2014

Минералогические особенности изменённых кимберлитов

Зинчук Н.Н.

Западно-Якутский научный центр Академии наук Республики Саха (Якутия), г.Мирный,Россия

nnzinchuk@rambler.ru

Под новообразованиями кимберлитов мы понимаем все минералы, сформировавшиеся из термальных растворов, под которыми подразумеваются не только постмагматические ювенильные, но и растворы, образовавшиеся как в период формирования диатрем, так и на более поздних этапах их становления. Нередко граница между первичными и вторичными минералами кимберлитов в ряде случаев до некоторой степени является условной. Проведенными нами исследованиями установлено, что главными вторичными минералами кимберлитов являются серпентин и карбонаты, которыми в основном сложены эти породы. К  второстепенным следует относить все остальные минералы, образовавшиеся на различных этапах становления кимберлитовых трубок. В процессе комплексного исследования кимберлитовых пород Сибирской, Африканской, Восточно-Европейской и других платформ мира нами  идентифицированы и исследованы: силикаты (серпентин,флогопит, хлорит, верми-кулит,тальк,монтмориллонит,сапонит,сепиолит,таумасит), карбонаты (кальцит,доломит, арагонит, пироаурит,шортит,стронцианит,магнезит,гидромагнезит,хантит),оксиды и гидроксиды (магнетит, гематит, гётит, амакинит, кварц, халцедон, брусит), сульфиды (пирит, сфалерит, галенит, миллерит, пирротин, пентландит, халькопирит, точилинит), сульфаты (гипс, андрадит, целестин, барит эпсомит, метабазалюминит, брошантит), галогениды (галит), фосфаты (франколит), бораты (екатеринит, ферроссайбелиит) и битумы. На основании изучения морфологии идентифицированных минералов, физических свойств и химического состава дан анализ условий их формирования. Несмотря на неравномерное в целом распределение ряда вторичных минералов (как по латерали, так и вертикали трубок), намечаются некоторые закономерности в их размещении, т.е. возникает возможность выделения определенных зон. Эта зональность возникла в основном в результате постмагматического преобразования исходных пород и является продуктом минералообразующих процессов, которые могли быть не синхронны во времени и протекали в различных физико-химических условиях, вследствие чего более поздние этапы вторичного минералообразования наложились на проявление более ранних. Доступная для исследований часть кимберлитовых трубок претерпела в процессе своего формирования неоднократные изменения. В зависимости от конкретных условий минералообразования закономерности распределения вторичных минералов на различных стадиях формирования трубок были разными и определялись несколькими факторами. В геологическом строении кимберлитовых трубок определяется унаследованная зональность, возникшая в процессе становления диатрем. Неоднородность самих кимберлитов порождает зональность, обусловленную различной степенью переработки первичного материала. Так, в кимберлитовых брекчиях происходят более глубокие изменения породообразующих минералов, чем в плотных породах, а на участках, выполненных брекчиями, интерсивнее проходят процессы гипергенного преобразования. Важное значение имеет и состав кимберлитов, поскольку трубки выполнены различными породами. Изучение глубоких горизонтов трубок Мир, Удачная, Сытыканская, Юбилейная и др.  показывает, что с глубиной без какой-либо закономерности появляются другие (некимберлитовые) породы. Общей закономерностью в выполнении трубок можно считать обогащенность приконтактовых частей ксенолитами вмещающих пород (особенно в верхних горизонтах тел). Следовательно, минеральный состав кимберлитов, их структурные и текстурные особенности во многом определяют ход вторичных изменений до экзогенных включительно. Чередование различных пород трубки на глубину является причиной возникновения вторичной зональности, в первую очередь, в распределении силикатных минералов. Влияние состава вмещающих пород на зональность кимберлитов проявляется ,с одной стороны, в обогащении кимберлитовой магмы ксенолитами, которых обычно больше в приконтактовых участках верхних горизонтов, с другой – в поступлении в кимберлиты трещинных растворов. Влияние ксенолитов терригенно-карбонатных и карбонатных пород отражается на особенностях кимберлитов различным образом. Ксенолиты силикатных пород определяют устойчивость по отношению к процессам вторичного изменения кимберлитов, в то время как карбонатные обычно содействуют интенсивному преобразованию последних, в частности. растворению. Поскольку вмещающими осадочными породами фанерозоя являются чаще всего карбонатные и терригенно-карбонатные отложения, то краевые части трубок не менее уязвимы к процессам выщелачивания, чем кимберлит. Значительное влияние на формирование вторичной минерализации оказывают входящие в состав вмещающих пород растворимые соли, которые переотлагаются в кимберлитах. Из вмещающих пород поступают также вода, углекислота, нефтяные битумы и метан. Большое влияние на формирования вторичных образований оказывают гидродинамические и климатические условия районов развития кимберлитового магматизма. Поскольку размеры трубок обычно небольшие, то их гидродинамические условия близки к тем, которые характерны для вмещающих осадочных пород. Влияние трещинных вод проявляется не только в приповерхностных условиях, но и на глубине. Большое влияние на гидродинамические условия в трубках северной части Сибирской платформы оказывает вечная мерзлота. Мерзлотное выветривание в основном ограничивается физическим преобразованием пород и осаждением растворимых соединений в верхних частях трубок, которые летом размораживаются. Вечная мерзлота служит как бы экраном, ниже которого идет изменение кимберлитов, отчего этот процесс, очевидно, надо отнести к выветриванию. В отличие от обычного выветривания, процессы в мерзлотной части разреза протекают в восстановительной среде вне прямой зависимости от климатических условий. Степень проникновения глубинных эманаций имеет существенное влияние на изменение кимберлитов, так как глубинные газовые эманации не только приводят в движение застойные трещинные воды, но и влияют на химическое преобразование пород. Водные растворы при этом нагреваются, что увеличивает их реакционную способность. Газы, находясь под давлением, растворяются в воде с образованием кислот. Породообразующие минералы ультраосновной магмы (оливин,пироксены,слюды и др.) в процессе взрыва и выброса магмы успели измениться в мелких обломках,а крупные блоки претерпели лишь частичные изменения, которые продолжились в постмагматическую стадию становления диатрем. Происходил высокотемпературный гидротермальный метасоматоз, в процессе которого исходные силикаты замещаются преимущественно серпентином и хлоритом. По мере остывания пород происходило их дальнейшее изменение. При средних и низких температурах замещаются исходные силикаты. В этих условиях устойчивыми силикатами являются гранаты и слюды. При средних температурах образуются сульфиды,кварц,сульфаты стронция и бария,магнетит,обильные выделения кальцита. Таким образом, в результате комплексного изучения вторичных минералов и их ассоциаций получены новые данные по условиям их образования и закономерностям распределения в кимберлитовых трубках. Процессы вторичного минералообразования проходили в большом интервале температур и вызванного их спадом изменения реакции среды от щелочной к кислой с последующей нейтрализацией, что зафиксировалось в формах растворения, дорастания и возникновения новых генераций минералов. В гидротермальную стадию минералообразования принимали участие глубинные эманации и вадозные термальные растворы. Формирование кимберлитов на разных этапах не везде происходило одинаково. В процессе серпентинизации больших масс флюиды были бедны углекислотой и богаты водой. Еще меньше содержалось углекислоты в растворах, из которых образовался брусит. Процесс массовой бруситизации не совпадал с общей серпентинизацией в пространственном отношении и во времени. Выщелачивание карбонатов и магнезиальных силикатов наиболее интенсивно шло в верхних апикальных частях трубок. Причина этого – в сильной обводненности этих частей, а также в вызванном спадом температуры составе растворов угольной, сероводородной и, возможно, более сильных кислот и их солей (галита). Процесс выщелачивания пород в верхних частях тел проходил в восстановительных условиях и заканчивался в окислительных. Весь ход вторичного минералообразования в общем характеризуется резкими окислительными условиями и повышенным сероводородным заражением. Большинство вторичных процессов проходило в восстановительной или нейтральной по отношению к железу (и даже к сере) среде.