Petrophysical taxa of diamond deposit of Komsomolskaya kimberlite pipe (Yakutsk diamondiferous province)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Petromagnetic and paleomagnetic studies of oriented samples from the main petrophysical taxa of the Komsomolskaya pipe diamond deposit (kimberlites, different-phase basites and terrigenous carbonate formations) were carried out in order to build a petrophysical model and solve various geological and geophysical problems on its basis: analysis of the behavior of the observed gravimagnetic field for diamond prospecting areas of geotypes 4 and 5, paleomagnetic dating of magmatic events, geodynamic reconstructions, etc. The features of the structural relationship of the petrophysical taxa of the deposit influenced the distribution of their physical properties which, as a result, affected the nature of the observed gravitational and magnetic fields. It is shown that when using vector parameters of petrophysical taxa in the “method of subtracting” potential fields from interference objects (basites of the Tunguska syneclise) it is possible to obtain a “pipe type” anomaly from the prospecting object (kimberlite pipe). In addition, based on the petrophysical model, the existence of gravimagnetic anomalies genetically related to the structures of the diatremic association - anomalies of the structural type, which should be taken into account in the process of interpreting geophysical survey data within the Yakutia diamondiferous province, was proved. Titanomagnetites have been identified as magnetization carrier minerals in dolerites, while kimberlites have a more diverse spectrum – magnetites, titanomagnetites, ilmenites and chrome spinelides. In the course of step-by-step demagnetization and subsequent component analysis of the vectors of natural residual magnetization, virtual geomagnetic poles were obtained characterizing the direction of the Earth’s magnetic field at the time of introduction of kimberlites and basites. This makes it possible to establish not only the temporal sequence of tectono-magmatic events that formed the Komsomolskaya diamond deposit but also to clarify their scenario for the Yakutsk diamondiferous province as a whole. The paleomagnetic data on kimberlites of the Komsomolskaya pipe are in good agreement with the paleomagnetic data obtained on the basalts of the Upper Devonian D3ap Appai Formation basalts (Frasnian, 385–375 Ma) and the pre-ore dike of dolerites of the Vilyuiko-Markhi intrusive complex of the Mir mine (373.5 Ma) which may indicate its relatively early age and, possibly, a deeper level of erosion section. Paleomagnetic reconstructions have shown that the epochs of kimberlite and trap formation correspond to the current position of hot spots which can be used as a basis for predicting new kimberlite fields on the Siberian platform.

About the authors

K. M. Konstantinov

Irkutsk National Research Technical University

Email: konstantinovkm@ex.istu.edu
ORCID iD: 0000-0002-1196-8776

D. M. Kuzina

Kazan (Volga region) Federal University

Email: di.kuzina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1626-4636

M. S. Khoroshikh

JSC Gold Mining Company “Lenzoloto”

Email: xoroshix1991@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0688-2249

References

  1. Владимиров Б.М., Дауев Ю.М., Зубарев Б.М., Каминский Ф.В., Минорин В.Е., Прокопчук Б.И.. Месторождения алмазов СССР, методика поисков и разведки. Ч. 1. Геология месторождений алмазов СССР. М.: Изд-во ЦНИГРИ, 1984. 435 с.
  2. Томшин М.Д., Лелюх М.И., Мишенин С.Г., Сунцова С.П., Копылова А.Г., Убинин С.Г. Схема развития траппового магматизма восточного борта Тунгусской синеклизы // Отечественная геология. 2001. № 5. С. 19–24. EDN: DHDAYX.
  3. Томшин М.Д., Гоголева С.С. Морфология трапповых силлов вблизи кимберлитов // Литосфера. 2023. Т. 23. № 4. С. 579–588. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2023-23-4-579-588. EDN: VZFUFH.
  4. Константинов К.М., Томшин М.Д., Хороших М.С. Магнитоупругий эффект кимберлитовмещающих пород (Якутская алмазоносная провинция) // Науки о Земле и недропользование. 2023. Т. 46. № 4. С. 344–363. https://doi.org/10.21285/2686-9993-2023-46-4-344-363. EDN: GNUPHH.
  5. Константинов К.М., Иванюшин Н.В., Мишенин С.Г., Убинин С.Г., Сунцова С.П. Петрофизическая модель кимберлитовой трубки Комсомольская // Геофизика. 2004. № 6. С. 50–53. EDN: SVRTGD.
  6. Konstantinov K.M., Gladkov A.S. Petromagnetic heterogeneities in sintering zones of Permian-Triassic traps of Komsomolsk pipe deposit (Yakutsk diamond province) // Doklady Earth Sciences. 2009. Vol. 427. Iss. 1. P. 880–886. https://doi.org/10.1134/S1028334X09050365. EDN: MWWELN.
  7. Константинов К.М., Гладков А.С. Динамическая физико-геологическая модель месторождения алмазов кимберлитовой трубки Комсомольская (Алакит-Мархинское поле западной Якутии) // Геодинамика и Тектонофизика. 2022. Т. 13. № 5. С. 678. https://doi.org/10.5800/GT-2022-13-5-0678. EDN: IDAGIA.
  8. Вахромеев Г.С., Давыденко А.Ю. Моделирование в разведочной геофизике. М.: Недра, 1987. 194 с.
  9. Храмов А.Н., Гончаров Г.И., Комиссарова Р.А., Писаревский С.А., Погарская И.А., Ржевский Ю.С.. Палеомагнитология. Л.: Недра, 1982. 312 с.
  10. Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Крючков А.И. Коренные месторождения алмазов мира. М.: Недра, 1998. 555 с. EDN: IIYYNK.
  11. Костровицкий С.И., Морикио Т., Серов И.В., Яковлев Д.А., Амиржанов А.А. Изотопно-геохимическая систематика кимберлитов Сибирской платформы // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 3. С. 350–371. EDN: IBCKOT.
  12. Егоров К.Н., Кошкарев Д.А., Гладков А.С. Структурно-вещественная эволюция и алмазоносность многофазной кимберлитовой трубки «Комсомольская» (Алакит-Мархинское поле, Якутия) // Отечественная геология. 2015. № 3. С. 16–23. EDN: TYOPMF.
  13. Брахфогель Ф.Ф. Геологические аспекты кимберлитового магматизма северо-востока Сибирской платформы. Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1984. 128 с.
  14. Агашев А.М., Похиленко Н.П., Толстов А.В., Поляничко В.В., Мальковец В.Г., Соболев Н.В. Новые данные о возрасте кимберлитов Якутской алмазоносной провинции // Доклады академии наук. 2004. Т. 399. № 1. С. 95–99. EDN: OPTXGH.
  15. Дэвис Г.Л., Соболев Н.В., Харькив А.Д. Новые данные о возрасте кимберлитов Якутии, полученные уран-свинцовым методом по цирконам // Доклады Академии Наук СССР. 1980. T. 254. № 1. C. 175‒179. EDN: HMJUDG.
  16. Константинов К.М., Мишенин С.Г., Томшин М.Д., Корнилова В.П., Ковальчук О.Е. Петромагнитные неоднородности пермотриасовых траппов Далдыно-Алакитского алмазоносного района (Западная Якутия) // Литосфера. 2014. № 2. С. 77–98. EDN: SGPOVZ.
  17. Kravchinsky V.A., Konstantiniv K.M., Courtillot V., Savrasov J.I., Valet J-P., Cherniy S.D., et al. Paleomagnetism of East Siberian traps and kimberlites: two new poles and paleogeographic reconstructions at about 360 and 250 Ma // Geophysical Journal International. 2002. Vol. 148. Iss. 1. P. 1–33. https://doi.org/10.1046/j.0956-540x.2001.01548.x.
  18. Константинов К.М., Мишенин С.Г., Убинин С.Г., Сунцова С.П. Распределение векторов естественной намагниченности пермотриасовых траппов Далдыно-Алакитского алмазоносного района // Геофизика. 2004. № 1. С. 49–53. EDN: STWTTH.
  19. Константинов К.М., Новопашин А.В., Евстратов А.А., Константинов И.К. Физико-геологическое моделирование гравимагнитных полей коренных месторождений алмазов в условиях развития пермотриасовых траппов // Геофизика. 2012. № 6. С. 64–72. EDN: RZDIMT.
  20. Травин А.В., Юдин Д.С., Владимиров А.Г., Хромых С.В., Волкова Н.И., Мехоношин А.С.. Термохронология Чернорудской гранулитовой зоны (Ольхонский регион, Западное Прибайкалье) // Геохимия. 2009. № 11. С. 1181–1199. EDN: KXLBPT.
  21. Akimoto S. Magnetic properties of FeO – Fe2O – TiO2 system as a basis of rock magnetism // Journal of the Physical Society of Japan. 1961. Vol. 17. P. 706–710.
  22. Konstantinov K., Yakovlev A., Antonova T., Konstantinov I., Ibragimov S., Artemova E. Petro- and paleomagnetic characteristics of the structural-material complexes of the diamond mining of the nyurbinskaya pipe (Middle Markha district, West Yakutia) // Geodynamics and Tectonophysics. 2017. Vol. 8. Iss. 1. P. 135–169. https://doi.org/10.5800/GT‐2017‐8‐1‐0235.
  23. Константинов К.М., Артёмова Е.В., Константинов И.К., Яковлев А.А., Киргуев А.А. Возможности метода анизотропии магнитной восприимчивости в решении геолого-геофизических задач поисков коренных месторождений алмазов // Геофизика. 2018. № 1. С. 67–77. EDN: YWMSHU.
  24. Саврасов Д.И., Камышева Г.Г. Направление остаточной намагниченности в кимберлитах // Магнетизм горных пород и палеомагнетизм: материалы V Всесоюзн. конф. по палеомагнетизму (г. Красноярск, 10–17 июня 1962 г.). Красноярск, 1963. Т. 1. С. 124–129.
  25. Zhitkov A.N., Savrasov D.I. Palеomagnetism and the ages of kimberlites exemplified by the four pipes of Yakutia // Extended Abstracts: 6th Intern. сonf. Novosibirsk: United Institute of Geology, Geophysics and Mineralogy, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 1995. Vol. 6. P. 695–697. https://doi.org/10.29173/ikc2018.
  26. Константинов К.М. Возраст естественной остаточной намагниченности кимберлитов Якутской алмазоносной провинции // Наука и образование. 2010. № 1. С. 47–54. EDN: LBECAL.
  27. Tarling D.H., Hrouda F. The magnetic anisotropy of rocks. London: Chapman & Hall, 1993. 217 p.
  28. Day R., Fuller M., Schmidt V.A. Hysteresis properties of titanomagnetites: grain size and composition dependence // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1977. Vol. 13. Iss. 4. P. 260–267. https://doi.org/10.1016/00319201(77)90108-X.
  29. Dunlop D.J., Ozdemir O. Rock Magnetism. Fundamentals and frontiers. Cambridge: Cambridge University Press, 1997. 573 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511612794.
  30. Zijderveld J.D.A. Demagnetization of rocks, analysis of results // Methods in paleomagnetism / eds D.W. Collinson, K.M. Creer, S.K. Runcorn. Amsterdam: Elsevier, 1967. P. 254–286.
  31. McFadden P.L., McElhinny M.W. The combined analysis of remagnetization circles and direct observation in paleomagnetism // Earth and Planetary Science Letters. 1988. Vol. 87. P. 161–172. https://doi.org/10.1016/0012821X(88)90072-6.
  32. Рид С.Д.Б. Электронно-зондовый микроанализ и растровая электронная микроскопия в геологии / пер. с англ. М.: Техносфера, 2008. 232 с. EDN: QKHJJN.
  33. McDonald G.A., Katsura T. Chemical composition of Hawaiian Lavas // Journal of Petrology. 1964. Vol. 5. Iss. 1. Р. 82–133. https://doi.org/10.1093/petrology/5.1.82.
  34. Saggerson E.P., Williams L.A.J. Nguramanite from Southern Kenya and it bearing on the origin of rocks in the Northern Tanganyika alkaline district // Journal of Petrology. 1964. Vol. 5. Iss. 1. Р. 40–81. https://doi.org/10.1093/petrology/5.1.40.
  35. Константинов К.М., Забелин А.В., Зайцевский Ф.К., Константинов И.К., Киргуев А.А., Хороших М.С. Структура и функции петромагнитной базы данных «RSEARCH» Якутской кимберлитовой провинции // Геоинформатика. 2018. № 4. С. 30–39. EDN: YPXHRB.
  36. Боровиков В.П. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. СПб.: Питер, 2001. 658 с.
  37. Enkin R.J. A computer program package for analysis and presentation of paleomagnetic data. Sidney: The Pacific Geoscience Centre, 1994. 16 p.
  38. Jelinek V. Measuring anisotropy of magnetic susceptibility on a slowly spinning specimen – basic theory. Brno: Agico, 1997. 27 p.
  39. Винарский Я.С., Житков А.Н., Кравчинский А.Я. Автоматизированная система обработки палеомагнитных данных ОПАЛ. М.: Изд-во ВИЭМС, 1987. 86 с.
  40. Konstantinov К.М., Tomshin М.D., Ibragimov Sh.Z., Khuzin М.Z., Konstantinov I.K., Yakovlev А.А., et al. Petro‐ and paleomagnetic studies of basalts of the Upper Devonian Appainskaya suite (Western Yakutia) // Geodynamics & Tectonophysics. 2016. Vol. 7. Iss. 4. P. 593–623. https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-4-0224. EDN: XHEROT.
  41. Константинов К.М., Ибрагимов Ш.З., Константинов И.К., Яковлев А.А., Артёмова Е.В., Монхоров Р.В. Палеомагнетизм докимберлитовых даек долеритов Вилюйско-Мархинской зоны разломов (Якутская алмазоносная провинция) // Наука и образование. 2016. № 1. С. 13–20. EDN: VWOMZZ.
  42. Khoroshikh M.S., Konstantinov K.M., Sharygin I.S., Kuzina D.M., Potapov S.V., Kokodey D.Yu. Petromagnetism and paleomagnetism of kimberlite pipes of the Verkhnemunskoe deposit (Yakutsk diamondiferous province) // Earth sciences and subsoil use. 2024. Vol. 47. Iss. 1. P. 100–128. https://doi.org/10.21285/2686-9993-2024-47-1-100-128. EDN: AVKQNU.
  43. Blanko D., Kravchinsky V.A., Konstantinov K.M., Kabin K. Paleomagnetic dating of Phanerozoic kimberlites in Siberia // Journal of Applied Geophysics. 2013. Vol. 88. Р. 139–153. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2012.11.002.
  44. Киргуев А.А., Константинов К.М., Васильева А.Е. Петромагнитная легенда базитов восточного борта Тунгусской синеклизы // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2019. Т. 24. № 1. С. 18–32. https://doi.org/10.31242/26189712-2019-24-1-18-32. EDN: XPEQYO.
  45. Киргуев А.А., Константинов К.М., Кузина Д.М., Макаров А.А., Васильева А.Е. Петромагнитная классификация базитов восточного борта Тунгуской синеклизы // Геофизика. 2020. № 3. С. 45–61. EDN: FQKOIB.
  46. Константинов К.М., Киргуев А.А., Константинов И.К., Яковлев А.А. Палеомагнетизм кимберлитов трубки Комсомольская (Якутская алмазоносная провинция) // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): сб. тр. конф. (Иркутск, 16–19 октября 2018 г.). Иркутск, 2018. Т. 16. С. 134–136. EDN: VKPORH.
  47. Константинов К.М. Обобщенная петромагнитная модель коренного месторождения алмазов Якутской кимберлитовой провинции // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): сб. тр. конф. (Иркутск, 19–22 октября 2021 г.). Иркутск, 2021. Т. 19. С. 111–113. EDN: IQPEMN.
  48. Константинов К.М., Киргуев А.А., Хороших М.С. Петромагнитные неоднородности стресса: прикладное следствие Виллари-эффекта // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2018. Т. 24. № 2. С. 29–38. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2018-24-2-29-38. EDN: UZSKPQ.
  49. Константинов И.К., Константинов К.М., Хороших М.С., Киргуев А.А., Орлова Г.В. Анизотропия магнитной восприимчивости петромагнитных неоднородностей зон обжига и стресса осадочных и магматических горных пород // Геофизика. 2023. № 4. С. 41–49. https://doi.org/10.34926/geo.2023.75.92.007. EDN: LCABXV.
  50. Киренский Л.В. Магнетизм. М.: Изд-во Академии Наук СССР, 1963. 144 с.
  51. Torsvik T.H., Van der Voo R., Preeden U., Niocaill C.M., Steinberger B., Doubrovine P.V., et al. Phanerozoic polar wander, palaeogeography and dynamics // Earth-Science Reviews. 2012. Vol. 114. Iss. 3–4. P. 325–368. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2012.06.007.
  52. Горев Н.И., Колесник А.Ю., Николенко Е.И., Проценко Е.В., Саростин П.В., Шахурдина Н.К. История формирования среднепалеозойских кимберлитов Алакит-Мархинского поля, Западная Якутия // Руды и металлы. 2020. № 2. С. 58–68. https://doi.org/10.24411/0869-5997-2020-10014. EDN: BFGCUI.
  53. Muller R.D., Royer J.-Y., Lawver L.A. Revised plate motions relative to the hotspots from combined Atlantic and Indian Ocean hotspot tracks // Geology. 1993. Vol. 21. Iss. 3. P. 275–278. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1993)0212.3.CO;2.
  54. Zhitkov A.N. Paleokinematics and pattern of kimberlite fields location on the Siberian platform based on the hypothesis of hot spots // Extended abstracts: 6th Intern. kimberlite conf. (Novosibirsk, 1995). Novosibirsk: Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 1995. Vol. 6. P. 692–694. https://doi.org/10.29173/ikc2017.
  55. Киселев А.И., Ярмолюк В.В., Иванов А.В., Егоров К.Н. Пространственно-временные отношения среднепалеозойских базитов и алмазоносных кимберлитов на северо-западном плече Вилюйского рифта (Сибирский кратон) // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. № 2. С. 185–196. EDN: SMXAEH.
  56. Томшин М.Д., Копылова А.Г., Константинов К.М., Гоголева С.С. Базиты Вилюйского палеорифта. Геохимия и последовательность становления // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 10. С. 1503–1518. https://doi.org/10.15372/GiG20181002. EDN: VKGNTN.
  57. Константинов К.М., Томшин М.Д., Константинов И.К., Яковлев А.А. Палеомагнетизм среднепалеозойских базитов юго-восточного борта Вилюйского палеорифта // Доклады академии наук. 2019. Т. 486. № 5. С. 607–612. https://doi.org/10.31857/S0869-56524865607-612. EDN: OQAUEM.
  58. Гладкочуб Д.П., Донская Т.В., Иванов А.В., Эрнст Р., Мазукабзов А.М., Писаревский С.А.. Фанерозой- ский базитовый магматизм южного фланга Сибирского кратона и его геодинамическая интерпретация // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 9. С. 1222–1239. EDN: MVSOFJ.
  59. Konstantinov K.M., Bazhenov M.L., Fetisova A.M., Khutorskoy M.D. Paleomagnetism of trap intrusions, East Siberia: Implications to flood basalt emplacement and the Permo-Triassic crisis of biosphere // Earth and Planetary Science Letters. 2014. Vol. 394. P. 242–253. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2014.03.029. EDN: SKPGFZ.
  60. Константинов К.М., Шибеко Е.А., Шульга В.В. Региональная динамическая физико-геологическая модель Сибирской платформы в позднем девоне – раннем карбоне: установление парастерической связи кимберлито- и углеводородообразования // Геофизика. 2020. № 3. С. 62–71. EDN: XPKXTP.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».