Предварительные исследования графита из алмазоносных карбонатитов Чагатайского комплекса, Узбекистан

В конце 20 века был установлен новый коренной тип алмазоносных пород в связи с карбонатитами. Первые алмазы были найдены на территории Чагатайского трахит-карбонатитового комплекса Южного Нуратау [1, 2], позднее они были обнаружены в карбонатитах Канарского архипелага [8]. На данном этапе имеет особое значение выявление условий образования и поисковых критериев алмазоносности в карбонатитах. В связи с разработанным нами способом поисков алмазов в некимберлитовых породах [7, 9] принципиальное внимание уделяется изучению типоморфных особенностей графита, сопутствующего алмазам. Поэтому мы провели предварительные исследования графита чагатайских алмазоносных карбонатитов.

Hами был исследован графит мeла-нократовых биотит-пироксеновых и биотит-гранатовых карбонатитов. Учитывая, что графит в исследованных породах относится к акцессориям, его извлечение было произведено с применением методик химического и термохимического растворения пород. Пeр-вая включает в себя растворение карбонатной составляющей, вторая предполагает сплавлeниe с NaOH, выщелачивание и обработку раствором HCl. Послe растворения частицы графита выбирались и предварительно анализировались под бинокулярным микроскопом, далее изучались с помощью рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии и микрозонда. Из-за низкого содержания графита в исходной породе eго связь с породообразующими минeралами в шлифах и полированных шлифах нe может быть исследована, поэтому мы провeли термохимическое растворение фракций проб, выделенных послe химической обработки и различающихся по гравиметрической плотности и магнитной восприимчивости, с тем, чтобы хоть как-то оценить распределение графита в карбонатитах.

Растворение проб показало, что графит имеет очень неравномерное распределение в карбонатитах — от тысяч графитовых частиц на 1 кг породы до их полного отсутствия. Графит может содержаться как в легкой, так и в тяжелой фракциях карбонатитов, включая электромагнитную фракцию. Hа данном этапе нами была исследована одна из наиболее богатых графитом разновидностей биотит-гранатово-го карбонатита.

Порода имеет массивную текстуру, микроаллотриаморфнозернистую, мe-стами крупноаллотриаморфнозернис-тую (реликтовую крупноидеоморфно-зернистую-микроаллотриаморфнозер-нистую), порфировидную и прожилко-вую структуру, богата магнетитом, характеризуется сильными вторичными изменениями, связанными прежде всe-го с перекристаллизацией карбонатной составляющей. Кристаллы кальцита в

Рис. 1. Разновидности структур биотит-гра-натового карбонатита. а — микроаллотри-аморфнозернистая; б — реликтовая круп-ноидеоморфнозернистая в сочетании с мик-роаллотриаморфнозернистой. Изображения в проходящем свете. Николи скрещены разных участках сильно отличаются размерностью — от 1.0 ммЧ0.2 мм и более до 0.0n ммЧ0.0n мм в сечении, их характерной особенностью является отсутствие четких очертаний как для крупных зерен, так и для мелких (рис. 1).

Выделенные из биотит-гранатовых карбонатитов частицы графита имеют размерность от 0.0n до 1 мм, они всегда представлены микрочешуйчатыми или псевдоволокнистыми агрегатами. В целом частицы графита имеют несколько удлиненную, относительно изометрич-ную форму или неопределенные очертания (рис. 2). При этом удлиненные

Рис. 2. Типы графитовых частиц. а — удли-нeнная; б — изометричная; в — неопределенной формы

Рис. 3. Поверхность графитовых агрегатов: а — субпараллельно изогнутые слои графита; б — слои графита, свернутые в многослойные микротрубки и многослойные микроконусы; в — разноразмерные разо-риентированные чешуйки

частицы представлены агрегатами изогнутых слоев графита, образующих ра-зориентированные и однонаправленно ориентированные псевдоволокна, представленные многослойными трубами, конусами или их частями (рис. 3, а, б).

Были встречены удлиненные псевдово-локнистые параллельные агрегаты, которые в целом имели изогнутую форму, являющуюся, вероятно, результатом естественных механических деформаций. Агрегаты изометричной и неопределенной формы характеризуются плотно сгруппированными супертонкими, тонко- и толстолистоватыми ра-зориентированными чешуйками как близкой, так и существенно различающейся размерности (рис. 3, в).

Структурные характеристики графита были исследованы с помощью метода Дебая—Шеррера. Согласно проведенным рентгенофазовым исследованиям, графит биотит-гранатовых карбонатитов характеризуется достаточно хорошей кристаллической структурой (таблица). Рассчитанные параметры элементарной ячейки графита из легкой фракции карбонатитов соответствуют значениям, нм: а = 0.2443 ± 0.0004, с = 0.6653 ± 0.001, что даже меньше, чем для табличных значений (соответственно а = 0.2462 и с = 0.6701). Параметры элементарной ячейки графита, извлеченного из тяжелой фракции карбонатитов, имеют существенно увеличенные значения, нм: а = 0.2465 ± 0.0005 и с = 0.6769 ± 0.0012, которые являются более близкими к эталонным данным [6].

Проведенные исследования позволили установить ряд минералогических характеристик графита, в том числе весьма своеобразных морфологических особенностей, дающих возможность провести сравнительный анализ чагатайского графита с кимберлитовыми, классическими магматическими, метаморфическими и метасоматическими разновидностями. На данном этапе можно предварительно сказать о том, что особенности морфологии графито-

Данные метода Дебая—Шеррера для графита из биотит-гранатовых карбонатитов

Образец Дв-506 (из легкой фракции)			Образец Дв-506-т (из тяжелой фракции)
I, балл	hkl	d, нм	I, балл	hkl	d, нм
5	005	0.332	5	002	0.339
3	100	0.211	3	100	0.214
4	101	0.202	4	101	0.204
1	102	0.1785	1	102	0.1803
4	004	0.1663	4	004	0.1692
2	103	0.1532	2	103	0.1550
4	110	0.1224	3	110	0.1231
4	112	0.1150	4	112	0.1156
1	105	0.1130	1	105	0.1145
2	006	0.1114	1	006	0.1119
1	201	0.1050	1	201	0.1052
4	114	0.0992	3	114	0.0992

вых частиц исследованных карбонатитов находят больше сходства с графитом некоторых метасоматических и кимберлитовых проявлений [3, 7].

Детальное исследование типоморфных особенностей чагатайского графита может внести ясность в вопрос о происхождении самородного углерода Чагатайского трахит-карбонати-тового комплекса в целом, в том числе образования алмазов, так как вопрос об их происхождении на данный момент является дискуссионным [5]. Даже если происхождение чагатайских карбонатных пород изначально и имело мантийно-магматическую природу [2], то это еще не является доказательством мантийной природы самих алмазов, их формирование могло быть и коровым, так как чагатайские карбонатиты являются очень сильно измененными в результате различных метасоматических процессов, следовательно, их образование могло произойти аналогично алмазам кум-дыкольского типа [4].