Введение к работе
Актуальность темы.
Кимберлитовый вулканизм новой. Архангельской алмазоносной области (Север Русской платформы) характеризуется широким разнообразием проявлений. Кимберлитовые и .родственные им породы региона имеют своеобразное строение и состав. Сближенными в пространстве оказались вулканиты разного состава - от алмазоносных кимберлитов до щелочных пикритов и беспироксеновых оливиновых мелилититсв с признаками алмазоносности или без таковых. Подобные ассоциации пород считались "запрещенными 1 для классических алмазоносных кимберлитов Якутской провинции.
В связи с широким развитием в новом регионе поисковых и пейс-ково-оценочных работ необходимо выявить общие закономерности геологического строения й вещественного состава проявлений щёлочко-ультраосновпого вулканизма региона, на основе которых разработать критерии рудоносности кимберлитовых пород новой алмазоносной области для сокращения затрат на оценку заведомо безрудных объектов.
Цель работы - разработка общей схемы щёлочно-ультраосновного вулканизма Зимнего Берега, определение места в ней кимберлитоз и алмазоносных кимберлитов.
Основные задачи исследований: 1) установить возраст проявлений вулканизма района; 2) выявить особенности геологического строения и вещественного состава вулканических проявлений района; 3) оценить связь геологического строения, вещественного состава и алмазоносности вулканитов района; 4) установить основные факторы алмазоносности вулканитов района.
Методика исследований и фактический материал.
В основу диссертации полежены результаты многолетних полевых и лабораторных работ автора по всестороннему изучению геологического строения, вещественного состава и разработке критериев алмазоносности проявлений щёлочно-ультраосновного вулканизма Севера Русской платформы на примере Зимнебережного кимберлитового района. Всего изучено 55 вулканических объектов района (трубок,силлов,даек) - практически все объекты,известные на сегодняшний день,
Основной методический принцип работы - всестороннее и взаимосвязанное изучение разнообразных характеристик вулканических проявлений Зимнебережного района (на фоне комплексного же изучения вулканизма других районов Севера Русской платформы - Онежского п-ва, Терского Берега Кольского п-ва и Тимана).
Решение поставленных задач включало: изучение органических остатков и датированных ксенолитов в вулканических трубках, изучение геологического строения, характера-распределения структурно-текстурных разновидностей, петрографии, петрохимии и геохимии как вулканических пород в целом, так и их отдельных составных частей. Определялись характерные признаки пород различного петрологическое го типа, а также характерные признаки алмазоносных пород и критерии алмазоносности кимберлитовых пород региона. Изучение глубинных включений и минералов-спутников в вулканических породах проводилось совместно с JLИ.Саблуковой.
В процессе проведения исследований автором изучено 23555 пог.м керна скважин,, более 1000 шт. прозрачных шлифов и пришлифо-вок. Обработаны данные более 200 силикатных анализов пород (в том числе 115 анализов а толитов),150 нейтронно-активащюнных анализов (108 - автолитов),1000 спектральных анализов. Анализы выполнены в специализированных лабораториях ЦНИГРИ, прозрачные шлифы изготовлены в ЦЛ ПГ0 "Архангельскгеология Ч
Защищаемые положения.
1. Кимберлитовый и базальтовый вулканизм Зимнего Берега проявился в связи с тектоно-магматической активизацией Севера Русской платформы в позднем девоне, а не в позднебайкальское время (венд-кембрий) как считалось ранее.
2: Новые структурно-текстурные разновидности кимберлитовых пород - пизолитовые туфы и вулканические шлаки - свидетельствуют о субаэральном эксплозивном вулканизме, что вызывает необходимость шире использовать методы вулканологии и палеовулканологии при изучении кимберлитовых полей.
3. Кимберлитовые породы Зимнего Берега образуют две закономерные серии: глинозёмистую и железо-титанистую. Различия между сериями состоят в том, что породы глинозёмистой серии образовались за счёт плавления хромшпинелевых и пироповых гипербазитов, а породы железо- титанистой серии - за счёт пироповых и флогопит-ильмени-товых гипербазитов. Различия между вулканическими породами внутри каждой из серий определяется количественным соотношением в них реликтов исходных мантийных пород и продуктов кристаллизации расплава в субвулканических условиях.
4. Зимнебережный кимберлитовый район - обособленная область развития вулканических проявлений разнообразного состава, ко близкого морфологического типа, образующих единую пространственно-вре - о менную совокупность. В пределах района вулканические породы распределены зонально: 1 - зональность центрального типа определяется развитием в центре района пород железо-титанистой серии, а по периферии - глинозёмистой серии и, вследствие этого, уменьшением содержания в породах некогерентных элементов от центра к. периферии; 2 - зональность линейного типа определяется уменьшением с запада на восток алмазоносности пород, степени их магнезиальности и сменой кимберлитов кимпикритами, пикритами и базальтами.
5. Основной критерий отличия алмазоносных пород Зимнего Бере-га от неалмазоносных состоит в высоком содержании в первых глубин-ного материала - оливина первой генерации, мантийных нодулей и минералов-спутников; при условии присутствия минералов алмаз-пиропо-вой фации глубинности. Мерой критерия служит произведение степени магнезиальности автолитов и содержания оливина первой генерации (в процентах от породы в целом),
Научная новизна работы, В результате проведённых исследований впервые доказана приуроченность наиболее интенсивных проявлений кимберлитового и родственного ему вулканизма к раннегерцинскому этану тектоно-магматической активизации Севера Русской платформы. Дана характеристика остатков палеофлоры и ксенолитов с фауной кембрия-ордовика в вулканических трубках района. Впервые для кимберлитов установлены типично вулканические разновидности пород - пизолитовые туфы и вулканические шлаки. Установлена тесная пространственно-временная и возможно, генетическая связь кимберлитового (в том числе алмазоносного) вулканизма с мелилититовым вулканизмом. Обосновано существование на Зимнем Берегу двух контрастных серий пород, дифференцированных по степени ультраосновности-базальтоидности от кимберлитов до мелилититов и пикритов: глинозёмистой и железо-титанистой. Показано их соотношение с известными кимберлитовыми породами других провинций и лампроитами Западной Австралии. Сделан вывод о решающем влиянии- на характеристики серий кимберлитовых пород особенностей состава мантийного субстрата, за счёт плавления которого они образовались. Установлена связь увеличения алмазоносности кимберлитовых пород района с увеличением содержания в них глубинного материала прежде всего, оливина первой генерации, при условии присутствия минералов-спутников алмаз-пироповой фации глубинности. Предложены к использованию оценочный и прогнозный показате - 4 ли алмазоносности кимберлитовых пород района. Разработана общая схема щёлочно-ультраосновного вулканизма Зимнебережного района, обозначено место в ней алмазоносных пород,
Практическая значимость.
Рекомендация "Выделение новых перспективных площадей в Западной части Европейской территории СССР на основании возрастного критерия" (соавтор Б. И. Прокопчу к) принята к внедрению МинГео СССР в 1985 г. Поисковые работы, поставленные в Прибалтике и Белоруссии привели к открытию в Гомельской ооласти вулканических трубок щё-лочно-ультраосновного состава позднедвонского возраста. Рекомендация "Сокращение объёмов геологоразведочных работ, на поисково-оценочной стадии для района Веломоро-Кулойского плато" (соавторы Л.И.Будкина и О.В.Латышева) внедрена в ПГО "Невскгеология" в 1988 г. с гарантированным экономическим эффектом 313,5 тыс.руб.
Апробация работы и публикации. Результаты- исследований использовались в отчётах Архангельской КТЗ (1985 г.), ЦНИГРЙ (1 385,88,90 г.), докладывались на совещаниях НТС Юрасской и Беломорской, ГРЭ ПГО "Архангельскгеология", ГРЭ N17 ПГО :Невскгеоло гиям, на научных семинарах "Геохимия магматических пород" в ГЕОХИ АН СССР (1990,91 г.) и вошіи в девять опубликованных работ.
Объём работы. Диссертация объёмом 133 страницы машинописного текста состоит из введения, шести глав, заключения и списка использованной литературы, содержащего 139 наименований, сопровождается 70 рисунками и 10 таблицами.
Работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук В.И.Ваганова, которому автор выражает искреннюю благо дарностьза ценные указания и высокую требовательность на всех этапах работы.
Автор выражает глубокую признательность всем геологам и сот-рудникам технических служб экспедиций ПГО"Архангельскгеология" и ПГ0мНевскоем за всемерную помощь в проведении полевых работ.
Автор искренне благодарен исследователям, проводившим палеоф-лористические и палеофаунистические определения: С.В.Мейену (ГИН АН СССР), Н.С.Снигиревской (ВИН АН СССР),А.Л.Юриной (МГУ),А;Д.Архангельской (ВНЙГНИ), М.Сенкевич,В.Ю.Горянскому (Ленинградская КГЭ ПГО •,Ceвзaлгeoлoгия,,), Л. В.Нехорошевой (ВНИИОкеангеалогия).
Особенно благодарен автор Б.И.Прокопчуку - создателю нового "Европейского" направления исследований в отделе геологии алмазов ЦНИГРИ, й.П.Илупину - за постоянные консультации и помощь по всем вопросам, касающимся геологии и вещественного соствва кимберлитов Якутии и Других провинций Мира, а также ушедшим из жизни учителям - Ю.П.Ермоленко и М.И.Попову.