О геолого-поисковых типах кимберлитовых трубок

Полный текст

Введение

В последние десятилетия опубликовано значительное количество работ по вещественному составу кимберлитов, лампроитов и конвергентных им пород [1–18], изученных в различных алмазоносных районах Cибирской (далее – СП), Восточно-Европейской (далее – ВЕП), Южно-Африканской (далее – ЮАП) платформ и других перспективных на алмазы территорий. Магматические образования широко распространены на рассматриваемых территориях и представлены породами среднепалеозойского и мезозойского комплексов, различающихся [19–23] не только по возрасту, но и вещественному составу пород, формам и условиям их проявления. Среднепалеозойский магматический комплекс представлен интрузивными породами щелочно-ультраосновной кимберлитовой и трапповой формаций. Породы основного состава установлены в виде интрузий и покровов долеритов, залегающих на различных глубинах. К ним относятся [1–4, 13, 16] недифференцированные и слабо дифференцированные тела долеритов и габбро-долеритов, внедрившиеся в нижние горизонты карбонатных пород раннего палеозоя. Обобщение обширных данных по алмазоносному и конвергентному с ним магматизму позволило на большом фактическом материале показать соотношение в неогее этапов осадконакопления (площадь и типы осадочных образований), эпох мощного корообразования и кимберлитового магматизма. Рассматривая в целом изменение площадей проявления магматизма в фанерозое, можно отметить [24], что магматический процесс на континентах Земли развивался циклично, переживая относительные максимумы (ранний кембрий, ордовик, ранняя юра, поздний мел и палеоген) и минимумы (средний кембрий, силур-девон, средняя юра, ранний мел и палеоген).

Результаты и их обсуждение

Исследователями отмечалась приуроченность коренных месторождений алмазов мантийного происхождения к древним кратонам, консолидация которых завершилась в архее [5–10]. В последние годы были открыты коренные месторождения алмазов и в периферийных частях древних кратонов (лампроитовая трубка Аргайл в Западной Австралии, алмазоносные кимберлитовые диатремы Восточно-Европейской платформы и др.). Однако такие коренные месторождения алмазов имеют целый ряд особенностей, на основании которых можно выделить самостоятельные алмазоносные зоны, обрамляющие центральные районы практически всех алмазоносных провинций Мира. Особенности локализации коренных месторождений алмазов в пределах таких зон наглядно просматриваются [6–12] на примере Сибирской платформы и особенно ее центральной и северной частей – Якутской кимберлитовой провинции (далее – ЯКП), протягивающейся с юга на север на 1.5 тыс. км (от Малоботуобинского алмазоносного района до моря Лаптевых) и с запада на восток на 1 тыс. км (от Харамайского кимберлитового поля в Красноярском крае до р. Лены). На севере и востоке границами алмазоносной провинции служат Лено-Анабарский (далее – ЛАП) и Ангаро-Вилюйский наложенный мезозойский (далее – АВНМП) прогибы, а на юго-востоке – Вилюйская мезозойская синеклиза (далее – ВМС). На западе граница проходит по восточному борту Тунгусской верхнепалеозойской синеклизы (далее – ТВС). В пределах ЯКП на площади свыше 800 тыс. км² открыто более 1 тыс. кимберлитовых трубок и дайкоподобных тел, распределенных неравномерно и сгруппированных в более чем 25 кимберлитовых полей, которые в свою очередь объединяют в девять алмазоносных районов. По особенностям геолого-тектонического положения отдельных групп кимберлитовых пород, их минералого-петрографическим характеристикам, возрасту, петрохимии, геохимии, кристалломорфологическим особенностям алмазов и алмазоносности отдельные исследователи [13–18, 25] разделяют ЯКП на две субпровинции: Вилюйскую и Анабаро-Оленекскую. Само понятие «субпровинции» было введено [26–31] из-за очевидной неравномерности внедрения глубинных магматитов в другие образования платформы. Практически на всех древних платформах Мира наблюдается скученность групп кимберлитовых полей в одних частях при полной амагматичности других территорий. В пределах субпровинции магматические тела ультраосновных и щелочных пород группируются в поля, объединяющие в своих границах десятки (а иногда и сотни) магматических тел. Обычно магматические тела различной фациальной принадлежности локализованы в своих полях: кимберлиты – в кимберлитовых, карбонатиты – в карбонатитовых, лампроиты – в лампроитовых и т.д. На отдельных территориях древних платформ (северо-восточная часть СП, юг Африканской платформы и др.) отмечено явление «полихронного магматизма» [32–35]. В пределах алмазоносных районов выделяются кимберлитовые поля, образованные скоплением кимберлитовых трубок, даек, силлов и жил. Вилюйская кимберлитовая субпровинция (далее – ВКСП) охватывает территорию, южной границей которой являются контуры Малоботуобинского алмазоносного района (далее – МБАР). Северная граница субпровинции совпадает с северным ограничением Верхнемунского района (далее – ВМАР) и условно проводится на широте излучины р. Оленек. Территория ВМАР вытянута с юга на север на 800 км. В составе этой субпровинции выделены [36–40] четыре алмазоносных района: МБАР, Далдыно-Алакитский (далее – ДААР), ВМАР и Среднемархинский (далее – СМАР), в которых обособляются шесть кимберлитовых полей, три из них (Далдынское, Алакит-Мархинское и Моркокинское) находятся в ДААР.

Анабаро-Оленекская кимберлитовая субпровинция (АОКСП) охватывает большую территорию северной части ЯКП, располагающуюся в бассейне рек Оленек и Анабар. В пределах этой субпровинции выделяются пять алмазоносных районов: Среднеоленекский, Нижнеоленекский, Приленский, Анабарский (или Куонапский) и Котуй-Меймечинский. Каждый из этих алмазоносных районов включает в себя отдельные кимберлитовые поля с многочисленными трубками, дайками, силлами и жилами [24, 41, 42].

Токсоном, соподчиненным «кимберлитовой субпровинции», принято cчитать «кимберлито-контролирующую (или минерагеническую) зону», выделение которой в качестве самостоятельной токсономической единицы выполнено по линейно-дискретному пространственному расположению полей глубинных магматитов. Примером линейного расположения групп кимберлитовых полей является северо-восточная часть Якутской минерагенической провинции (далее – ЯМП), в пределах которой принято выделять [42–44] две зоны: Оленекскую (далее – ОМЗ) и Куонамскую (далее – КМЗ).

Оленекская зона обьединяет Чомурдахское, Восточно-Укукитское, Западно-Укукитское, Мерчимденское, Толуопское, Молодинское и Куойское кимберлитовые поля в полосе северо-восточного простирания размером 350 х 80 км. Магматические комплексы в пределах этой зоны представлены кимберлитами двух возрастных генераций – среднепалеозойской (D₃-C₁) и мезозойской (J₃-K₁). Находки парагенетических индикаторных минералов кимберлитов (далее – ИМК) в терригенных отложениях позднего докембрия не исключают обнаружения и более ранних протерозойских магматических кимберлитовых комплексов [45–48]. Северо-восточная часть этой зоны характеризуется полихронным магматизмом с учетом пространственного сонахождения разновозрастных комплексов.

Куонапская зона расположена вдоль флангов Анабарского щита, огибая его восточные границы. В ее пределах (300 х 30 км) расположены Старореченское, Орто-Ыаргинское, Ары-Мастахское, Лучаканское и Дьюкенское кимберлитовые поля, объединяющие группы широкой формационной принадлежности, чем они существенно отличаются от Оленекской зоны. В составе магматического комплекса здесь развиты кимберлиты, карбонатиты, альнеиты и другие труднодиагностируемые разновидности, относимые многими исследователями к щелочным пикритам [14, 18]. Большинство исследователей принимают возраст кимберлитового магматизма Куонапской зоны как мезозойский (Т₃-J₁). От геолого-геофизических особенностей залегания кимберлитовых диатрем во многом зависят особенности их прогнозирования и поисков. Это можно проиллюстрировать на примере основных районов Якутской алмазоносной провинции (далее – ЯАП) СП. Они разделяются [19–22, 26–30] на следующие типы площадей, в пределах которых кимберлитовые трубки: а) полностью перекрыты верхнепалеозойскими отложениями или траппами; б) частично перекрыты верхнепалеозойскими отложениями или траппами; в) полностью перекрыты мезозойскими отложениями; г) интрудированы траппами без существенного перемещения отторгнутых блоков; д) интрудированы траппами с отторжением и перемещением блоков кимберлитов; е) представляют протрузии кимберлитовых тел в верхнепалеозойские отложения и траппы; ж) сохранили в верхних частях кратерные фации; з) характеризуются эксплозивной камерой закрытого типа; и) покрыты маломощными элювиальными и делювиальными образованиями.

Кимберлитовые трубки, полностью перекрытые верхнепалеозойскими отложениями и траппами, составляют около 40 % диатрем, открытых в Алакит-Мархинском поле (далее – АМКП). Практически все (за исключением трубки Лира) кимберлитовые трубки этого поля, перекрытые более молодыми отложениями, были зафиксированы с помощью площадного бурения по сети различной плотности и проводимого при этом шлихо-минералогического метода поисков (далее – ШММП) в захороняющих эти тела отложениях. Сравнительно низкая эффективность применяющихся здесь геофизических и геохимических методов поисков обусловлена отсутствием надежных прогнозно-поисковых критериев, а также сложностью расшифровки геофизических полей на площадях развития пород трапповой формации. Поэтому в таких сложных геолого-структурных ситуациях основным методом поисков алмазных месторождений является ШММП, главная задача которого – выделение древних ореолов рассеяния продуктов дезинтеграции кимберлитов с последующей локализацией этих образований бурением скважин, сопровождающимся шлиховым опробованием вскрываемых разрезов и комплексными геолого-геофизическими исследованиями скважин. Эффективность применения указанного комплекса методов в значительной мере зависит от условий осадконакопления в посткимберлитовую эпоху, позволяющих сохранить следы размыва кимберлитовых тел и их природного разнообразия, условий формирования и строения верхних (кратерных) их частей, взаимоотношения с перекрывающими и интрудирующими их породами и др. Нередко поверхности кимберлитовых трубок на таких участках перекрываются верхнепалеозойскими терригенными (иногда туфогенными) отложениями, в различной степени интрудированными силлами траппов. Иногда непосредственно на поверхности кимберлитовых тел и вмещающих пород залегают интрузии траппов [8, 25, 39]. Мощность захороняющих трубки верхнепалеозойских отложений в ДААР колеблется от первых до 130 м. От 5 до 100 м на этой территории меняется и мощность интрудирующих кимберлитовые трубки трапповых образований. Отмечены также значительные (до 100 м и более) мощности трапповых интрузий, непосредственно бронирующих поверхности кимберлитовых тел. Северней (уже в ДААР) наиболее характерны следующие масштабы взаимоотношения кимберлитовых трубок с полностью перекрытыми верхнепалеозойскими отложениями и траппами: а) траппы в виде маломощных силлов (иногда апофиз от них) интрудируют верхние горизонты перекрывающих трубки отложений, будучи приуроченными к краевым частям диатрем (трубки Восток, Байтахская и др.); б) в перекрывающих трубки породах траппы располагаются на двух уровнях: верхний силл в виде мощного (до 70 м) траппового тела бронирует с поверхности осадочные породы верхнего палеозоя, а нижний (сравнительно маломощный) – внедряется по контакту этих пород с кимберлито-вмещающими отложениями нижнего палеозоя или интрудирует верхнюю часть кимберлитовых тел (трубки Краснопресненская, Подтрапповая и др.); в) трапповые интрузии, бронирующие отложения пермо-карбона, приближаясь к кимберлитовым трубкам, существенно изменяют свою мощность, расщепляются на серию мелких апофиз, создавая над поверхностью погребенных тел своеобразные «окна» (трубки Юбилейная, Кыллахская и др.); г) трапповый силл внедряется по границе между верхне- и нижнепалеозойскими отложениями (трубка Алакитская и др.); д) силлы траппов, внедряясь в отложения нижнего палеозоя, налегают на палеоповерхность кимберлитовых тел. На практике отмечается несколько характерных типов отторжений кимберлитовых тел силлами долеритов, в которых произошло нарушение их целостности путем перемещения блоков кимберлитов от первоначального залегания до нескольких сотен метров [9, 21]. Иногда кимберлиты образуют «протрузию» в породы верхнего палеозоя и траппы (трубка Москвичка и др.), оказываясь на современной поверхности (Восток и др.). Подобные формы поверхности диатрем встречены (рис. 1) и в других трубках ДААР (Сытыканская, Победа и др.).

Рисунок 1. Схематический план и продольный разрез кимберлитовой трубки Сытыканская [42]: 1-6 – вмещающие и перекрывающие осадочные породы палеозоя: 1 – песчаники мелко- и среднезернистые; 2 – алевролиты; 3 – известняки; 4 – пестроцветные глинистые известняки и мергели; 5 – доломитовые известняки, известковистые песчаники; 6 – доломиты глинистые, известняки песчанистые; 7 – перекрывающие долериты; 8 – кимберлиты: а – автолитовая брекчия; б – брекчия с массивной текстурой цемента; 9 – ксенолиты вмещающих пород («плавающие рифы»); 10 – контуры трубки на плане: а – на дневной поверхности; б – под перекрывающими породами; 11 – граница между кимберлитами разных фаз внедрения.

С использованием ИМК в подобной поисковой обстановке была открыта в 1955 г. трубка Сытыканская. Первоначально предполагалось, что она представляет собой незначительное по размерам и выходящее на дневную поверхность тело, расположенное непосредственно у самого уступа траппового плато. Однако в процессе дальнейших поисково-оценочных работ было установлено, что бо´льшая часть трубки перекрыта терригенными породами пермского возраста, бронированными мощной интрузией траппов. Трубка Сытыканская состоит из двух самостоятельных тел – северо-восточного (основного) и юго-западного. По форме и условиям залегания трубка представляет сдвоенное тело, сильно вытянутое с юго-запада на северо-восток. Расстояние по поверхности между обоими телами составляет 30 м, существенно увеличиваясь с глубиной. Мощность перекрывающих трубку терригенных пермо-каменноугольных пород озерно-болотной фации колеблется от 9 до 16 м. Выше этих отложений над бо´льшей частью трубки залегают долериты. В юго-западной части диатремы, где терригенные отложения выклиниваются, эти магматические трапповые образования лежат непосредственно на поверхности кимберлитов и вмещающих их терригенно-карбонатных пород нижнего палеозоя. Мощность траппов непосредственно в районе трубки Сытыканская варьирует от 5 (на северо-восточном фланге) до 87 м (на юго-западе и в центральной части). За контуром трубки она резко возрастает, в отдельных участках – до 125 м. Оба тела трубки Сытыканская сложены типичной кимберлитовой брекчией (далее – КБ), в которой большинство исследователей выделяют три разновидности [11–13, 19–21, 24, 32]. Северо-восточное тело представлено породами двух фаз внедрения, образующими два самостоятельных рудных столба – центральный и северо-восточный, сочленяющихся между собой через переходную зону [9]. Юго-западное тело имеет относительно простое строение и сложено породами одной фазы внедрения. В пределах основного тела трубки различаются кимберлитовые брекчии с массивной текстурой цемента первой фазы внедрения и автолитовые кимберлитовые брекчии (далее – АКБ) второй – завершающей фазы. Непосредственно под толщей перекрывающих трубку терригенно-карбонатных отложений пермо-карбона отмечается КБ, участками сильно выветрелая, представляющая собой типичную остаточную кору выветривания (далее – КВ).

Кимберлитовые трубки, полностью перекрытые мезозойскими отложениями, установлены в МБАР и Среднемархинском алмазоносных районах (СМАР) СП, хотя возраст самих кимберлитов датируется большинством исследователей этих территорий как средне-позднепалеозойский. В МБАР к ним отнесены трубки Интернациональная, имени ХХIII съезда КПСС и Дачная, открытые с помощью применяемого в ЯКП комплекса геолого-геофизических методов. Эти диатремы имеют небольшие размеры, но характеризуются высоким качеством алмазов, большая часть которых относится к ювелирным.

Трубка Интернациональная, расположенная в 16 км к юго-западу от трубки Мир на правобережье р. Ирелях (в верхнем течении ее правых притоков Маччоба-Салаа и Улаах-Юрях), тяготеет к Западному региональному разлому [9, 21, 32, 42]. Кимберлитовая трубка Интернациональная внедрилась в осевую зону Кюэляхского разлома и сопровождается системой даек, ориентированных в северо-восточном, северо-западном и почти меридиональном направлениях [7–18, 24, 44]. На поверхности трубка имеет форму неправильного овала (рис. 2), вытянутого на северо-запад. Разведка диатремы до глубины 955 м показала [13, 25–27], что в среднепалеозойское и мезозойское время около 470 м верхней части трубки было уничтожено в результате длительной эрозии, поэтому от раструба сохранилась только его нижняя 120-метровая часть. Далее на глубину остатки раструба переходят в цилиндрический канал с почти вертикальными каналами. До разведанной глубины размеры трубки существенно не уменьшаются, стабильной остается и продуктивность руд [14, 16, 35–39]. В верхней части трубки Интернациональная залегают слоистые породы с чередованием прослоев мелко- и крупнопорфирового кимберлита. В верхних горизонтах трубки выделяются (рис. 2) два типа пород – КБ, которые преобладают (до 99 %) и массивные кимберлиты (далее – МК). Из ксенолитов наиболее распространены обломки терригенно-карбонатных пород (5-15 %). В породе присутствуют также единичные обломки траппов и кристаллических сланцев фундамента платформы. Относящаяся к этому же геолого-поисковому типу кимберлитовая трубка имени ХХIII сьезда КПСС расположена в 14 км к юго-западу от трубки Мир и приурочена к Западному региональному разлому. Она полностью перекрыта [7–10, 19–21, 24, 42, 43] 12–20-метровой толщей нижнеюрских терригенных отложений, в которых выделены две пачки: нижняя, отнесенная к укугутской свите, и верхняя – к домерскому ярусу. На поверхности трубка имеет размер 120 х 80 м. Форма ее овальная, длинная ось ориентирована в северо-западном направлении. В верхней части трубка имеет крутопадающие контакты, которые уже на глубине 100 м заметно выполаживаются, принимая дайкообразную форму на глубине 150 м. Рельеф трубки под осадками нижней юры неровный. В южной части наблюдается отчетливо выраженная возвышенность с превышением кимберлитов на 10–12 м над поверхностью вмещающих пород нижнего палеозоя. Перекрывающие трубку породы слагают своеобразную антиклинальную складку. В северо-восточной части трубки под нижнеюрскими отложениями сохранилась древняя КВ кимберлитов мощностью 8–12 м, в глинистой части которой преобладает [5–8, 14, 46] монтмориллонит с примесью каолинита, гидрослюды, хлорита и серпентина. Из первичных минералов в выветрелом кимберлите встречены пироп, пикроильменит и хромит. Отмечена характерная особенность увеличения в КВ, по сравнению с плотным кимберлитом, концентрации алмаза, пикроильменита и хромшпинелида. Алмазоносность кимберлитов трубки исключительно высокая, причем в пределах плотного кимберлита она распределена относительно равномерно. В то же время содержание алмазов в КВ кимберлитов более чем в шесть раз выше по сравнению с плотной породой. Среди алмазов рассматриваемой диатремы преобладают [7, 15, 29, 31] октаэдры (более 75 %), более 6 % составляют ромбододекаэдры и около 20 % кристаллов – комбинационные формы. Редко встречаются кубические кристаллы. Подавляющее большинство зерен алмазов в плотных кимберлитах трубки относится к бесцветным разностям, в то время как в КВ этих же пород преобладают кристаллы, окрашенные в цвет морской волны, что может быть связано с постмагматическими изменениями минерала.

Рисунок 2. Блок-диаграмма кимберлитовой трубки Интернациональная [42]: 1 – кимберлитовая брекчия; 2 – порфировый кимберлит; 3 – кимберлитовые дайки.

Недалеко от описанной диатремы находится кимберлитовая трубка Дачная, приуроченная к Параллельному разлому. Она перекрыта нижнеюрскими осадочными толщами мощностью 15–21 м. Рельеф под перекрывающими диатрему нижнеюрскими отложениями неровный, с превышением до 6 м. Размеры трубки на поверхности – 120 х 100 м. Форма ее близка к овалу, длинная ось которого ориентирована в северо-западном направлении. На глубине 105 м от поверхности площадь горизонтального сечения трубки уменьшается примерно в два раза. Самая верхняя часть представлена сильно измененной породой КВ, практически лишенной первичной материнской структуры. Глубже залегает выветрелый кимберлит, в котором преобладают монтмориллонит, ассоциирующийся с каолинитом, гидрослюдой, хлоритом и серпентином. При почти равномерном распределении алмазов в диатреме несколько снижается их содержание в приконтактовых частях трубки. Преобладают октаэдры (47 %) и комбинационные формы минерала (около 40 %) при подчиненной роли (около 12 %) ромбододекаэдров.

К данному геолого-поисковому типу относятся диатремы Накынского кимберлитового поля (далее – НКП), открытого в пределах СМАР, охватывающего территорию среднего течения р. Мархи и верхнего течения р. Тюкян (левого притока р. Вилюй). Геолого-структурные особенности этого района определяются его приуроченностью к зоне сочленения кратонной и депрессионно-деструктивной областей центральной части СП [7–1-, 32]. Основными структурами кратонной области, в пределах которой открыты кимберлитовые трубки Ботуобинская, Нюрбинская и тело Майское, являются: на севере – южная оконечность Анабаро-Оленекской антеклизы, на северо-западе – Сюгджерская седловина и на юго-востоке – северная часть Вилюйской синеклизы. Структура рудного узла трубок Ботуобинская и Нюрбинская характеризуется проявлением локальных разрывных дислокаций, картируемых во вмещающих их осадочных толщах в пределах околотрубочного пространства. Трубка Ботуобинская расположена [9, 16, 19, 42] в истоках руч. Дьяхтар-Юрэгэ (левого притока р. Мархи), в поле сплошного развития раннеюрских осадочных толщ (мощностью до 80 м), и относится к числу полностью погребенных кимберлитовых тел. Диатрема является сложным сдвоенным кимберлитовым телом, южная часть которого представляет собой дайкообразное образование северо-восточного простирания, а северо-восточная имеет форму овала. В месторождении развиты кимберлиты двух фаз, более ранняя из них представлена порфировым кимберлитом (далее – ПК), слагающим дайковую часть трубки и не выходящим на дневную поверхность. В верхней части трубочного тела сохранились породы кратерных фаций, известные на некоторых диатремах ДААР [5, 9, 22–24, 42, 43]. Наличие кратерных построек, выполненных кимберлитовыми туфобрекчиями (далее – КТБ), свидетельствует о незначительном эрозионном срезе этой трубки. КТБ верхних горизонтов кратера (северо-восточная часть трубки) представляют собой бескорневые кимберлитовые породы начальной эксплозивной стадии формирования диатремы. Их материнской породой являются подстилающие АКБ. В верхних горизонтах трубки установлена остаточная КВ, достигающая в отдельных местах мощности 15–20 м. По комплексу типоморфных признаков и характеру их связи с крупностью алмазы трубки Ботуобинская не имеют аналогов среди известных кимберлитовых тел ЯАП и Мира [4, 8–10, 32, 42]. Среди основных типоморфных особенностей алмазов отмечаются низкое содержание ламинарных ромбододекаэдров и отсутствие типичных округлых алмазов «уральского» типа. Присутствуют в значительном количестве псевдоромбододекаэдры «мархинского» типа, псевдокубического габитуса первой [26], а также алмазы с оболочкой 1У разновидностей по классификации Ю.Л. Орлова [41].

К этой же геолого-поисковой обстановке относится кимберлитовая трубка Нюрбинская, расположенная в НКП в верховье руч. Дюлюнг-Оту (правый приток р. Накын), в 3.3 км к северо-востоку от трубки Ботуобинской, и приуроченная к осевой линии Дьяхтарского разлома. Трубка прорывает алевритисто-глинисто-карбонатные верхнекембрийские и нижнеордовикские отложения и перекрывается чехлом терригенных нижне-среднеюрских отложений (укугутская, тюнгская и сунтарская свиты) и дезинтегрированными продуктами КВ (Т_2-3) общей мощностью 55–60 м. Для одного из таких участков трубки Нюрбинская установлен сложный структурно-тектонический план, поскольку на глубине 124–126.5 м в пределах юго-западного фланга выявлено жильное тело кимберлитов. Трубка Нюрбинская слагается АКБ, среди которых выделяются мелко-среднеобломочные брекчии центральной части рудного тела и карбонатная кимберлитовая брекчия приконтактовой зоны северо-восточного и юго-западного флангов диатремы. В тяжелой фракции кимберлитовых пород трубки преобладают пироп и хромшпинелиды, реже встречаются пикроильменит, оливин и клинопироксен [32, 42]. Для обоих изученных диатрем НКП характерна слабая намагниченность кимберлитов, что затрудняет поиски таких диатрем геофизическими методами. Алмазы из кимберлитов трубки Нюрбинская близки к таковым из Ботуобинской с некоторыми отличиями. В целом алмазы трубки Нюрбинская характеризуются [8, 16, 32] комплексом типоморфных особенностей, свойственных этим минералам из наиболее продуктивных диатрем ЯКП.

В ДААР ЯАП открыт (рис. 3) ряд кимберлитовых трубок, интрудированных траппами без существенного перемещения отторгнутых блоков (Комсомольская, Ленинградская, Сытыканская, Краснопресненская и др.). Модельным объектом такого поискового типа можно считать трубку Краснопресненскую [9, 16, 32–39], открытую в верховье р. Алакит и приуроченную к юго-западному флангу центральной рудоконтролирующей зоны, вмещающей более трети всех известных диатрем в АМКП. С поверхности трубка полностью перекрыта терригенно-карбонатными толщами пермо-карбона, туфогенными отложениями триаса и интрудированными породами трапповой формации мощностью в среднем до 78 м. В плане под перекрывающими отложениями трубка имеет форму овала. В разрезе она представляет собой асимметричное воронкообразное тело с четко выраженным раструбом в верхней части. Характерным структурным элементом одного из участков трубки Краснопресненская является установленное здесь компенсационное погружение над- и околотрубочного субстрата, связанное с воздействием на породы осадочного чехла гидротермальных растворов и обусловившее формирование обширной мульды проседания, которые можно считать надежным поисковым признаком на погребенные кимберлиты. Выделяются две основные разновидности кимберлитов: туфогенные образования и АКБ, различающиеся по генезису, составу и алмазоносности. Порфировые кимберлиты встречаются в виде отдельных блоков. В верхней части трубки развиты породы кратерной фации. Установлено глубокое физико-химическое превращение кимберлитов под воздействием на них дифференцированных интрузий субщелочного состава [3, 9, 42]. Воздействие трапповых гидротерм привело к значительному преобразованию основных реликтовых минералов кимберлитов, вплоть до полного их уничтожения в отдельных, наиболее измененных участках, поскольку характер таких изменений во многом идентичен преобразованиям ИМК из КВ кимберлитов [11, 19, 32]. На контакте с долеритами выполняющие кимберлитовую трубку породы претерпели изменения, более интенсивные в висячем боку силла, где от него отходил ряд мелких апофиз, и сравнительно небольшие преобразования в лежащем боку.

Рисунок 3. План и разрез кимберлитовой трубки Комсомольская [42]: 1 – контур рудного тела под перекрывающими породами; 2 – контуры отторгнутых блоков трубки; 3 – порфировые кимберлиты первой фазы внедрения; 4 – автолитовые кимберлитовые брекчии второй фазы внедрения; 5 – границы между разновидностями кимберлитов; 6 – долеритовые туфы пермо-триаса; 7, 8 – песчаники (7) и алевролиты (8) пермо-карбона; 9 – известняки нижнего силура; 10–12 – известняки глинистые (10), доломиты песчанистые (11) и песчано-глинистые (12) среднего и нижнего ордовика; 13 – базальты эффузивной фации нижнего триаса; 14 – долериты интрузивной фации пермо-триаса.

Кимберлитовые трубки, интрудированные траппами с отторжением и перемещением блоков кимберлитов, установлены в АМКП ЯКП, где перемещение блоков осадочных пород нижнего и верхнего палеозоя отмечены как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях. Дальность таких перемещений зависит от морфологии трапповых тел и их мощности. Иногда по вертикали она сопоставима с полной мощностью силлов (до 180 м), а по горизонтали может составлять несколько сотен метров. Для материнских кимберлитовых пород, отчлененных и механически отторгнутых от трубок, обычно применяется [13, 19–21, 25–27, 32, 42] термин «кимберлитовый отторженец». В пределах АМКП установлены три крупных отторженца, материнскими породами для которых являются трубки Подтрапповая, Юбилейная и Алакитская.

Протрузии кимберлитовых тел в верхнепалеозойские породы и траппы отмечены в некоторых алмазоносных районах ЯКП (трубки Москвичка, Восток, Сытыканская и др.). Примером «диапиризма» в перекрывающие их терригенно-осадочные породы может служить трубка Москвичка в АМКП. Она открыта в 1956 г. по ИМК (пироп и пикроильменит) при прослеживании их ореола на поверхности траппового плато. Установлено [2, 14, 24, 42], что между двумя жесткими массивами (кимберлитовым телом и силлом долеритов) зажата пачка осадочных каменноугольно-пермских пород, слои которых располагаются вертикально по отношению к современной поверхности. В целом кимберлиты трубки Москвичка «проткнули» маломощную толщу верхнепалеозойских отложений с интрудировавшим ее трапповым силлом. Она оказалась на одном гипсометрическом уровне с указанными породами, которые на данном этапе по отношению к кимберлитам являются вмещающими.

На территории алмазоносных районов СП открыты также кимберлитовые трубки с сохранившимися кратерными фациями, яркими представителями которых являются трубки Юбилейная, Краснопресненская, Айхал и др. Так, трубка Юбилейная прорывает (рис. 4) толщу нижнепалеозойских субгоризонтально залегающих пород осадочного чехла кембрия, нижнего и среднего ордовика, а также нижнего силура. Она полностью перекрыта [21, 24, 31, 42] эффузивно-терригенными образованиями верхнего палеозоя – нижнего мезозоя, интрудированными межпластовыми телами долеритов. Мощность перекрывающих трубку обложений составляет в среднем 66 м, в том числе трапповых интрузий – от 0.5 до 33.9 м. Погребенная поверхность огромной (59 га) трубки неровная, относительное превышение северной ее части над южной составляет 44–48 м. Породы кратерной фации трубки Юбилейной представлены двумя толщами: верхней – осадочно-вулканогенной, и нижней – туфогенной. В пределах верхних горизонтов чашеобразного расширения кратерной части преимущественное развитие имеют субгоризонтально залегающие осадочно-вулканогенные слабо литифицированные породы, слагающие почти полностью приповерхностную часть центрального рудного столба (до 85 % площади трубки). Мощность их колеблется от нескольких метров в краевых участках «чаши» до 150 м в ее центральной части. По морфологическим особенностям и вещественному составу слагающих пород трубка Юбилейная представляет типичную воронку взрыва (центральная часть) и ряд дайкообразных тел (на флангах), формирующих в ее структуре три обособленных «рудных столба». В разрезе центральный «рудный столб» имеет характерную трубчатую форму с чашеобразным расширением в пределах верхнeй кратерной части и близкую к округлой форму горизонтальних сечений. Западный и восточный «рудные столбы» представляют дайкообразные тела с извилистыми очертаниями как в плане, так и в вертикальных сечениях. В структуре трубки выделяются [9, 20, 25, 28] породы двух главных фаз внедрения: фланги сложены массивными порфировыми кимберлитами первой фазы, а центральный канал, начиная от основания чашеобразного расширения (с глубины 300 м и ниже), содержит автолитовые брекчии второй фазы. По текстурно-структурным особенностям, вещественному составу и алмазоносности эти породы близки между собой: преимущественно это плотные, окрашенные в серо-зеленый до темно-зеленого цвета породы с отчетливо выраженной порфировой структурой основной массы. Наблюдается и неоднородная алмазоносность. Наиболее высокими содержаниями алмазов характеризуются кимберлитовые породы, залегающие под «чашей». Для последней характерно низкое содержание алмазов при повышенном количестве мелких кристаллов, особенно в верхних частях, где много неалмазоносного ксеногенного материала, образующего мелкозернистые породы.

Рисунок 4. Геологический разрез кимберлитовой трубки Юбилейная [42]: 1–4 – перекрывающие породы верхнего палеозоя: 1 – углистые алевролиты, 2 – песчанистые алевролиты, 3 – разнозернистые песчаники, 4 – туфоалевролиты; 5–10 – вмещающие породы: 5 – известняки лландоверийского яруса меикской свиты, 6 – мергелистые и глинистые известняки кылахской свиты, 7 – доломиты и песчанистые известняки сохсолоохской свиты, 8 – доломиты, глинистые доломиты и доломитистые известняки олдондинской свиты, 9 – терригенно-карбонатные породы маркокинской свиты, 10 – глинисто-карбонатные породы мархинской свиты; 11 – 12 – кимберлитовые породы: 11 – порфировые кимберлиты первой фазы внедрения, 12 – автолитовые брекчии второй фазы внедрения; 13 – 14 – стратифицированные осадочно-вулканогенные образования кратера: 13 – глинистого облика, 14 – «песчанистого» и «гравелитового» облика; 15 – ксенолиты осадочных пород в кимберлитах («ксенолитовый» пояс); 16 – туфы основного состава; 17 – долериты; 18 – блоки кимберлитов и осадочных пород, отторгнутые и перемещенные интрузией траппов; 19 – граница пород кратерной фации.

Кимберлитовые трубки с эксплозивной камерой закрытого типа обнаружены в ДААР СП (трубки Одинцова, Рот-Фронт, Якутская, обособленные мелкие тела около трубки Удачная и др.). Такого типа диатремы не имеют обычного открытого подводящего канала, достигающего соответствующей палеоповерхности, а поэтому представляют «полузакрытые» геологические образования. Так, кимберлитовая трубка Одинцова по форме приближается к дайкообразному телу, что связано с сопряженностью ее с ослабленной тектонической зоной, существовавшей при внедрении кимберлитовой магмы. Диатрема приурочена к западному борту небольшого куполовидного поднятия, имеющего общую площадь в несколько квадратных километров и амплитуду порядка 30–45 м. Перекрыто тело эксплозивными карбонатными брекчиями, маломощными осадочными образованиями пермо-карбона и интрузией долеритов мощностью до 80 м. Для трубки Одинцова характерно двухъярусное строение. Верхняя часть диатремы, получившая название «карбонатной шапки» [9, 42], представляет переработанный эксплозивными процессами кимберлитовмещающий субстрат (карбонатные породы низов нижнего силура), превращенный в разнообломочные карбонатные брекчии. Ниже «карбонатной шапки» залегает собственно кимберлитовое тело.

Кимберлитовые трубки, перекрытые маломощными элювиальными или делювиальными отложениями, были открыты на СП на первых этапах прогнозно-поисковых работ. Яркими поисковыми объектами такого типа могут служить трубки Мир, Удачная и др. В зависимости от размеров кимберлитовых тел и особенностей их вещественного состава, как и геологического развития территории, такие диатремы могут по-разному выражаться в геофизических полях и формировать ореолы рассеяния в различной степени измененного кимберлитового материала. Кимберлитовые трубки Мир и Удачная, характеризующиеся крупными размерами и высокими концентрациями ИМК, при размыве давали четко выраженные ореолы рассеяния, позволившие сравнительно легко направить геологов-исследователей на выявление материнских пород. Так, кимберлитовая трубка Мир, вместе с трубкой Спутник [9, 25, 32, 42] и системой даек (рис. 5), приурочены к Параллельному глубинному разлому. Первая на поверхности имеет форму овала со слабым пережимом примерно в средней части. Размер ее по длинной оси, ориентированной в северо-западном направлении, – 490 м, по короткой – 320 м. До глубины 200 м трубка представляет типичную воронку, глубже (до 900 м) – цилиндрическое тело с незначительным сужением книзу, а затем (в 900–1000 м от поверхности) она переходит в серию подводящих даек. Трубка прорывает терригенно-карбонатные и галогенно-карбонатные породы ордовика и кембрия, два силла (на глубине 500 и 1100–1200 м с мощностью соответственно 12–34 и 70 м) и дайку диабазов позднедевонского возраста. Сверху КВ кимберлитов трубки перекрывали маломощные четвертичные отложения. Верхние горизонты диатремы образовались [1–3, 5, 6, 19–23, 42] в результате трехфазного внедрения кимберлитового расплава. КБ первой фазы слагают бо´льшую часть северо-западной половины трубки, в то время как аналогичные породы второй фазы на уровне современного эрозионного среза локализованы в ее юго-западной части и инъецируют брекчии северо-западной половины диатремы. Кимберлитовые породы третьей фазы формируют на юго-востоке трубки вытянутое в северо-западном направлении дайковидное тело размером 30 х 120 м. В 131 м на северо-восток от трубки Мир открыта трубка Спутник, размером в плане 140 х 90 м. По степени выветрелости и постмагматического изменения среди кимберлитовых пород трубки выделяется несколько разновидностей. Кимберлиты трубки Мир богаты ИМК и алмазами. Учитывая большой эрозионный срез верхних частей месторождения (по разным исследованиям – до 350–400 м), отдельные разности древних осадочных толщ верхнего палеозоя, мезозоя и современные отложения МКП содержат повышенные концентрации ИМК, а иногда и самих алмазов.

Рисунок 5. Геолого-структурная схема трубок Мир и Спутник [42]: 1 – трубка Спутник; 2–4 – трубка Мир, кимберлиты соответственно первой – третьей фаз внедрения; 5 – зона эндоконтакта; 6 – кимберлитовая дайка; 7 – ксенолиты осадочных пород; 8 – зона дробления с галенитовой и сфалеритовой минерализацией; 9 – вскрытые карьером пласты вмещающих карбонатных пород; 10 – элементы залегания осадочных пород и разрывных нарушений; 11 – разрывные нарушения; 12 – границы разновидностей кимберлитовых пород.

Заключение

Несмотря на индивидуальность различных геолого-поисковых обстановок, а также каждого кимберлитового тела, между ними существует много общего, что позволило создать обобщенную модель алмазоносной трубки ЯКП, в которой нашли отражение как переход вертикального канала диатремы в подводящую дайку, так и особенности взаимоотношения этих обьектов с древними (девонскими) и более молодыми (пермо-триасовыми) траппами, т. е. проследить характер сопряженности системы тел: главная трубка – сателлит – подводящая и дотрубочная дайки. На разведанную глубину трубок вмещающими ее породами являются терригенно-карбонатные образования нижнего силура, нижнего, среднего и верхнего кембрия, представленные известняками, доломитами, мергелями, алевролитами и промежуточными разностями этих пород. В южной части СП (МКП) в значительном объеме разреза вмещающих трубки пород развиты пласты и линзы каменной соли. Особенно высокое содержание последних установлено в нижнекембрийских отложениях на глубине 900–1200 м. Довольно часто встречаются также прослои и линзы гипса и ангидрита. В МБАР ряд кимберлитовых тел перекрыт нижнеюрскими осадочными толщами (песчаниками, алевролитами, слабо сцементированными гравийными и галечными образованиями), современная мощность которых колеблется от первых до 20 м. В отличие от этого, севернее СП в ДААР над частью кимберлитовых тел залегают терригенные пермско-каменноугольные образования мощностью от первых до 100 м и более, представляющие сложное чередование алевролитов, песчаников, глинистых и углисто-глинистых сланцев, гравелитов и конгломератов. Верхнепалеозойский комплекс осадочных и вулканогенно-осадочных пород интрудирован многочисленными пластовыми и секущими телами траппов. В диатремовых кимберлитовых структурах выделяются (сверху вниз): а) раструб, венчающийся у неэродированных аппаратов кольцевым валом; б) вулканический (вертикальный) канал и в) корневая часть – подводящий канал в виде дайкового тела. Каждая из этих частей кимберлитовых трубок сложена породами, имеющими определенные минералогические и текстурно-структурные особенности. Существенные закономерности в смене пород создают своеобразную вертикальную зональность коренных месторождений алмазов на каждой конкретной древней платформе. На СП ксенолиты кимберлитовых трубок делятся на четыре группы: а) осадочные породы платформенного чехла, являющиеся вмещающими для диатрем; б) изверженные – траппы, внедрившиеся в осадочный чехол до образования диатрем; в) метаморфические, слагающие фундамент платформы; г) глубинные, преимущественно мантийного происхождения. Содержание ИМК (пиропа, пикроильменита и хромшпинелидов) на глубоких уровнях их залегания выше, чем в самых верхних частях, хотя в различных трубках оно неодинаково. В верхних частях диатрем наиболее полных разрезов для осадочно-вулканогенных пород характерны выделения вторичных минералов в виде крупных жил, жеод, гнезд и пр. В туфах и верхних горизонтах брекчий встречаются скопления крупных друз и прожилков кварца (в основном аметиста), кальцита и магнетита. Степень карбонатизации кимберлитов (как и в целом развития вторичных минералов) с глубиной существенно снижается. Существенное влияние на направленность и интенсивность развития вторичной минерализации в кимберлитах региона имеет состав и характер вмещающих трубки пород. Приведенные краткие сведения по геологическому строению и вещественному составу кимберлитов и вмещающих их пород СП показывают сложность геолого-структурных обстановок, которые необходимо учитывать при проведении прогнозно-поисковых работ на алмазы. Нередко поиски кимберлитовых диатрем представляют собой сложную задачу, особенно в случае отсутствия на таких участках продуктов дезинтеграции этих пород, что снижает результативность применяемого ШММП. Существенно снижается и результативность геофизических методов поисков в случаях низкой намагниченности пород, слагающих диатремы, или перекрытия их мощными толщами магматических или осадочных пород. Надежным критерием при поисках таких диатрем может служить комплексное изучение структурно-текстурных особенностей и вещественного состава пород как вмещающего субстрата, так и самих трубок и перекрывающих их отложений, особенно в случае образования в них алмазоносных россыпей. Особое внимание следует уделять диагностике и определению типоморфных особенностей как первичных, так и вторичных минералов кимберлитов, учитывая при этом, что основная часть последних малоустойчива в процессе их транспортировки в водной среде, но даже при существенном изменении указывает на близкие расстояния перемещения от областей размыва. Важнейшая поисковая информация получается при изучении типоморфных особенностей самих алмазов и их парагенетических ассоциаций, характерных для конкретных кимберлитовых полей и диатрем. Пределами конкретных алмазоносных районов ограничиваются обычно распространения отдельных ассоциаций минералов в древних и современных осадочных образованиях. Анализом распределения по площади и в разрезе типоморфных особенностей минералов и их парагенетических ассоциаций можно решать задачи определения источников их сноса в разновозрастные верхнепалеозойские и мезозойские отложения алмазо-перспективных территорий. Особо следует отметить полигенность минералогических ассоциаций алмазов из разновозрастных россыпей в пределах отдельных алмазоносных районов (особенно МБАР и СМАР) с широким проявлением россыпной алмазоносности, достигающих иногда промышленной концентрации. Локальный прогноз их коренных источников возможен при более крупномасштабных исследованиях с использованием электронной базы данных с геологической привязкой, с привлечением и анализом всех имеющихся литолого-минералогических материалов по этим территориям. Необходимо обращать внимание на возможность развития в отдельных геолого-поисковых обстановках в верхних горизонтах кимберлитовых диатрем продуктов древних КВ, существенно меняющих петрофизические свойства исходных пород, что сильно затрудняет их поиски с применением геофизических методов. На примере комплексного изучения диатрем НКП подчеркнута важность задач по совершенствованию методик прогнозирования и поисков немагнитных кимберлитовых диатрем, особенно перекрытых другими магматическими и осадочными породами. Наиболее уверенно и четко определять приуроченность отторженцев к материнским телам возможно на основании сопоставления их вещественного состава (петрологических и минералогических особенностей).

Об авторах

Николай Николаевич Зинчук

Автор, ответственный за переписку.
Email: nnzinchuk@rambler.ru

доктор геолого-минералогических наук, профессор, академик АН РС (Я), председатель

Список литературы

Дополнительные файлы

Доп. файлы

Действие

1. JATS XML

Скачать

2. Рисунок 1. Схематический план и продольный разрез кимберлитовой трубки Сытыканская [42]: 1-6 – вмещающие и перекрывающие осадочные породы палеозоя: 1 – песчаники мелко- и среднезернистые; 2 – алевролиты; 3 – известняки; 4 – пестроцветные глинистые известняки и мергели; 5 – доломитовые известняки, известковистые песчаники; 6 – доломиты глинистые, известняки песчанистые; 7 – перекрывающие долериты; 8 – кимберлиты: а – автолитовая брекчия; б – брекчия с массивной текстурой цемента; 9 – ксенолиты вмещающих пород («плавающие рифы»); 10 – контуры трубки на плане: а – на дневной поверхности; б – под перекрывающими породами; 11 – граница между кимберлитами разных фаз внедрения.

Скачать (448KB)

Метаданные

3. Рисунок 2. Блок-диаграмма кимберлитовой трубки Интернациональная [42]: 1 – кимберлитовая брекчия; 2 – порфировый кимберлит; 3 – кимберлитовые дайки.

Скачать (426KB)

Метаданные

4. Рисунок 3. План и разрез кимберлитовой трубки Комсомольская [42]: 1 – контур рудного тела под перекрывающими породами; 2 – контуры отторгнутых блоков трубки; 3 – порфировые кимберлиты первой фазы внедрения; 4 – автолитовые кимберлитовые брекчии второй фазы внедрения; 5 – границы между разновидностями кимберлитов; 6 – долеритовые туфы пермо-триаса; 7, 8 – песчаники (7) и алевролиты (8) пермо-карбона; 9 – известняки нижнего силура; 10–12 – известняки глинистые (10), доломиты песчанистые (11) и песчано-глинистые (12) среднего и нижнего ордовика; 13 – базальты эффузивной фации нижнего триаса; 14 – долериты интрузивной фации пермо-триаса.

Скачать (614KB)

Метаданные

5. Рисунок 4. Геологический разрез кимберлитовой трубки Юбилейная [42]: 1–4 – перекрывающие породы верхнего палеозоя: 1 – углистые алевролиты, 2 – песчанистые алевролиты, 3 – разнозернистые песчаники, 4 – туфоалевролиты; 5–10 – вмещающие породы: 5 – известняки лландоверийского яруса меикской свиты, 6 – мергелистые и глинистые известняки кылахской свиты, 7 – доломиты и песчанистые известняки сохсолоохской свиты, 8 – доломиты, глинистые доломиты и доломитистые известняки олдондинской свиты, 9 – терригенно-карбонатные породы маркокинской свиты, 10 – глинисто-карбонатные породы мархинской свиты; 11 – 12 – кимберлитовые породы: 11 – порфировые кимберлиты первой фазы внедрения, 12 – автолитовые брекчии второй фазы внедрения; 13 – 14 – стратифицированные осадочно-вулканогенные образования кратера: 13 – глинистого облика, 14 – «песчанистого» и «гравелитового» облика; 15 – ксенолиты осадочных пород в кимберлитах («ксенолитовый» пояс); 16 – туфы основного состава; 17 – долериты; 18 – блоки кимберлитов и осадочных пород, отторгнутые и перемещенные интрузией траппов; 19 – граница пород кратерной фации.

Скачать (482KB)

Метаданные

6. Рисунок 5. Геолого-структурная схема трубок Мир и Спутник [42]: 1 – трубка Спутник; 2–4 – трубка Мир, кимберлиты соответственно первой – третьей фаз внедрения; 5 – зона эндоконтакта; 6 – кимберлитовая дайка; 7 – ксенолиты осадочных пород; 8 – зона дробления с галенитовой и сфалеритовой минерализацией; 9 – вскрытые карьером пласты вмещающих карбонатных пород; 10 – элементы залегания осадочных пород и разрывных нарушений; 11 – разрывные нарушения; 12 – границы разновидностей кимберлитовых пород.

Скачать (794KB)

Метаданные