) канал; в) раструб (воронкообразное расширение), венчающийся в неэродированных аппаратов кольцевым валом. Эти три элемента кимберлитовой постройки различны по морфологии, размеру и составу пород. Раструб обычно имеет воронкообразную форму, углы падения его контактов колеблются в широких пределах (50–75 º) и в значительной степени зависят от физико-механических свойств вмещающих трубки пород. Вертикальная протяжённость раструба также варьирует, обычно не превышая 300–350 м. Протяженность вертикального канала в разных трубках неодинаковая, в среднем составляя несколько сотен метров и лишь в отдельных случаях (трубка Удачная, Мир и др.) достигает 1500–2000 м. Корневая часть (подводящий канал) всегда имеет форму даек мощностью от нескольких метров до нескольких десятков метров. Обычно, если трубки у поверхности в горизонтальных сечениях имеют заливообразные пережимы, то на глубине они распадаются на отдельные тела с самостоятельными подводящими каналами. Эти тела обычно соединены между собой узкими дайками или жилами, ярким примером которым может быть кимберлитовая трубка Айхал. Нам представляется [20–21], что так называемый «ксенолитовый пояс», закартированный в верхней части трубки Мир, – это шовная зона двух самостоятельных поступлений кимберлитового расплава, а находящаяся рядом с этой диатремой трубка Спутник при выходе на палеоповерхность соединялась с трубкой Мир. В целом же эти тела (учитывая срез верхних горизонтов трубок до 400 м в период после внедрения диатрем) формировали единую систему, похожую, например, на трубку Удачная.
Каждая из этих частей трубок сложена породами, имеющими определённые вещественные и текстурно-структурные особенности. Существующие закономерности в смене пород создают своеобразную вертикальную зональность коренных месторождений алмазов [7–10, 16]. Верхние горизонты некоторых хорошо сохранившихся раструбов трубок выполнены слоистой породой, очень напоминающей осадочные отложения и образующей чашеподобные структуры. Ярким примером такого образования является кимберлитовая трубка Юбилейная, в которой максимальная мощность переотложенных пород в центре «чаши» достигает до 200 м, существенно уменьшаясь к флангам. На данной диатреме породы «чаши» представляют собой чередование пелитоморфных образований с гравелито- и песчаникоподобными прослоями мощностью от нескольких миллиметров до первых десятков сантиметров. Среди переслаивающихся относительно отсортированных осадков встречаются отдельные линзы мощностью от первых до нескольких сантиметров несортированного материала кимберлитового состава, которые отдельными исследователями называются такситовыми кимберлитами. В основании разреза этой части раструба располагается зона, сложенная крупными (иногда до десятка метров) ксенолитами вмещающих трубку осадочных пород. В отличие от этого, вулканический канал сложен эруптивными кимберлитовыми брекчиями и туффизитами, среди которых выделяются многочисленные структурно-петрографические типы и разновидности с широкими пределами колебания состава и размеров обломков вмещающих и глубинных пород, а также минералов. В свою очередь, породы подводящего канала представляют собой массивные (порфировые) кимберлиты.
Порфировыми вкрапленниками в них являются оливин первой генерации, нередко подвергшийся замещению серпентином и карбонатом, реже флогопит и другие минералы. Основная масса кристаллически зернистая с широкими вариациями содержаний целого ряда минералов: оливина, флогопита, монтичеллита, реже перовскита, апатита и некоторых других минеральных выделений.
Плотность кимберлитов зависит от степени их выветрелости и глубины залегания в диатреме, а магнитная восприимчивость – от степени окисления железа, которая в верхних горизонтах всегда выше, чем на глубине. Наименьшей плотностью (2, 20–2, 30 г/см3) характеризуются кимберлиты верхних горизонтов практически всех трубок и в первую очередь – с развитой корой выветривания и сохранившимися образованиями кратерной фации. С глубиной плотность кимберлитов постепенно возрастает: на средних горизонтах она составляет 2, 35–2, 40 г/см3, а на глубине 1, 0–1, 3 км значения её уже 2, 65–2, 68 г/см3. Кимберлиты верхних горизонтов диатрем обладают большей магнитной восприимчивостью, чем глубоких частей.
Отдельным трубкам (Мир, Интернациональная и др.) свойственна низкая магнитная восприимчивость на всю разведанную глубину, а в некоторых случаях (трубки Накынского кимберлитового поля) кимберлиты вообще не магнитны.
Ксеногенный материал в диатремах описываемой платформы делится на: а) осадочные породы платформенного чехла; б) изверженные – траппы, внедрившиеся в осадочный чехол до образования диатрем; в) метаморфические, слагающие фундамент платформы; г) глубинные, предположительно мантийного происхождения. Наибольшим распространением пользуются ксенолиты осадочных пород, содержание которых варьирует в широких пределах: от единичных обломков до 90 % обьёма породы (так называемые карбонатные брекчии). В верхних частях многих диатрем в повышенных количествах (например в отдельных участках трубки Спутник до 40%) содержатся зёрна кварца, плагиоклаза, микроклина и других терригенных минералов. В изучаемых кимберлитах присутствует повышенное количество тонкозернистого карбонатного материала с переменной примесью глинистого вещества. В целом нами [21] отмечено относительно высокая концентрация терригенной примеси в кимберлитовых трубках примерно на тех уровнях, где и вмещающие породы обогащены этим материалом. Выявлена также тенденция возрастания содержания трапповых ксенолитов на уровнях, отвечающих залеганию трапповых силлов, например, для Мирнинского кимберлитового поля это глубины 500–550 и более 1000 м. Количество ксенолитов пород фундамента платформы в целом увеличивается с глубиной. В горизонтальных сечениях кимберлитовых трубок они располагаются хаотично. Отмечена общая закономерность, когда с увеличением содержания осадочных ксенолитов снижается количество ксенолитов метаморфических пород. Прослеживая характер распределения содержания и состава ксенолитов глубинных пород до глубины 1, 2– 1, 4 км в трубках Мир и Удачная удалось выявить, что концентрация глубинных ксенолитов возрастает в кимберлитах более поздних фаз внедрения. Что же касается нодулей пород верхней мантии, то в одних трубках (Мир) оно возрастает с глубиной, в других (Удачная) – убывает.