Россыпеобразующие алмазоносные породы и алмазы Восточной Бразилии

Петровский В.А.; Силаев В.И.; Сухарев А.Е.; Голубева И.И.; Ракин В.И.; Лютоев В.П.; Васильев Е.А.; Petrovsky V.A.; Silaev V.I.; Sukharev A.E.; Golubeva I.I.; Rakin V.I.; Lutoev V.P.; Vasiliev E.A.

doi:10.17072/psu.geol.30.33

Россыпеобразующие алмазоносные породы и алмазы Восточной Бразилии

Автор: Петровский В.А., Силаев В.И., Сухарев А.Е., Голубева И.И., Ракин В.И., Лютоев В.П., Васильев Е.А.

Журнал: Вестник Пермского университета. Геология @geology-vestnik-psu

Рубрика: Геология, поиски и разведка твёрдых полезных ископаемых, минерагения

Статья в выпуске: 1 (30), 2016 года.

Бесплатный доступ

Совокупность геологических, геохронологических, петрографических и минералого-геохимических данных свидетельствует об участии в образовании бразильских алмазоносных конгломератов эндогенного, предположительно мантийного по происхождению, вещества. Не исключено, что алмазоносные породы из формации Сопа-Брумадиньо в Восточной Бразилии являются не вторичными (коллекторами), как это традиционно считается, а первичными источниками алмазов в современных россыпях, поиски которых ведутся здесь уже около 200 лет. Изучение бразильских, уральских и якутских алмазов подтверждает существование в природе единого бразильско-уральского типа округлых алмазов, характерных для особого флюидизатного типа коренных алмазных месторождений. По данным фотогониометрических исследований устанавливается, что кривогранная форма алмазов является результатом длительного мантийного процесса растворения, сочетающегося с механическим истиранием и химическим травлением, происходящими преимущественно в эндогенных условиях. Впервые получены количественные данные о морфологических различиях округлых алмазов в кимберлитовых и некимберлитовых месторождениях. Результаты спектроскопических исследований указывают на принципиальные особенности бразильских алмазов - очень широкие вариации по параметрам ИК-поглощения, преобладание среди алмазов подтипа IаВ1, высокую степень агрегации структурной примеси азота и, в частности повышенную концентрацию плейтелетс, обогащение водородными центрами и центрами систем Н3 и Н4, часто преобладающими над центрами N3, повышенную (1150-1200°С) температуру и значительную длительность мантийного посткристаллизационного отжига. Вариации спектроскопических свойств свидетельствуют о кристаллизации бразильских алмазов в неустойчивой термодинамической обстановке.

Еще

Бразилия, алмазоносные горные породы, россыпи, алмазы

Короткий адрес: https://sciup.org/147200968

IDR: 147200968 | УДК: 549.211 | DOI: 10.17072/psu.geol.30.33

Placer-forming diamantiferous rocks and diamonds of Eastern Brazil

The aggregate geological, geochronological, petrographic, and mineralogo-geochemical data suggest the participation of endogenic, presumable mantle matter, in formation of Brazilian diamantiferous metaconglomerates. It is possible that the studied rocks from Sopa-Brumadinho Formation are not secondary, but primary source of diamonds in Eastern Brazil, which has been searched for about 200 years. The study of the Brazilian, Uralian, and Yakutian diamonds confirms existence of the uniform Brazilian-Uralian type of rounded diamonds, characteristic for special fluidi-zation type of primary diamond deposits. Photogoniometric analysis showed that curvelinear faces of the Brazilian diamonds formed in result of long-term dissolution mantle process combined with mechanical abrasion, and chemical etching, encountered mainly in endogenic conditions. New quantitative data about difference in morphology between diamonds from kimberlitic and non-kimberlitic deposits were obtained. The twinning seams of diamond of the Uralian-Brazilian type represents a fragment of lonsdaleite structure. Spectroscopic study showed the specific features of Brazilian-Uralian diamonds, such as significant variation in IR-absorption, predominance of IaB 1 type, high nitrogen aggregation degree, high concentration of platelets, enrichment by hydrogen and H3 and H4 centers often dominated over N3 centers, increased (1150-1200°С) primary temperature of crystallization, and considerable duration of post-crystallization annealing. The physical substantiation of polysynthetic twinning of diamond in high parametric quasi-equilibrium conditions is presented. The spectroscopic sturdy testifies to important features of Brazilian-uralian diamonds - very wide variations on IR-absorption, admixture and high nitrogen concentration as structural defects-platelets, enrichment by hydrogen and H3 and H4 centers, often dominating over N3 centers, increased (1150-1200°С) primary temperature of crystallization, considerable duration of post-crystallization annealing. All these features are also characteristic for rounded Uralian diamonds, but not typical for diamonds from kimberlites. Variation of spectroscopic features of Brazilian diamonds suggests their formation in unstable thermodynamic environment.

Еще

Список литературы Россыпеобразующие алмазоносные породы и алмазы Восточной Бразилии

Блинова Г. К. Распределение структурных примесей в алмазах различного генезиса//Доклады АН СССР. 1989. Т. 304, № 1. С. 184-186.
Блинова Г. К. Структурные примеси как индикаторы механизма роста природных кристаллов алмаза//Доклады АН СССР. 1987. Т. 294, № 4. С. 868-871.
Войткевич Г.В., Кокин А.В., Мирошников А.Е., Прохоров В.Г. Справочник по геохимии. М.: Недра, 1990. С. 86-87.
Клюев Ю. А. Интенсивность полос в ИКспектре поглощения природных алмазов//Алмазы. 1971. № 6. С. 9-12.
Клюев Ю. А., Дуденков Ю. А., Непша В. М. Некоторые особенности условий образования алмазов по формам их роста и распределению примесных оптически активных центров//Геохимия. 1973. № 7. С. 1029-1036.
Лукьянова Л. И., Остроумов В. Р., Рыбальченко А. Я. и др. Алмазоносные флюидно-эксплозивные образования Пермского Приуралья. М; СПб.: ГЕОС, 2011. 240 с.
Лютоев В. П., Глухов Ю. В. Парамагнитные азотные центры в монокристаллических и поликристаллических разновидностях алмаза//Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона: Мат-лы Всерос. совещания. Сыктывкар: Геопринт, 2006. С. 90-92.
Петровский В. А., Васильев Е. А., Лютоев В. П. и др. Особенности спектроскопии бразильских алмазов//Минералогический журнал. 2011. Т. 33, № 1. С. 63-71.
Петровский В. А., Ракин В. И., Карфункель И. и др. Алмазы современных россыпей в бассейне реки Макаубас (Бразилия)//Сыктывкарский минералогический сборник. Сыктывкар. 2003, № 33 С. 13-40.
Петровский В. А., Силаев В. И., Голубева И. И. и др. О вероятно эндогенной природе мезопротерозойских алмазоносных «метаконгломератов» в Бразилии//Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. 2010. № 8. С. 23-32.
Петровский В. А., Силаев В. И., Голубева И. И. и др. Восточная Бразилия: россыпеобразующие алмазономные породы и алмазы//Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: сб. статей. Научные чтения памяти П. Н. Чирвинского. Пермь; 2011. Вып. 14. С. 12-36.
Плотникова С. П., Клюев Ю. А., Парфианович К. А. Длинноволновая фотолюминесценция природных алмазов//Минералогический журнал. 1980. Т. 2. № 4. С. 7580.
Природные алмазы России. М.: Полярон, 1997. 304 с.
Путинцева Е.В., Полякова Е.И. Флюидолиты Северо-Восточного Заонежья (Карелия)//Мат-лы Всерос. конф. посвящ. 150-летию акад. Ф.Ю. Левинсона-Лессинга и 100-летию профес. Г.М. Саранчиной. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2012 Т. 2. С. 147150.
Ракин В. И. Кристалломорфология округлых алмазов Якутии и Бразилии//Минералы и минералообразование, структура, разнообразие и эволюция минерального мира, роль минералов в происхождении и развитии жизни, биоминеральные взаимодействия. Сыктывкар, 2008. С. 17-44.
Ракин В. И. Формирование криволинейных поверхностей кристаллов алмаза при их растворении//Доклады РАН. 2010. Т. 432, № 4. С. 528-532.
Ракин В. И., Мартинс М., Карфункель И. Развитие кривогранных форм кристаллов алмаза уральского (бразильского) типа//Геология алмаза -настоящее и будущее. Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 2005. С. 688-695.
Ракин В. И., Петровский В. А. Особенности морфологии кривогранных форм алмазов//Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона: мат-лы Всерос. совещ. Сыктывкар, 2006. С.118-120.
Рыбальченко А. Я., Рыбальченко Т. М., Силаев В. И. Теоретические основы прогнозирования и поисков коренных месторождений алмазов туффизитового типа//Известия Коми НЦ УрО РАН. 2011. № 1. С. 54-66.
Соболев Е. В., Самсоненко Н. Д., Ильин В. Е. и др. О преимущественном состоянии азота в природном алмазе//Журнал структурной химии. 1969. № 10. С. 552553.
Соболев Е. В., Ленская С. В., Лисойван B. И. О пластинчатых образованиях в структуре природных алмазов//Там же. 1968. Т. 9, № 6. С. 29-33.
Степанов А. С., Шацкий В. С., Зедгенизов Д. А., Соболев Н. В. Причины разнообразия морфологии и примесного состава алмазов из эклогита трубки Удачная//Геология и геофизика. 2007. Т. 48, № 9. С. 974-988.
Сухарев А. Е., Лютоев В. П. Результаты ЭПР-исследования кварца из мезопротерозойских алмазоносных метаконгломе-ратов Восточной Бразилии//Мат-лы IV Всерос. молод. науч. конф. «Минералы: строение, свойства, методы исследования», (Екатеринбург, 15-18 окт. 2012 г.). УрО РАН. Екатеринбург, 2012. С. 236238.
Томпкинс Л. А. Структурное положение кимберлитов Бразилии и их алмазоносность//Геология и геофизика. 1992. № 10. C. 108-117.
Щербаков Ю. Г. Геохимическая эволюция и рудные формации//Проблемы эндогенного рудообразования и металлогении. Новосибирск: Изд-во Наука, 1976. С. 217229.
Alkmim F. F., Marshak S., Pedrosa-Soares A. S. et al. Kinematic evolution of the AraCuai-West Congo orogen in Brazil and Africa: nutcracker tectonics during the Neoproterozoic assembly of Gondwana//Precambrian Research. 2006. Vol. 149. P. 43-64.
Alvarenga C. J. S. Comportanmento estratigraficoda formaCao Sopa-Brmadinhono distrito diamantifero de ExtraCao (Diamantina//Congr. Bras. De Geologia. Salvador, Anais. 1982. № 1. P. 168 -176.
Babinski M., Pedrosa-Soares A. S., F. Trindade R. I. et al. Neoproterozoic glacial deposits from the AraCuai orogen, Brazil: Age, provenance and correlations with the Sao Francisco craton and West Congo belt//Gondwana Research. 2012. Vol, 21. №2-3. P. 451-465.
Boyd S. R. et al. The relationship between infrared absorption and the A defect concentration in diamond//Phil. Mag. B. 1994. Vol. 69. P. 1149-1153.
Boyd S. R.et al. Infrared absorption by the B nitrogen aggregate in diamond//Phil. Mag. B. 1995. Vol. 72. P. 351-361.
Chaves M. L. S. C. Geologia e mineralogia do diomanteda Serra do Espinenhacoem Minas Gerais. Ph.d Thesis: Universidade de Sao Paulo. 1997. 289 p.
Chaves M. L. C., Dussin T. M., Sano Y. The Source of the Espinhago Diamonds: Evidences from SHRIMP U-Pb zircon ages of Sopa Conglomerate and Pb-Pb zircon evaration ages of metavolcanic rocks//Revista Brasileira de Geociencias. 2000. Vol. 30. P. 265-269.
Chaves M. L. S. C., Karfunkel J. A protobacia do Rio Jeguitinhonha durante o Cretaceo Inferior e seu potencialdiamanifero//Geociencias. 1997. Vol. 16. P. 191 -203.
Chaves M.L.S.C., Karfunkel J., Banko A.G. et al. Sobre a polemica da origin do diomante na Serra do Espinhaco (Minas Gerais: um enfogue mineralogico//Rev. Bras. Geociencies. 1998. Vol. 28. P. 285-294.
Chaves A. O. Nitrogen centres and mineral inclusions of diamonds from Minas Gerais (Brasil) as revealed by vibrational spectros-copy//II South American Symposium on diamond geology. 2005. P. 43-48.
Chemale Ir. F., Dussin I. A., Alkmin F. F. et al. Unravelling a Proterozoic basin history througen detrital zircon geochronology: The case of the EspinhaCo Superggroup, Minas Gerais, Brazil//Gondwana Research. 2011 DOI: 1016/j.gr.2011.08.016
Cloos H. Bau und Tatigkeit von Tuffschoten//Geologishe Rundschau. 1941. Vol. 32. P. 708-800.
Dussin I. A., Dussin T. M. Supergrupo EspinhaCo: Modelo de EvoluCao Geodinamica//Geonomos. 1995. № 1. P. 19-26.
Gonzaga G. M., Tompkins L. A. Principais depositos minerais do Brazil//Gemas e rochas ornamentais. DNPM-CPRM. 1991. Vol. 4-A. P. 53-116.
Hettich M. A. Glaciacao proterozoica no centro-norte de Minas Gerais//Rev. Bras. Geociecias. 1977. Vol. 7. P. 87-101.
Hayman P., Kopylova M., Kaminsky F. V. Alluvial diamonds from the Rio Soriso (Juina, Brasil)//Ext. abstr. 8 Int. Kimberlite Conference. 2003. P. art FLA_0320.
Junior F. C., Dussin I. A., Martins M. S. et al. The Espinhaco Supergroup in Minas Gerais: a Stenian Basin?//VII SSAGI South American Symposium on Isotope Geology Brasilia. 2010. P. 552-555.
Kaiser W., Bond W. Nitrogen, a major impurity in common type I diamond//Phys. Rev. 1959. Vol. 115. P. 857.
Kaminsky F. V., Khachatryan G. K. Characteristics of nitrogen and other impurities in diamond as revealed by infrared absorption data//Canadian Mineralogist. 2001. Vol. 39. P.1733-1745.
Kaminsky F. V., Sablukov S. M., Sablukova L. I., Zakharchenko O. D. The Fazenda Largo off-craton kimberlites of Piaui State, Brazil//Journal of South American Earth Sciences. 2009. Vol. 28. P. 288-303.
Karfunkel J., Chaves M. L. S. C. Conglomerados Cretacicos da Serra do Cabral, Minas Gerais: Um modelo para a redistribuicao coluvioaluvionar dos diamantes do Medio Sao Francisco//Geociencias. 1995. Vol. 14. P. 59-72.
Karfunkel J., Hoppe A. Proterozoic glacia-tions in central-eastern Brazil: synthesis and model//Paleaeogeography, Paleoclimatology, Paleoecology. 1988. Vol. 65. P. 1-21.
Karfunkel J., Martins M., Scholz R. et al. Diamonds from the Macaubas river basin (MG. Brazil): characteristics and possible source//Revista Brasileira de Geociencias. 2001. Vol. 31. P. 445-456.
Lister G. S., Etheridge M. A., Symonds P. A. Detachment models for the formation of passive continental margins//Tectonics. 1991. Vol. 10, № 5. P. 1038-1064.
Martins M. S. Geologia dos diamantes e carbonados do Rio Makaubas (MG)//PhD Thesis: Universidade Federal de Minas Gerais. 2006. 246 p.
Martins-Neto M. A. Tectonics and sedimentation in a paleo/mesoprpterozoic riftsag basin (EspinhaCo basin, southeastern Brazil)//Precambrian Research. 2000. № 103. P. 147173.
Martis-Neto M. A. Sequence stratigraphic framework of Proterozoic successions in eastern Brazil//Marine and Petroleum Geology. 2007. 2007.10.001 DOI: 10.1016/j.marpelgeo
Martins-Neto M. A., Hercos C. M. Sedimentation and tectonic seting of Early Neoprote-rozoic glacial deposits in southeastern Brazil//Precambrian Sedimentary Environments: A Modern Approach to Ancient Depositional System. 2002. Vol. 33. P. 383-403.
McCandless T. E., Waldman M. A., Gurney J. J. Macrodiamonds and microdiamonds from Murfreesboro Lamproites, Arkansas: morphology, mineral inclusions and carbon isotope geochemistry//In: Internat. Kimberlite Conf., 5, Araxa, 1991. Proceedings Araxa, CPRM, Brasilia. 1994. Vol.2: diamonds: characterization, genesis and exploration. P.78-97.
Moraes L. J. Area ocupada pela Formacao Macaubas no norte de Minas Gerais//Ann. Acad. Bras. Sci. 1932. Vol. 4. P. 111 -114.
Rakin V. I. Curved Surfaces upon Dissolution As a Manifestation of Physicochemical Properties of Crystal Structure//Crystallography Reports. 2011. Vol. 56, №2. P. 289-297.
Reynolds D. L. Fluidization as a geological process and its bearing on the problem of intrusive granites//Am. J. of Sci. 1954. Vol. 252., № 10. P. 577-614.
Robinson D. N. Surface textures and other features of diamonds//Ph.D. thesis, University of Cape Town/South Africa. 1979. 221 p.
Robinson D. N., Scott J. A., Van Niekerk A., Anderson V. G. The seguence of events reflected in the diamondsof some southern African kimberlites//Geol. Soc. Australia. Sp. Publ. 1989. Vol. 14. P. 990-1000.
Sutherland D. G. Type transport and sorting of diamonds by fluvial and marine processes//Econ. Geol. 1982. Vol. 77. P. 1613-1620.
Svisero D. P. Distribution and origin of diamjnds in Brazil: an overview//J. Geodinamics. 1995. Vol. 20., № 4. P. 493514.
Taylor W. R., Jaques A. L., Ridd M. Nitrogen-defect aggregation characneristics of some Australasian diamonds: Time-temperature constraints on the source regions of pipe and alluvial diamonds//Am. Miner. 1990. Vol. 75. P. 1290-1310.
Uhlein A., Trompette R. R., Egudio-Silva M. Proterozoic rifting and closure, SE border of the Sao Francisco Craton, Brazil//Journal of South American Earth Sciences. 1998. № 11. P. 191 -203.
Vance E. R., Harris J. W., Milledge H. J. Possible origins of a-damage in diamonds from kimberlite and alluvial sources//Mineral. Mag. 1973. Vol. 39. P. 349-360.
Woods G. S. Platelets and the infrared absorption of type Ia diamonds//Procceding of the Royal Society London. 1986. Vol. A407. P. 219-238.
Каминский Ф. В. Некоторые особенности минералогии лампроитовых туфов района Президенте Олегарио (штат Минас Жерайс, Бразилия)//Минералогический журнал. 1993. Т. 15, № 1. С. 3-8.

Еще