Генезис алмазов в щелочных базитах Южного Тянь-Шаня

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _______________________________________2010, том 53, №5_____________________________________

МИНЕРАЛОГИЯ

УДК 549.1:550.4

В.С.Лутков

ГЕНЕЗИС АЛМАЗОВ В ЩЕЛОЧНЫХ БАЗИТАХ ЮЖНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ

Институт геологии АН Республики Таджикистан

В щелочных базитах Южного Тянь-Шаня выявлены два типа алмазов. Главный из них образует октаэдры, формировавшиеся на глубинных уровнях мантии при высоком стационарном давлении. Кубические кристаллы образовались в метастабильныхусловиях.

Ключевые слова: октаэдрические и кубические алмазы - генезис алмазов.

Впервые в Центральной Азии алмазы обнаружены в 1990 г. в нескольких трубках взрыва и дайках щелочных базитов (MZi) при совместных работах геологов Управления геологии и Института геологии АН РТ [1]. Они приурочены преимущественно к Южно-Гиссарской зоне, в верхней мантии которой относительно повышена роль гарцбургитов и проявлен интенсивный К-метасоматоз (высокофлюидный магматизм).

Еще более перспективен в отношении алмазоносности западный блок Тянь-Шаня (Узбекистан): он по сути имеет субплатформенное строение с низкой мощностью коры (35-45 км), с редуцированной ролью стратифицированных отложений и широким развитием полихронных (с R) рифтогенных структур с субщелочным вулканизмом. Многочисленные находки алмазов аналогичного габитуса в щелочных базитах и трубках смешанного карбонатито-силикатного состава (до 150-200 зерен в пробе 25 кг) узбекскими геологами [2,3 и др.], ведущими поиски алмазов уже около 20 лет, под-

твердили это предположение.

Химизм алмазоносных пород в Центральном Таджикистане варьирует от щелочных пикри-тоидов до щелочных (субщелочных) базитов (рис.). При этом практически все точки алмазов в поле MgO - щелочность - K/Na попадают на общие линейные тренды. Этот факт отражает процессы дифференциации пикритоидов-базитов и сохранность алмазов в более лейкократовых разностях.

Рис. Химизм алмазосодержащих пикритоидов и базитов трубок взрыва и даек Южного Тянь-Шаня

Примечание. В верхней части рис. (I) ось ординат - (K2O + Na2O), мас.%, ось абцисс - MgO, мас.%; в нижней части рис. (II) ось ординат - K/Na, ось абцисс - MgO, мас.%. Породы: 1 -щелочные (субщелочные) пикритоиды - базиты (с алмазами), 2 - силикатно-карбонатитовые породы Нуратау, 3 - средний состав пикритоидов Тянь-Шаня, 4 - кимберлиты, 5 - лампрои-ты алданского типа.

6 4 о : О • • * А • • 1  о 17 15 13 П 9 7 5

2 • • • • • • • ••• •

•

4 и • ! 02 03  4  5

с Г

Адрес для корреспонденции: Лутков Валерий Серафимович. 734063, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул. Айни, 267, Институт геологии АН РТ. E-mail: lutkov38@mail.ru

В отличие от пикрит-базитовых серий, в карбонатито-силикатных породах - продуктах ликвации щелочно-базитовых магм (MZ1) - связь MgO - щелочность отсутствует из-за существенной роли в породах карбонатов. В собственно карбонатитах сохраняются лишь единичные зерна алмазов, вероятно, в связи с высокой фугитивностью кислорода (ГО2).

Среди алмазов Центрального Таджикистана выделяются три типа.

1. Преобладают октаэдры и их обломки (0.05-0.5 мм), водянопрозрачные, бесцветные, со слабым сероватым оттенком; иногда грани и сколовые поверхности матированы; ребра также несут следы травления; при большом увеличении видны треугольники роста; блеск алмазный; твердость выше карбида кремния (9.5); голубое свечение в катодных лучах и слабая оранжево-красная люминесценция в УФ-свете. Зерна алмазов первого типа сопоставимы с преобладающими в кимберлитах октаэдрами [4], однако значительно уступают им в размерах. Состав кимберлитов, обладающих высокой магнезиальностью и повышенной калиевой щелочностью, отражает существенно большую глубину кристаллизации и размеры алмазов. Судя по включениям и сросткам алмазов с минералами перидо-титовых и реже эклогитовых парагенезисов, алмазы имеют ксеногенное происхождение [5].

2. Зерна неправильной формы (0.05-0.07 мм), представленные, видимо, сростками искаженных (за счет ступенчато- пластинчатого развития) граней октаэдров белого и серого цвета, прозрачные и полупрозрачные, с алмазным блеском; отмечены треугольники и слои роста; голубое, светложелтое или желто-зеленое свечение в катодных лучах.

3. Зерна кубической, искаженной кубической и комбинационной (плоскогранный куб- октаэдр) форм (0.02-0.03, редко до 0.05 мм), светло-желтые и желтые разной степени прозрачности; блеск от алмазного до жирного; типичны бугорчато-ямчатая поверхность граней и следы травления на ребрах; люминесценция в катодных лучах отсутствует. Следует отметить, что микронные кубические зерна алмазов в сростках с графитом выявлены и в наших образцах графитовых пироксенитов в трубке Тувиш [6]. Диагностика алмазов подтверждена методом Дебая в камере РКД-57.3 (лаб. КазИМС).

Парадоксально, что высокая частота встречаемости алмазов в регионе (Южно-Тянь-Шаньский пояс алмазоносных щелочных базитов [7]) сочетается с преобладанием среди мантийных включений пород шпинелевой и гранат-шпинелевой фаций (16-22 кбар, 1000-1170оС). Вместе с тем, следует отметить их высокую деплетированность, что более характерно для платформ, широкое развитие К-метасоматоза с образованием флогопитовых пироксенитов, глиммеритов, анортоклазитов и др., а также мегакристаллов высокого давления - флогопита, К- керсутита, санидина, & - диопсида, ^-шпинелидов и т.д. - продуктов дезинтеграции мантийных пород, в т.ч. «мантийных пегматитов». С этими процессами связаны мощные мантийные геохимические аномалии ^, Cs, Sn, B, F и др.). Столь интенсивная метасоматическая переработка верхней мантии, очевидно, обусловлена воздействием сверхглубинных плюмов.

В ряде трубок обнаружены хромиты (Cr2O3 до 58-60%), муассанит, самородные металлы, не-досыщенные сульфиды на фоне резко пониженной роли магнетита. Состав & -шпинели, содержащей 52-71% магнезиохромита при почти полном отсутствии магнетит, подтверждает низкую ГО2. Хроми-стость шпинелей является как индикатором «истощенности» мантийных пород, так и критерием их глубинности, т.к. по экспериментальным данным вхождение хрома в шпинель увеличивает ее ста-

бильность в поле высоких давлений [8]. Ряд пироксенитов содержит графит, а частота его встречаемости в концентратах вмещающих базитов (43-49%) указывает на восстановительный режим кристаллизации и высокую насыщенность С. Восстановительный режим мантийных перидотитов (буфер IW) подтвержден экспериментальными исследованиями. Показательно, что мантийные метасоматиты региона, в которых обычно повышена fO2, нередко содержат графит. Очевидно, что на более глубоких уровнях мантии сохраняются главные особенности литосферной мантии. Наличие сростков алмаза с хромитом подтверждает сказанное, а также свидетельствует о ксеногенном генезисе алмазов I и II типов, вероятно, захваченных щелочно-базитовыми расплавами из более глубинных частей мантии (на границе алмазной и графитовой зон), из метасоматизированных перидотитов и пироксенитов.

Наиболее мелкие алмазы кубической и комбинационной форм, нередко в тесном срастании с графитом, по-видимому, образовались метастабильно, на уровне шпинелевой и гранатовой фаций при локальном повышении давления или воздействии восстановленных флюидов, обогащенных С: изотопия С в графитах пироксенитов С13= -0.47-0.54%, что типично для метеоритов, кимберлитов, карбонатитов, некоторых алмазов [9]. Этот вариант находит подтверждение в экспериментах по кристаллизации алмазов из газов в области термодинамической устойчивости графита [10].

Поступило 19.03.2010 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лутков В.С., Гопфауф Л.М. и др. - ДАН ТаджССР,1990, т.33, № 6, с.400-403.

2. Диваев Ф.К. - Основные проблемы геологии и развития минерально-сырьевой базы Республики Узбекистан. - Ташкент, 1977, с.141-145.

3. Головко А.В., Гадецкий А.Ю. - Узб.геол.журн., 1991, № 2, с. 72-75.

4. Илупин И.П., Ваганов В.И., Прокопчук Б.И. Кимберлиты. - М.: Недра, 1990, 248 с.

5. Соболев Н.В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. - М.: Наука, 1974, 265 с.

6. Новгородова М.И., Рассказов А.В. - Докл. РАН, 1992, т.332, № 2, с.379-381.

7. Лутков В.С., Файзиев А.Р. - Докл. РАН, 2007, т.413, № 2, с. 1-3.

8. Каминский Ф.В. Алмазоносность некимберлитовых изверженных пород. - М.: Недра, 1984, 173 с.

9. Мушкин И.В. Петрология верхней мантии Южного Тянь-Шаня. -Ташкент: Фан, 1979, 136 с.

10. Spear K.E. - Earth and Miner. Sci. 1987, v.56, № 4, p.53-59.

В.С.Лутков

ПАЙДОИШИ АЛМАСХО ДАР БАЗИТХОИ ИШКОРИИ ЧДНУБЙ ТЯН-ШАН

Институти геологияи Академияи илмх^ои Цумхурии Тоцикистон

Хиштруяи (октаэдра) алмасхо бо базитхои ишкорй дар сатхи чукурии (мантияи) ихота шyда, тахти фишори баланди стационарй ташкил ëфтаанд. Донахои кристаллхои чоргуша ва шаклхои таркибëфтаи алмасхо дар фасияи шпинел ва ë хангоми рушди фишори махаллй ва ë тахти таъсири флюидхои анорй ташаккул ëфтаанд.

KmuMax,ou Kmudu: anMac^ou октаэдрикu m Mymadu - генезиси anMoc^o.

V.S.Lutkov

ORIGIN OF DIAMONDS IN ALKALINE BASITES OF TIEN SHAN

Institut of Geology, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan Oktahedrons of diamonds capture take with alkaline basites in deep levels mantle and formed of high stationary pressures. Grains of cubic crystals of diamonds and combination of planefaced cubes (±graphite) crystallites were likely formed in a metastable state at the spinel or gamet facies of the mantle due tu a lokal rise in pressure and/or impact of reducing fluids.

Key words: octahedrons and cubic diamonds - genesis of diamonds.