Рис. 6. Распределение вторичных минералов по опорному разрезу скважины пройденной в центральной части трубки Катока:
1 - межформационные пески; 2 - переотложенные эксплозивно-обломочные породы; 3 - вулканогенно-осадочные породы; 4 - кимберлитовые брекчии.
[Fig. 6. Distribution of secondary minerals along the reference section of a well drilled in the central part of the Catoca pipe: 1 - interformational sands;
2 - redeposited explosive-clastic rocks; 3 - volcanic-sedimentary rocks; 4 - kimberlite breccias.]
Почти полностью эти породы пропитаны пелитоморфным гематитом, а значит их следует отнести к КВ вулканогенно-осадочных пород. В элювии произошла каолинизация полевых шпатов, вермикулитизация слюд и образование карбонатов в виде сети прожилков. Все эти минералы, так или иначе, не могут служить безальтернативным репером при выделении отдельных зон. Индикаторами могут служить карбонаты кальция, которые всегда чутко реагируют на pH среды. Кальцит (и арагонит) обычно не устойчивы при понижении pH, частом промывании пород, поскольку дождевая вода всегда слабокислая. Если приравнять всю КВ к таковой для ультраосновных пород, то при полном профиле согласно установившейся традиции должны быть зоны нонтронитов, которых в нашем случае практически нет, и зоны охр, нередко сопровождаемых кварцем. Присутствующие в КВ полевые шпаты, как и ассоциирующий с ними кварц, отнесены к терригенным образованиям, источником которых являются вмещающие диатрему гнейсы.
Анализ химического состава изучаемых образований показал существенные вариации концентрации всех петрогенных компонентов , которые довольно близки для других типов кимберлитовых пород (ПК, АКБ и КБ) при повышенной роли кремнезёмности вулканогенно-осадочных и эпикластических образований, которым свойственны также повышенные концентрации щёлочей (оксидов натрия и калия) при пониженной роли магнезии и железа. При переходе к собственно кимберлитовым образованиям диатремовой части (глубины ниже 250 м) количество оксида магния заметно увеличивается, а кремнезёма уменьшается при существенно проявленной контрастности содержаний [15]. Средние содержания элементов-примесей в различных генетических группах пород обнаруживают тенденцию постепенного уменьшения средних концентраций значений Cr, Ni, Co, Zn и Sr в направлении от кимберлитовых пород гипабиссальной и жерловой фаций к образованиям кратерной части. Никель ведёт себя как антгонист по отношению к другим элементам-примесям, постепенно увеличивая положительную корреляцию с кобальтом по направлению от кимберлитов к вулканогенно-осадочным образованиям. Отношение Ni/Co, характеризующее обычно глубинность образования исходных расплавов, имеет довольно высокие значения (в среднем выше 10, достигая в КБ 13,8).
Заключение
Таким образом, изученную КВ вулканогенно-осадочных пород можно разделить на бескарбонатную и карбонатную. Каолинизация полевых шпатов происходила, очевидно, на месте (in situ), о чем свидетельствует совместное нахождение его с плагиоклазом, по которому каолиниты в большинстве случаев образуются даже в условиях, неблагоприятных для развития данного процесса. Анализируя распределение минералов по разрезам кимберлитовых пород, можно отметить, что выветрелые кимберлитовые брекчии разделить на отдельные зоны по минеральному составу довольно затруднительно. Серпентин, который является главным реликтовым минералом той части КВ, присутствует во всем данном интервале вплоть до глубины 400 м, ассоциируя со слюдой и кальцитом. Смектиты (сапонит и нонтронит) отсутствуют в верхней части выветрелых кимберлитов, что возможно связано с боковым подтоком трещинных вод, приведшим к образованию своего рода линейной КВ.
В отношении собственно кимберлитовой части диатремы можно утверждать, что вскрытые и изученные породы относятся к типичным образованиям КВ. Изученный профиль КВ можно разделить, исходя из состава и структуры исходных пород, на нижнюю и верхнюю зоны. Нижняя часть КВ, которая образовалась по АКБ, отнесена к зоне дезинтеграции (гидролиз здесь уменьшается, т.к. у серпентина больше водорода, чем у смектитов). Верхняя зона разделена на бескарбонатную и карбонатную. В целом, профиль КВ на кимберлитах северо-востока Анголы по своему составу, структуре и текстуре является характерным для пород этого семейства. Типовые новообразования представлены серпентином, образовавшимся вследствие гидролиза силикатов (в первую очередь оливина) в гидротермальных условиях. Все породы слабоэродированных трубок претерпели интенсивные вторичные изменения, включая выветривание, которое интенсивно проходило благодаря возникновению серии трещин, а также образованию кратерной впадины, в которую сносился и материал дезинтегрированных вмещающих гнейсовых пород. Разрушение последних продолжалось в мааре совместно с пирокластическим материалом. В результате в верхней части кратера возникла перемещенная КВ за счет самого же элювия.
При гипергенно-метасоматическом изменении кимберлитов региона можно отметить два процесса. Первый - поэтапное превращение оливина в высокотемпературный, а затем и низкотемпературный серпентин. Второй - деградация серпентина с одновременным возникновением серии разбухающих минералов, начиная с сапонита через ряд промежуточных метастабильных смешанослойных образований. Из них впервые идентифицированная упорядоченная разновидность лизардит-сапонита является относительно устойчивой по сравнению с другими упорядоченными смешанослойными фазами триоктаэдрического типа (типа хлорит-сапонитов и хлорит-вермикулитов). Возникновение упорядоченного ЛССО, по нашему мнению, происходило в закрытой системе при низких термобарических параметрах среды и медленно протекающем процессе деструкции первичных и синтезе вторичных минералов. Изолированность системы минералообразования определяла возможность сохранения в ней восстановительных условий, что сопровождалось перераспределением химических элементов между гипогенными минералами, поровыми растворами и гипергенными новообразованиями. Относительно низкие значения давления и температуры в зоне возникновения лизардит-сапонита обусловили значительное содержание в его структуре разбухающих слоёв. Невысокая динамика массопереноса вещества в системе минералообразования способствовала тенденции развития упорядоченного чередования неразбухающих и разбухающих слоёв в структуре идентифицированного смешанослойного минерала. Одновременно с изменением кимберлитов и последовательным преобразованием минералов происходит синтез ряда Fe-содержащих фаз. Начиная с наиболее ранней стадии изменения оливина, ильменита, магнетита по минералам образуются плёночки пылевидных скоплений рудных новообразований, рассеянным также по основной массе пород, придавая образованиям различной интенсивности грязно-бурый цветовой облик.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ваганов В. И. Алмазные месторождения России и Мира (основы прогнозирования). М.: Геоинформмарк. 2000. 370 с.
2. Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М.: Мир. 1983. 300 с.
3. Зинчук Н. Н., Савко А. Д., Крайнов А. В. Кимберлиты в истории Земли. Труды научно-исследовательского института геологии: Воронеж, Изд-во Воронеж. гос. ун-та. Вып. 68. Воронеж: ВГУ. 2013. 99 с.
4. Зинчук Н. Н., Савко А. Д., Шевырёв Л. Т. Историческая минерагения. В 3-х томах. Том 1. Введение в историческую минерагению. Воронеж: ВГУ. 2005. 587 с; Том 2. Историческая минерагения древних платформ. Воронеж: ВГУ. 2007. 570 с. Том 3. Историческая минерагения подвижных суперпоясов. Воронеж: ВГУ. 622 с.
5. Харькив А. Д., Зинчук Н. Н., Крючков А. И. Коренные месторождения алмазов Мира. М.: Недра. 1998. 555 с.
6. Зинченко В. Н. Кимберлиты северо-востока Анголы. Геологическое строение, алмазоносность, алмазы. Saarbrucken, Palmarium Academic Publ. 2014. 240 c.
7. Зинчук Н. Н., Савко А. Д., Шевырёв Л. Т. Тектоника и алмазоносный магматизм. Воронеж: ВГУ. 2004. 426 с.
8. Зуев В. М., Харькив А. Д., Зинчук Н. Н., Маккенда А. Сла- боэродированные кимберлитовые трубки Анголы // Геология и геофизика. 1988. №3. С. 56-62.
9. Ротман А. Я., Зинчук Н. Н., Носыко С. Ф., Егоров К. Н., Чёрный С. Д., Стегницкий Ю. Б., Бондаренко А. Т., Василенко В. Б., Крючков А. И. Модель слабоэродированных кимберлитовых диатрем на примере трубки Катока (Ангола) // Сб.: Геологические аспекты минерально-сырьевой базы АК «АЛРОСА»: современное состояние, перспективы, решения. Мирный: МГТ. 2003. С. 152-169.
10. Ганга Ж., Зинченко В. Н., Носыко С. Ф., Ротман А. Я. Алмазоносность и перспективы обнаружения новых кимберлитовых месторождений на северо-востоке Анголы // Региональная геология и .металлогения. 2004. №22. С. 116-123.
11. Носыко С. Ф., Ротман А. Я. Специфика кимберлитовых проявлений и перспективы алмазоносности северо-востока Анголы // Сб.: Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века. Воронеж: ВГУ. 2003. С. 102-108.
12. Ротман А. Я., Зинчук Н. Н., Носыко С. Ф., Крючков А. И., Егоров К. Н., Стегницкий Ю. Б. Геология и вещественный состав кимберлитовой трубки Катока (Ангола) // Сб.: Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века. Воронеж: ВГУ. 2003. С. 111-121.
13. Ротман А. Я., Зинчук Н. Н., Носыко С. Ф., Шимуни Ж. Основные генетические типы алмазных месторождений северо-востока Анголы // Сб.: Геология алмазов - настоящее и будущее (геологи к 50-летнему юбилею г. Мирный и алмазодобывающей промышленности России). Воронеж: ВГУ. 2005. С. 594-609.
14. Зинчук Н. Н., Стегницкий Ю. Б., Зинчук М. Н. Продукты выветривания кимберлитовых пород и их роль при образовании россыпей алмазов (на примере трубок Накынского поля и Катока) // Сб.: Природные и техногенные россыпи. Проблемы. Решения. Труды III Международной научно-практической конференции. - Симферополь: КО Укр. ГГРИ. 2007. С. 160-167.
15. Ротман А. Я., Зинчук Н. Н., Ащепков И. В., Егоров К. Н. Кимберлитовый магматизм и вопросы алмазоносности // Сб.: Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века. Воронеж: ВГУ. 2003. С. 856-891.
16. Стегницкий Ю. Б., Колесник А. Ю., Кукуй И. М., Антонова Н. В. Геохронологическая характеристика некоторых кимберлитовых тел северо-востока Анголы // Сб.: Эффективность геологоразведочных работ на алмазы: прогнозно-ресурсные, методические и инновационно-технологические направления их повышения. Мирный: МГТ. 2018. С. 191195.
17. Стегницкий Ю. Б., Абрамов В. Ю., Кукуй И. М. Прогнозно-поисковая модель алмазоносной трубки северо-востока Анголы // Сб.: Эффективность геологоразведочных работ на алмазы: прогнозно-ресурсные, методические и инновационно-технологические направления их повышения. Мирный: МГТ. 2018. С. 185-190.
18. Гулевская Н. С., Николаева Э. В., Стегницкий Ю. Б., Романова Е. А. Минералогические особенности кимберлитовых тел юго-западной части алмазоносного района Лунда, Ангола // Сб.: Эффективность геологоразведочных работ на алмазы: прогнозно-ресурсные, методические и инновационно-технологические направления их повышения. Мирный: МГТ. 2018. С.72-77.
19. Xарькив А. Д., Левин В. И., Маккенда А., Сафронов А. Ф. Кимберлитовая трубка Камафука-Камазамбо (Ангола) - самая крупная в мире // Изв. АН СССР. 1992. № 6. С. 114-123.
20. Стегницкий Ю. Б. Глинистые минералы коры выветривания кимберлитовых пород и возможности их использования при поисках и разведке коренных месторождений алмазов // Сб.: Вопросы методики прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых (применительно к обьектам геологоразведочных работ АК «АЛРОСА»). Якутск: ЯФ СО РАН. 2004. С.167-173.
21. Василенко В. Б., Зинчук Н. Н., Ротман А. Я., Кузнецова Л. Г., Минин В. А., Xолодова Л. Д. Сравнительная характеристика постмагматического изменения кимберлитов Якутии и Африки // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2008. №1. С.34-46.
22. Иванов А. С., Феликс Ж. Т., Стегницкий Б. С., Роговой В.
В. Оценка потенциальной алмазоносности кимберлитовых пород трубки Луеле по составам пиропов // Сб.: Эффективность геологоразведочных работ на алмазы: прогнозно-ресурсные, методические и инновационно-технологические направления их повышения. Мирный: МГТ. 2018. С. 92-96.
23. Зинчук Н. Н. Постмагматические минералы кимберлитов. М.: Недра. 2000. 538 с.
24. Зинчук Н. Н., Стегницкий Ю. Б. Продукты выветривания кимберлитовых пород как дополнительный критерий при поисково-разведочных работах на алмазы (на примере трубок Накынского поля Якутии и Катока, Ангола) Анголы // Сб.:
Геология алмазов - настоящее и будущее (геологи к 50-лет- нему юбилею г.Мирный и алмазодобывающей промышленности России). Воронеж: ВГУ. 2005. С. 1369-1383.
25. Савко А. Д., Шевырёв Л. Т., Зинчук Н. Н. Эпохи мощного корообразования и алмазоносного магматизма в истории Земли. Воронеж: ВГУ. 1999. 102 с.
26. Хитров В. Г., Зинчук Н. Н., Котельников Д. Д. Закономерности изменения химического состава пород в зоне гипергенеза// Гинергенез ирудообразование. М.: Наука. 1988.
С.15-28.
27. Зинчук Н. Н., Котельников Д. Д., Стегницкий Ю. Б., Жух- листов А. П. Стадийность и направленность преобразования серпентина и флогопита в кимберлитах трубки Катока (Ангола) // Известия ВУЗов. Геология и разведка. 2005. №2. С.16-23.
28. Горшков А. И., Зинчук Н. Н., Котельников Д. Д., Шлыков В. Г., Жухлистов А. П., Мохов А. В., Сивцов А. В. Новый упорядоченный смешанослойный минерал лизардит-сапо- нит из кимберлитов Южной Африки // Доклады РАН. 2002. Т. 382. №3. С. 374-378.
29. Егоров К. Н., Зинчук Н. Н., Ротман А. Я., Носыко С. Ф., Сонеева Л. А. Геохимия (ICP-MS) и мантийный источник кимберлитов северо-востока Анголы // Отечественная геология. 2006. № 2. С. 20-28.
30. Зинчук Н. Н., Жухлистов А. П., Стегницкий Ю. Б., Котельников Д. Д. Лизардит и сапонит в кимберлитовой трубке Катока (Западная Африка) // ЗРМО. 2006. 4.CXXXV. №1. С. 91-102.
Features of the weathering crust of the kimberlites of north-east Angola
N. N. Zinchuk , Yu. B. Stegnitskiy
West-Yakutian Scientific Centre of the SR (Yakutia) Academy of Sciences 16 Tchernischewski sch., Mimi 678170, Russian Federation
Abstract
Introduction: The results of a comprehensive study of the geological structure and material composition of the weathering crust of the kimberlites in north-east Angola are presented. An important applied problem is the assessment of the degree of enrichment of the weathering crust by deep minerals for forecasting and searching for new diamond deposits of both primary and placer types.
Methodology: The Catoca kimberlite pipe, characterized not only by an insignificant erosional section and preservation of the crater structure, but also by a wide petrographic spectrum of rocks and their intense post-magmatic and hypergenic variation, was chosen as a reference object. The collection of ore samples and flow samples from the upper horizons of the Catoca pipe and a number of other bodies of this field, as well as rocks containing kimberlites, were collected for the study of the geological structure and material composition of weathering crusts of weakly eroded Angola kimberlite pipes.
Results and discussion: Two genetic types of rocks were distinguished in the Catoca kimberlite pipe: kimberlites with their derivatives and a complex of volcanic-sedimentary formations filling the upper parts of the crater of diatreme. In general, the profile of the weathering crust is divided into two parts: lower and upper. The lower part (disintegration zone) is represented by slightly altered autolithic kimberlite breccias, fractured and partially ocherized. The upper, the most hypergene-altered zone, in turn, is divided into carbonate and non-carbonate parts.