|
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
ІНСТИТУТ ГЕОХІМІЇ, МІНЕРАЛОГІЇ ТА РУДОУТВОРЕННЯ
ПАНОВ Юрій Борисович
УДК 549.02:549.01(477.6)
ТИПОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ МІНЕРАЛІВ - СУПУТНИКІВ АЛМАЗУ З КІМБЕРЛІТІВ ПРИАЗОВ'Я
Спеціальність - 04.00.20 – мінералогія, кристалографія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата геологічних наук
Київ - 2001
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті геохімії, мінералогії та рудоутворення
НАН України, м. Київ
Науковий керівник
доктор геолого - мінералогічних наук Квасниця Віктор Миколайович,
завідувач відділу проблем алмазоносності Інституту геохімії, мінералогії
та рудоутворення НАН України.
Офіційні опоненти:
доктор геолого - мінералогічних наук Вальтер Антон Антонович, завідувач відділу фізичних методів дослідження руд Інституту прикладної фізики НАН України;
доктор геолого - мінералогічних наук Кривдик Степан Григорович, завідувач відділу петрології Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України.
Провідна установа – Український державний інститут мінеральних ресурсів Міністерства екології і природних ресурсів, м. Сімферополь.
Захист відбудеться “28 ” березня 2001 р. о 14 годині на засіданні спеціализованої Вченої ради Д.26.203.01 при Інституті геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України за адресою: 03680, Київ-142, пр. Палладіна, 34.
З дисертацїєю можна ознайомитись у бібліотеці Інституту.
Автореферат розісланий “27 ” лютого 2001 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат геолого–мінералогічних наук Томурко Л.Л.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми дисертації визначається необхідністю удосконалення та підвищення ефективності методів проведення геолого-пошукових та розвідочних робіт в Україні з метою виявлення одного з важливіших корінних джерел алмазу- кімберлітів.
Науковою основою при розробці пошуково-оціночних критеріїв є вчення про типоморфізм мінералів – супутників алмазу, що потребує поглибленого розуміння залежності їх хімічного складу від Р-Т умов, а також інших параметрів мінералоутворюючого середовища, яка визначає наявність або відсутність алмазів у кімберлітах.
Використання високої інформативності типохімічних особливостей індикаторних мінералів кимберлітів (хромпіропу, пікроільменіту, хромшпінеліду та хромдіопсиду), виявлення характеру розподілу в них елементів-домішок є досить актуальним як в науковому, так і в практичному відношеннях, завдяки сприянню рішення низки пошукових та оціночних завдань.
Зв,язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження в межах дисертаційної роботи здійснювались при виконанні наукової тематики у відділі проблем алмазоносності Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення (ІГМР) Національної Академії наук України, в лабораторії геофізичних досліджень Українського науково-дослідного та проектно-конструкторського інституту гірничої геології, геомеханіки та маркшейдерських справ (УкрНДІМІ) Національної Академії наук України та на кафедрі корисних копалин та екологічної геології Донецького державного технічного університету.
Мета та основні завдання досліджень. Головна мета дисертації – вивчення складу та типохімічних особливостей мінералів-супутників алмазу (хромпіропу, пікроільменіту, хромшпінеліду та хромдіопсиду) з кімберлітів Приазовського блоку Українського щита та рішення на цій основі питань,що пов'язані з умовами їх утворення та перспективами алмазоносності.
Основні завдання роботи:
1. Визначити геологічну позицію та петрохімічні особливості кімберлітових трубок Приазов'я;
2. З'ясувати закономірності розподілу головних оксидних компонентів і елементів-домішок у мінералах – супутниках алмазу з кімберлітових тіл району досліджень;
3. Визначити умови утворення індикаторних мінералів кімберлітів (Р-Т параметри, характер метасоматичних процесів та ін.), виходячи з показників їх хімізму;
4. Оцінити перспективи алмазоносності кімберлітів Приазов'я,базуючись на інтерпретації нової інформації про хімічний склад мінералів – супутників алмазу.
Наукова новизна.
1. На основі достатньо великої кількості аналізів (більш як 500 проб), що виконані на електронному та, вперше, на протонному мікрозондах, вивчено закономірності розподілу головних оксидних компонентів та елементів-домішок в хромпіропах, пікроільменітах, хромшпинелідах і хромдіопсидах з кімберлітів Приазов'я, виявлені типохімічні особливості їх складу.
2. На основі оригінальних даних визначено термобаричні та інші умови утворення типоморфних мінералів з кімберлітів Приазов'я та зроблено висновки щодо природи їхніх глибинних материнських джерел.
3. Одержано дані про накладені процеси метосоматичних змін індикаторних мінералів кімберлітів Приазов'я, що суттєво впливають на алмазоносність.
Наукові положення, що захищаються в дисертації.
1. Мінерали – супутники алмазу з кімберлітів Приазов'я мають певні типохімічні особливості складу, що полягають в кількісному та якісному розподілу їхніх елементів-домішок та основних оксидних компонентів. В хромпіропах – високий вміст Zr , високі (біля 7,5) Zr / Y відношення, мала концентрація Sr, збагачення важкими TR та знижена кількість легких TR. В хромшпінелідах - збагачення Ga та Ni, сильні позитивні кореляційні зв'язки між V – Ni та Ti – V. Пікроільменітам притаманна наявність двох різновидів – низькохромної та високохромної, значне збагачення на MnO, V та присутність олова (Sn 8 – 65 г/т). Хромдіопсиди відзначаються підвищеним вмістом Y, Sr та Zr, наявністю двох модифікацій мінералу, які відрізняються вмістом TR, Ni, Sr та ін. елементів.
2. Палеогеотермальні умови утворення глибинних порід Приазовського блоку Українського щита, що встановлені за хімічним складом їхніх індикаторних мінералів, у період формування кімберлітів, характеризувались значеннями температури 1000 - 1100° С; тиску 3,0 – 4,2 ГПа; теплового потоку 42 – 45 мВт/м2 та дією на них калієвого метасоматозу, що впливає на збереження алмазів.
3. Потенційна алмазоносність кімберлітів Приазов'я, яка визначена на підставі узагальнення виявлених типохімічних особливостей мінералів – супутників алмазу, з урахуванням даних по основних алмазоносних провінціях світу, є обмеженою.
Практична цінність роботи. В результаті виконаних досліджень та аналізу наявних даних щодо складу мінералів–супутників алмазу з кімберлітів ПАР, Росії, КНР, Канади та інших країн, запропоновані та передані Приазовській ГРЕ і УкрДІМР нові ефективні засоби оцінки промислової алмазоносності кімберлітових трубок для впровадження їх у практику геологорозвідувальних робіт.
Фактичний матеріал та методи його обробки. В основу дисертаційної роботи покладені результати, які автор одержав в процесі досліджень кімберлітів Приазов'я з 1996 р. та впродовж навчання в заочній аспірантурі ІГМР НАНУ з 1998р.
Визначення вмісту головних оксидних компонентів та елементів-домішок в мінералах–супутниках алмазу з кімберлітів Приазов'я виконано на електроннолазерних (Cameca SX-50, LAM - ICPMS) та протонному (HIAF) мікрозондах в лабораторії Головного національного центру геохімічної еволюції і металогенії континентів (GEMOC) при університеті Макуорі та Об'єднаного науково-інженерного центру (CSIRO) в м. Сіднеї, Австралія.
Крім того, використані літературні дані щодо Східно–Європейської, Якутської, Китайської, Південноафриканської та ін. алмазоносних провінціях світу.
У процесі виконання роботи автор співпрацював з працівниками Приазовської геолого-розвідувальної експедиції (А.П. Князьков, В.В. Васильченко, С.Н. Стрекозов), Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення НАНУ (д. г.-м. н. С.С. Мацюк, к. г.-м. н. С.М. Цимбал), Українського державного інституту мінеральних ресурсів (к. г.-м. н. Г.І. Смірнов, к. г.-м. н. О.М. Тарасюк, к. г.-м. н. О.І. Чашка, к. г.-м. н. І.Є. Палкін), співробітниками Донецького державного університету (проф. І.Л. Нікольський, проф. Б.С. Панов, доц В.І. Купенко) та Українського науково-досліднного та проєктно-конструкторського інституту гірничої геології, геомеханіки та маркшейдерських справ НАНУ (к.т.н. А.В. Анциферов, к.т.н. М.Г. Тіркель). Автор щиро дякує усім колегам із цих установ за надану допомогу в збиранні фактичного матеріалу та сприянню завершення роботи. Особливу подяку висловлюю проф. В.Л. Гріффіну, д-ру Тін Тін Він та д-ру Норману Пірсону з університету Макуорі (м. Сідней, Австралія), які сприяли проведенню лабораторних досліджень і брали участь в їх виконанні та інтерпретації, а також науковому керівнику роботи д. г.-м. н. В.М. Квасниці
Особистий внесок автора. 1. Проведення польових робіт на об'єктах досліджень, відбір та підготовка до аналізів проб індикаторних мінералів з кімберлітових трубок Приазов'я. 2. Обробка результатів аналізів на ЕОМ, їх мінералогічна та геолого-геохімічна інтерпретація, визначення типохімічних особливостей досліджених мінералів – супутників алмазу. 3. Узагальнення результатів та порівняння отриманих даних з аналогічною інформацією по відомих алмазоносних провінціях світу. 4. Визначення умов утворення та оцінка перспектив алмазоносності досліджених кімберлітових трубок Приазов'я.
Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи докладались та обговорювались на Міжнародних науково-практичних конференціях (м. Дніпропетровськ, 1998, 1999 р.р., м. Сімферополь 1999 р.); у Міжнародній школі молодих учених (м. Міас, 1997, 1998 р.); Міжнародній конференції молодих учених ім. акад. М.А. Усова (м. Томськ, 1998, 1999 р.); конференції “Уральська літня мінералогічна школа” (м. Єкатеринбург, 1999 р.)
Публікації. За темою дисертації опубліковано 14 наукових робіт.
Структура та обсяг роботи. Дисертація, загальним обсягом 174 сторінки, складається з вступу, 5 розділів, висновків та містить 49 малюнків, 13 таблиць та 8 додатків у вигляді таблиць. Список використаних літературних джерел вміщує 102 найменування.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
РОЗДІЛ 1
ПРОБЛЕМА ТИПОМОРФІЗМУ МІНЕРАЛІВ ТА ІНДИКАТОРНІ МІНЕРАЛИ – СУПУТНИКИ АЛМАЗУ В КІМБЕРЛІТАХ
Поняття про типоморфізм в його сучасному вигляді введено в мінералогічну науку О.Є. Ферсманом в 1931 році, хоча термін “типоморфний” вперше застосував Ф. Бекке в 1903 році для мінералів, що дають змогу судити про умови метаморфізму. Багато дослідників присвятили свої работи вивченню типоморфізму мінералів, серед них є і українські мінералоги (Є.К. Лазаренко, О.І. Матковський, В.І. Павлишин та інші).
Кімберлітові породи можна вважати класичними, завдяки яскраво виявленому типоморфізму їхніх мінералів та мінеральних асоціацій. Результати сучасних досліджень дозволяють стверджувати, що кімберлітові породи являють собою складні утворення, в яких поряд з мінералами, що утворились безпосередньо при кристализації кімберлітового розплаву, міститься значна кількість ксеногенного матеріалу, який увібрав цей розплав на різних рівнях верхньої мантії та земної кори. Для кімберлітів характерні мінерали, які дуже рідко зустрічаються в інших типах порід – алмаз, магнезіальний гранат (піроп), магнезіальний ільменіт (пікроільменіт), високохромістий хроміт (хромшпінелід), хромдіопсид.
Застосування сучасних високоточних методів аналізу дозволило встановити варіації хімічного складу індикаторних мінералів кімберлітів в залежності від їхнього розміщення в земній корі, приналежності до того чи іншого родовища, геохімічних особливостей району тощо.
Під впливом усіх цих факторів матриці мінералів збагачуються або збіднюються на різні елементи-домішки, співвідношення яких між собою та з головними складовими компонентами є важливою генетичною та практичною (зокрема пошуково-оцінковою) інформацією.
РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА РОБІТ ТА ОБ'ЄМ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
В даній роботі узагальнені результати мікрозондових аналізів головних оксидних елементів та одержаних вперше оригінальних протонномікрозондових аналізів елементів-домішків у мінералах-супутниках алмазу з кімберлітових трубок Приазов'я.
Вивчені зерна хромпіропу, хромшпінеліду, пікроільменіту та хромдіопсиду (також як і алмаз), є для кімберлітів ксеногенними мінералами, продуктами дезінтеграції фрагментів різноманітних за складом та походженням ультра основних та основних глибинних порід, захоплених кімберлітовою магмою при її еруптивному втіленні на різних рівнях літосфери.
Формування вивчених виборок мінералів-супутників алмазу проводилось шляхом відбирання їх під бінокуляром з протолочок кімберлітів Приазов'я. Підготовка проб для аналізів проводилась шляхом монтування округлих епоксидних шашок діаметром біля 20 мм, в яких містилось від 129 до 32 зерен мінералів, та пришліфовці їхньої поверхні до одержання якісного штучного аншліфа.
Всього було виконано 522 аналіза хромпіропу, хромшпінелідів, пікроільменіту та хромдіопсиду з кімберлітів Приазов'я, в яких встановлено вміст як головних оксидних компонентів (від 10 до 13), так і елементів-домішків (від 9 до 21).
Принципово нова інформація одержана за допомогою унікального лабораторного оснащення, в тому числі протонного мікроаналізатора РМР з прискорювачем часток HIAF, який розроблено в об'єднаній організації наукових та інженерних досліджень Австралії (CSIRO). Це дозволило оперативно та економічно ефективно оцінити алмазоносність об'єктів, що вивчались.
Нагальній потребі в проведенні таких досліджень в Україні і присвячена дисертаційна робота.
РОЗДІЛ 3
КОРОТКА ГЕОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИАЗОВ'Я ТА ЙОГО КІМБЕРЛІТОВИХ ТІЛ
Приазов'є - це перспективний район Українського щита щодо відкриття родовищ алмазів. Численні знахідки дрібних зерен алмазів кількох генетичних типів відмічені в різних регіонах України (Волинь, Середнє Придніпров'є, Північне Причорномор'є, Донбас, Побужжя тощо). Однак, тільки у Східному Приазов'ї геологами Приазовської ГРЕ відкрито перші в Україні кімберлітові трубки та дайки, що їх супроводжують. Вони розміщуються в зоні сполучення складчастих структур Донбасу з Приазовським кристаличним масивом і контролюються субширотним Південно-Донбаським глибинним розломом протерозойського закладення. Корені цієї трансрегіональної структури ідуть в мантію, що фіксується підняттям поверхні Мохо на 10 – 15 км в порівнянні з центральною частиною Донбасу та підкреслюється проявом лужно-ультраосновного та лужно-базальтоїдного магматизму.
Геологічна позиція зони сполучення Донбасу з Приазов'єм характеризується неузгодженним заляганням на докембрійському кристаличному субстраті середньо– верхньодевонських осадово-вулканогенних утворень, перекритих нижньокам'яновугільними осадовими породами. Найбільш потужно магматизм проявився тут у пізньому девоні в зв'язку з глобальними процесами формування Дніпровсько-Донецької палеорифтогенної структури – лінеамента Карпинського. Порушення земної кори на всьому її протязі сприяло упровадженню і локалізації кімберлітових трубок Надія, Південна, Новоласпинська та даєк що їх супроводжують.
Кімберлітова трубка Надія розмір якої 60 х 30 м (площа біля 1600м2), має овальну в плані форму і перекрита суглинками, потужність яких від 0,5 до 8 м. Контакт з вміщуючими породами крутий (60 - 80?), падіння південно-західне. Трубку досліджено свердловинами до глибини 140 м. Кімберлітове тіло складається з ксенотуфобрекчій, брекчій кімберлітів та масивних порфирових кімберлітів і містить велику кількість ксенолітів, що займають до 30 % об'єму породи. Ксеноліти представлені, в основному, фрагментами порід кристаличного фундаменту.
За 2 км на південно-схід від трубки Надія виявлено значно більше (300 х 150 м, площа 2,2 га) кімберлітове тіло складної амебоподібної форми – трубка Південна. Вона перекрита четвертинними суглинками потжністю 8 – 11 м та досліджена свердловинами до глибини біля 320 м. Кути падіння в північній частині тіла 45 - 60?, в південній – до 90?, загальне падіння південно-південно-західне. Діатрема складена еруптивними брекчіями автолітових кімберлітів та підлеглими їм масивними кімберлітами темно-зеленого та блакитно-сірого кольору. Еруптивні брекчії на 60 – 70 % складені із власне кімберлітового матеріалу і на 30 – 40 % із уламків гранітоїдів хлібодаровського комплексу середнього протерозою, вапняків, пісковиків та сланців миколаївської світи середнього девону і діабазів додевонского віку. Кімберліти масивної текстури мають добре виявлену порфірову структуру. Вміст ксеногенного матеріалу в них низький. Основна маса кімберлітів складена дрібними зернами моноклинного піроксену та флогопіту, що зцементовані серпентиноподібною речовиною. В неї зустрічаються перовскіт, ільменіт та апатіт. Вкраплення складають 40 – 50 % об'єму породи і представлені псевдоморфозами серпентину по олівіну. На східному фланзі трубки Південна знайдено дайку кімберлітів довжиною до 2 км. За складом вона аналогічна діатремовому кімберліту.
В кількох кілометрах к заходу від трубки Південна бурінням виявлені трубка і дайка Новоласпинські. Трубка в плані має форму овалу, у якого довга вісь зорієнтована у північно-східному напрямку. Розміри тіла 40 х100 м (біля 0,3 га). Кути падіння стінок трубки круті, майже вертикальні. Трубка досліджена до глибини 90 м, причому свердловина не вийшла за її межі. Кімберліті перекрити четвертинними суглинками, потужність яких становить 13 – 14 м. Трубку Новоласпинську супроводжує дайка, будова якої ускладнена кількома розривними порушеннями. Вона має західне та південно-західне простягання і простежена на 300 м по простяганню і на 75 м вглиб. Потужність тіла коливається в межах 5 – 15 м. Кути падіння 75 - 80? на південно-південно-схід. Структурно-тектонічна позиція та кімберліти і кімберлітові брекчії, що складають трубку і дайку Новоласпинські аналогічні трубці Південній.
Хімічний склад Приазовських кімберлітів, зокрема вміст MgO, K2O, Na2O, SiO2 та інших компонентів, свідчить про те, що вони розміщуються в межах поля типових кімберлітів, аналогічних продуктивним кімберлітам Якутії, Китаю, Канади.
Важливим показником ступеню та характеру зміни кімберлітів є індекс контамінації (ІК), який вираховується як співвідношення суми оксидів кремнію, алюмінію та натрію (чисельник) до суми оксидів магнію та калію (знаменник). Індекс контамінації, що наближається до 1 притаманен неконтамінованим (незміненим) кімберлітам. До них належать, наприклад, алмазоносні кімберліти Якутії і гіпабісальні кімберліті провінції Слейв в Канаді. Середній діатремовий кімберліт має ІК рівня 1,34 при 5 – 10 % корової речовини. Індекс контамінації кімберлітів Приазов'я досить високий. Вні складає 1,60 для трубки Південної, 2,11 – для трубки Новоласпинської та 2,35 – для трубки Надія.
Різнобічному вивченню кімберлітів Приазов'я присвячені роботи багатьох дослідників із ряду наукових, виробничих та учбових організацій України, Росії та інших країн. Структурно-тектонічні фактори контролю локалізації кімберлітопорявів, їх мінералого-геохімічна та петрографо-петрохімічна характеристики, вивчення розподілу головних оксидних компонентів в кімберлітах Приазов'я та їхніх мінералах-супутниках і деякі інши проблеми розглянуті в роботах В.М. Квасниці, С.С. Мацюка, С.М. Цимбала (ІГМР); І.Є. Палкіна, Ю.О. Полканова, Г.І. Смірнова, С.Г. Смірнова, О.М. Тарасюка, О.І. Чашки (УкрГІМР); Б.С. Панова, Н.В. Бутурлинова (ДонДТУ); З.В. Бартошинського, О.П. Бобрієвича, Ю.І. Федоришина (ЛГУ); В.В. Васильченка, О.П. Князькова, С.М. Стрекозова, М.А. Козаря (Північукргеологія) та багатьох інших.Однак, визначення концентрацій та характеру розподілу низки елементів-домішків (Ni, Zr, Y, Ga, Sc, Nb, TR тощо) в індикаторних мінералах кімберлітів Приазов'я проведено вперше. Одержано принципово нову інформацію, яка конче потрібна для рішення конкретних теоретичних і практичних питань, що пов'язані з умовами утворення та перспективами алмазоносності відомих в регіоні кимберлітових тіл.
РОЗДІЛ 4
ТИПОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ МІНЕРАЛІВ-СУПУТНИКІВ АЛМАЗУ З КІМБЕРЛІТІВ ПРИАЗОВ'Я
Кімберлітові породи містять комплекс нерівновагомого полігенного мантійного матеріалу, що представлений глибинними ксенолітами та ксенокристалами мінералів, які утворились у широкому діапазоні Р-Т параметрів. Найширше при вирішенні завдань як загальногеологічного, так і практичного характера використовується піроп, хромшпінелід, пікроільменіт та хромдіопсид, які для кімберлітів та лампроїтів є ксеногенними мінералами, продуктами дезінтеграції фрагментів базит-ультрабазитових порід, захоплених кімберлітовою магмою на різних рівнях верхньої мантії та літосфери.
Піроп в кімберлітах Приазов'я зустрічається постійно (за кількістю поступається тільки пікроільменіту) у вигляді овальних, тріщинуватих зерен та їх уламків з шорсткуватою поверхнею.
Переважна більшість досліджених зерен піропу за своїми хімічними характеристиками (CaO 5,7 – 6,2 %; Cr2O3 5,5 – 6,5 %) належить до піропів лерцолітового парагенезісу. Лише поодинокі зерна подібні до піропів з гарцбургитових та верлітових перидотитів. Основний акцент при вивченні хімічного складу кимберлітових хромпіропів зроблено на визначення вмісту елементів-домішків, які можливо використати з метою з'ясування генетичних особливостей утворення їх материньських порід. Вміст елементів-домішків в піропах з кімберлітів Приазов'я наведено в таблиці 1.
До типохімічних особливостей вивченого набору ксеногенних зерен піропу з кімберлітів Приазов'я можна віднести:
- широку варіацію вмісту цирконію (6 – 189 г/т), при середній кількости його від 66,5 до 85,4 г/т;
високі цирконій-ітрієві відношення (біля 7,5), що значно перевищує такі ж показники для кімберлітових тіл світу з промисловим рівнем алмазоносності;
- малу концентрацію стронцію (середнє по трубкам від 0,72 до 2,7 г/т), що в 3 – 6 разів меньш, ніж в піропах з алмазоносних кімберлітів Якутії та Канади;
суттєве збагачення важкими рідкісноземельними елементами (від 3 до 20), при зниженій кількості легких рідких земель (від 0,3 до 5), в той час, як в більшості піропів з алмазоносних трубок світу спостерігається зворотня залежність;
високий вміст Cr2O3 (від 5,5 до 6,5 %) та підвищений TiO2 (0,27 – 0,29 %), в порівнянні з вмістом цих елементів в еталонних зразках хромпіропу (за Дж. Доусоном).
Таблиця 1
Вміст елементів-домішків у піропах з кимберлітів Приазов'я (г/т).
трубка Південна
Елементи Sc Ga Zr Hf Ti V Nb Co Ni Sr
Середнє по 41 пробі 147 5,63 85,4 1,82 1779 256 0,31 36 54 0,89
Межі, від - до 112- 112- 212 1,92- 9,99 24,2- 152,8 0,35- 3,44 215- 2665 191- 318 0,12- 0,59 33- 43 30- 110 0,19- 7,94
трубка Південна, продовження,
La Ce Nd Sm Eu Gd Dy Ho Y Er Yb
0.25 0.54 2.01 1.63 0.68 2.56 2.64 0.57 14.3 1.54 1.56
0.06- 2.11 0.21- 2.29 0.63- 3.94 0.58- 2.74 0.25- 1.20 0.50- 4.29 0.45- 4.75 0.11- 1.02 2.3- 26.4 0.25- 3.46 0.34- 4.07
трубка Новоласпинська
Елементи Sc Ga Zr Hf Ti V Nb Co Ni Sr
Середнє по 39 пробах 157 5,01 75 1,79 1767 234 0,55 35 52 0,72
Межі, від - до 110- 200 1,47- 8,22 6- 153 0,57- 3,94 169- 2924 164- 283 0,25- 1,37 28- 44 25- 132 0,19- 3,48
трубка Новоласпинська, продовження
La Ce Nd Sm Eu Gd Dy Ho Y Er Yb
0,36 0,49 3,06 1,69 0,71 2,62 3,15 0,63 15,32 1,80 1,80
0,13 1,5 0,17- 1,64 1,04- 22,69 0,74- 2,95 0,35- 1,49 0,92- 5,15 0,92- 6,51 0,16- 1,24 1,97- 33,11 0,60- 3,67 0,54- 3,63
Хромшпінеліди. В досліджених хромшпінелідах з кімберлітів трубок Південна та Новоласпинська переважають розміри зерен 0,5 – 1 мм. Більші за розміром кристали мають обмежений розвиток. Представлені вони всіма відомими в кімберлітах інших регіонів світу морфологічними типами.
Середній вміст Cr2O3 в хромшпінелідах Приазов'я складає 54,02 %, що співпадає з аналогичним показником для хромшпінелідів з відомих алмазоносних кімберлітових провінцій. Надійним показником хромшпінелідів кімберлітового походження є співвідношення MG # (Mg / Mg + Fe2+) – CR # (Cr / Cr + Al + Fe3+), що для хромшпінелідів з кімберлітів трубок Південна та Новоласпинська є помірним (0,5 – 0,6) та високим (0,75 – 0,8) відповідно. Для вивчених хромшпінелідів характерні практично повна відсутність кальцію (CaO - 0,00 – 0,03 %) та низький вміст нікелю (NiO - 0,05 – 0,35 %). Це свідчить про те, що вони мають лерцолітове, а не гарцбургитове походження.
Вміст другорядних та розсіяних елементів в хромшпінелідах кімберлітів трубки Південна наведено в таблиці 2
Таблиця 2
Вміст елементів-домішків у хромшпінелідах з кимберлітів
трубки Південна (г/т).
Елементи Ti V Mn Co Ni Zn Ga Zr Nb
Середнє по 30 пробах 10817 1723 1772 287 1295 522 60 4,42 1,20
Межі, від - до 2281- 22117 1286- 2193 1333- 2328 226- 327 1014- 1660 363- 840 17- 117 1,94- 7,80 0,70- 2,10
Вивчені хромшпінеліди з кімберлітів Приазов'я мають низку характерних ознак, зокрема:
- збагачення их TiO2 (від 0,8 до 4,7 %), що зближує їх із хромшпінелідами з кімберлітів та лампроїтів Західної Австралії, які містять до 4 % та більше TiO2, та з кімберлітів півночі Східно-Європейської платформи;
- високі концентрації галію (від 17 до 117 г/т), що значно (в 3 - 6 разів) перевищує такіж значення в хромшпінелідах з кімберлітів Якутії та Південної Африки;
- підвищений вміст нікелю, що сягає в хромшпінелідах з кімберлітів Приазов'я среднього значення 1395 г/т при розкиді значень від 1014 до 1680 г/т. Для високоалмазоносних кімберлітів Південної Африки характерні хромшпінеліди із вмістом нікелю 800 – 900 г/т;
- незвичайні для більшості ксенокристалів хромшпінелідів позитивні кореляційні зв'язки між ванадієм – нікелем та тітаном – ванадієм, що говорить, напевно, про їхню взаємодію з магмою кімберлітового або лампроїтового складу в процесі формування кімберлітових трубок.
Пікроільменіт в кімберлітових трубках і дайках Приазовького блоку Українського щита один з найбільш розповсюджених мінералів. Переважають округлі зерна та їхні фрагменти розміром 5 – 10 мм, рідше зустрічаються мегакристали розміром 3 – 5 см та більше.
Пікроільменіт з кімберлітів Приазов'я має високу магнезіальність (MgO 7,14 – 14,34 %) та хромістість (Cr2O3 до 4,07 %) і незначні домішки алюмінію (Al2O3 0,2 – 0,3 %). Це дозволяє зробити припущення, що для нього вихідними породами були пікроільменітові та пікроільменіт-піропові перидотити. Вміст другорядних та розсіяних елементів в пікроільменітах з кімберлітів Приазов'я наведено в таблиці 3.
Пікроільменіт з кімберлітів Приазов'я за складом в цілому подібний до такого ж з алмазоносних кімберлітів Південної Африки та Якутії, але має низку індівідуальних особливостей. Такими, зокрема, є:
- підвищений вміст MgО, що сягає значень 0,22 – 2,3 %. Це значно перебільшує аналогічні показники для пікроільменітів з алмазоносних кімберлітових трубок Якутії (0,15 – 0,20 %) та Південної Африки (0,18 – 0,50 %);
- наявність ранньої низькохромної (0,7 – 1 % Cr2O3) та більш пізньої за часом утворення високохромної (більш як 2 % Cr2O3) асоціації пікроільменіту;
- значне збагачення ванадієм, концентрація якого в пікроільменітах Приазов'я варіює в межах 1476 – 2847 г/т, в той же час для алмазоносних кімберлітових тіл Якутії цей показник становить 700 – 1300 г/т;
- присутність в складі пікроільменіту Приазов'я олова в кількості 8 –65 г/т, що встановлено вперше.
Таблиця 3
Вміст елементів-домішків у пікроільменітах з кимберлітів
трубки Південна (г/т).
Елементи V Cr Mn Sc Co Ni
Середнє з 21проби 2602 8417 10957 37 190 466
Межі, від - до 1476- 6973 289-2 5094 0- 176367 20- 95 68- 513 166- 896
трубка Південна, продовження
Cu Zn Ga Zr Nb Sn Hf Ta
31 154 17 1123 1772 57 59 193
6- 78 53- 696 8- 53 349- 8283 528- 13863 8- 750 26- 291 64- 1153
| 
