ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2011, том 53, № 4, с. 330-345
УДК 553.81
КИМБЕРЛИТОВАЯ ТРУБКА КАТОКА (РЕСПУБЛИКА АНГОЛА): ПАЛЕОВУЛКАНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ © 2011 г. В. А. Первов, С. В. Сомов, А. В. Коршунов, Е. В. Дулапчий, Ж. Т. Феликс
Департамент геологии, Горнорудное Общество Катока Республика Ангола, Провинция Лунда Сул, Катока Поступила в редакцию 18.01.2011 г.
Кимберлитовая трубка Катока является одним из крупнейших коренных месторождений алмазов в мире. Вулканический аппарат трубки Катока слабо эродирован. Здесь сохранился широкий спектр кимберлитовых пород различных фаций, слагающих обширный кратер диаметром около 1 км и жерло. Строение трубки и условия разработки месторождения осложнены в результате интенсивных внутритрубочных тектонических процессов, связанных с просадочными явлениями значительной амплитуды. На основе геологических данных предложена модель строения месторождения и палеовулканологическая модель формирования кимберлитовой трубки. Образование трубки рассматривается как единый цикл, начавшийся стадией активной вулканической деятельности, которая сменилась стадией постепенного затухания вулканизма и развитием осадкообразования. Предполагается, что полосчатые туффизитовые кимберлиты кратерной фации образуются на стадии активной магматической деятельности из особой пирокластической кимберлитовой суспензии — маловязкой смеси кристаллов и богатого серпентиновым веществом водного золя.
ВВЕДЕНИЕ
Кимберлитовая трубка Катока является одним из крупнейших коренных месторождений алмазов в мире. В результате проведения детальной разведки в 1997—2001 и 2004—2009 гг. были получены данные о геологическом строении трубки и составу слагающих ее пород, подсчитаны запасы руды и алмазов по промышленным категориям B и C1 до глубины 600 м, было принято решение об экономической целесообразности отработки месторождения по крайней мере до глубины 600 м. В 2010 г. начаты геологоразведочные работы по изучению трубки до глубины 800 м. Одновременно с 1997 г. начата разработка месторождения открытым способом. Глубина карьера в настоящее время составляет около 150 м.
Изучение таких объектов наиболее интересно для понимания динамики кимберлитового вулканизма и истории жизни отдельного кимберлитово-го вулкана.
Осадочное происхождение многих внутрикра-терных разновидностей кимберлитовых пород с участием воды представляется очевидным и подтверждается повсеместным проявлением в породах типично осадочных структур и текстур. Определение механизмов образования первичных пирокла-стических пород связано с большими трудностями. Данные об условиях залегания пород в кратере трубки Катока позволяют предполагать возмож-
Адрес для переписки: В.А. Первов. E-mail: v_pervov@mail.ru
ность существования особой пирокластической кимберлитовой суспензии — маловязкой смеси кристаллов и богатого серпентиновым веществом водного золя. В результате растекания такой суспензии от центральной, полностью заполненной ею части кратера, к его периферии могла образоваться толща кратерных полосчатых пирокластиче-ских пород.
Строение трубки и условия разработки месторождения осложнены в результате интенсивных внутритрубочных тектонических процессов, связанных с просадочными явлениями значительной амплитуды.
Таким образом, трубка Катока может рассматриваться как эталонный объект для изучения динамики кимберлитового вулканизма и совершенствования методики отработки алмазных месторождений.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ТРУБКИ КАТОКА
Республика Ангола с юго-запада на северо-восток пересечена системой глубинных разломов, называемой "коридором Лукапа", шириной 50— 90 км и протяженностью более 1200 км (Noticia Explicativa ... , 1992). Эта структура расположена на простирании Китового хребта в Атлантическом океане и, по-видимому, является долгоживущей системой разломов, подвергшейся тектоно-магмати-ческой активизации в связи с процессами рифтоге-неза на западной окраине Африки (при раздвиге Атлантического океана) в раннем мелу (Jelsma et al.,
Фиг. 1. Географическое положение концессии Катока и основные поля развития кимберлитов (Geología de Angola..., 1992). Поля: I — Лунда (территория концессии Катока показана прямоугольником), II — бассейн рек Кукумби, Какуило и Квангу, III — среднее течение р. Кванза, IV — истоки рек Кунене, Кеве и Катумбела.
2009). В пределах структуры Лукапа, а также пересекающих и оперяющих ее разломов, располагаются многочисленные проявления щелочно-сиенитово-го, нефелин-сиенитового, щелочно-ультраоснов-ного и карбонатитового (включая лавы и пирокла-
сты) и кимберлитового магматизма (Geología de Angola., 1992; Reís et al., 1973; Зуев и др., 1988).
Некоторые проявления щелочных пород и кар-бонатитов на западе Анголы датированы меловым возрастом, 90—140 млн. лет (Woolley, 2001).
Проявления алмазоносных кимберлитов тяготеют к северо-восточной части Анголы (фиг. 1, ареалы I—III), где система разломов Лукапа наложена на древние структуры щита Касаи и его обрамления, значительно удаленные от оси раннемелово-го рифта. Имеющиеся данные о возрасте кимберлитов в этой части зоны Лукапа указывают на принадлежность их к раннему мелу. В частности, ранним мелом (113—145 млн. лет) датированы кимберлиты поля Лушинга, расположенного на расстоянии около 80 км к юго-западу от территории концессии Катока (R. Eley etal., 2008 г.). Возраст трубки Катока, определенный U-Pb-методом по циркону, составляет около 118 млн. лет (Robles-Cruz et al., 2010).
Синхронное проявление кимберлитов и массивов щелочных пород (с карбонатитами) нехарактерно, однако ассоциация этих пород наблюдается в ареале IV (фиг. 1). В связи с этим трубки этого района должны быть изучены на принадлежность слагающих их пород к кимберлитам. Также необходимо принимать во внимание возможную существенную разновозрастность кимберлитовых трубок и комплексов щелочно-ультраосновных пород с карбонатитами в этом ареале. Поэтому необходимо проведение там детальных петрологических и изотопно-геохронологических исследований магматических пород. О наличии протерозойских кимбер-литовых трубок к югу от этого ареала, в бассейне р. Кунене, упоминается в Объяснительной записке к Геологической карте Анголы (Geologia de Angola., 1992), а первые данные датирования трубок на юго-западе Анголы указывают на палеозойский или, возможно, даже более древний их возраст (Ро-манько и др., 2005).
Территория концессии Горнорудного Общества Катока имеет площадь около 350 км2 (фиг. 1, поле I). Об интенсивности проявления кимберлитового вулканизма в исследуемом районе свидетельствует открытие на этой площади около 70 вулканических аппаратов. Распределение трубок по площади неравномерное, в виде кластеров (кустов). Расстояние между трубками в пределах отдельных кластеров составляют от нескольких сотен метров до первых километров, а расстояние между кластерами — 5—7 км. Намечается также ряд цепочек кимберлитовых трубок, "нанизанных" на линии разломов, выявленных по геофизическим данным. Для некоторых вулканических аппаратов на стадии предварительной разведки установлено сложное строение, связанное с многофазным проявлением вулканических процессов.
В строении Ангольского сектора Африканского континента выделяются два структурных этажа: 1) кристаллический фундамент, сложенный породами архея и палеопротерозоя и 2) платформенный чехол, представленный породами неопротерозоя, палеозоя, мезозоя и кайнозоя.
Архейские породы обнажены как в руслах рек, так и на некоторых водоразделах и представлены
высокометаморфизованными лейко-, мезо- и мела-нократовыми гнейсами и кристаллическими сланцами преимущественно кварц-плагиоклаз-биотит-амфиболового состава, иногда с клинопироксеном и гранатом.
Палеозойские породы района отнесены к группе Лутое (C—P lt) супергруппы Карру и представлены преимущественно алевролитами и аргиллитами, песчаниками и, в меньшей степени, осадочными брекчиями и полимиктовыми конгломератами. Эти породы заключены в виде ксенолитов в породах многих кимберлитовых тел, а также вскрыты скважинами в естественном их залегании на породах до-кембрийского фундамента. Мощности разрезов составляют 45—70 м. Залегание пород — пологое, от субгоризонтального до 10°—20° к горизонту.
На территории концессии Катока породы кимберлитовых вулканических аппаратов отнесены к раннему мелу. Верхние части трубок сложены преимущественно вулканогенно-осадочными породами с различной долей кимберлитового материала (туфобрекчии и туфоконглобрекчии, туфогравели-ты, туфопесчаники и песчаники, туфоаргиллиты). Некоторые трубки сложены мощными горизонтами кимберлитовых туфов, как с массивной, так и полосчатой структурами. Жерловые фации кимберлитовых пород (массивные пирокластические породы или туффизитовые кимберлиты) вскрыты в некоторых вулканических аппаратах на глубинах >160—260 м. Встречен также ряд субвулканических тел магматических кимберлитов, сложенных шпи-нель-монтичеллит-серпентиновыми, шпинель-кальцит-серпентиновыми и шпинель-серпентино-выми разновидностями этих пород.
Кимберлитовые породы перекрыты палеоген-неогеновыми отложениями группы Калахари, локально алмазоносными. Они представлены в нижней части песчаниками, гравелитами и конгломератами, их сильно ожелезненными (феррикреты) и окремнелыми (силькреты) разновидностями, а в верхней части — охристыми песками, глинами, слабо литифицированными глинисто-песчаными образованиями, иногда с гравием и галькой. Суммарная мощность отложений группы Калахари на территории концессии Катока обычно варьирует от 0 до 60—65 м, редко достигая 100 м и в среднем составляя около 20 м.
Четвертичные аллювиальные, аллювиально-пролювиальные и делювиальные отложения днищ водотоков, пойм, надпойменных террас и склонов долин рек представлены галечниками, песками, супесями и песчано-глинистыми отложениями мощностью до 15 м. С галечными фациями отдельных водотоков связаны россыпные проявления алмазов.
ОСОБЕННОСТИ РАЗВЕДКИ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ АЛМАЗОВ
Основной метод изучения геологического строения трубки Катока и ее алмазоносности при проведении детальной разведки — проходка скважин коло
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.