Типоморфные особенности гранатов из кратерной и диатремовой фаций кимберлитовой трубки им. В. Гриба (Архангельская алмазоносная провинция): применение при прогнозно-поисковых работах на алмазы на севере Восточно-Европейской платформы

Объект исследования. Морфология зерен ксенокристов гранатов из кратерной и диатремовой частей высокоалмазоносной кимберлитовой трубки им. В. Гриба Архангельской алмазоносной провинции. Цель исследования. Реконструировать основные этапы эндогенного и экзогенного морфогенеза гранатов из кратерной и диатремовой частей кимберлитовой трубки на основании детального изучения их морфологических особенностей. Показать возможность использования полученных данных при интерпретации морфологии зерен минералов-индикаторов кимберлита из шлихоминералогических проб при поисково-разведочных работах на алмазы на севере Восточно-Европейской платформы. Материалы и методы. Было проведено детальное изучение морфологии 655 зерен гранатов, отобранных из концентрата минералов тяжелой фракции раздробленных пород, представляющих кратерную (песчаники) и диатремовую (кимберлит) части трубки им. В. Гриба с помощью методов оптической и электронно-сканирующей микроскопии. Из пород кратерной части, извлеченных из керна одной заверочной скважины и представляющих интервал от 70 до 174 м от поверхности, были выбраны все визуально диагностируемые зерна гранатов. Для сравнения из 1100 зерен ксенокристов гранатов, отобранных методом случайной выборки из концентрата минералов тяжелой фракции кимберлита диатремовой части, выбраны 180 зерен гранатов, представляющих четыре цветовые группы: фиолетовые, красные, красно-оранжевые и оранжевые. Результаты. Установлено, что большинство зерен гранатов из кратера (96%) и диатремы (89%) имеет признаки только эндогенного этапа морфогенеза. Тем не менее в трубке обнаружены гранаты с хорошо развитым пирамидально-черепитчатым (3% в кратере и 11% в диатреме) и каплевидным рельефами (1% в кратере), которые могли формироваться только в результате постмагматических процессов. Впервые в глубинной диатремовой части трубки (более 200 м от поверхности), сложенной плотным кимберлитом, обнаружены гранаты с хорошо развитым пирамидально-черепитчатым рельефом, которые ранее для Восточно-Европейской платформы интерпретировались только как составляющие вторичного коллектора или верхних горизонтов кратерных частей трубок. Выводы. Гранаты с хорошо развитым пирамидально-черепитчатым рельефом, обнаруженные в шлихоминералогических пробах, могут быть интерпретированы как из вторичного коллектора только имея признаки механического износа; отсутствие следов механического износа на таких зернах не позволяет исключать близость расположения коренного источника. Факт обнаружения в кратерной части кимберлитовой трубки им. В. Гриба (в интервале глубин 150-168 м от поверхности) гранатов с каплевидным рельефом также ставит под вопрос однозначную интерпретацию таких зерен из шлихоминералогических проб как признак вторичного коллектора; только максимальная степень растворения гранатов с формированием кубоидов или наличие признаков механического износа может указывать на переотложенный характер ореола. Результаты исследования подтверждают необходимость усовершенствования шлихоминералогического метода поисков алмазных месторождений по типоморфным особенностям минералов-индикаторов кимберлитов применительно к условиям севера Восточно-Европейской платформы.

1. Агашева Е.В., Агашев А.М., Гудимова А.И., Малыгина Е.В., Червяковский В.С., Прусакова Н.А., Щукин В.С., Голубев Ю.К., Похиленко Н.П. (2022) Состав гранатов из кимберлитов Архангельской области как один из признаков алмазоносности. Отеч. геол., (1), 71-91.

2. Афанасьев В.П. (1985) Генезис пирамидально-черепитчатого рельефа растворения на гранатах пироп-альмандинового ряда. Зап. всесоюз. минерал. о-ва, 114(1), 73-80.

3. Афанасьев В.П., Логвинова А.М., Зинчук Н.Н. (2000) Эффект коррозионного растрескивания мантийных минералов. Изв. вузов. Геология и разведка, (3), 43-52.

4. Афанасьев В.П., Зинчук Н.Н., Похиленко Н.П. (2001) Морфология и морфогенез индикаторных минералов кимберлитов. Новосибирск: СО РАН, 276 с.

5. Афанасьев В.П., Зинчук Н.Н., Похиленко Н.П. (2010) Поисковая минералогия алмаза. Новосибирск: Гео, 650 с.

6. Афанасьев В.П., Зинчук Н.Н., Харькив А.Д., Соколов В.Н. (1980) Закономерности изменения мантийных минералов в коре выветривания кимберлитовых пород. Минерагения зоны гипергенеза. (Отв. ред. Д.Г. Сапожников). М.: Наука, 45-54.

7. Афанасьев В.П., Шпилевая, Д.В., Вержак, В.В., Солотчина Э.П. (2008) О новом типе экзогенных изменений кимберлитов и их индикаторных минералов. Изв. вузов. Геология и разведка, (6), 20-27.

8. Богатиков О.А., Кононова В.А., Носова А.А., Кондрашов И.А. (2007) Кимберлиты и лампроиты Восточно-Европейской платформы: петрология и геохимия. Петрология, 15(4), 339-360.

9. Гудимова А.И., Агашева Е.В., Агашев А.М., Похиленко Н.П. (2022) Состав, строение и термальный режим литосферной мантии в районе высокоалмазоносной кимберлитовой трубки им. В. Гриба (Архангельская алмазоносная провинция): данные по химическому составу ксенокристов граната и хромдиопсида. Докл. РАН, 505(1), 38-45.

10. Кононова В.А., Голубева Ю.Ю., Богатиков О.А., Каргин А.В. (2007) Алмазоносность кимберлитов Зимне-бережного поля (Архангельская область). Геол. рудн. месторожд., 49(6), 483-505.

11. Ларионова Ю.О., Сазонова Л.В., Лебедева Н.М., Носова А.А., Третяченко В.В., Травин А.В., Каргин А.А., Юдин Д.С. (2016) Возраст кимберлитов Архангельской провинции: Rb-Sr, 40Ar/39Ar изотопно-геохронологические и минералогические данные для флогопита. Петрология, 24(6), 607-639.

12. Парсаданян К.С., Кононова В.А., Богатиков О.А. (1996) Источники гетерогенного магматизма Архангельской алмазоносной провинции. Петрология, 4(5), 496-517.

13. Сазонова Л.В., Носова А.А., Каргин А.В., Борисовский С.Е., Третяченко В.В., Абазова З.М., Грибань Ю.Г. (2015) Оливин кимберлитов трубок Пионерская и им. В. Гриба (Архангельская алмазоносная провинция): типы, состав, происхождение. Петрология, 25(3), 251-284.

14. Ферсман А.Е. (1940) Геохимические и минералогические методы поисков полезных ископаемых. М.: АН СССР, 446 с.

15. Харькив А.Д. (1978) Минералогические основы поисков алмазных месторождений. М.: Недра, 136 с.

16. Харькив А.Д., Волотовский А.Г. (1968) О природе скульптур на зернах пиропа из осадочных пород. Минерал. сб. львов. ун-та, 22(4), 399-402.

17. Шевченко С.С., Лохов К.И., Сергеев С.А. (2004) Изотопные исследования во ВСЕГЕИ. Перспективы использования результатов в целях прогноза и поисков месторождений алмазов. Эффективность прогнозирования и поисков месторождений алмазов: прошлое, настоящее и будущее. Мат-лы науч.-практ. конф., посвящ. 50-летию открытия первой алмазоносной трубки “Зарница”. СПб.: ВСЕГЕИ, 383-387.

18. Щербакова Т.Е. (2005) Типоморфные характеристики минералов кимберлитов в ореолах рассеяния и их использование при поисках месторождений алмазов Зимнего Берега. Дис. ... канд. геол.-мин. наук. М.: ЦНИГРИ, 201 с.

19. Щукина Е.В., Агашев А.М., Костровицкий С.И., Похиленко Н.П. (2015) Метасоматические изменения литосферной мантии в районе кимберлитовой трубки им. В. Гриба, Архангельская алмазоносная провинция. Геология и геофизика, 56(12), 2153-2172.

20. Afanasiev V.P., Ashchepkov I.V., Verzhak V.V., O'Brien H., Palessky S.V. (2013) PT conditions and trace element variations of picroilmenites and pyropes from placers and kimberlites in the Arkhangelsk region, NW Russia. J. Asian Earth Sci., 70-71, 45-63.

21. Agasheva E.V. (2021) Magmatic Material in Sandstone Shows Prospects for New Diamond Deposits within the Northern East European Platform. Minerals, 11(4), 339. https://doi.org/10.3390/min11040339

22. Kargin A.V., Nosova A.A., Sazonova L.V., Tretyachenko V.V., Larionova Yu.O., Kovalchuk E.V. (2021) Ultra-mafic Alkaline Rocks of Kepino Cluster, Arkhangelsk, Russia: Different Evolution of Kimberlite Melts in Sills and Pipes. Minerals, 11(5), 540. https://doi.org/10.3390/min11050540

23. Lehtonen M., O'Brien H., Peltonen P., Kukkonen I., Ustinov V., Verzhak V. (2009) Mantle xenocrysts from the Arkhangelskaya kimberlite (Lomonosov mine, NW Rus-sia): constraints on the composition and thermal state of the diamondiferous lithospheric mantle. Lithos, 112(2), 924-933.

24. Mahotkin I.L., Gibson S.A., Thompson R.N., Zhuravlev D.Z., Zherdev P.U. (2000) Late Devonian diamondiferous kimberlite and alkaline picrite (proto-kimberlite?) magmatism in the Arkhangelsk region, Russia. J. Petrology, 41(2), 201-227.

25. Shchukina E.V., Shchukin V.S. (2018) Diamond exploration potential of the northern east European platform. Minerals, 8(5), 189. https://doi.org/10.3390/min8050189

26. Shchukina E.V., Agashev A.M., Pokhilenko N.P. (2017) Metasomatic origin of garnet xenocrysts from the V. Grib kimberlite pipe, Arkhangelsk region, NW Russia. Geoscience Frontiers, 8(4), 641-651.

27. Shchukina E.V., Agashev A.M., Shchukin V.S. (2019) Diamond-Bearing Root Beneath the Northern East European Platform (Arkhangelsk Region, Russia): Evidence from Cr-Pyrope Trace-Element Geochemistry. Minerals, 9(5), 261. https://doi.org/10.3390/min9050261

28. Sobolev N.V., Lavrentyev Y.G., Pokhilenko N.P., Usova L.V. (1973) Chrome-rich garnets from the kimberlites of Yakutia and their parageneses. Contrib. Mineral. Petrol., 40(1), 39-52. https://doi.org/10.1007/BF00371762