Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

1. Общая характеристика работы

1.1. Актуальность темы

Исследование типоморфизма минералов — одна из важнейших проблем современной минералогии. Поэтому изучение типоморфизма химического состава минералов-спутников алмаза (хромпиропа, хромшпинелида, пикроильменита, хромдиопсида) весьма актуально, так как позволяет выяснить условия их образования и способствует решению ряда важнейших вопросов прогнозных и поисково–оценочных работ на этот валютный вид минерального сырья, необходимый Украине.

В геологическом отношении большая часть территории Украины представлена Украинским щитом (УЩ) и является юго-западной частью Восточно–Европейской алмазоносной провинции. По всем имеющимся признакам, УЩ перспективен для выявления, как коренных, так и россыпных месторождений алмазов. К настоящему времени в его пределах выделено пять площадей, перспективных на открытие коренных месторождений алмазов: Приазовье, Центральная и Западная части щита, Волынское палеозойское поднятие и Среднее Приднестровье. Из них особого внимания заслуживает территория Восточного Приазовья, где геологами Приазовской геологоразведочной экспедиции к настоящему времени обнаружены 4 кимберлитовые трубки и 2 дайки.

В 90-х годах разработаны новые методы исследований типохимизма минералов-спутников алмаза, существенно повышающие эффективность прогнозных и поисково-оценочных работ на этот ценный вид сырья. Группа исследователей под руководством профессора В. Л.  Гриффина (Университет Макуори и Объединенная организация научных и инженерных исследований, CSIRO, г. Сидней, Австралия), изучила более 3000 проб кимберлитов и около 45000 зерен хромпиропа и других минералов-спутников алмаза из различных регионов мира, и создала не имеющий аналогов банк данных о распределении в этих минералах таких элементов-примесей как никель, цирконий, цинк, иттрий, галлий, скандий, ниобий, редкие земли и др. Принципиально новая информация, полученная с помощью уникального лабораторного оборудования (в том числе протонного микроанализатора РМР с ускорителем частиц HIAF), позволяет оперативно и экономически эффективно оценивать алмазоносность кимберлитовых и лампроитовых тел. Насущной необходимостью является проведение подобных исследований и в Украине.

Актуальность исследований определяется необходимостью совершенствования и повышения эффективности методов проведения геолого-поисковых и разведочных работ в Украине на один из важнейших коренных источников алмаза – кимберлиты.

Научной основой при разработке поисково-оценочных критериев служит учение о типоморфизме минералов-спутников алмазов, что требует углубленного понимания зависимости их химического состава и других особенностей от Р-Т условий и иных параметров минералообразующей среды, определяющей наличие или отсутствие алмазов в кимберлитах.

Использование высокой информативности типохимических особенностей индикаторных минералов кимберлитов (хромпиропа, пикроильменита, хромшпинелида и хромдиопсида), выявление характера распределения в них малых элементов и элементов-примесей является весьма актуальным как в научном так и в практическом отношении, способствуя решению ряда задач поискового и оценочного характера.

1.2. Цель и основные задачи исследований

Главная цель магистерской работы — изучение типохимизма минералов-спутников алмазов (хромпиропа, пикроильменита, хромшпинелида, хромдиопсида) из кимберлитов Приазовского блока Украинского щита и решение на этой основе вопросов, связанных с условиями их образования и перспективами алмазоносности.

Основные задачи работы:

1. Установить геологическую позицию и петрохимические особенности кимберлитовых тел Приазовья;

2. Выяснить закономерности распределения главных оксидных компонентов и элементов-примесей в минералах-спутниках алмазов из кимберлитовых трубок района;

3. Определить условия образования индикаторных минералов кимберлитов (Р-Т параметры, характер метасоматических процессов и др.) исходя из данных их химизма;

4. Оценить перспективы промышленной алмазоносности кимберлитов Приазовья на основе интерпретации новой информации о химическом составе минералов-спутников алмаза.

1.3. Объект исследования

Минералы-спутники алмазов из кимберлитовых тел Восточного Приазовья.

1.4. Фактический материал и методы его обработки

Определение содержаний главных оксидных компонентов и элементов-примесей в минералах-спутниках алмаза из кимберлитов Приазовья. Выполнено на электронно-лазерных (Cameca SX-50, LAM-ICPMS) и протонном (HIAF) микрозондах в лабораториях Главного национального центра геохимической эволюции и металлогении континентов (GEMOC) при университете Макуори и Объединенного научно-инженерного центра (CSIRO), г. Сидней, Австралия. Кроме того, использованы литературные данные по Восточно-Европейской, Якутской, Китайской и Южноафриканской алмазоносным провинциям.

Габітусні форми кристалів жильних тіл

Рисунок 1. Образование месторождений алмазов

1.5. Научная новизна

1. На представительном количестве анализов (более 500 проб), выполненных на электронном и, впервые, на протонном микрозондах, изучены закономерности распределения главных оксидных компонентов и элементов-примесей в хромпиропах, пикроильменитах, хромшпинелидах и хромдиопсидах из кимберлитов Приазовья, что позволило выявить типохимические особенности их состава.

2. На основе оригинальных данных определены термобарические и другие условия образования типоморфных минералов кимберлитов Приазовья и сделаны выводы о природе их глубинных материнских источников.

1.6. Практическое значение

В результате выполненных исследований и анализа имеющихся данных о составе минералов-спутников алмаза из кимберлитов ЮАР, России, КНР, Канады и других стран, предложены новые эффективные способы оценки промышленной алмазоносности кимберлитовых трубок Южная и Новоласпинская

1.7. Личный вклад автора

1. Обработка результатов анализов на ЭВМ, их минералогическая и геолого-геохимическая интерпретация, определение типохимических особенностей изученных минералов-спутников алмаза.

2. Обобщение результатов и сопоставление полученных данных с аналогичной информацией по известным алмазоносным провинциям мира.

3. Определение условий образования и оценка перспектив алмазоносности исследованных кимберлитовых трубок Приазовья.

1.8. Апробация результатов

Основные положения магистерской работы докладывались и обсуждались на Международных научно-практических конференциях, а также на межвузовских конференциях студентов. Всего было написано 3 статьи по данной работе.

2. Геологическая характеристика Приазовского мегаблока

Приазовский мегаблок представляет крайнюю юго-восточную часть УЩ, граничащую на юге и юго-западе с Причерноморской впадиной, а на востоке и северо-востоке – с Донецкой складчатой системой. На западе от смежного Среднеприднепровского мегаблока он отделяется Орехово-Павлоградской шовной зоной шириной от 20 до 30 км, имеющей субмеридиональное простирание. Границей между этими смежными мегаблоками служит Орехово-Павлоградский разлом, проходящий по западному обрамлению шовной зоны, которая включается в состав Приазовского мегаблока. [23;24] По данным глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) (Starostenkoet. al., 2002) средняя мощность земной коры в пределах Приазовского мегаблока составляет около 40 км, снижаясь до 35 км (воздымание поверхности Мохо) в Центральном и Восточном Приазовье и повышаясь до 40–45 км еще восточнее, в зоне трансрегионального тектонического шва Донецк-Брянск, а также на крайнем западе мегаблока в пределах Орехово-Павлоградской шовной зоны.[20] Если почти во всем мегаблоке отмечается довольно закономерное расслоение земной коры на базальтовый, диоритовый и гранитный слои при примерно одинаковой их мощности, то в шовной зоне мощность гранитного и диоритового слоев заметно сокращается и отмечается несогласование глубинных и поверхностных структур, что свидетельствует о существенном влиянии на строении этой зоны горизонтальных перемещений.[21] В выходящем на докембрийскую поверхность разрезе верхней части земной коры Приазовского мегаблока выделяются метаморфические и магматические образования палео-, мезо- и неоархея, а также палеопротерозоя. К палеоархею относится западноприазовская серия, а также перекрывающие ее волчанская, драгунская и терноватская толщи.

3. Краткие результаты исследований

Низкие средние содержания Y (13–15 г/т), типичные для лерцолитовых гранатов архейско-протерозойского типа мантии, обнаружены в гранатах из кимберлитов Приазовского блока УЩ.[14] Таким образом, гранаты Приазовья указывают на мощность литосферы этих регионов порядка 150 км. Высокие средние значения содержания Zr обнаружены в гранатах из кимберлитов восточного Приазовья (48–60 г/т).Такие концентрации характерны для для многих кимберлитовых гранатов из различных регионов мира, подвергнувшихся воздействию процессов метосоматоза. Высокие содержания Cr2O3 установлены в выборках гранатов из Приазовских кимберлитов (5,7–5,8 %). Низкие значения Y/Ga (2,5–2,8) и высокие Zr/Y установлены в пиропах из кимберлитов Приазовья типичны для гранатов, образованных в архонах .[15] Это согласуется с присутствием в составе концентратов субкальциевых гранатов. Гранаты из перекрывающих меловых отложений, обладая рядом свойств, характерных для мантии протонового типа, демонстрируют вместе с тем эволюцию от протоновой (К1) к тектоновой (К2) мантии (более высокие содержания в гранатах Y и высокие Y/Ga отношения). Полученные данные свидетельствуют о том, что возраст кимберлитов или старше, чем возраст авлакогена, не имеющего мантии архонового типа, или неясный. Ненадежность датировки не позволяет однозначно говорить о наличии в этом регионе архоновой СЛМ и делать надежные выводы о перспективах алмазоносности данных кимберлитов.

Кристаллическая решетка алмазов

Рисунок 2 – Кристаллическая решетка алмазов
(анимация: 23 кадров, 5 циклов повторения, 121 килобайт)

Выводы

Основные данные по приазовским кимберлитам (включая данные Ф. В. Каминского 1995 г.)[6] указывают на происхождение их в условиях земной коры ахроно-протонового типа с интенсивной последующей метосоматической переработкой. Процессы образования низкотемпературного метосоматоза диагностируются по характерным вариациям РЗЭ [3], относительно низкому содержанию Y и невысоким Y/Ga и Zr/Y отношениям [2;3]. Восточноприазовский блок УЩ имеет протоновый возраст и граничит на западе с архоновым западноприазовским блоком. Образцы гранатов, поэтому, могут отражать наличие измененных фрагментов архоновой мантии в зоне контактов этих блоков.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2016 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

  1. Армстронг К. А. , Роедер П. Л. , Хельмштедт Х. Х.  Состав шпинелей кимберлитовой трубки С 14 (озеро Киркленд, Онтарио) // Геология и геофизика.- 1997. - 38, №2. - С. 429–439.
  2. Бартошинский З. В.  Минералогическая классификация природных алмазов // Минерал. журн.- 1983.- 5, № 6.- С. 84–93.
  3. Бартошинский З. В., Квасница В. Н. Кристалломорфология алмаза из кимберлитов.- Киев: Наук. Думка, 1991.- 170 с.
  4. Вальтер А. А., Еременко Г. К., Квасница В. Н., Полканов Ю. А.  Ударно – метаморфогенные минералы углерода.  – Киев: Наук. думка, 1992. - 168 с. 
  5. Васильченко В. В. , Князьков А. П. , Малый А. В. , Стрекозов С. Н.  Путеводитель геологической экскурсии по кимберлитовым проявлениям Восточного Приазовья.- Волноваха.- 1999. - Приазовская ГРЭ.- 18 с.
  6. Ваганов В. И. , Каминский Ф. В. , Кононова В. А.  и др. Временные методические рекомендации по прогнозированию и поискам коренных месторождений алмаза лампроитового типа // М: 1988.- ЦНИГРИ.- 60 с.
  7. Возняк Д. К. , Квасница В. Н.  Магматические солевые расплавы и алмазообразование // Минерал.  журн. - 1992.- 13, №4.- С.  62–65.
  8. Гаранин В. К. , Кудрявцева Г. П. , Сошкина Л. Т.  Ильменит из кимберлитов.- М.: Изд – во Моск. гос.  ун – та, 1984.- 240 с. 
  9. Гаранин В. К. , Посухова Т. В.  Сохранность алмаза и ассоциирующих с ним минералов в кимберлитах (на примере Архангельской алмазоносной провинции)// Тезисы докл. 9 съезда Минерал. о-ва при РАН.- 1999.- Санкт – Петербург.- С.  58–59.
  10. Глазов А. И.  Методы морфометрии кристаллов.- Л.: Недра, 1981.- 147 с.
  11. Гриффин В. Л. , Мур Р. О. , Райан К. Д. , Герни Д. Д. , Вин Т. Т.  Геохимия магнезиальных ильменитовых мегакристаллов Южной Африки // Геология и геофизика. - 1997.- 38,- №2.- С.  396–409.
  12. Доусон Дж.  Кимберлиты и ксенолиты в них.- М.: Мир, 1983.- 300 с. 
  13. Есипчук К. Ю. , Щербак М. П. , Глеваський Є. Б.  та ін.  Уточнення кореляційної стратиграфічної схеми докембрію Українського щита // Мінерал. журн.- 1999.- 21, №1.- С.  5 – 19.
  14. Зинчук Н. Н. , Харькив А. Д. , Мельник Ю. М. , Мовчан Н. П.  Вторичные минералы кимберлитов.- Киев: Наук. думка, 1987.- 262 с. 
  15. Илупин И. П. , Гриффин В. Л. , Каминский Ф. В.  Титан в кимберлитах, титан и цирконий в гранатах – показатели интенсивности глубинного метасоматоза // Докл. Российской АН. - 1999.- 366, № 6.- С.  806–808.
  16. Каминский Ф. В.  Кимберлиты и алмазы Китайской Народной Республики.- М.: 1988.- ВИЭМС.- 58 с. 
  17. Каминский Ф. В. , Бартошинский З. В. , Блинова Г. К.  и др. Методическое руководство по комплексному исследованию типоморфных свойств алмазов при локальном прогнозе и поисках коренных месторождений. - М:.- 1988.- ЦНИГРИ.- 88 с.
  18. Квасница В. Н. , Вуйко В. И. , Цымбал Ю. С.  Кристалломорфология и парагенезисы ограненных гранатов из кимберлитов // Минерал. журн. - 1986.- 8, №1.- С.  30–44.
  19. Квасница В. Н. , Зинчук Н. Н. , Коптиль В. И.  Типоморфизм микрокристаллов алмаза.- М.: Недра, 1999.- 263 с. 
  20. Квасниця В. М. , Цимбал С.  М.  Алмази України і перспективи пошуків їх родовищ // Мінерал. журн. – 1998.- 20, № 1.- С.  118–129.
  21. Кимберлитовые породы Приазовья // Ответств. редактор В. А.  Кононова.- М.: Наука, 1978.- 320 с. 
  22. Князьков А. П. , Кривонос В. П. , Панов Б. С.  и др.  Новые находки кимберлитов в Приазовье // Доклады НАН Украины.- Сер. Б.- 1992.- №6.- C. 82–86.
  23. Князьков А. П. , Малый А. В.  Кимберлитовые породы Приазовья // Тезисы докл. Международной научно – практич. конференции “Прогнозир. и поиски коренных алмазных месторождений”.- Симферополь.- 1999.- С.  122-124
  24. Князьков А. П. , Малый А. В.  Обзор и анализ проведенных работ на алмазы в юго – восточной части Украинского щита // Тезисы докл. Международной научно – практич. конференции “Прогнозир. и поиски коренных алмазных месторождений”.- Симферополь.- 1999.- С.  113–116
  25. Костровицкий С. И. , Де Бруин Д.  Особенности состава минералов пород Дюкенского кимберлитового поля // Тезисы докл. 9 съезда Ми-нерал. о-ва РАН.- 1999.- Санкт – Петербург.- С.  141–142.
  26. Кривдик С. Г. , Ткачук В. И.  Петрология щелочных пород Украинского щита.- Киев: Наук. думка, 1990.- С.  375–387.