Надежда Юшкина
Алмазы Сибири. Морфологические особенности алмазов из россыпей и кимберлитов северо-востока Сибирской платформы
Введение
Алмазное сырье имеет огромное значение для научно-технического прогресса и является неотъемлемой частью промышленного и ювелирного мира. Постоянно возрастающая потребность в алмазах требует расширения сырьевой базы этого минерала. В связи с этим возникает необходимость совершенствования методов поисков, как алмазоносных кимберлитовых трубок, так и россыпей алмазов. Минералого- геохимические поиски алмазов широко используются для обнаружения новых промышленных кимберлитовых и россыпных месторождений алмаза.
После находки С. Н. Соколовым в 1948 г. кристалла алмаза на территории Сибирской платформы в аллювии реки Малая Ерема, приток нижней Тунгуски, и особенно после открытия в 1954 году первой алмазоносной кимберлитовой трубки значительно возрос интерес к геологии Сибирской платформы. В результате планомерных и интенсивных исследований было установлено, что этот регион является одним из самых крупных алмазоносных провинций мира. В пределах Сибирской платформы было открыто множество крупных алмазоносных кимберлитовых тел, имеющих промышленное значение (трубки «Мир», «Интернациональная», «Удачная», «Айхал», «Сытыканская» и др.). В северо-восточной части Сибирской платформы широко распространены аллювиальные россыпи с большим содержанием алмазов. Однако, высокоалмазоносных кимберлитовых трубок в этом районе не обнаружено. В связи с этим существует проблема обнаружения коренных источников этих алмазов.
Актуальность данной книги заключается в том, что коллекция алмазов, подаренная минералогическому музею СПбГУ И. Ф. Гориной, являлась до настоящего момента мало изученной. Также актуальность выбранной темы в волнующем вопросе об установление природы происхождения россыпных алмазов на Сибирской платформе, т.к. до настоящего времени доподлинно не известно, откуда в ореоле россыпей северо-востока Сибирской платформы находят столь большое количество кристаллов алмаза, в том числе ювелирного качества. Для этого региона характерна уникальная россыпная алмазоносность, связанная преимущественно с аллювиальными отложениями. Наиболее богаты россыпи рек Эбелях, Биллях, Маят, Марха (Граханов, 2006; Добрецов, Похиленко, 2010; Афанасьев и др., 2011). Для приближения к раскрытию этой проблемы были изучены также образцы алмазов из трубок, находящихся в непосредственной близости к изучаемой территории, таких как: «Лыхчан», «Поздняя», «Отрицательная», «Ленинград», и др.
Данное сравнение поможет нам более детально рассмотреть все сходства и различия алмазов из коренных месторождений и россыпных, аллювиальных отложений.
Для написании данной книги было изучено и проведено сравнение минералогических особенностей 350 кристаллов алмаза из аллювиальных отложений и из близлежащих кимберлитовых трубок, открытых на территории Анабаро Оленекского междуречья. Сравнение между собой различных морфологических групп и ведение статистики по частоте встречаемости той или иной морфологической группы в россыпях и кимберлитовых трубках указанной провинции.
Изучение и сравнение минералогических особенностей алмазов из аллювиальных отложений и кимберлитовых трубок по следующим параметрам:
кристалломорфология;
окраска;
размерность;
признак механического износа;
следы пластических деформаций;
Изучение особенностей реальной структуры кристаллов алмаза и интерпретация данных полученных о дефектно-примесном составе и распределения основных дефектов азота. Сравнение с имеющимися результатами в литературе.
Изучение скульптурных образований и микрообразований на поверхности кристаллов из коллекции для характеристики их образования.
В ходе исследований были использованы следующие методы:
оптическая микроскопия
Под бинокулярным микроскопом было изучено 359 кристаллов, особенности внешней морфологии были зафиксированы на 2300 фотографиях.
электронная микроскопия во вторичных (SEМ) и отраженных (REМ) электронах.
Этим методом было исследовано 140 кристаллов и получено более 800 фотографий. Использовалась для исследования скульптурных образований на поверхности кристаллов алмаза и детального рассмотрения общей морфологии. Исследования проводились на растровом сканирующем микроскопе Hitachi TM3000.
инфракрасная спектроскопия (ИКС) и компьютерная обработка полученных ИК спектров.
Метод дал возможность обнаружить азотные дефекты в кристаллах алмаза, а также провести изучение формы вхождения азота в структуру. В результате исследований было получено 83 спектра ИК- поглощения, которые были расшифрованы при помощи компьютерной программы обработки ИК спектров v2010-05-06.
фотолюминесценция и компьютерная обработка полученных спектров.
Использовалась для выявления дополнительных структурных дефектов алмаза, а также этим методом были получены данные о характере люминесценции кристаллов под действием УФ-лучей (120 спектров);
конфокальный электронный микроскоп
Этим методом было изучено 48 кристаллов алмаза и получено более 150 фотографий.
Пробоподготовка, все аналитические исследования, а также обработка и интерпретация исходных данных, выполнены автором самостоятельно.
Проведено комплексное исследование вариаций основных характеристик дефектно-примесного состава в пределах представительной выборки алмазов с ярко выраженными различиями в окраске и морфологии из россыпей и кимберлитов северо- востока ЯАП. Проведено комплексное исследование люминесценции алмазов с указанной территории при воздействии УФ и конфокальным излучением.
Глава 1. Краткое описание геологического строения северо-восточной части Сибирской платформы. Характеристика коренной и россыпной алмазоносности, поисковые критерии по литературным данным.
В структурном отношении территория северо-востока Сибирской платформы входит в состав Анабарской антиклизы, представляющей собой обширное пологое поднятие, сложенное верхнепротерозойскими и палеозойскими отложениями (разнообразные карборнатные и терригенные породы) суммарной мощностью до 4,5 км, залегающими на раннедокембрийском кристаллическом фундаменте, обнаженном на Анабарском щите и Оленекском поднятии (Смелов, Зайцев, 2010). Границы антиклизы определяются позднепалеозойскими и мезозойскими отрицательными структурами, наложенными на ее склоны. В ее пределах выделены различные по возрасту и строению положительные структуры, наиболее крупным из которых являются Оленекское поднятие. Подробное рассмотрение тектоники территории можно увидеть на рисунке 1.
В пределах рассматриваемого региона проявилось несколько магматических циклов. Наиболее ранний относится к архейской эре (интрузии гранитоидов, анортозитов). Протерозойский цикл характеризуется формированием интрузий ультаосновных пород, габбро-диабазов, гранитоидов. В позднем палеозое и раннем мезозое проявилась как интрузивная, так и эффузивная деятельность. В ранние фазы этого цикла происходило внедрение трапповой магмы, а в более позднюю фазу образование кимберлитов. Триасовая эпоха кимберлитового магматизма была продуктивной и участвовала в формировании россыпной алмазоносности, однако поиски триасовых кимберлитов могут иметь некоторую специфику. Отложения пермского возраста были развиты на северо-востоке платформы и размывались по мере поднятия Анабарской антиклизы.