Geum.ru

11. Благородные металлы и алмазы 11 Алмазы 11 4 Вопросы генезиса

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6

Петрология гипабиссальных кимберлитов: отношение к первичным составам магмы.


Гипабиссальные кимберлиты подобны по их минералогии и геохимии везде в мире, таким образом, соответствуя особому типу магмы, которая появляется неоднократно во времени и пространстве. Эта малая по объему магма получается из астеносферы (200-?650 км), при приближении к поверхности, она состоит из оливиновых макрокристов, или ксенокристов (~25 % объема), оливиновых фенокристаллов (~25 % объема), в богатой Ba-Ti-Mg, силикатно- карбонатной жидкости, бедной Al и содержащей высокое, но неизвестное количество растворенных CO2, CH4 и H2O. Гипабиссальные кимберлиты имеют особенности гибридных пород, сформированных при смешении с мантийными лерцолитами и гарцбургитами и при их ассимиляции. Ортопироксен неустойчив в этих магмах, и его ассимиляция ведет к осаждению первичного ликвидусного оливина. Магма кристаллизуются быстро на коровом уровне в виде однотипной голокристаллической породы, которая не содержала стекло. В дополнение к шпинели, перовскиту, монтичеллиту, апатиту и флогопиту-киношиталиту первичные карбонаты обычно присутствуют как ликвидусные фазы низкого давления. Серпентины (первичный полигональный и хризотил) и карбонаты обычно кристаллизуются вместе из изменчиво-богатого (CO2+H2O) дейтерического остатка как поликристаллический мезостазис или в виде дискретных сегрегаций; последние не находятся в заполнении миндалин. Магмы кимберлита имеют очень длинный интервал кристаллизации в пределах от>1200 до ~300°C, и есть континуум от магматической кристаллизации силикатов и окисных минералов к карбо-гидротермальному остатку, формирующему серпентин-кальцитовый мезостазис. Заключительный вывод: нет никаких гипабиссальных кимберлитов, которые бы представляли начальную первичную магму; все кимберлиты – производные гибридных и контаминированных магм, которые подверглись кристаллизации в мантии до кристаллизации основной массы и мезостазиса.
  1. -7677

Mohapatra R.K.
   "Recycled" volatiles in mantle-derived diamonds: evidence from nitrogen and noble gas isotopic data / R. K. Mohapatra, M. Honda
// Earth and Planetary Science Letters. - 2006. - Vol.252, N 1/2. - P.215-219: ill. - Bibliogr.: p.219.

"Рецикличные" летучие компоненты в извлечённых из мантии алмазах: свидетельство по изотопным данным азота и благородного газа.
  1. -8348

   Ocean-island basalt-like source of kimberlite magmas from West Greenland reveled by high 3He4\He ratios / Yrika Tachibana, Ichiro Kaneoka, A. Gaffney, B. Upton
// Geology. - 2006. - Vol.34,N4.-P.273-276:ill.,tab. - Bibliogr.:p.276.


Источник кимберлитовых магм Западной Гренландии сходный с базальтами океанских островов по высоким величинам 3He/4He отношений.


Авторы проанализировали изотопные гелиевые отношения в свежем оливине, выделенном из исключительно неизменённых кимберлитов южной и западной Гренландии и определили высокие величины отношений гелиевых изотопов (3Не/4Не) равные 26.6 RA в кимберлитах, сходные с такими же величинами, определёнными в базальтах Гавайев (Лоихи), что, по мнению авторов, показывает, что кимберлиты группы 1, имеющие источник в мантийном плюме, могли формироваться в нижней мантии.
  1. -5120

   Petrogenesis of the Swartruggens and Star Group II kimberlite dyke swarms, South Africa: constraints from whole rock geochemistry / N. Coe, Le Roex A., J. Gurney и др.
// Contributions to Mineralogy and Petrology. - 2008. - Vol.156,N 5. - P.627-652: ill.,tab. - Bibliogr.: p.650-652.

Петрогенезис кимберлитов из Свартруггенс и роев даек группы Стар II, Южная Африка: ограничения по геохимии пород.

Тридцать семь образцов кимберлитов из Свартруггенс и группы Стар II, кратона Каапваль, были проанализированы на их основные и микроэлементы, а также составы изотопов Sr, Nd и Hf. Все образцы богаты MgO (~ 12-35% массы) с высокой Mg # (0.72-0.90) и содержанием Ni (-610-2700 м.д.). Кимберлиты сильно обогащены несовместимыми элементами (Zr = 140-668 ppm.; La = 124-300 ppm.; Nb = 68-227 ppm.; Ba = 1500-7000 ppm), и имеют высокие и переменныe нормализованные по хондриту La/Yb коэффициенты (Свартруггенс 94 ± 21; группа Стар II 202 ± 36). Величина 87Sr/86Sr (0.70718-0.71050) повышена, а - εNd (-11,95 до -7,84) низкая, как и величина 176Hf/177Hf (0.282160-0.282564). Между- и внутридайковые композиционные вариации значительны, и существуют систематические различия между кимберлитами, найденными в двух различных пунктах. Внутридайковые различия могут в значительной степени объясняться сочетанием последствий вторичных изменений, контаминацией коры, захватом макрокристаллов и фракционированием фенокристов. Существует несколько свидетельств различия родительских магм, формирующихся при переменной и низкой степени (0,5-2%) частичного плавления, о чем свидетельствует пересечение нормированных графиков редкоземельных элементов Кимберлиты Стар произошли из менее радиоактивного источника, с более высоким обогащением LREE, чем кимберлиты Свартруггенс. Подразумеваемые первичные магмы в каждом районе имеют высокую Mg # (-0.83), богаты Ni (850-1220 ppm), и сильно обогащены несовместимыми элементами. Расчетный состав мантийного источника сильно обогащен несовместимые элементы (La / Yb ~ 10-50), но остаточен с точки зрения Mg # и содержания Ni. Соотношения несовместимых элементов, такие, как Ba / Nb (> 13,5), La / Nb (> 1.1) и CE / Pb (<22) имеют отличия от характерных для группы I кимберлитов и базальтов океанических островов, но не отличается от таковых известково-щелочных магм. В совокупности с очень низким εNd и εHf, эти характеристики указывают, что кимберлитовые магмы Группы II связаны с глубокой субконтинентальной мантийной литосферой, метасоматизированной в течение протерозоя известково-щелочными флюидами и расплавами.
  1. -719

   Placer diamonds from Brazil: indicators of the composition of the Earth's mantle and the distance to their kimberlitic sources / R. Tappert, T. Stachel, J. W. Harris и др.
// Economic Geology. Bulletin of the Society of Economic Geologists . - 2006. - Vol.101, N2.-P.453-470:ill.,tab. – Bibliogr: p.465-467.


Россыпи алмазов Бразилии: индикаторы состава верхней мантии и расстояние от их кимберлитовых источников.


Характеризуются 68 аллювиальных алмазов из трех россыпей Бразилии: Аренополис (штат Мату Гроссо, Боа Виста - штат Рераима и Канастра - штат Минас- Жералс), для которых сходными являются размеры кристаллов, их окраска и структура поверхности, обусловленная процессами их роста или резорбции. Сходны также содержания включений азота и изотопные отношения углерода. В отличие от других мест, алмазы Боа Виста характеризуются радиационными "пятнами", алмазы Аренополис (~70%) имеют абразионные структуры, связанные с транспортировкой, отсутствующие в алмазах Боа Виста и Канастра, что свидетельствует о том, что их кимберлитовый источник расположен близко, вероятно недалеко от россыпей Канастры. Предполагается, что алмазы формировались в среднедеплетированной периодотитовой мантии с незначительным вовлечением эклогитового компонента.
  1. -8609

Porritt L.A.
   In-vent column collapse as an alternative model for massive volcaniclastic kimberlite emplacement: an example from the Fox kimberlite, Ekati Diamond Mine, NWT, Canada / L. A. Porritt, Cas R.A.F., B. B. Crawford
// Journal of Volcanology and Geothermal Research. - 2008. - Vol.174, N 1/3. - P.90-102: ill., tab. - Bibliogr.: p.101-102.

Коллапс в жерле как альтернативная модель формирования массивных вулканокластических кимберлитов: пример кимберлита Фокс, рудник Экати Дайамонд, Северо-Западные территории, Канада.

Происхождение массивных, плохо сортированных обломочных кимберлитов и брекчий кимберлитов в диатремах кимберлитовых вулканических труб до сих пор плохо понято. Исследования структурных особенностей главного выполнения кимберлита Фокс, рудник Экати Дайамонд, Северо-Западные территории, Канада, показывают, что оно сформировалось в результате коллапса при эруптивном взрыве в колонне выше жерла в глубокой открытой трубе на кульминационной стадии извержения. Поскольку интенсивность извержения увеличивалась, колонна стала критически перегруженной плотными частицами и быстро разрушилась внутри себя. В отличие от отложений, сохраняющихся при коллапсе колонны, типа игнимбритов некоторая часть разрушающейся массы была поймана в ловушку в глубине трубы, формируя отличный тип пирокластического тела. Этот тип предварительно был идентифицирован как туффизитовый кимберлит (TK) или массивный вулканокластический кимберлит (MVK), учитывая подобие структурных особенностей их составов, Хотя каждое индивидуальное тело формируется при несколько различных условиях, массовое становление массивных вулканокластических кимберлитов при коллапсе в колонне предложено в качестве жизнеспособной модели, основанной на экстраполяции современных процессов вулканологии.
  1. -7677

   Reducing role of sulfides and diamond formation in the Earth's mantle / Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Bataleva Yu.V. и др.
// Earth and Planetary Science Letters. - 2007. - Vol.260, N 1/2. - P.242-256: ill.,tab. - Bibliogr.: p.254-256.


Редуцирующая роль сульфидов и формирование алмазов в мантии Земли.


Сульфиды - обильные включения в алмазе, но их роль в происхождении алмазов все еще спорна. Чтобы рассмотреть эту проблему, было выполнено экспериментальное моделирование естественных процессов, формирующих алмаз с участием сульфидов в системе MgCO3-SiO2-Al2O3-FeS, при 6.3 GPa в температурном диапазоне 1250-1800°C с использованием мультинаковального аппарата высокого давления типа "сферы раскола". В результате окислительно-восстановительных реакций с участием карбонатов, окисей и сульфидов были получены, алмаз и/или графит в ассоциации с гранатом, ортопироксеном, коэситом и сульфидами (пирит, пирротин). Алмазные кристаллы, сформированные из углерода начального карбоната, содержат примесь азота с общей концентрацией приблизительно в 1500 ppm и имеют дефекты, связанные с водородной примесью. Основываясь на экспериментальных данных и термодинамических вычислениях, установлены процессы взаимодействия окисел-сульфид-карбонат, показана роль сульфидов как агентов-восстановителей для CO2-флюида. Установлено, что действия пирротина как восстанавливающего агента не зависит от его агрегатного состояния (твердого или в расплаве). При температурах ниже плавления пирротин обогащен серой и истощен железом от FeS до Fe0,85S. При более высоких температурах сульфидная выплавка обогащена серой и кристаллизуется как пирит и пирротин в ходе закалки. Среда, в которой кристаллизовались алмаз и/или графит, - это жидкость, в которой доминирует CO2, содержащая также растворенный углерод, силикаты, окиси и сульфиды. Исследованные процессы и механизмы кристаллизации алмазов можно рассматривать как возможную модель алмазного формирования в сульфид-содержащем парагенезисе при мантийном метасоматизме или при высокобарическом метаморфизме корового материала.
  1. -8609

Scott Smith B.H.
   Canadian kimberlites: geological characteristics relevant to emplacement / Scott Smith B.H.
// Journal of Volcanology and Geothermal Research. - 2008. - Vol.174, N 1/3. - P.9-19: ill., tab. - Bibliogr.: p.18-19.

Канадские кимберлиты: геологические особенности становления.


В Канаде больше чем 770 кимберлитовых тел интрудировало в разнообразные тектонические системы в течение 1000 млн лет в области шириной по крайней мере в 5000 км. Кимберлиты образуют до 30 комагматичных полей. Один тип трубок доминирует над другими в каждом поле. Даже с открытием существенного числа новых полей кимберлитрв этот обзор недавних данных доказывает известное предположение, что есть, по крайней мере, три отличных класса кимберлитовых трубок, которые обнаруживают корреляцию с характером вмещающих пород, в которые они были внедрены. Новые данные показывают, что изменения в типе трубок поля Прери происходили, когда кимберлиты внедрялись в компетентные палеозойские отложения, что обусловливало большую крутизну контактов трубок, выполненных такими же пирокластическими кимберлитами. Новые данные, полученные в итоге для каждого типа трубок, отражают существенно различные стили извержения и отложения, приводящие к отличиям в структуре породы и определяющие особенности трех типов трубок, Соответственно однотипные, как полагают, богатые оливином и летучими магмы в близповерхностных условиях в результате различий стиля становления дают разные типы кимберлитов: пирокластические кимберлиты (PK), туффизитовые кимберлиты (TK) и ассоциирующие с ними гипабиссльные кимберлиты (HK) или реседиментные кимберлиты (RVK). Обоснованная корреляция типа трубы с геологией вмещающих пород может указывать на различные ограничения по выделению летучих, которые затрагивали характер магматических извержений в различных ситуациях.
  1. -7749

Scott Smith B.H.
   Reply to discussion of "Geology and diamond distribution of the 140/141 kimberlite, Fort a la Corne, central Saskatchewan, Canada" by A.K.Berryman, B.H.Scott Smith and B.C.Jellicoe (Lithos 76, 99-114) by B.A.Kjarsgaard, D.A.Leckie and J.P.Zonneveld / Scott Smith B.H., A. K. Berryman
// Lithos. - 2007. - Vol.97, N 3/4. - P.429-434: ill.,tab. - Bibliogr.: p.434.


Ответ на Обсуждение "Геологии и распределение алмазов в Кимберлите 140/141, Форт ла Корн, центральный Саскачеван, Канада", by A.K.Berryman, B.H.Scott Smith and B.C.Jellicoe (Lithos 76, 99-114) by B.A.Kjarsgaard, D.A.Leckie and J.P.Zonneveld.


Ключевое свидетельство для модели очищения кратера обеспечивается характером очень ограниченного присутствия меловых осадочных пород среди ксенолитов в пределах главных пересечений кимберлитов. В пределах вмещающих пород, смежных с кимберлитами, граница между двумя типами осадков (черные морские сланцы Колорадо и светлые и коричневые алевролиты Манвиль) находится ~ на 190 м. ниже существующей поверхности. Идентифицированы большие блоки отложений Maнвиль на высоких уровнях в пределах главного кимберлита тела 147. Эти блоки встречаются много выше (~ 60 м), их стратиграфического уровня в пределах вмещающих пород и должно быть, были эксплозивно перемещены из более глубоких частей кратера. Колорадские ксенолиты встречаются на глубинах на, по крайней мере, 100 м. ниже их стратиграфического уровня (например> 213,4 м в одной из скважин). Присутствие Манвильских и Колорадских осадочных ксенолитов на, по крайней мере, 60 м. выше и на 100 м. ниже их стратиграфического местоположения в смежных вмещающих породах, можно объяснить очищением-заполнением кратера, но не вулканической моделью конуса. Подобные аргументы, основанные на палинологии осадочных ксенолитов, представленные для тела Маунтин Лейк, также показали, что оно не могло быть вулканическим конусом. Кроме того, каждый кратер в Форт ла Корн выполнен контрастными единицами кимберлитаов, сформированными множеством отдельных извержений.
  1. -8609

Skinner E.M.W.
   The emplacement of class 1 kimberlites / Skinner E.M.W.
// Journal of Volcanology and Geothermal Research. - 2008. - Vol.174, N 1/3. - P.40-48: ill. - Bibliogr.: p.48.

Становление кимберлитов класса 1.


Кимберлиты класса 1 отличны от кимберлитов класса 2 и класса 3, они характеризуются тремя зонами - корневой, диатремовой и кратерной. Кимберлиты класса 2 и 3 не формируют зону диатремы, заполненную породами диатремовой фации. Следовательно, эти кимберлиты формируются другими процессами. В пределах корневой зоны кимберлитов класса 1 субвулканические контактовые брекчии встречаются на отдельных горизонтах в пределах пород стенок. Они могли быть сформированы гидравлическим воздействием, вызванным выделением летучих в охлаждающихся и кристаллизующихся гипабиссальных кимберлитах. Эти эксолюции могли впоследствии также привести к формированию кимберлитов транзитной фации в более высоких частях расширяющейся колонны или в телах гипабиссальных кимберлитов. В таких условиях при прорыве газов к поверхности и эксплозивном извержении, как предполагается, образуются трубы, имеющие характерные для диатрем наклонные углы в 82°, и формируются кратеры. глубиной 500-700 м. В целом эти кимберлиты подвергаются фундаментальным структурным изменениям, продуцирующим разнообразие пород от гипабиссальных кимберлитов через транзитные фации к кимберлитам фаций диатремы и кратера.
  1. -8609

   Some major problems with existing models and terminology associated with kimberlite pipes from a volcanological perspective, and some suggestions / Cas R.A.F., P. Hayman, A. Pittari, L. Porritt
// Journal of Volcanology and Geothermal Research. - 2008. - Vol.174, N 1/3. - P.209-225: ill. - Bibliogr.: p.224-225.

Некоторые главные проблемы с существующими моделями и терминологией, связанной с трубками кимберлитов в рамках вулканологии, и некоторые предложения.

Пять существенных проблем препятствуют продвижению в понимании вулканологии кимберлитов: (1) геология кимберлитов - очень модельна, (2) очень генетична терминология при интерпретации фаций или тел; (3) эффекты изменений сохраненных текстур и структур чрезвычайно недооцениваются; (4) уровень понимания физики процесса сохранения структур ограничен; и (5) некоторые предлагаемые процессы не основаны на фактических, современных процессах вулканологии. К этим проблемам нужно обратиться, чтобы понять процессы, формирующие вулканические кимберлитовые трубы и тела в них. Традиционная, южноафриканская модель крутопадающей трубы (Класс I) состоит из сужающейся трубы с глубокой корневой зоной, средней диатремовой зоной и верхней зоной кратера (если она сохранена). В каждой зоне, как считают, есть своя отличительная фация, соответственно: гипабиссальный кимберлит НК (названный здесь массивный порфиритовый кимберлит), туффизитовая брекчия кимберлита (TKB, здесь названная массивным, плохо сортированным лапиллевым туфом), и фация зоны кратера, которая включает непостоянно слоистый пирокластический кимберлит и реседиментный и переработанный вулканокластический кимберлит (RVK). Порфиритовый кимберлит может, однако, также быть встречен на различных уровнях в трубе как более поздняя интрузивная стадия и как дайка во вмещающей породе. Отношения между HK и TKB не всегда ясны. Подземная флюидизация как процесс отложения - в значительной степени необоснованная гипотеза; современные вулканические процессы в жерле должны быть рассмотрены предпочтительнее. Кратерная вулканокластическая зона может встретиться в пределах зоны диатрем, у некоторых труб, указывая, что труба была в значительной степени пуста в конце извержения и только впоследствии начала заполняться в значительной степени за счет переотложения осадочных пород и пирокластики из ближних жерл. Классы II и III канадских моделей кимберлитов имеют более фактическое описательное обоснование, но все, же они неадекватно задокументированы при недавнем открытии. Разнообразие тел кимберлитов предполагает, что классификация с тремя моделями - слишком упрощена. Каждый кимберлит изменен в различной степени, что является следствием ультраосновного состава кимберлита, так что немного первичных структур сохраняется. Эффекты син- и постгенетических изменений первоначальных структур не были адекватно рассмотрены до настоящего времени, и должны быть снова обсуждены, чтобы идентифицировать оригинальные текстурно-структурные элементы и их соотношения. Применимо использование седиментологических положений как ключа для понимания процессов отложения. Традиционная терминология опирается на пространственное положение пород в трубке и соответствующие процессы. Возможно, она может быть сохранена в промышленной ситуации как общая литофациальная терминологическая схема при добыче. Однако в исследовательских целях должна быть принята более описательная литофациальная терминология, облегчающая понимание особенностей изучаемых тел в деталях, главных изменений в них и природы процессов. Например, каждое тело TKB отлично по составу, текстуре и структуре. Однако, поскольку много тел во многих различных трубках называют TKB, создается впечатление, что они все генетически подобны и что они возникли при однотипных процессах, но это вероятно не так.
  1. -9617

Stachel T.
   The origin of cratonic diamonds - constraints from mineral inclusions / T. Stachel, J. W. Harris
// Ore Geology Reviews. - 2008. - Vol.34,N 1/2. - P.5-32: ill.,tab. - Bibliogr.: p.29-32.

Происхождение алмазов кратонов - ограничения по минералогии включений.


Происхождение алмазов кратонов пересматривается на основе анализа около 5000 силикатных, оксидных и сульфидных включений в алмазах. Поля составов определены по общим минералам включений перидотитов, эклогитов и вебстеритов и используются для установления характеристик источника алмазосодержащих пород в субкратонной литосферой мантии. Перидотитовый состав включений дублирует сведения о гранатовых перидотитах из кратонов, ксенолитах и ксенокристах, отражая общий высокий уровень их истощения базальтовыми компонентами. Интерьер блока Kaaпваль (Калахари кратона) на сегодняшний день является лучшим регионом в мире по изучению источников алмазов, но, как представляется, он более уникален, чем представителен из-за экстремальных уровней химического истощения в перидотитовых включениях. Основные и микроэлементные характеристики перидотитов алмазных источников указывают полибарическую экстракцию расплава при переходе от поля стабильности гранатов к полю стабильности шпинели, что наиболее легко объясняется истощением протолита в архейском срединном океаническом хребте. Эклогитовые минеральные включения широко отражают базальтовый источник состава и их химические особенности указывают на фракционирование и на кумулятивное обогащение в магматических предшественниках. В согласии с полевыми данными исследования эклогитов из алмазных источников указывают на связь с субдукцией океанических протолитов. Более мафический характер по отношению к современным MORB может быть связан с: (I) большей степенью частичного плавления в архее и раннем протерозое в центрах спрединга и (II) истощением вторичного расплава при субдукции я или после внедрения в субкратонную литосферу. В соответствии с субдукционным происхождением эклогитового алмазного источника, шахты с преимущественно эклогитовыми алмазами в целом (но не всегда), связаны с окраинами кратонов или с литосферой послеархейской тектонотермальной истории. Вебстеритовая область плохо определена, она отражает широкий спектр пироксенитовых источников, занимающих промежуточное положение междуперидотитовыми и эклогитовыми. Геотермометр, основанный на включениях и агрегации азота в алмазах, свидетельствует о том, что кристаллизация и сохранение в мантии перидотитовых, эклогитовых и вебстеритовых алмазов произошло в рамках одного и того же теплового режима. Геобарометрия перидотитовых включений показывает, что большинство алмазов образуется на глубинах менее 200 км вдоль модельной геотермы, соответствующей от 38 до 42 мВ/м2 поверхности теплового потока. Низкий геотермальный градиент отмечен для алмазов из кратонов Калахари и Слейв, что вероятно отражает повторное уравновешивание включений при охлаждении окружающей среды, указывающее на то, что образование алмазов имело место при переходных тепловых событиях. Выделение алмазов имело место в ходе метасоматических процессов в условиях выше солидуса (расплав преобладал) и около солидуса (CHO-жидкость доминирует). Доказательства восстановительного характера субкратонной литосферной мантии подразумевают, что алмазное выделение связано с окислительно-восстановительными реакциями, требующими миграции вверх карбонатсодержащих расплавов/жидкостей. В таких условиях высокая растворимость сульфатов относительно сульфидов в расплавах/жидкостях может объяснить изобилие сульфидных включений как следствие совместного выделения с алмазом в ответ на снижение летучести кислорода. Такой сравнительно окисленный агент метасоматоза не может происходить из глубокой верхней мантии, и поэтому, вероятно, он связан с переработанной океанической литосферой.
  1. -8609

   The role of fluidisation in the formation of volcaniclastic kimberlite: grain size observations and experimental investigation / A. L. Walters, J. C. Phillips, R. J. Brown и др.
// Journal of Volcanology and Geothermal Research. - 2006. - Vol.155,N1-2.-P.119-137:ill.,tab. - Bibliogr.:p.136-137.