Кимберлиты в восточной части Украинского щита и их минералогические особенности

Панов Б.С., Кривонос В.П., Меляховецкий А.М., Морозова Г.В.

В восточной части Украинского щита (Приазовский кристаллический массив, ПКМ) недавно выявлены кимберлитовые тела в коренном залегании, детальное изучение минералого-геохимических и других особенностей которых позволяет подойти к оценке их потеннциальной алмазоносности. ПКМ сложен архейскими и нижнепротерозойскими метаморфогенными образованиями (гнейсами, кристаллическими сланцами и др.), которые прорваны интрузиями гранитоидных и щелочных пород протерозойского возраста. На долю метаморфогенных комплексов приходится более 60% всей площади Приазовья, тогда как интрузивные комплексы занимают 30%. Северная часть ПКМ сочленяется со складчатыми структурами Донецкого бассейна.

В зоне сочленения Донбасса с Приазовьем на докембрийском кристаллическом субстрате несогласно залегают средне- и верхнедевонские осадочно-вулканогенные образования, перекрытые нижнекаменноугольными осадочными породами. Наиболее мощно магматизм проявился в позднем девоне в связи с обособлением в теле Русской влатформы по Южно-Донбасскому глубинному разлому палеорифтогенной зоны глобальной протяженности- линеамент Карпинского. Глубинное строение зоны сочленения характеризуется общей для большинства рифтогенных зон особенностью- подъемом поверхности Мохо, которая залегает здесь, по данным глубинного сейсмического зондирования, на отметках 35-40км (50км в центральной части Донбасса).

Нарушенность земной коры по всей ее мощности в зоне сочленения Донбасса и Приазовья создает благоприятные условия для образования кимберлитовых пород, в парагенезисе с которыми могли возникать и карбонатиты. Наиболее примечательны два проявления кимберлитовых пород: на Петровском участке и к югу от него, в верховье балки Мостовой, впадающей в р.Кальмиус.

Петровское тело эруптивных брекчий и туфобрекчий кимберлитов имеет овальную форму (400*200м), мощность 35-50м. Оно залегает среди базальтоидных пород Петровской толщи, которая размещена между вулканитами антон-тарамской свиты (D2-D3) и терригенно-карбонатными отложентями николаевской свиты (D2) и изобилует ксеногенным материалом (до 60-80% объема породы). Автолиты кимберлитов составляют 10-20%, цементирующая масса преимущественно карбонатного состава-10-30%.

Ксеногенный материал кимберлитовых брекчий состоит из ксенолитов ультраосновных пород, кристаллических образований фундамента и ксенолитов осадочных девонских пород. Типоморфными минералами кимберлитов являются пироп, округлые зерна или обломки хромитов и черных рудных включений, представленных главным образом пикроильменитом. По данным изотопных анализов кислорода и углерода, выполненных в изотопной лаборатории Фрайбергской горной академии, для оюломков ультраосновных прод, замещенных карбонатом, получены значения С= от 8.8 до -9.5% и О= от +21.5 до +21.9%, а для базальтоидных туфов петровской толщи С=-6.1% и О=+14.5%. Эти данные указывают на глубинный источник углерода и существенную роль приповерхностного кислорода при эксплозивных процессах формирования кимберлитовых брекчий и базальтоидных туфов.

На втором проявлении кимберлитов выяявлены четыре кимберлитовых тела, геологическая позиция которых однозначнее, чем Петровского проявления. Первое из них представлено кимберлитовой трубкой Надежда, овальной в плане формы (60-30м). Трубка, прорывающая протерозойские (2050-2000 млн.лет) биотит-амфиболовые граниты Дубовского массива, падает на юго-запад и с глубиной переходит в дайку. Вторая трубка Южная (в плане 300*150м) имеет сложную извилистую форму и прослежена бурением до глубины около 300м. В нескольких километрах к юго-западу от Южной бурением выявлены еще два тела. Все эти тела сложены кимберлитами и кимберлитовыми брекчиями.

Кимберлиты представлены массивной породой от темно-зеленого до голубовато-серого цвета порфировой структуры. Порфировые выделения (до 30% объема породы) сложены оливином, часто полностью серпентинизированным, флогопитом, пиропом, пикроильменитом, хромшпинелидом. Пиропы обычно красного и фиолетово-красного цвета. Хромшпинелиды образуют мелкие до 1мм кристаллы. Изредка встречаются очень мелкие зерна ярко-зеленого хромдиопсида. Основная масса породы включает микрозерна серпентина, хромита, слюд, апатита и магнетита. Кимберлиты местами сильно карбонатизированы.

Кимберлитовые брекчии состоят на 20% из автолитов шарообразной или сплюснуто- удлиненной форм, сложенных нацело карбонатизированными овальными зернами оливина, и чешуйками интенсивно измененного флогопита, 30% породы представлены ксенолитами гранитоидов, реже известняков, глинистых сланцев и песчаников, размером до 2-7см, а 45-50% приходится на цемент карбонат-хлоритового состава. Средицементирующей массы выделяются кристаллокласты, сложенные мелкими (от 1 до 2мм) чешуйками флогопита и псевдоморфозами вторичных минералов по оливину.

По химическому составу кимберлиты Приазовья сходны с кимберлитами из других регионов, но отличаются пониженным содержанием MgO и повышенным K2O и TiO2. Сравнение химических составов кимберлитов из Приазовья, провинции Шандун (Китайская платформа) и Якутии показывает, что китайские и якутские характеризуются увеличенными концентрациями MgO и пониженными TiO2, Al2O3, K2O, P2O5. Повсеместно в кимберлитовых породах Приазовья K2O резко преобладает над Na2O, что сближает их с лампроитами, а количество глинозема значительно превышает сумму щелочей. Вариации содержаний K2O и Al2O3 связаны с непостоянным количеством флого