Геологическое строение и алмазоносность россыпей Юго-Восточной Гвинеи и Северного Урала тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.11, кандидат геолого-минералогических наук Крайнев, Юрий Дмитриевич

• Крайнев, Юрий Дмитриевич
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Крайнев, Юрий Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИЗУЧЕННОСТЬ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АЛМАЗОВ: СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1.1. История находок алмазов в России и мире.

1.2. Генетические типы месторождений алмазов.

1.2.1. Коренные месторождения.

1.2.2. Россыпные месторождения.

1.3. Проблемы алмазоносности изученных территорий.

1.3.1. Юго-Восточная Гвинея.'.

1.3.2. Северный Урал.

ГЛАВА 2. АЛМАЗОНОСНЫЕ ФОРМАЦИИ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ГВИНЕИ.

2.1. Геологическая изученность Леоно-Либерийского массива.

2.1.1. Геологическое строение.

2.1.2. Главные магматические циклы.

2.1.3.Терригенные алмазоносные формации.

2.2. Геологическое строение участков работ.

2.3. Кимберлиты Дамбаинской и Массадинской площадей.

2.3.1.Геологическое строение.".:.

2.3.2.Минералого-геохимические особенности.

2.3.3.Алмазоносност ь.

2.3.4. Индикаторные минералы.

2.4. Алмазоносные россыпи Дамбаинской и Массадинской площадей.

2.4.1. Сведения о старательских работах.

2.4.2. Россыпь р. Тавабо.

2.4.2.1 Геоморфологические особенности русла.

2.4.2.2 Алмазоносность.

2.4.2.3. Индикаторные минералы.

2.4.3. Алмазоносность р. Макона.

2.5 Первоисточники алмазов для россыпей Дамбаинской и Массадинской ^ площадей.

ГЛАВА 3. АЛМАЗОНОСНЫЕ ФОРМАЦИИ СЕВЕРНОГО УРАЛА.

3.1. Геологическое строение Колчимской антиклинали.

3.1.1. Стратиграфия.

3.1.2. Тектоника.

3.1.3. Магматизм.

3.1.4. Алмазоносность.

3.2. Геологическое строение алмазоносных россыпей.

3.2.1. Погребенные россыпи.

3.2.2. Россыпи эрозионных депрессий.

3.2.3. Россыпи современной речной сети.

3.3. Минералогия разновозрастных толщ.

3.3.1. Кочешорская свита.

3.3.2. Колчимская свита.

3.3.3. Такатинская свита.

3.4. Формирование алмазоносных россыпей Колчимской антиклинали.

ГЛАВА 4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ АЛМАЗОНОСНЫХ РОССЫПЕЙ.

4.1. Влияние эндогенных и экзогенных факторов на формирование ^ ^ j алмазоносных россыпей.

4.2. Перспективы алмазоносности изученных территорий.

4.2.1. Юго-Восточная Гвинея.

4.2.2. Северный Урал.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геологическое строение и алмазоносность россыпей Юго-Восточной Гвинеи и Северного Урала»

Актуальность исследований

Высокая устойчивость алмазов в экзогенных условиях определяет их нахождение в россыпях широкого генетического ряда, при этом они зачастую оторваны от первично-алмазоносных пород. Морфологические особенности алмазов и индикаторных минералов кимберлитов (ИМК) а также литологические характеристики продуктивных отложений, позволяют определить генетический тип россыпи. В сочетании с тектоно-магматическими критериями, это позволяет оценить влияние эндогенных и экзогенных россыпеобразующих факторов на! формирование конкретных месторождений, и определить вероятность обнаружения первоисточников алмазов.

Объектами^ исследования стали алмазоносные отложения современной речной сети Юго-Восточной Гвинеи, близ которых известны многочисленные кимберлитовые тела, и россыпи Красновишерского района Северного Урала, коренные источники» которых не обнаружены. Данные проявления являются крайними членами ряда близкоперемещенная —► удаленная россыпи, и их совместное рассмотрение позволит оценить факторы, способствующие концентрации кимберлитового материала в различных геологических обстановках и предложить критерии для выявления новых алмазоносных объектов.

Актуальность исследований определяется также наличием дискуссионных моментов в реконструкции условий формирования изучаемых проявлений. Так, источником алмазов' для россыпей Гвинеи долгое время считались широко развитые в регионе кимберлиты алмаз-пироповой субфации, малопригодные для эксплуатации [Козлов, 1966; Зубарев, 1983]. Однако, соотношение габитусных форм алмазов в некоторых россыпях, позволяет рассчитывать на обнаружение в Гвинее высокопродуктивных кимберлитов [Шульгин, 2003; Крайнев, Шульгин, 2009]. Дискуссионным остается вопрос о природе алмазоносности месторождений Красновишерского района Северного Урала. Одни исследователи считают данные объекты близкоперемещенными относительно коренного источника [Ветчанинов, 1980; Соколов, 1982], другие выделяют первично-алмазоносные породы в пределах известных месторождений [Рыбальченко и др., 1997; Рыбальченко, 1999 и др.], третьи - что алмазоносные породы района сформировались при переотложении кристаллов из древних промежуточных коллекторов [Цыганко, 2006; Анфилогов и др., 2006,2007].

Цель работы - установление особенностей формирования алмазоносных россыпей Юго-Восточной Гвинеи и Северного Урала и оценка перспективности поиска на изученных территориях новых алмазоносных объектов.

Основные задачи:

• изучение типоморфизма и ИМК в россыпях и кимберлитах Юго-Восточной

Гвинеи;

• сопоставление характеристик алмазов и ИМК в коренных и россыпных алмазоносных объектах Юго-Восточной Гвинеи; .

• .изучение; геолого-минералогических особенностей: разновозрастных алмазоносных россыпей Северного Урала;

• сравнение влияния! эндогенных и экзогенных факторов, формирования' россыпей Юго-Восточной Гвинеи и Северного Урала.

Объектами? исследований; в Юго-Восточной Гвинее послужили алмазоносные' проявления. Дамбаинской и Массадинскойшлощадей. На Дамбаинской• площади; изучены. кимберлитовые дайки, являющиеся представителями г проявления : ульраосновного магматизмач позднемезозойского возраста, на^ Массадинской — россыпи« современной речной' сети. На Северном Урале изучались разновозрастные россыпные проявления Красновишерскогорайона. . • " : : :.

Фактический материал и методы исследований . Материал^по Дамбаинской7 площади бьш собран автором • в ходе; поисковых работ на кимберлиты; проводимых группой * экспертов .! SRK Explorations Servises (финансовая поддержка-Qwantica: Corporations) в 2007 г. Он включает в: себя документацию 20 горных-выработок; описание' 65' алмазов из россыпей и кимберлитов, а также данные о содержании; тяжелой: фракции в различных. телах. Данные, о вещественном составе -кимберлитов получены в результате силикатного анализа 8^ проб и изучения 45 монофракций ИМК. , . •"."•' . ' ; . ; .

Материал по? Массадинской площади, был любезно предоставлен автору, главным. геологом общества «SOREM» АЛО. Шульгнным|;,Он включает, в себя результаты полевого описания 702: алмазов из россыпей площади, данные о химическом- составе ИМК из1 аллювиальных отложений р. Тавабо и сведения о морфологии обнаруженных здесь кимберлитовых даек. "•. • ■ '

Материал , по местс>рождениямалмазов Красновишерскогорайона собран авторомгв ходе полевых работ в 2003-06 ;гг по проекту РФФИ (04-05-64136) «Изучение пород, вмещающих Красновишерские месторождения алмазов на предмет обнаружения кратерных. фаций кимберлитовых диатрем», а также хоздоговорных работ с ЗАО «Уралалмаз». Материал включает в. себя документацию 17 естественных и техногенных обнажений, керна 34 скважин (800 п.м.), результаты; минералогического : анализа 42 шлиховых и 3 мелкообъемных проб. :

Лабораторные работы были выполнены в Институте минералогии УрО РАН. Оптическими методами были изучены 120 петрографических шлифов. Исследования проводились на микроскопе Axiolab Carl Zeiss и Olympus ВХ 500. Химический состав минералов (254 анализа) изучался на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным - анализатором РЭММА-202МВ (аналитик В.А. Котляров) и рентгепо-спектральном микроанализаторе JEOL JCXA-733 (аналитик Е.И. Чурин).-Валовый химический анализ (8 определений)« проводился методом' «мокрой химии» в Южно-Уральском центре коллективного пользования по исследованию минерального сырья ИМин УрО РАН (аналитик Ю.Ф. Мельнова).

Личный вклад.автора в работы-на Дамбаинской площади Юго-Восточной Гвинеи и алмазоносных объектах Красновишерского района Северного Урала заключается в непосредственном участии во всех этапах изучения: от полевых работ, до аналитических исследований и интерпретации полученных результатов. Вклад автора в изучение алмазоносности Массадинской площади Гвинеи состоит в создании единой базы данных по алмазам данной территории, ее статистической- обработке и интерпретации полученных результатов.

Научная новизна

• Установлен близкоперемещенный характер алмазоносных россыпей Юго-Восточной Гвинеи. Различное соотношение габитусных форм алмазов в россыпях связана с их образованием за счет первоисточников, внедрившихся на различных этапах формирования гвинейского кимберлитового района.

• Впервые описаны кимберлитовые дайки Дамбаинской алмазоносной площади, показано сходство морфологии алмазов из данных проявлений- и из других кимберлитовых тел Гвинеи.

• Показано полистадийное формирование алмазоносных россыпей Красновишерского района Северного Урала и установлен переотложенный характер наиболее древних объектов.

Практическая значимость

• Показаны высокие перспективы выявления на территории Юго-Восточной Гвинеи новых коренных источников алмазов. Соотношение габитусных форм кристаллов в некоторых россыпях позволяет рассчитывать на обнаружение высокопродуктивных кимберлитов.

• Для Северного Урала показана перспективность выявления только россыпных объектов.

• Предложены поисковые критерии выявления новых алмазоносных проявлений в районах распространения близкоперемещенных и- оторванных от первоисточника россыпей

Апробация работы и публикации

Основные выводы и положения, рассматриваемые в работе, докладывались на Научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2005, 2009); Всероссийском совещании. «Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона» (Сыктывкар, 2006); Уральском региональном литологическом совещании (Екатеринбург, 2006); Уральской минералогической школе (Екатеринбург, 2008); и Научных чтениях памяти П. Н. Чирвинского (Пермь, 2010).

По теме диссертации автор имеет 9 публикаций, в том числе 2 статьи*в изданиях, включенных в перечень ВАК. Результаты исследования использованы при выполнении проекта РФФИ' (04-05-64136) и хоздоговорных работ с ЗАО «Уралалмаз» [Кораблев, Хачай, 2005ф; Кораблев, 2006ф; Кораблев, Анфилогов, 2006ф]. Исследования автора были поддержаны грантом Правительства Челябинской области (2007).

К защите выдвинуты 3 защищаемых положения, формулировка которых приводится ниже:

Положение 1. Россыпи Юго-Восточной Гвинеи сформировались на начальной, Северного Урала - на конечной стадиях развития алмазоносных россыпей, что демонстрирует смену россыпеконтролирующих факторов от структурно-магматических до литолого-стратиграфических и разрушение пространственной связи алмазов и индикаторных минералов кимберлитов с коренными источниками.

Положение 2. Алмазоносные россыпи Юго-Восточной Гвинеи (Дамбаинская • и Массадинская площади) формировались за счет близкорасположенных коренных источников и наследуют от них особенности алмазоносности и типоморфизма индикаторных минералов. Отличия в соотношении габитусных форм алмазов в россыпях близкорасположенных площадей свидетельствуют об их образовании* за счет первоисточников, внедрившихся на различных этапах формирования Гвинейского кимберлитового района.

Положение 3. Россыпи Северного Урала (Красновишерская площадь) формировались за счет поступления алмазоносного материала из досилурийских промежуточных коллекторов в отложения колчимской (Sikí) и такатинской (D]ík) свит, последующего элювиального обогащения алмазоносных толщ и переотложения полезного компонента в образования неоген-четвертичных депрессий и водотоков современной речной сети.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений общим объемом 180 страниц, включая 37 рисунков и 20 таблиц. Список литературы насчитывает 139 наименований, из них 15 — фондовые материалы.

Заключение диссертации по теме «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения», Крайнев, Юрий Дмитриевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Россыпи Юго-Восточной Гвинеи и Северного Урала демонстрируют собой многообразие условий и факторов, приводящих к формированию месторождений алмазов в экзогенных условиях. Их геолого-минералогические отличия, как то закономерности площадного распределения морфологических типов кристаллов, различная степень их переработки в экзогенных условиях и минералогические особенности тяжелой фракции продуктивных отложений, определяются неодинаковой интенсивностью преобразования кимберлитового материала в миграционных потоках. В то же время такие сходные черты, как промышленные содержания алмазов, гнездовидно-струйчатое распределение кристаллов и их приуроченность к грубообломочным отложениям связаны с общими закономерностями миграции и аккумуляции тяжелых минералов. И если для Гвинеи нахождение алмазов и ИМК в отложениях современных рек является прямым признаком близкого расположения кимберлитов, то для Урала продуктивность теригенных отложений отражает лишь существование благоприятных условий для концентрации алмазоносного материала. Различное влияние эндогенных и экзогенных факторов на формирование россыпей исследованных территорий определяет направление работ по расширению алмазно-сырьевой базы. В Гвинее наиболее перспективно выявление кимберлитов, на Урале же оправдан поиск только новых россыпных объектов.

Россыпи Юго-Восточной Гвинеи формировались за счет широко распространенных в регионе кимберлитов. Это подтверждается соответствием габитусных форм алмазов в ряде россыпных и коренных объектов, преобладанием в россыпях и кимберлитах пикроильменита над прочими ИМК и обратнопропорциональной зависимостью содержаний пикроильменита и алмаза в аллювиальных отложениях. Для кимберлитов Гвинеи характерно широкое распространение даек, высокие содержания ИМК, пикроильменит-флогопит-пироповая минералогическая специфика и преобладание низкокачественных кривогранных алмазов. Преобладание в россыпях Массадинской площади плоскогранных октаэдров над прочими габитусными формами и высокое качество камней позволяет предполагать, что кимберлитовый магматизм в Гвинее не ограничивается присутствием малопродуктивных тел, и на данной территории присутствуют первично-алмазоносные породы со значительно более высокой сохранностью алмазов. Внедрение их, вероятно, происходило на ранних стадиях формирования кимберлитового района.

В отличие от гвинейских, алмазоносные россыпи Красновишерского района Северного Урала формировались за счет многократного переотложения полезного компонента из древних промежуточных коллекторов. Они характеризуются широким возрастным диапазоном, сходным морфологическим спектром алмазов и наличием на них признаков длительного пребывания в экзогенных условиях. Это свидетельствует о формировании тел за счет единого коренного источника или смешанного в процессе транспортировки материала группы тел со сходными морфологическими характеристиками камней. Формирование россыпей Красновишерского района происходило за счет благоприятных геолого-палеогеографических условий. Переотложенный характер наиболее древних алмазоносных объектов говорит о значительном удалении первоисточников алмазов. Кимберлиты, питающие россыпи Урала, имеют, вероятно, докембрийский возраст и располагаются на востоке Русской плиты. Целесообразность их поиска существенно снижается благодаря большому эрозионному срезу тел и их перекрытию палеозойскими осадками.

Удаление россыпи от коренного источника сопровождается уменьшением участия в ее формировании эндогенных факторов, как то количество кимберлитовых тел, их алмазоносность и содержания ИМК, при возрастании влияния экзогенных процессов, основными из которых является концентрация алмазов в гидродинамических ловушках и элювиальное обогащение продуктивных толщ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Крайнев, Юрий Дмитриевич, 2011 год

1. Анфилогов В.Н., Кораблев Г.Г., Крайнев Ю.Д. Природа алмазоносности пород Колчимского антиклинального поднятия // Эволюция континентальной литосферы, происхождение алмазов и их месторождений. Новосибирск: СО РАН, 2005. - С. 12.

2. Анфилогов В.Н., Крайнев Ю.Д., Кораблев Г.Г. Природа алмазоносности Колчимского поднятия // Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона. Мат. Междунар. Сов. Сыктывкар: Геопринт, 2006. - С. 51-52.

3. Анфилогов В.Н., Крайнев Ю.Д., Кораблев Г.Г. Геологическое строение и природа алмазоносности Колчимского поднятия (Северный Урал) // Литосфера. — № 5. -2007.-С. 51-63.

4. Анфилогов В.Н., Хачай O.A., Кораблев Г.Г. и др. Геолого-геофизическое строение уральских палеозойских алмазных россыпей и поиск их связи с питающими источниками // Известия ВУЗов. Геология и разведка. — № 6. 2005. - С. 20-30.

5. Афанасьев В.П., Варламов В.А., Гаранин В.К. Зависимость износа кимберлитовых минералов от условий и дальности транспортировки // Геология и геофизика. 1984. -№ 10.-С. 119-124.

6. Афанасьев В.П., Зинчук H.H. Минералогические поиски месторождений алмазов: развитие, состояние, перспективы // Геология алмаза настоящее и будущее. -Воронеж: ВГУ, 2005. - С. 1291-1318.

7. Афанасьев В.П., Зинчук H.H., Похиленко Н.П. Морфология и морфогенез индикаторных минералов кимберлитов. Новосибирск: «Манускрипт», 2001. —276 с.

8. Афанасьев В.П., Зинчук H.H., Харькив А.Д., Соколов В.Н. Закономерности изменения мантийных минералов в коре выветривания кимберлитовых пород // Минерагения зоны гипергенеза. М.: Наука, 1980. С. 45-54.

9. Безруков Г.Н., Бутузов В.П., Горохов С.С. Некоторые аспекты природного алмазообразования в свете экспериментальных данных // ДАН СССР. Сер. геол. -1970. - Т. 193. - № 3. - С. 679-682.

10. Беккер Ю.Р., Бекасова Н.Б., Ишков А.Д. Алмазоносные россыпи в девонских отложениях Северного Урала // Литология и полезные ископаемые. М.: Наука, 1970. С. 65-74.

11. Бобриевич А.П., Бондаренко М.Н., Гневушев М.А. и др. Алмазные месторождения Якутии. М.: Госгеолтехиздат, 1959. 528 с.

12. Богатиков O.A., Гаранин В.К., Кононова В.А. и др. Архангельская алмазоносная провинция. М.: МГУ, 2000. 524 с.

13. Бушарина C.B. Типоморфизм минералов-спутников алмазов в вулканитах и карбонатно-терригенных породах Красновишерского района на Северном Урале. Автореф. дис. . канд. геол-мин. наук. Екатеринбург, 2003. -24 с.

14. Введенская Н.В. Геолого-геоморфологическое строение и алмазоносность бассейна р. Вижай. Автореф. дисс. . канд. геол.-мин. наук. -М.: Пашия, 1954.-16 с.

15. Ветчанинов В.А. К вопросу об источниках алмазов уральских россыпей // Геология и геофизика. 1980. - №9. - С. 164-168.

16. Вишневский A.C., Суходольская О.В. Простые формы кристаллов синтетического алмаза // Минералогический сборник Львовского университета, 1966. № 20. — вып. 4. - С. 537-575.

17. Владимиров Б.М., Твердохлебов В.А., Колесникова Т.П. Геология и петрография изверженных пород юго-западной части Гвинейско-Либерийского щита. М.: Недра, 1971.-242 с.

18. Геологическая карта мира. M 1:15000000 / под ред. Б.А Яцкевича. Санкт-Петербургская картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2000 г.

19. Грин сон A.C. Глубинное строение и скрытый магматизм Пермского Приуралья и Южного Тимана по reo лого-геофизическим данным // Проблемы магматизма Западного склона Урала. Тр. ИГГ УНЦ АН СССР. - Свердловск - 1972. - С. 166174.

20. Гринсон A.C. К проблеме алмазоносности востока Русской платформы // Изв. АН СССР. сер. геол. - 1970. - №1. - С. 37-45.

21. Гринсон A.C. Перспективы изучения основного и ультраосновного магматизма в районе Северного Урала по геофизическим данным // Разведка и охрана недр. — 1967. № 12.-С. 3-40.25