Таллий в мантийных производных: новый геохимический индикатор алмазоносных кимберлитов?
Автор: Киселева Д.В., Филиппов В.Н., Силаев В.И.
Журнал: Вестник геонаук @vestnik-geo
Статья в выпуске: 8 (176), 2009 года.
Бесплатный доступ
Короткий адрес: https://sciup.org/149128995
IDR: 149128995
Текст статьи Таллий в мантийных производных: новый геохимический индикатор алмазоносных кимберлитов?
В ходе исследований минералогической коллекции Л. А. Попугаевой [1] в одной из проб гранатов, приписанных алмазоносной кимберлитовой трубке Удачной, был обнаружен желвачок пикроильменита с микровыделением на его поверхности необычного титанистого оксида с содержанием Tl2O 2.2—9.2 мас. %. Этот факт не мог не привлечь нашего внимания, поскольку в настоящее время не только ничего не пишут об участии таллия в мантийном минералообразовании [2—10], но и сохраняется мнение о величайшей редкости его минералов, высказанное академиком В. И. Вернадским еще в начале прошлого века. В связи с последним следует, однако, заметить, что сейчас по числу видов минералы таллия не могут считаться столь большой редкостью. Судя по одной из современных баз данных, таких видов уже зарегистрировано более 40, в том числе 39 халькогенидов, два сульфата, один арсенат и один оксид. Тем не менее все еще считается, что таллий в минералого-геохимических процессах преимущественно «рассеивается» в чуждых ему минералах главным образом в форме одновален тных ионов, тесно связанных с щелочными металлами, особенно рубидием. Содержание примеси талия в породообразующих и рудных минералах широко варьируется от сотен г/ т в слюдах и полевых шпатах до десятков и единиц г/т в сульфидах и алюмосиликатах, не содержащих щелочных катионов [11, 12].
После обнаружения на поверхности пикроильменита необычно обогащенного таллием минерала мы обратились за консультацией к специалистам из АЛРОСЫ и СибГЕОХИ. В обоих случаях было высказано предположение, что мы имеем дело не с естественным объектом, а с засорением образца продуктами взаимодействия пикроильменита с лабораторными тяжелыми жидкостями, а именно водными растворами Туле (K2HgI4) и Клеричи (HCOOTl + CH2(COOTl)2). Выдвинутое предположение нас, разумеется, не удовлетворило, поскольку первая из названных жидкостей вообще не содержит таллия, а вторая если и загрязняет минеральные вещества таллием, то в количествах, не поддающихся измерению даже нейтронно-активационным методом [13]. В результате всего этого мы пришли к окончательному убеждению, что в настоящее время не только ничего не известно о таллии в породах и минералах мантийного происхождения, но, более того, даже лучшие специалисты пока не готовы к восприятию соответствующей информации.
Наши исследования были проведены с использованием аналитического сканирующего электронного микроскопа JSM-6400, оснащенного энергодисперсионным спектрометром фирмы «Link» (программное обеспечение ISIS 300). Максимальные разрешения, которые мы достигали при визуализации объектов, составили первые сотни нм. Локальность анализа химического состава была стандартной для приборов этого класса. Количественное определение таллия производилось на основе заложенных в программу ISIS данных о его рентгеновских спектрах.
Объект исследования представлял собой типичный для алмазоносных кимберлитов пикроильменитовый желвак размером 2.5 ' 3.5 мм с обычной для таких образований сглажено-бугорча-той поверхностью (рис. 1). Явных признаков его растворения не наблюдалось. Таллийсодержащие фазы были
Рис. 1. Желвак пикроильменита с выделениями таллийсодержащего минерала из кимберлитовой трубки Удачной. Коллекция Л. А. Попугаевой. СЭМ-картины в режимах вторичных (слева) и упруго-отраженных (справа) электронов
обнаружены в виде локальных микро-корковых выделений в понижениях между бугорками. Размер выделений по площади колеблется от 25 ' 40 до 100 ' 150 мкм, толщина не превышает 5 мкм (рис. 2, а, б). Микрокорки разбиты на полигоны ортогональной системой трещин, по виду очень похожих на так называемые трещины усыхания
(рис. 2, в). Размер собственно индивидов таллийсодержащих фаз, устанавливающийся по наиболее богатой таллием разновидности, составляет 2— 3 мкм (рис. 2, г). Под электронным пучком эти минералы прожигаются, как это бывает при анализе водосодержащих минералов. При значительных увеличениях на поверхности самих таллийсодержащих микрокорок выявляются многочисленные индивиды вторичного ильменита, по форме от изометричных до червячковидных. Их размер изменяется от субмикронного до 10 мкм по удлинению (рис. 2, д, е). Кроме того, на поверхности пикроиль-менитового желвака найдены микро -выделения хромшпинелидов.

Рис. 2. Выделение таллийсодержащего минерала на поверхности пикроильменита из кимберлитовой трубки Удачной. Коллекция Л. А. Попугаевой. Минералы:
1 — первичный пикроильменит; 2 — минерал с умеренным содержанием таллия (2—4.5 мас. % Tl2O); 3 — минерал с высоким содержанием таллия (> 8 мас. % Tl2O); 4 — вторичный пирофанит-ильменит. Пояснения в тексте. СЭМ-изображения в режимах вторичных (а, в, д) и упруго-отраженных (б, г, е) электронов
По химическому составу первичный желваковый пикроильменит (табл. 1) вполне сопоставим с высоко-хромистым умеренно-магнезиальным ильменитом из богатоалмазоносных кимберлитов [14, 15]. Это же следует из диаграммы MgO—TiO2 по [16], на которой точки состава исследуемого минерала компактно укладываются в верхнюю часть кимберлитового тренда. По классификации В. К. Гаранина с сотрудниками [17—19] рассматриваемый минерал скорее соответствует второй, чем первой химико-генетической группе, т. е. может быть отнесен к магнезиально-железистому ильмениту связующей массы кимберлита. Особенностью нашего пикроильменита является повышенное содержание марганца, что, вероятно, отражает некоторую измененность первичного состава. По своему минальному составу он может быть определен как гей-килито-ильменит с вариацией соответствующей пропорции от 0.45 до 0.96.
Вторичный ильменит, нарастающий на поверхность таллийсодержащей микрокорки, имеет принципиально иной состав (табл. 1). В нем содержится очень мало магния и, напротив, на порядок больше марганца. Характерна также небольшая примесь кальция. Иногда обнаруживается обогащение ниобием, обычно отмечаемое лишь для неизмененных мантийных ильменитов. На диаграмме MgO—TiO2 точки состава вторичного ильменита приходятся на область ба-зальтоидного тренда. По минальному составу (табл. 2) этот минерал отвечает пирофанито-ильмениту. В целом по всем своим химическим свойствам он аналогичен одной из разновидностей вторичного ильменита, исследованной нами ранее в реакционных каймах на зернах пикроильменита из трубки Зарница [20].
Состав хромшпинелидов, выявленных на поверхности пикроильме-нитового желвака, характеризуется весьма необычным для кимберлитовых минералов составом (табл. 3). Им свойственна высокая магнезиаль-ность в сочетании с относительным дефицитом хрома и алюминия, а также существенная примесь марганца и цинка. По минальному составу (табл. 4) рассматриваемые минералы являются шпинеле-магнохромито-магноферритом с примесью ганитово-го и галакситового миналов. Это довольно хорошо согласуется с номенклатурой хромшпинелидов с эпигенетически модифицированным составом [21]. Не исключено также, что обнаруженные нами в срастании с мантийным пикроильменитом минералы могут быть поставлены в один ряд с включениями измененных цинксодержащих хромшпинелидов в кимберлитовых алмазах [22, 23].
Результаты анализа таллийсодержащих минералов позволяют определить их как титановые оксиды сложного поликомпонентного соста-
Т а б л и ц а 1
Химический состав первичного пикроильменита (1—3) и вторичного пирофанито-ильменита (4, 5) из кимберлитовой трубки Удачной
№ п/п |
SiO, |
Т1О7 |
А12О3 |
Сг7О3 |
Fe,O, |
MgO |
MnO |
СаО |
VA |
NbA |
1 |
Не обн. |
51.38 |
Не обн. |
0.78 |
33.63 |
12.80 |
0.79 |
Не обн. |
0.62 |
Не обн |
2 |
1.67 |
51.29 |
1.10 |
1.27 |
32.95 |
9.64 |
1.50 |
« |
0.58 |
« |
3 |
Не обн. |
52.51 |
Не обн. |
1.46 |
34.20 |
9.92 |
1.09 |
« |
0.82 |
« |
4 |
3.95 |
51.56 |
1.96 |
0.30 |
32.77 |
0.89 |
8.29 |
0.28 |
Не обн. |
« |
5 |
1.01 |
49.42 |
Не обн. |
Не обн. |
37.06 |
2.72 |
6.94 |
0.25 |
« |
2.60 |
Примечание. Результаты приведены к 100 %.
Эмпирические формулы:
1 — ( M g 0T5 Fe 0.3 Mn 0.2 ) ( Ti 0S1 Fe 0,7 Cr 0.1 ) 0S9 O 3 ; 2 — (M g 0T5 F e 0.2 M n 0.3 )(Ti 0,4 Al 0.2 C r 0.2 V 0.1 ) 059 O 3 ;
3 — ( M g 036 F e 0,2 M n 0,2 )( Ti 0,5 C r 0.03 V 0.1 ) 0,9 O 3 ; 4 - ( M g 0.4 F e 0.6 M n 018 C a 0.1 ) 0.9 ( Ti L 04 A1 0.6 C r 0.1 )LUO 3 ;
5 — (Mg le\! n (a , ( li Nb , °
Т а б л и ц а 2
Нормативно-минальный состав первичного пикроильменита (1—3) и вторичного пирофанито-ильменита (4, 5) из кимберлитовой трубки Удачной
№ п/п |
MgTiO, |
FeTiO3 |
MnTiO3 |
Fe7O3 |
CaTiO, |
FeVO, |
FeTiNbO6 |
CrA |
А1А |
1 |
44.55 |
46.53 |
1.98 |
5.95 |
Нет |
Нет |
Нет |
0.99 |
Нет |
2 |
35.18 |
75.34 |
3.02 |
2.49 |
« |
1.01 |
« |
1.01 |
1.01 |
3 |
36.18 |
57.29 |
2.01 |
2.00 |
« |
1.01 |
« |
1.51 |
1.01 |
4 |
3.72 |
75.34 |
16.74 |
Нет |
0.93 |
Нет |
« |
0.47 |
2.80 |
5 |
1.10 |
70.00 |
15.00 |
« |
1.00 |
3.00 |
Нет |
Нет |
Т а б ё и ц а 3
Химический состав хромшпинелидов, выявленных на поверхности пикроильменита из кимберлитовой трубки Удачной
А17О3 |
Сг7О3 |
Fe,O3 |
MgO |
MnO |
ZnO |
VA |
8.75 |
24.96 |
43.22 |
20.64 |
1.09 |
0.77 |
0.59 |
9.71 |
26.45 |
49.87 |
11.70 |
1.18 |
1.09 |
He обн. |
Эмпирическая формула
(Mg0 ^Мщ,03Zn0 02) j 02(Сг0 62А1о >2 Fe [ 02Vo 0[) [ 97О4
(Mg0.S8Fe0.06Mn0.02Zn0.04) [ 02( Cr0 62А10 32Fe, 02X101) 1w*-/
Т а б ё и ц а 4
Нормативно-минальный состав хромшпинелидов, выявленных на поверхности пикроильменита из кимберлитовой трубки Удачной
MgCrA |
FeCrA |
MgAlA |
ZnAlA |
MnAlA |
MgFeA |
FeVA |
30.24 |
Нет |
10.73 |
1.95 |
2.93 |
53.66 |
0.49 |
29.00 |
6.00 |
13.00 |
4.00 |
2.00 |
46.00 |
Нет |

ва, судя по значительному дефициту суммы, действительно водосодержащие (табл. 5). Обращает на себя внимание высокое даже для пикроильменита из алмазоносных кимберлитов (почти до 2 %) содержание Cr2O3. К этому можно добавить, что до сих пор хром в таллиевых минералах не отмечался. Большей части входящих в исследуемые минералы элементов — Ti, Si, Fe, Al, Cr, Mg, Mn, Na, Tl, S — свойственны вполне умеренные коэффициенты вариации содержаний (30—100 %), что свидетельствует о достаточной стабильности его состава. Кроме указанных выше основных элементов, в исследуемых минералах спорадически (коэффициенты вариации содержаний 200—400 %) отмечаются Zn, K, V. Судя по коэффициентам парной корреляции (табл. 6), перечисленные элементы образуют в составе таллийсодержащих титановых оксидов две конкурирующие между собой группы, условно хром- железо-титановую и таллий-алюми-ний-кремниевую. Понятно, что в настоящее время еще нет возможности для определения действительной конституции и свойств этих минералов. Однако сам факт их существования в природе в связи с мантийными минералами представляется вполне доказанным.
Для оценки валового содержания таллия в мантийных минералах и его геохимических отношений нами была проанализирована методом ICP-MS коллекция оливина, гранатов и пикроильменита из кимберлитовых и некимберлитовых трубок (коллекция Л. А. Попугаевой), а также минералы-спутники алмазов из некоторых россыпей Северо-Восточной Якутии [24]. Полученные результаты (табл. 7) позволяют сделать следующие выводы.
Таллий установлен во всех проанализированных минералах. При этом наиболее низкие значения в пре делах 0.05—0.12 г/т обнаружили пик-роильмениты из трубки Зарница и из якутских россыпей. Несколько больше (0.2—0.3 г/т) таллия оказалось в кимберлитовом оливине. В гранатах содержание этого элемента скачкообразно возрастает до 1—9 г/т. Примечательно, что максимальное значение в рамках исследованной коллекции показал оранжево-красный относительно высокотитанистый гранат из трубки Удачной. Как известно, в настоящее время именно такие гранаты считаются наиболее глубинными. На этом фоне резко выделяются гранаты из чешской и монгольской вулканических трубок, содержание таллия в которых не превышает 0.1 г/т. Наряду с таллием в исследованных минералах в качестве элементов-примесей установлены и щелочные металлы, включая и крупноионные. Как уже отмечалось выше, именно эти элементы в условиях земной коры считаются геохимически наиболее близкими
Т а б л и ц а 5
Химический состав таллийсодержащих минералов, выявленного на поверхности пикроильменита из кимберлитовой трубки Удачной
№ п/п |
SiO2 |
TiO2 |
A12O3 |
Cr2O3 |
Fe2O3 |
MgO |
MnO |
ZnO |
CaO |
Na2O |
K2O |
T12O |
v2o5 |
As2O3 |
so3 |
Сумма |
1 |
5.67 |
35.02 |
1.84 |
1.86 |
6.69 |
1.97 |
0.29 |
He обн. |
1.71 |
2.70 |
He обн. |
3.01 |
He обн. |
He обн. |
1.72 |
62.70 |
2 |
6.57 |
34.33 |
3.06 |
1.13 |
6.46 |
He обн. |
0.34 |
0.52 |
1.72 |
« |
« |
2.81 |
« |
« |
He обн. |
57.15 |
3 |
5.00 |
35.57 |
1.68 |
0.79 |
5.95 |
« |
0.31 |
0.59 |
1.59 |
« |
« |
2.77 |
0.54 |
1.26 |
« |
56.26 |
4 |
3.59 |
32.09 |
2.36 |
2.10 |
24.57 |
4.87 |
0.49 |
He обн. |
1.22 |
2.62 |
« |
2.23 |
He обн. |
He обн. |
1.80 |
78.11 |
5 |
6.65 |
34.88 |
2.24 |
0.85 |
9.12 |
0.87 |
0.49 |
« |
1.46 |
2.75 |
« |
2.96 |
« |
« |
4.19 |
66.68 |
6 |
7.11 |
32.19 |
3.89 |
1.01 |
14.81 |
1.28 |
He обн. |
« |
1.28 |
1.84 |
« |
2.22 |
« |
« |
2.57 |
68.37 |
7 |
4.80 |
33.90 |
3.10 |
0.80 |
20.05 |
3.57 |
« |
« |
1.12 |
3.09 |
« |
2.61 |
« |
« |
4.29 |
77.53 |
8 |
5.25 |
33.09 |
3.07 |
0.64 |
14.66 |
2.21 |
0.62 |
« |
1.24 |
3.86 |
« |
3.25 |
« |
« |
4.12 |
72.25 |
9 |
4.11 |
33.56 |
0.81 |
0.75 |
10.58 |
1.40 |
0.93 |
« |
1.03 |
4.83 |
« |
2.39 |
« |
« |
7.18 |
67.75 |
10 |
4.94 |
33.22 |
1.46 |
1.00 |
8.18 |
« |
0.42 |
« |
1.40 |
4.48 |
« |
4.28 |
« |
« |
5.79 |
65.49 |
11 |
3.98 |
28.59 |
1.09 |
0.60 |
7.16 |
1.05 |
He обн. |
« |
1.21 |
1.53 |
« |
3.90 |
« |
« |
He обн. |
49.40 |
12 |
12.28 |
11.78 |
4.46 |
0.53 |
6.93 |
7.64 |
0.29 |
« |
0.32 |
He обн. |
« |
9.17 |
« |
« |
« |
54.09 |
13 |
12.33 |
11.87 |
4.46 |
0.57 |
6.93 |
7.65 |
0.29 |
« |
0.32 |
« |
« |
8.79 |
« |
« |
« |
53.87 |
14 |
12.39 |
12.10 |
4.19 |
0.35 |
7.45 |
7.85 |
« |
« |
0.37 |
« |
0.16 |
8.52 |
« |
« |
« |
54.02 |
X |
6.76 |
28.73 |
2.69 |
0.93 |
10.68 |
2.88 |
0.32 |
0.08 |
1.14 |
1.98 |
0.01 |
4.21 |
0.04 |
0.09 |
2.26 |
63.12 |
Sx |
3.07 |
8.93 |
1.20 |
0.48 |
5.54 |
2.84 |
0.26 |
0.19 |
0.46 |
1.70 |
0.04 |
2.48 |
0.14 |
0.32 |
2.38 |
8.88 |
Vx, % |
45 |
31 |
45 |
52 |
52 |
99 |
81 |
237 |
40 |
86 |
400 |
59 |
350 |
355 |
105 |
14 |
Примечание. Статистические параметры: X — среднее арифметическое, Sx — стандартное отклонение, Vx — коэффициент вариации.
Т а б л и ц а 6
Коэффициенты парной корреляции химических элементов в составе таллийсодержащих минералов
Si |
1 |
|||||||||||||
Ti |
-0.91 |
1 |
Ti+Cr+Fe+Mn+Zn+Ca+Na+S+Сумма Si+Al+Tl+Mg |
|||||||||||
Al |
0.83 |
-0.70 |
1 |
|||||||||||
Cr |
-0.49 |
0.50 |
-0.30 |
1 |
||||||||||
Fe |
-0.41 |
0.30 |
0 |
0.44 |
1 |
|||||||||
Tl |
0.91 |
-0.97 |
0.65 |
-0.53 |
-0.44 |
1 |
||||||||
Mg |
0.78 |
-0.89 |
0.73 |
-0.23 |
0 |
0.82 |
1 |
|||||||
Mn |
-0.31 |
0.30 |
-0.42 |
0.18 |
0 |
-0.26 |
0.82 |
1 |
||||||
Zn |
0 |
0.29 |
0 |
0 |
-0.33 |
-0.23 |
-0.41 |
0 |
1 |
|||||
Ca |
-0.79 |
0.93 |
-0.63 |
0.55 |
0 |
-0.87 |
-0.90 |
0.17 |
0.45 |
1 |
||||
Na |
-0.66 |
0.59 |
-0.58 |
0.26 |
0.43 |
-0.56 |
-0.43 |
0.54 |
-0.47 |
0.35 |
1 |
|||
S |
-0.50 |
0.51 |
-0.46 |
0 |
0.34 |
-0.48 |
-0.40 |
0.58 |
-0.39 |
0/25 |
0/93 |
1 |
||
Сумма |
-0.54 |
0.56 |
0 |
0.48 |
0.86 |
-0.61 |
-0.19 |
0.32 |
-0.30 |
0/31 |
0.70 |
0.68 |
1 |

к таллию. В нашем случае корреляционный анализ показал, что между примесями щелочных металлов (Li, Na, K, Rb, Cs) в мантийных минералах действительно существует сильная прямая связь (г = 0.52—0.99), но таллий ни с одним из этих элементов не коррелируется.
Полученные данные о содержании таллия в мантийных минералах значительно превышают его кларки для земной коры [25, 26], но близко совпадают с подобными данными для горных пород и минералов из редко-металльных проявлений корового происхождения [27]. Однако при этом в исследованных нами минералах оказались сильно сдвинутыми в пользу таллия пропорции между ним и всеми щелочными металлами, особенно K, Rb, Cs. По отношению к калию исследованные нами минералы оказались обогащенными таллием в сравнении с земной корой в 2—360 раз. Тренд возрастания степени этого обогащения имеет следующий вид: гранаты из чешской и монгольской некимберлитовых вулканических трубок < гранат и ильменит из россыпей < ильменит из кимберлитовой трубки Зарница < оливин из якутских кимберлитов < гранаты из якутских кимберлитов << гранат из кимберлитовой трубки Удачной. По отношению к рубидию те же минералы оказались обогащенными таллием по сравнению с земной корой в 4—830 раз. В этом случае тренд возрастания степени обогащения имеет вид: гранат из чешской некимберлитовой вулканической трубки < гранат из монгольской некимберлитовой вулканической трубки < ильменит из кимберлитовой трубки Зарница < гранат и ильменит из россыпей < оливин из якутских кимберлитов < гранаты из якутских алмазоносных кимберлитов << гранат из кимберлитовой трубки Удачной . Наконец, по отношению к цезию выявляется наиболее значительное, в 6—1230 раз относительное обогащение таллием. Соответствующий тренд определяется следующим образом: гранат из чешской некимберлитовой вулканической трубки < ильменит из кимберлитовой трубки Зарница < гранат из монгольской некимберлитовой вулканической трубки < гранат и ильменит из россыпей << гранаты из якутских алмазоносных кимберлитов < гранат из кимберлитовой трубки Удачной.
Таким образом, получается, что в координатах таллиевых модулей, например, K/Tl и Rb/Tl, точки состава
Т а б л и ц а 7
Содержание (г/т) таллия в пропорции к содержаниям геохимически близких ему щелочных металлов в типичных мантийных минералах
№ п/п |
Т1 |
К |
Rb |
Cs |
K/Tl |
Rb/Tl |
Cs/Tl |
1 |
0.279 0.28 |
359.838 |
0.907 |
0.013 |
1290 |
3.25 |
0.05 |
2 |
1.718 1.72 |
1250.420 |
3.098 |
0.041 |
728 |
1.80 |
0.02 |
3 |
1.511 1.51 |
689.405 |
1.795 |
0.022 |
456 |
1.19 |
0.01 |
4 |
2.436 2.44 |
1009.064 |
2.590 |
0.032 |
414 |
1.06 |
0.01 |
5 |
2.017 2.02 |
769.799 |
2.016 |
0.025 |
382 |
1.00 |
0.01 |
6 |
1.892 1.89 |
851.400 |
2.174 |
0.031 |
450 |
1.15 |
0.02 |
7 |
1.073 1.07 |
706.819 |
1.911 |
0.023 |
659 |
1.78 |
0.02 |
8 |
1.823 1.82 |
826.751 |
2.059 |
0.025 |
454 |
1.13 |
0.01 |
9 |
2.728 2.73 |
936.994 |
2.479 |
0.095 |
343 |
0.91 |
0.03 |
10 |
1.706 1.71 |
745.030 |
1.989 |
0.023 |
437 |
1.17 |
0.01 |
11 |
2.505 2.51 |
857.292 |
2.250 |
0.029 |
342 |
0.90 |
0.01 |
12 |
0.90 0.90 |
793.480 |
2.112 |
0.024 |
882 |
2.35 |
0.03 |
13 |
0.821 0.82 |
540.552 |
1.421 |
0.018 |
658 |
1.73 |
0.02 |
14 |
5.347 5.35 |
823.441 |
2.274 |
0.029 |
154 |
0.43 |
0.005 |
15 |
8.57 8.57 |
599.187 |
1.581 |
0.022 |
70 |
0.18 |
0.003 |
16 |
0.048 0.05 |
618.463 |
1.603 |
0.026 |
12855 |
33 |
0.54 |
17 |
0.066 0.07 |
606.814 |
1.670 |
0.02 |
9194 |
25 |
0.30 |
18 |
0.086 0.09 |
444.954 |
0.926 |
0.054 |
5174. |
10.77 |
0.63 |
19 |
0.047 0.05 |
293.846 |
0.888 |
0.020 |
6231 |
18.89 |
0.43 |
20 |
0.121 0.12 |
807.028 |
2.136 |
0.029 |
6670 |
16.65 |
0.24 |
21 |
0.056 0.06 |
326.907 |
0.863 |
0.017 |
5838 |
15.41 |
0.30 |
Примечание. Результаты анализа методом ICP-MS в Институте геологии и геохимии УНЦ РАН. В колонке для таллия: над чертой — содержание, под чертой — кларк концентрации. Минералы: 1—14 — оливин (1) и гранаты (остальные) из якутских алмазоносных кимберлитовых трубок; 15 — гранат из трубки Удачной; 16 — гранаты из чешской и монгольской вулканических трубок; 18, 19 — гранат и пикроиль-менит из алмазоносной россыпи в Северо-Восточной Якутии [23]; 20, 21 — пикро-ильменит из трубки Зарница.
горных пород и минералов корового и мантийного происхождений контрастно обособляются в полном соответствии с системным относительным обогащением последних таллием (рис. 3). При этом в поле состава коровых пород и минералов, сильно обедненных таллием относительно щелочных элементов, реализуются две геохимические тенденции: I — умеренная для обычных магматитов и метаморфитов; II — аномальная для магматитов и пегматитов с редкоме- талльным оруденением. Для исследованных нами мантийных минералов, обогащенных таллием относительно щелочных металлов, особенно редких, также устанавливается сильная, практически линейная прямая корреляция таллиевых модулей. Обнаруживается также, что распределение точек состава минералов по линии регрессии носит вполне закономерный характер, отражая сильную тенденцию к снижению степени относительного обогащения таллием в направлении:

Рис. 3. Распределение коровых и мантийных производных в координатах таллиевых модулей:
1 — зеленые сланцы, пара- и ортоамфиболиты; 2 — гранитоиды; 3 — пегматиты; 4 — минералы (микроклин, мусковит) и минеральные концентраты из пегматитов (кварц-турмалиновый, кварц-мусковитовый); 5 — глубоководные глины и карбонаты: 6 — кларк карбонатных пород в земной коре; 7 — минералы мантийного происхождения (1 — гранаты и оливин из якутских алмазоносных кимберлитов; 2, 4 — пикроильменит из трубки Зарница; 3, 5 — пикроильменит и гранат из россыпей в Северо-Восточной Якутии; 6, 7 — гранаты из монгольской и чешской некимберлитовых вулканических трубок). Источники данных: 1—4 по [27]; 5 — по [28]; 6 — по [25]; 7 — результаты настоящего исследования. Стрелками показаны геохимические тренды для обычных пород (I) и пород с редкометалльным оруденением (II)

Рис. 4 . Распределение мантийных минералов в координатах таллиевых модулей:
А, Б — гранаты и оливин из якутских алмазоносных кимберлитов; В — пикроильменит из трубки Зарница (1, 3) и из россыпей в Северо-Восточной Якутии (2); Г — гранаты из россыпей в Северо-Восточной Якутии (4) и из монгольской (5) и чешской (6) некимберлитовых вулканических трубок
гранаты и оливин из богатоалмазоносной кимберлитовой трубки Удачной > ильменит из среднеалмазоносной кимберлитовой трубки Зарница > гранат и ильменит из россыпей Северо-Восточной Якутии > гранат из чешской и монгольской некимберлитовых вулканических трубок.
Особенно отчетливо закономерный характер тренда относительной таллиевости мантийных минералов виден на более детальной диаграмме (рис. 4). Из этой диаграммы следует, что снижение степени относительного обогащения таллием мантийных минералов происходит не только в направлении от богатоалмазоносных кимберлитовых трубок к среднеалмазоносным и далее к россыпям и некимберлитовым вулканическим труб кам, но и в ряду самих мантийных минералов — от гранатов к оливину и далее к пикроильмениту. Не исключено, что последний тренд отражает факт неполной генетической тождественности этих мантийных минералов и, следовательно, указывает на разную степень их информативности в отношении кимберлитовой алмазо-носности.
Таким образом, проведенные исследования минералов из коллекции Л. А. Попугаевой указали на существенную и генетически важную примесь в них таллия. В настоящее время, разумеется, еще рано делать далеко идущие выводы. Однако не исключено, что в данном случае мы действительно имеем указание на перспективу получить не только новый геохимический индикатор мантийных горных пород и минералов, но и неизвестный ранее минералого-геохимический критерий размежевания алмазоносных магматитов по степени их продуктивности.
Список литературы Таллий в мантийных производных: новый геохимический индикатор алмазоносных кимберлитов?
- Силаев В. И., Шанина С. Н., Петровский В. А., Плоскова С. И. Минералогическая коллекция Л. А. Попугаевой как культурно-исторический феномен и актуальный объект исследований // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН, 2009. № 1. С. 13-21.
- Илупин И. П., Каминский Ф. В., Францессон Е. В. Геохимия кимберлитов. М.: Недра, 1978. 352 с.
- Костровицкий С. И. Геохимические особенности минералов кимберлитов. Новосибирск: Наука, 1986. 263 с.
- Костровицкий С. И., Алымова Н. В., Яковлев Д. А. и др. Петрохимия кимберлитов и родственных пород Прианабарья (Якутия) // Геология алмазов - настоящее и будущее. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 2005. С. 514-515.
- Василенко В. Б., Зинчук Н. Н., Кузнецова Л. Г. и др. Петрохимия и алмазоносность кимберлитов Якутии // Доклады АН, 1994. Т. 338. № 1. С. 85-88