Введение к работе
Во многих высокобарических метаморфических породах, на регрессивных этапах метаморфизма первичные минеральные ассоциации затушевываются, а часто полностью замещаются минералами более низких ступеней метаморфизма. В таких случаях возникают серьезные проблемы по выявлению первичных высокобарических парагенезисов. В качестве реликтового минерала обычно выступает гранат, поэтому всестороннему его изучению, а также минеральных включений в нем уделяется большое внимание. При этом не все минералы хорошо сохраняются в гранатах. Так в нем практически не встречается мономинеральных включений коэсита, хотя его реликты среди поликристаллических агрегатов кварца установлены во многих метаморфических комплексах. В большинстве случаев присутствие коэсита среди первичных высокобарических минералов предполагается по наличию поликристаллических агрегатов кварца внутри граната с радиальными трещинами вокруг них.
Высокая петрологическая и геохронологическая
информативность циркона общеизвестна. В то же время его
использование с целью выявления первичных минеральных
парагенезисов весьма ограничено, хотя он и является наиболее
распространенным акцессорным минералом большинства
метаморфических пород, устойчив в широком интервале температур и давлений и слабо подвержен вторичным изменениям. Изучение включений в цирконах алмазосодержащих пород Кокчетавского массива позволило сделать вывод, что в ряде случаев для восстановления истории развития метаморфических комплексов этот минерал несет значительно больше информации, чем гранат.
Алмазосодержащие метаморфические породы Кокчетавского массива являются яркими представителями глубокометаморфизован-ных пород, где первичные высокобарические ассоциации минералов практически полностью отсутствуют и замещены более поздними минеральными ассоциациями амфиболитовой и зеленосланцевой фаций метаморфизма. Отсутствие явных признаков высокобарического метаморфизма привело к различным взглядам на условия образования алмазов, вплоть до предположений о его метастабильной кристаллизации в условиях умеренных температур и
давлений (Екимова и др., 1992; Печников, и др.,1992; Екимова и др., 1994). Данная работа является продолжением детальных минералогических исследований алмазосодержащих пород, проводимых в лаборатории минералов высоких давлений ИМиП. Особое внимание уделялось изучению минеральных включений в гранатах и цирконах, основная часть которых связана с процессом алмазообразования (микроалмазы встречаются в основном в виде включений в гранатах и цирконах) и этапом высокобарического метаморфизма.
Основная цель работы состояла в выявлении первичных минералов и минеральных ассоциаций и выяснении Р-Т условий метаморфизма алмазосодержащих пород.
Задачи:
-
Разработать методику исследования минеральных включений в гранатах и цирконах и оценить возможность использования включений в цирконах для восстановления истории развития различных метаморфических комплексов.
-
Изучить различные петрографические типы метаморфических пород . Кумдыкольского месторождения и выявить связь алмазоносности с этими петрографическими типами, основное внимание при этом уделить минеральному составу и особенностям химизма включений в гранатах и цирконах.
3. На основе полученных результатов по исследованию
минеральных включений в гранатах и цирконах и, с привлечением
имеющихся данных, дать оценку P-T-t пути алмазосодержащих
метаморфических пород.
Основные защищаемые положения:
1. Минеральные ассоциации алмазосодержащих пород,
соответсвующие, главным образом, амфиболитовой и
зеленосланцевой фациям метаморфизма, наложены на минеральные
ассоциации высокобарического этапа метаморфизма с
температурами 800-1000С и давлениями не ниже 40 кбар.
-
Алмаз кристаллизовался в поле его термодинамической устойчивости и присутствует во всех петрографических типах пород, за исключением эклогитов, гранито-гнейсов и мигматитов.
-
Циркон является уникальным контейнером для сохранения включений алмаза, коэсита и сосуществующих минералов и может
использоваться для выявления реликтовых высокобарических парагенезисов во многих метаморфических комплексах, при этом часто может являться более информативным, чем традиционно используемый гранат.
Научная новизна: Разработана методика исследования реликтовых высокобарических парагенезисов по включениям в цирконах, в результате применения которой впервые был обнаружен коэсит в породах Кокчетавского массива, а также впервые для метаморфических пород были найдены мономинеральные включения коэсита, с незначительным развитием кварца, как в породах Кокчетавского массива, так и в пироповых кварцитах Дора-Майра, а также в гнейсах Даби-Шан (КНР).
В алмазосодержащих пироксен-карбонатных породах среди
включений в цирконах были выявлены магнезит в ассоциации с
клинопироксеном и доломитом и магнезиальные кальциты,
содержащие до 25 мол.% МдСОз. Для гранатов из цирконов
большинства алмазосодержащих пород установлены широкие
вариации их составов в одних и тех же образцах при относительно
постоянных составах породообразующих гранатов. Аналогичные
вариации в составах, отвечающих различным Р-Т параметрам,
установлены для фенгитов (содержание Ті и селадонитового
компонента, причем между содержанием Ті и Si в фенгитах
установлена отчетливая отрицательная корреляция) и
клинопироксенов (содержание жадеитового компонента).
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ лаборатории "Минералов высоких давлений" ОИГГиМ СО РАН.
Основные результаты исследований докладывались на годичном собрании Американского геофизического союза (Сан-Франциско, США, 1991), на VI конгрессе Европейского геологического союза (Страсбург, Франция, 1991), на 29 международном геологическом конгрессе (Киото, Япония, 1992), на IV международной эклогитовой конференции (Козенца, Италия, 1993), на конгрессе Американского геофизического союза (Сан-Франциско, 1994), на шестой международной кимберлитовой конференции,(Новосибирск, 1995).
По теме диссертации опубликовано 14 работ и тезисов докладов.
Работа выполнена под научном руководством доктора геолого-минералогических наук В.С.Шацкого, которым была осуществлена постановка актуальных задач настоящей работы и даны ценные советы по использованию полученных результатов при их предварительном обсуждении. Автор признателен академику Н.В.Соболеву за всестороннюю поддержку и внимание на протяжении всей работы. Большая помощь в проведении полевых работ была оказана геологами Кокчетавской ГРЭ А.А.Заячковским, Ю.М.Зориным, Г.Г.Шешкелем.
