Ураловед

Портал знатоков и любителей Урала

5 1 2 3 4 5 Рейтинг: 5.00 Голосов: 3

Вопрос о минералах-спутниках и поисках пермских алмазов [общепринятое название – уральские алмазы. Автор считает, что пора отбросить излишнюю скромность и называть вещи своими именами. Есть Пермская алмазоносная провинция!..] по минералам-спутникам сложен и противоречив. Многолетние исследования специалистов (Гневушев, 1967; Келль, 1968; Квоков, 1957; Малахов, 1975 – 1991; Орлова, 1955 – 1991; Писемская, 1957; Сарсадских, 1948; Соболев, 1972; Сочнева, 1981; Шурубор, 1964, 1973 и др.) не дали однозначного ответа на него. Определены аллювиальные спутники алмаза. Констатировано, что набор минералов-узников пермских алмазов (пироп, хромшпинелид, оливин, хромдиопсид, энстатит, омфацит, пироп-альмандин, алмаз) соответствует кимберлитовому с 70 % эклогитовой составляющей. Эти минералы встречаются не только в алмазоносных россыпях, но и в аллювиальных отложениях Пермского края вообще. Они известны в распространенных уральских породах, заведомо не являющихся первоисточниками пермских алмазов. Помимо магматитов красновишерского, кусьинского, дворецкого, благодатского комплексов, благоприятно расположенных относительно известных алмазоносных россыпей, они встречаются (часто в значительных количествах) во многих породах Урала [1, 13]:

- пироп известен в гранатовых амфиболитах Кемпирсайского массива, в амфиболитах Войкаро-Сыньинского массива. В Глубочинском месторождении, что в 12 км к югу от г. Сысерти, гранат образует густую вкрапленность в роговообманково-хлоритовых породах. Содержание граната составляет около 40 %. Гранат представлен альмандином (77,1 %), пиропом (12,3 %), гроссуляром и андрадитом (7,4 %) и спессартином (2 %);

пироп-альмандин характерен для эклогитов Марункеуского комплекса, апогаббровых друзитов и гранат-кианит-цоизит-амфиболовых бластомилонитов, установлен в гнейсах Ильменских гор, в гранатовых амфиболитах Кемпирсайского массива, в скарнах Палкинских копей;

хромшпинелид (от хроммагнетита до пикотита и магнохромита) распространен в расслоенных ультрамафитах Сарановского массива, в дунитах концентрически зональных массивов Платиноносного пояса;

оливин развит в дунитовых массивах Платиноносного пояса, в дайках и силлах оливинитов Конжаковского камня, Качканара. В оливиновых габбро и троктолитах Качканара, Серебрянского и Денежкина Камня оливин является акцессорием. Форстерит известен на Денежкином камне, в Николае-Максимилиановской копи. Несерпентинизированные разности известны в Конжаковском, Нижнетагильском и Косьвинском массивах;

- хромдиопсид отмечается в лимбургитах г. Благодать, в ярко-зеленых индивидах до 3 см встречается в дунит-пегматитах Нижнетагильского и Косьвинского массивов, образует жилки в хромититах и дунитах Нижнетагильского, Вересовоборского и Каменушинского массивов;

- энстатит найден в серпентинитах близ Турьинских рудников, часто встречается в дунитовых массивах Платиноносного пояса. В гранитогнейсовых куполах Сысертского массива энстатит развит в форстерит-энстатитовых и форстерит-энстатит-антофиллитовых породах.

- омфацит – известно более 11 точек нахождения омфацитов в глаукофановых сланцах, эклогитах и т. п. Среди наиболее крупных проявлений – Денежкин Камень;

- пикроильменит встречается наряду с ильменитом в породах благодатского, дворецкого и др. комплексов, в дайках габбродолеритов усьвинского комплекса, образующего в пределах Пермского края региональный дайковый пояс.

Перечисленные породы и терригенные породы, образовавшиеся за счет их разрушения, поставляли и поставляют значительное количество минералов, в данном случае – якобы спутников, в пермские песчаники и современные аллювиальные отложения. Шлейфы минералов из этих площадных источников, включая пермский терригенный комплекс, на 60 %, слагающий поверхность территории края, шлейфы минералов из их элювиальных и делювиальных образований многократно по площади превышают шлейфы точечных источников, какими являются трубка или куст трубок. Нерастворимый остаток карбонатов, ангидритов, гипсов и солей, кроме глинистых минералов, в алевритовой и мелкопесчаной фракциях также содержит указанные минералы, высвобождающиеся вместе с глинистыми минералами при выщелачивании этих пород в поверхностных условиях. Отсюда следует, что гранаты, ильмениты, хромшпинелиды и др. минералы в рядовом аллювии, в современных россыпях и во вторичных коллекторах имеют преимущественно вторичную природу и не обязательно указывают на присутствие первоисточника алмазов. Исходные минералы кимберлитов большей частью уничтожены при древнем выветривании, ничтожное их содержание разубожено в современном и древнем аллювии минералами, якобы спутниками, из площадных источников. В рядовом аллювии, в россыпях и палеороссыпях преобладают гранаты, ильмениты, хромшпинелиды и пр. из других пород, в том числе и аллотигенные минералы из терригенных пород и нерастворимого остатка осадочных карбонатных, сульфатных и галогенных толщ.

Простого якутского решения поисков алмазов по «пироповой дорожке» на Урале не существует. Хотя бы потому, что Якутия в отношении поисков по шлиховым ореолам находится в более благоприятной обстановке: кимберлиты Якутии более молодые, нежели уральские, имеют маломощную и нетипичную кору выветривания. В настоящее время они «законсервированы» вечной мерзлотой (где не происходят или крайне замедлены процессы химического выветривания) и поставляют в аллювий свежие минералы. Зерна минералов-спутников в аллювии рек Якутии крупные, видимые в лотке и хорошо определимые визуально, что позволяет прямо в полевых условиях координировать и корректировать направление поисков.

Первоисточники пермских алмазов (во избежание разночтений сразу оговорюсь, что имею в виду и считаю первоисточниками только кимберлиты) большую часть своего существования неоднократно находились в условиях тропического и субтропического климата с присущими ему мощными процессами корообразования. В верхних зонах древних кор химического выветривания, где могут полностью разрушаться все минералы кимберлитов, включая кварц ксенолитов, в продуктах выветривания остаются лишь алмазы. Не такие устойчивые, как алмаз, уральские минералы парагенетические спутники алмаза почти полностью разрушились и теперь впору разыскивать их самих по «алмазной дорожке».

Что, кстати, и происходит – большинство изученных к настоящему времени уральских минералов-спутников получено из известных алмазоносных россыпей Пермского края, как современных, так и ископаемых. Шлиховые минералы, в том числе и минералы-спутники пермских алмазов, в шлихах встречаются во фракции ‑0,25 мм, что не позволяет визуально констатировать их в полевых условиях и требует в дальнейшем применения точных методов для их диагностики.

Работами ЛОПИ при Пермском классическом университете под руководством Б.С. Лунева выявлен несомненный спутник алмаза [2]. Предложено даже использовать его при производстве поисковых работ. Этот спутник… мелкий алмаз. Однако расчеты показывают, что алмаз диаметром 0,5 мм по гидравлической крупности соответствует золотине размером 0,07 – 0,09 мм, т. е. пылевидному золоту, способному переноситься на многие километры. Кроме того, в силу своей устойчивости алмаз способен мигрировать и во времени, переходя из одной осадочной толщи в другую. Поэтому совместное нахождение массы мелких и крупных алмазов действительно может свидетельствовать о близости первоисточника. Находка же мелких единичных алмазов не говорит ни о чем.

Таким образом, шлиховой метод при поисках минералов спутников Пермского края требует многократно больших объемов шлиховых проб (не рядовые 20 л), точных методов (микрозонд и т. п.) для диагностики. Метод не оперативен и в полевых условиях не информативен.

Судя по первым массовым находкам алмазов в кластических толщах Пермского края, наиболее достоверной эпохой кимберлитопроявления можно считать раннесилурийскую (колчимскую), зафиксированную алмазами колчимской свиты Колчимской антиклинали. Кимберлиты этой эпохи поставляли алмазы в колчимскую и такатинскую свиты, питающие в свою очередь мезозойско-кайнозойские россыпи.

Кимберлиты, источники пермских алмазов, внедрялись в условиях прибрежных низменностей, сложенных осадочными породами венда [10]. В низины также внедрялись и более молодые архангельские кимберлиты. Следовательно, кимберлиты этих провинций должны иметь много общих черт. Они должны отличаться от якутских кимберлитов, имеющих совершенно другие возраст и «биографию».

Учитывая относительную кратковременность размыва тел колчимского этапа кимберлитопроявлений, можно предположить, что у кимберлитовых тел могли сохраниться кратерные части с комплексом вулканогенно-осадочных и осадочно-вулканогенных образований, значительно затрудняющих поиски трубок. На кимберлитах и кратерных осадках могли проявиться процессы древнего корообразования, кардинально изменившего облик как кимберлитов, так и осадочно-вулканогенного и вулканогенно-осадочного комплексов пород кратерных фаций. Древние коры выветривания, наложенные на первичные породы и на породы вторичных коллекторов, усугубляют сложность поисков и требуют не слепого следования якутской методике поисков по «пироповой дорожке», а пересмотра методики поисков пермских кимберлитов.

Согласно палеогипсометрической карте, область сноса конца такатинского времени представляла собой сравнительно выровненную низменную денудационную равнину с абсолютными отметками 40 – 50 м в прибрежных районах [10]. По литологическим и палеомагнитным данным территория Пермского края находилась в приэкваториальных широтах, не более 5 – 12° южной широты. Меридиан проходил в направлении, перпендикулярном простиранию современных тиманских структур. Среднегодовая температура такатинского времени равнялась 27 – 29°С, а температура вод по данным магнезиальной палеотермометрии составляла 28 – 31°С [7]. Климат территории был тропическим и субтропическим с контрастной сменой ливневых и засушливых сезонов.

В протерозое и фанерозое на западном склоне Среднего и Северного Урала химическое выветривание преобладало над физическим. Доминирование в тяжелой фракции вторичных коллекторов устойчивых минералов (лейкоксен-цирконовая ассоциация в колчимских песчаниках и турмалин-лейкоксен-цирконовая – в такатинских породах) лишнее тому подтверждение.

Ранее [8,9,11] показано, что образование кор выветривания пермских кимберлитов в условиях низменных равнин и низких пенепленов раннесилурийско-среднедевонского времени могло дойти до стадии зоны охр, каолинита и монтмориллонита.

С учетом палеогипсометрических данных можно предположить, кроме глинистых древних кор выветривания, наличие известковых и кремнистых. Развивались они как по самим кимберлитам, так и по их глинистым корам выветривания, а также по породам кратерной фации и вмещающим их породам. Известковистые коры выветривания палеогипсометрически располагались выше кремнистых.

Известковые коры выветривания связаны с инфильтрацией углекислого кальция и проявляются в виде прослоев конкреций (калькреты) или карбонатных пластов мощностью до 4 м (каличе). Иногда каличе или калькреты содержат значительное количество доломита и аморфного кремнезема. Сила, развиваемая во время кристаллизации карбоната кор выветривания, настолько велика, что приводит к раздроблению пород, появлению зеркал скольжения и возникновению брекчиевых текстур. Окись кальция в условиях современного выветривания ведет себя настолько агрессивно, что в корах выветривания полностью метасоматически замещает изверженные породы и даже жильный кварц, не говоря уже о минералах-спутниках. В настоящее время карбонатные коры выветривания известны на юге Африки, в Ливийской пустыне, на Аравийском полуострове и т. д. [3,13].

М.И. Пыляев [5] рассказывает о начале разработки трубки Кимберли: «Когда снесли от двух до четырех футов этого слоя (красный наносный песок – Т.Х.), достигли другого слоя, твердого известкового и мергеля. Эти известняковые глыбы также содержали в себе бриллианты (так у автора – Т.Х.), но их так трудно было разбивать, что промышленники в своей спешке и горячке бросали их в сторону; так они и лежат в кучке, забытые и до сих пор не разбитые. Я сам видел крупный белый алмаз, заключенный в одной из таких известковых глыб, разбитой с помощью тяжелого молота. Под известковым слоем идет хрупкая желтоватая масса рыхлого камня...».

Образование менее распространенных кремнистых кор выветривания происходит за счет накопления опала из вод, привнесенных с возвышенных частей рельефа, и образования поверхностных кварцитов (силькретов). Силькреты встречаются в виде конкреционных тел или образуют сплошные пласты мощностью от десятков сантиметров до 10 м. В древних корах выветривания опал, теряя воду, преобразуется в халцедон (палеоген, мезозой, верхний и средний палеозой) и, иногда, в кварц (ранний палеозой, венд). Подобные коры в современных условиях известны в современных пустынях субтропического и тропического климата Австралии и Северной Африки [3].

Е.О. Тэль [6] отмечает силькреты в статье «Кимберлит плато Ирамба и связанные с ним месторождения». В частности, им описаны стадии окремнения кимберлита трубки Сонгели, переходящего через опализированный и халцедоновый кимберлит с остатками первоначальных минералов до аморфных масс, схожих с яшмами. Б.И. Прокопчук упоминает кремнистую кору выветривания в трубке Мвадуи [4].

Подобные раннесилурийско-среднедевонские коры выветривания (и карбонатные, и кремнистые) встречаются на западном склоне Урала в породах благодатского и дворецкого комплексов, где карбонатизация, иногда с проявлениями секреций агатоподобных халцедонов, отмечается в пикритах, лавобрекчиях щелочно-ультраосновного состава, в трахибазальтах и пр. Карбонаты либо цементируют вторичную брекчию, либо образуют пластообразные тела кальцит-доломитового состава по периферии магматических тел. Мощность пластов вторичных карбонатов часто достигает нескольких метров. Доломитом, очень похожим на вторичный, с хлоритом была сложена крупная глыба, напоминающая останец, на правом берегу рч. Чурочной ниже слияния ее с рч. Рассольной на Колчимской антиклинали (возможно, она сохранилась после отработки месторождения). Лимбургиты и эссексит-диабазы на Танчихинском участке в бассейне среднего течения р. Вильвы часто превращены в сургучно-красные яшмоиды. Кремнистые коры выветривания отмечаются в пермских полимиктовых песчаниках. Здесь в силькретах кремнистой мезозойско-палеогеновой коры выветривания первичный полимиктовый состав песчаников полностью преобразуется в чисто кварцевый, а породы приобретают облик сливных кварцитов с опаловым цементом. Трещины и выщелоченные гипсовые «ежи» в мергелях соликамской свиты выполнены халцедоном, образующим в раздувах трещин агатоподобные секреции. Процессами образования кремнистых кор выветривания в условиях силурийско-среднедевонской приморской низменности, кстати, можно объяснить неравномерную цементацию такатинских песчаников.

Таким образом, разрез древней коры выветривания нашей силурийской кимберлитовой трубки может быть дополнен верхними членами профиля древней коры выветривания: каличе или силькретами, ниже которых уже будут залегать глинистые продукты выветривания. Каличе и силькреты могут также залегать и в нижних горизонтах коры.

Степень разрушения минералов-спутников в каличе и силькретах максимальная – вплоть до полного их уничтожения. Отсюда ясно, что минералы-спутники пермских алмазов, вероятней всего, разрушены, содержания их в продуктах перемыва кор выветривания кратерных и жерловых фаций первоисточников ничтожны и не могут быть руководящими. Породы вторичных коллекторов также подвергались химическому выветриванию. Таким образом, минералогические исследования любых вторичных коллекторов от силурийских до голоценовых, проводящиеся с целью поисков первоисточников пермских алмазов, во избежание неверных выводов при интерпретации минералогических ассоциаций необходимо проводить с учетом наличия древних кор выветривания, как по кимберлитам и породам кратерной фации, так и по обломочным породам вторичных коллекторов.

В свете изложенного необходимо изменение методики поисков первоисточников пермских алмазов. Минералогический метод должен быть переведен в разряд вспомогательных. Требуется разработка геолого-геофизической модели слабоэродированных с сохранившимися кратерными образованиями западноуральских кимберлитовых трубок или даек, глубоко преобразованных древним выветриванием. Дальнейшие работы должны проводиться на основании этой модели.

На взгляд автора, наиболее близки модели пермских кимберлитов архангельские трубки, ангольская трубка Катока и трубка Мвадуи. Синтез их облика и строения, физических свойств пород, их вид в физических полях плюс наложенные процессы корообразования с наличием каличе и силькретов на глинистых продуктах выветривания кимберлитов и кратерных образований – не есть ли это модель первоисточника алмазов пермских россыпей?

Библиографический список

  1. Геология СССР. Том XII. Пермская, Свердловская, Челябинская и Курганская области. Полезные ископаемые. М.: Недра, 1973.
  2. Лунев Б.С., Тюрин В.М., Осовецкий Б.М. и др. Об обнаружении мелких алмазов и муассанита в Вишерском алмазоносном районе // Аллювий. Вып. 1. Ученые записки Пермского государственного университета, № 170. Пермь: ПГУ, 1967.
  3. Михайлов Б.М., Куликова Г.В. Фациальный анализ кор выветривания. Л.: Недра, 1977.
  4. Прокопчук Б.И., Трофимов В.С., Левин В.И. Основные типы алмазных месторождений зарубежных стран. Советская геология, 1976, № 6.
  5. Пыляев М.И. Драгоценные камни. Их свойства, местонахождения и употребление. Третье издание, значительно дополненное. СПб: изд. А.С. Суворина, 1898. Репринтное воспроизведение. М.: издание совм. предприятия «ХГС», 1990.
  6. Тэль Е.О. Кимберлит плато Ирамба и связанные с ним месторождения. Перевод А.В. Немиловой. Л.: ВСЕГЕИ, 1950.
  7. Ушаков С.А., Ясаманов Н.А. Дрейф материков и климаты Земли. М.: Мысль, 1984.
  8. Харитонов Т.В. Вероятные изменения вероятных первоисточников уральских алмазов // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. Вып. 5. Сборник научных статей. Пермь: ПГУ, 2003.
  9. Харитонов Т.В. Служебная записка Главным специалистам ЗАО «Пермгеологодобыча» В.А. Кириллову и Г.Г. Морозову // Уральский геологический журнал, 2006, № 3 (51).
  10. Харитонов Т.В. Палеогипсометрия такатинского рельефа Западного Урала и следствия из этого // Проблемы минералогии, петрографии и минерагении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. Сборник научных статей. Вып. 10. Пермь, ПГУ, 2007.
  11. Харитонов Т.В. Коры выветривания вероятных первоисточников уральских алмазов // Уральский геологический журнал, 2007, № 2 (56).
  12. Харькив А.Д., Романько Е.Ф., Зубарев Б.М. Кимберлиты Зимбабве: краткая характеристика распространенности и особенностей состава // Геология и геофизика, 2005, № 3.
  13. Юшкин Н.П., Иванов О.К., Попов В.А. Введение в топоминералогию Урала. М., Наука, 1986.

© Т.В. Харитонов
ФГУП «Геокарта-Пермь»