4546-1 (603179), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Эти результаты и предположения говорят о подобии и чертах сходства месторождения Кумды-Коль и "Зоны главного разлома" по условиям образования и соответствии этих условий рамкам метастабильного роста коэсита. Крупные разломы, фрагменты которых, вероятно, месторождение Кумды-Коль и "Зона главного разлома", являются сейсмическими зонами, генерировавшими в свое время землетрясения [32]. Это позволяет предположить возможность образования коэсита при формировании гранитогнейсовых комплексов - в приуроченных к ним очаговым областям коровых палеоземлетрясений (в низах коры, на глубинах 20 - 30 км) при деформациях > 10-5, как непосредственно перед палеоземлетрясением, так и в его период. Все эти данные позволяют ожидать находок микрокристаллов коэсита в области сочленения Кольского и Беломорского геоблоков, а также в аналогичных геологических ситуациях в других регионах.
Примером могут служить находки коэсита [94] в западном гнейсовом регионе Норвегии, но условия образования требуют уточнения. Если допустить, что при землетрясениях в очаговых зонах могут возникать такие явления, как плавление и сверхдавление [32,40], то не исключены находки коэсита и в эпицентральных частях современных сильных землетрясений. Наибольшие содержания алмазов и графита на месторождении Кумды-Коль приурочены к узким линейным зонам развития бластомилонитов (метасоматитов), разделяемых участками слабодислоцированных гнейсов, гранитов и т.д., в которых содержания графита в десятки раз меньше, а алмазы не обнаружены, либо их содержания незначительны [42,52]. С наиболее богатыми алмазами (до 2000 карат на тонну) карбонатносиликатными метасоматитами ассоциируются и наиболее богатые кальцием гранаты (Grs 60Prp7Alm33) [51]. Это позволяет предполагать, что алмазообразование в тектонической зоне приурочено к областям максимальных деформаций, в которых фиксируются и максимальные значения давления по минералогическим геобарометрам. Отсутствие приуроченности алмазов к эклогитам и еще ряд косвенных данных (морфология и строение микроалмазов) [23,42] также свидетельствуют об образовании алмазов in situ, в коровых условиях. Тесная пространственная связь графита и алмаза на месторождении с привлечением ряда дополнительных условий - быстрое остывание, способствующее сохранению кристаллов алмаза [23,42] и различия в изотопных составах алмаза и графита [52] - позволили этим авторам объяснить образование графита и алмаза путем их одновременного осаждения из восстановленного флюида. Однако подобный механизм образования кристаллов алмаза для месторождения Кумды-Коль маловероятен, так как подобным способом можно получить только поликристаллические агрегаты на неалмазных подложках, или доращивать монокристаллы алмаза, причем эпитаксиально наращенные пленки могут быть как поликристаллическими, так и монокристаллическими. Более чем полувековые экспериментальные работы в разных странах по выращиванию монокристальных алмазных пленок на неалмазных подложках, именуемые CVD-технологиями (химическое газофазное осаждение) пока закончилось безуспешно. По данным [74], изучившим структуры микроалмазов из пород Кокчетавского массива, поликристаллические агрегаты среди них отсутствуют, хотя волокнистые разности встречаются. Если допустить, что алмазы на месторождении образовались из графита, то благоприятные условия для роста кристаллов алмаза могли возникнуть при одновременном воздействии давления обжима и деформаций сдвига. В работах [12,13] было продемонстрировано, что при высоких давлениях (до 10 ГПа) и сдвиговых деформациях происходит трансформация решетки графита в решетку алмаза в твердом состоянии. Такая трансформация может происходить при давлениях 1 ГПа, причем переход электронных оболочек из sp2 в sp3 - гибридизированное состояние корректнее рассматривать не как фазовый переход, а как химическую реакцию, размер образующихся областей с новой структурой - несколько сотен ангстрем [24]. При сдвиговых напряжениях ~1 ГПа возможны также и локальные повышения температуры в наиболее напряженных частях графитовых зерен с размерами областей ~1мкм, приводящие к тепловым взрывам, порождающим микрокристаллы алмаза [49]. Численное моделирование [71] показало, что при сдвиговых деформациях в земной коре возможно возникновение неоднородных полей давлений с численными значениями до 3-5 ГПа, причем рост и падение давления в таких областях могут происходить за короткое время.
Области с алмазной структурой, возникшие в графите при сдвиговой деформации, имеют величину n.10 нм [24] и сравнимы по размерам с мелкодисперсными алмазами (4-5 нм), образующимися при динамических методах синтеза - детонации взрывчатых веществ [44]. Процесс их образования заканчивается за 2-5 x 10-7 сек. Кристаллы микроалмазов месторождения Кумды-Коль и участка Барчинский имеют размеры 1-400 мк, крупнее образовавшихся посредством детонации в 103-105 раз и имеют разнообразный габитус. Существуют различия в габитусе кристаллов месторождения и участка, многие кристаллы имеют сложное внутреннее строение - однородную(?) ядерную часть, слоистость, волокнистость, секториальность; наряду с алмазом найдены чаоит, карбин, лонсдейлит [23,42,74]. Эти факты позволяют предположить, что, несмотря на неизвестный механизм роста этих кристаллов, продолжительность их образования, вероятно, была не менее 1 сек., а возможно и значительно больше, условия роста были неоднородны пространственно и менялись во времени.
Все эти геологические и экспериментальные данные позволяют предположить, что рост этих микроалмазов может происходить в тектонической зоне из графита в период землетрясения. Длительность главного максимума землетрясения в источнике может составлять 4-5 мин., а остаточные явления могут продолжаться около 1часа; сильные землетрясения обычно сопровождаются роем более мелких событий (до 1000 и более), которые могут продолжаться до года [26,59]. В результате отдельного землетрясения в очаге возникает ряд перемен давления, число которых от 100 до 1000 с периодом 0,2-0,3 сек. [59]. Частицы пород в очаге сильного землетрясения описывают сложные траектории со скоростями ~ 10-15 см/сек и ускорениями (0,01-0,5) 9,8 м/сек2. И, что очень важно с нашей точки зрения, эти движения в отличие от экспериментальных - знакопеременные, что может приводить к очень кратковременным значительным сдвиговым усилиям в среде (графит с алмазными фрагментами), повторяющимся до 1000 и более раз. Вероятно, влияние на твердофазный переход графит-алмаз подобных статических (1-2 ГПа) и динамических характеристик деформаций графита в интервале температур 700-1000оС, с учетом влияния структуры графита и различных катализаторов может быть изучено экспериментально.
Размеры коровых очагов, если их представлять в виде субвертикальной тонкой пластины, колеблются в длину от 100 м до 100 км и более, высота такой пластины примерно в два раза меньше ее длины [60]. Мощность же подобной пластины, судя по строению месторождения Кумды-Коль и "зоны главного разлома" 100-500 м, и она состоит из сильно и слабо дислоцированных участков. Поэтому месторождения типа Кумды-Коль можно предположительно назвать сейсмогенными, они могут быть значительной протяженности, о чем, с нашей точки зрения, свидетельствует участок Барчинский, удаленный от месторождения на 17 км. Эти месторождения могут быть перспективными и на значительную глубину. В створе месторождения, в Кокчетавском массиве, с учетом кулисообразных смещений разломных зон и последующих тектонических смещений, возможны еще находки алмазоносных метасоматитов. Являются ли обязательными для подобных сейсмогенных алмазоносных метасоматитов условия, существующие при становлении гранитогнейсовых куполов, пока не ясно. На возможность такой связи указывают находки микроалмазов в западном гнейсовом регионе Норвегии [79], который, вероятно можно считать перспективным на поиск технических алмазов. Прояснить эту связь может помочь изучение современных эпицентральных зон сильных землетрясений на предмет находок микроалмазов в графитсодержащих тектонитах. В литературе приводятся описания тектонических зон, отчасти подобных месторождению Кумды-Коль; примером такой зоны может служить Чернорудско-Баракчинская тектоническая зона (Западное Прибайкалье) с графитовой минерализацией, но алмазы не установлены [41]. Вероятно, вышеперечисленные факторы являются не единственными, способствующими твердофазному переходу графита в алмаз. По данным [31], существует зависимость синтеза алмаза от природы исходного углерода. Учитывая вывод [24], что перестройку электронной орбитали sp2 в sp3-гибридизированное состояние корректнее описывать как химическую реакцию, в которой реальную роль могут играть и металлы - катализаторы [31], следует допустить, что эти факторы также могут оказывать влияние на переход из графита в алмаз. В связи с этим интересными могут быть данные по химическим составам и структурным особенностям графитов на месторождении Кумды-Коль - из рубашек на алмазах и собственно зерен графита, в сравнении с кимберлитовыми.
Интересным фактом является несоответствие отношения массы графита к массе алмазов и отношения максимально возможной запасенной энергии деформаций к энергозатратам по перестройке графита в алмаз. Максимальные содержания графита в высокоалмазных зонах ~1% [52]. Максимальные содержания алмазов ~2000 карат на тонну [51], отношение массы алмазов к массе графита ~10-2. Максимально возможная плотность энергии деформаций в породах земной коры ~3x 103 эрг/см3 [32], разность энергии атомов углерода в алмазе и графите ~0,5 ккал/моль, т.е. для перевода 1 см3 графита в алмаз необходимо ~3,5x109 эрг; энергией деформации может быть переведено <10-6 массы графита. Несоответствие в 104 раз, вероятно, свидетельствует о многократности роста, неполноте разрывов связей, а также о значительной роли каталитических процессов при твердофазном переходе графита в алмаз в коровых условиях амфиболитовой и выше фаций метаморфизма. Неоднократность сейсмических событий, их приуроченность к одним и тем же участкам хорошо подтверждается, с нашей точки зрения, существованием в алмазоносных породах маломощных (0,5-1,5 м) разрывных нарушений, наследующих простирание этих зон [38]. Наложение друг на друга зон скоплений алмазов, зон метасоматической переработки алмазоносных пород и последующих разрывных нарушений с глинкой трения, вероятно, свидетельствует о постоянстве мест выделения сейсмической энергии в очаговой зоне. Это позволяет представить очаговую зону либо как одиночную стоячую волну или волновой пакет, либо как солитон с осцилляциями.
Исходя из особенностей приведенных выше примеров, можно указать ряд поисковых признаков сейсмогенных микроалмазов. Это протяженные палеотектонические зоны, существовавшие в земной коре при становлении пород гранитогнейсовых формаций, а, возможно, и выше по фациальному уровню. Внутри этих зон перспективными являются участки развития бластомилонитов, содержащих графит и метасоматический(?) гранат с содержаниями СаО 10-28% вес. Размеры подобных месторождений могут быть 10-100 км, а содержания алмазов до 2000 карат на тонну.
Например, потенциально алмазоносными можно рассматривать Ларбинский блок Алданского щита и Каларский массив, приуроченный к шовной зоне Джугджуро - Станового глубинного разлома. По данным [7,8], и в блоке, и в массиве выделяются зоны с максимальными проявлениями динамических напряжений, в которых существует высокобарический метаморфизм, представленный гранатовым и эклогитовым парагенезисами. Участки, содержащие графит и максимально кальциевый гранат (>40 Grs), вероятно, могут содержать и микрокристаллы алмаза.
В свете данных по некимберлитовому генезису алмазов целесообразными являются поиски алмазов и в Камчатском регионе. К настоящему времени накопилось уже достаточное количество находок алмазов и карбонадо в базальтах и ультрабазитах региона [5,29,36,63,75]. Найдены лампроитоподобные породы на Западной и Восточной Камчатке [16,63], что позволяет рассматривать регион перспективным на алмазоносность. Вызывает удивление сохранность алмазов в базальтовых лавах, т.к. даже остаточные кимберлитовые расплавы, внедрившиеся по трещинам в уже застывший кимберлит, на примере трубки Премьер, алмазов уже не содержат [25], вероятно, из-за их растворения. Территориально перспективными можно считать Срединный Камчатский массив, Ганальский выступ и Хавывенскую возвышенность, которые можно рассматривать как корневую зону складчатой области с высокобарическими ультрамафитами и палеотектоническими зонами. Хотя по данным [14] толща пород Камчатского массива и ее метаморфизм имеют раннемеловой возраст, габброиды, гранулиты, плагиограниты и изменения вмещающих их пород в Ганальском выступе моложе 30 млн. лет. В качестве первоочередных в Срединном массиве можно рассматривать ультрабазитовый массив Филиппа, в котором уже имеются находки алмазов [75] и выходы ультрабазитов по р.Андриановка [11,74], и возможные тектонические зоны в Хангарском гранито-гнейсовом куполе, выделенном [37]. Этот купол может являться не единственным в Срединном массиве, и палеотектонические зоны могут развиваться не только в рамках куполов, но и между отдельными геоблоками Срединного массива. По аналогии с Каларским массивом, зоны интенсивных дислокаций с развитием эклогитизации и гранатизации могут быть и в ультрабазитовом массиве Филиппа. Кроме того, в результате размыва Срединного массива в целом (а он является приподнятым участком с палеогена и испытал тектонические поднятия также и в четвертичное время [50]), возможно образование алмазоносных россыпей, которые могут содержать и микроалмазы. Подобные россыпи имеются на Урале, о.Каллимантан, Аляске и т.д. [30].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
