По данным А.С.Касатова и М.В.Михайлова (1995 г), среди терригенных тяжелых минералов преобладают рудные (обычно более 75%), основную часть которых составляет ильменит, в меньшем количестве содержатся магнетит и хромшпинелид. Для изучаемой территории характерно присутствие пикроильменита, одна из разновидностей которого по своему химическому составу может рассматриваться в качестве минерала-спутника алмаза.
Среди прозрачных минералов повсеместно доминирует циркон, в подчиненном количестве присутствуют турмалин, ставролит, альмандин, рутил, кианит, апатит. Большинство перечисленных минералов объединяет устойчивость к процессам выветривания и транспортировки. По данным В.А.Канцерова [5], в тяжелой фракции вулканогенно-осадочных пород в виде редких знаков были встречены муассанит и монацит, в туфопесчаниках Калачеевского участка установлено присутствие остроугольного зерна (размер 0,25 мм) пиропа бледно-малинового цвета с фиолетовым оттенком.
Самые высокие концентрации рудных минералов (ильменита) до 260 кг/т характерны для участков локального распространения пород околожерловой фации. Кроме ильменита и магнетита, к продуктам эксплозивной деятельности относятся хромшпинелиды, оливин, муассанит, апатит (фторапатит), циркон (розовато-желтые кристаллы цирконового облика с включениями ильменита, грязножелтые с бледно-зеленоватым оттенком дипирамидальные кристаллы, бесцветные обломки овальной и изометричной формы с черепитчатой поверхностью), оливин, пироп, пироксены.
Центральная часть площади на междуречье Дона и Толучеевки характеризуется наличием в разрезе вулканогенно-осадочных пород, наиболее грубообломочные разности которых (средне- и крупнообломочные туфы, туфобрекчии, туфоконгломераты), накапливались вокруг центров извержений. Для разреза характерно чередование этих пород с нормально-осадочными отложениями - разнозернистыми до грубозернистых песчаниками, алевролитами, реже аргиллитами, формировавшимися в прибрежно-морских условиях слабой (III А), а также средней и активной гидродинамических сред (III БВ). Значительная роль в разрезах принадлежит вулканомиктовым разновидностям. Местами отчетливо проявляется ритмичное строение разреза (рис. 3).
На основании этих данных намечаются места вероятного расположения вулканов, в частности, в районах пос. Н. Мамон, Раздорный, Шкурлат, Заосередские и Гаврильские Сады (см.рис. 1).
По количественному соотношению материала, выброшенного при извержениях, в этом районе возможно выделение нескольких фациальных подзон.
О к о л о ж е р л о в а я фациальная подзона, площадью в первые кв. километры образовывает ядра вулканических построек (островов) и сложена туфами, туффитами.
П р о м е ж у т о ч н ы е осадочновулканогенные подзоны окаймляют предполагаемые жерла и образуют надводные части вулканических островов, где терригенное осадконакопление было полностью подавлено. С к л о н ы вулканических построек слагались туфами, туффитами, лавобрекчиями различного состава. Подзоны п о д н о ж и й вулканических построек обнаруживают незначительную примесь терригенного материала (первые проценты) и несут следы субаэральной переработки отложений.
Фациальный профиль ястребовских отложений
Ш л е й ф ы вулканогенно-осадочных образований обрамляли острова и образовывали обширные отмели протяженностью в десятки километров. В литоральной зоне островов накапливались туфоконгломераты, туфогравелиты с развитой горизонтальной и косой слойчатостью, градационной слоистостью, сортированные по гранулометрическому составу. На отмелях между ними накапливались грубо- и крупнозернистые туфопесчаники с прослоями мелко,-среднезернистых разновидностей. Вблизи центров извержений концентрировалась и большая часть выброшенных рудных минералов. У д а л е н н ы е от вулканов фациальные подзоны распространены в северной и центральной частях площади, где накапливались туфопесчаники, туфоалевролиты, туфоаргиллиты с прослоями вулканомиктовых песчаников, содержащих угловатоокатанные обломки аргиллитов. Характерна, ритмичность разреза, что указывает на неспокойную, часто изменяющуюся обстановку осадконакопления, способствующую размыву продуктов деятельности и их значительному разносу по площади. По мере удаления от областей вулканизма и области размыва получают развитие песчано-алевритовые осадки формировавшиеся в аллювиальных (VБ) переходных (IVБ), а также мелководно-морских условиях со средней и активной гидродинамической активностью среды (III БВ).
На западе территории и по южной периферии вулканической области располагалась п р и б р е ж - н а я р а в н и н а, временами затопляемая морем. Основная часть разреза здесь сложена песчаными, алеврито-песчаными отложениями слюдисто-кварцевого состава, формировавшими в аллювиальных условиях, глины (аргиллиты) встречаются спорадически. Местами отложения содержат повышенные концентрации рудных минералов.
На северо- востоке и локально на севере разрез ястребовской свиты сложен алевритами и алеврито-глинистыми породами, образовавшимися в мелководно-морских условиях слабой (IIА), а также средней и активной гидродинамической среды (IIБВ). В основном это мелко,-среднезернистые слюдисто-кварцевые пески, полимиктовые песчаники и алевролиты с прослоями глин (аргиллитов). Часто преобладающую роль в разрезе занимают аргиллиты. Влияние ястребовского вулканизма здесь было минимальным. На опресненный характер бассейна указывает присутствие в отложениях остатков лингул. Частое, местами ритмичное, переслаивание разных типов пород свидетельствует о периодических изменениях уровня бассейна. Поступление в его акваторию соединений железа в обстановке преобладающей восстановительной среды обусловило интенсивное образование сидерита (в виде оолитов, стяжений, линз, цементирующей массы пород) и, в меньшей степени, пирита.
На юго-востоке устанавливается весьма значительное отличие палеорельефа ястребовского времени, восстановленного по методу В.А.Котлукова (рис. 4 а) и современного рельефа подошвы ястребовской свиты (рис. 4 б). Для последнего отмечается общее понижение в восток-юго-восточном направлении от центра Павловской площади и гораздо более крутое в южном и юго-западном направлениях. Для восстановленного на конец ястребовского времени рельефа характерно пологое широкое понижение северо-восточного падения, осложненное мелкими положительными и отрицательными формами.
Южные и юго-западные районы в рассматриваемое время занимала область денудации, представленная местами низменной равниной, сложенной песчано-глинисто-карбонатными отложениями среднего девона и сменявшейся далее к югу невысоко приподнятым пенепленом, образовавшимся на кристаллических породах архейско-протерозойского фундамента с корой выветривания на них [6]. Граница между этими двумя типами рельефа контролировалась положением разломов субширотного и северо-западного простирания.
Приведенные данные о характере восстановленного рельефа, в сочетании с материалами по литологическим особенностям отложений и их мощностям, позволяют наметить для ястребовского времени две основные стадии в развитии и характере процессов седиментации.
В течение первой, начальной стадии, характеризующуюся отсутствием вулканогенных осадков, большая часть рассматриваемой территории представляла собой прибрежную аккумулятивную равнину. Ее поверхность была осложнена разветвленной сетью широких, неглубоко врезанных долин и обширных озерных котловин. Трансгрессия, судя по всему, имела прерывисто-поступательный, а сначала и ингрессионный, характер. На постепенное затопление указывает практически повсеместное отсутствие отчетливо выраженного базального горизонта.
Во вторую стадию развития море трансгрессировало в пределы наиболее возвышенной части территории, до этого времени представлявшей собой прибрежную равнину. Медленное прерывистопоступательное продвижение береговой линии вглубь зоны обусловило значительный размыв и переотложение ранее образовавшихся здесь озерноаллювиальных осадков; последние, вероятно, сохранились только в наиболее переуглубленных частях речных долин.
Для второй стадии характерным являлось интенсивное, но периодическое проявление вулканической деятельности, обусловленной активизацией тектоно-магматических процессов в Днепровско-Донецком авлакогене. В пределах рассматриваемой территории вулканическая деятельность проявилась в зонах Лосевско-Мамонского и Новохоперского разломов, сопряженных с основными тектоническими нарушениями авлакогена.
Подводя итог рассмотрению особенностей отложений ястребовской свиты и условий их образования можно отметить, что наиболее благоприятные обстановки для концентрации полезных компонентов, в том числе и возможных минералов- спутников алмазов, в первую стадию ястребовского времени существовали в пределах прибрежной равнины и в прибрежной зоне моря, где происходила разгрузка переносимого реками терригенного материала.
Во вторую стадию развития благоприятные условия сохранились, очевидно, только на прибрежной равнине, в пределах которой значительная часть образовавшихся озерно-аллювиальных осадков при трансгрессии моря подверглась размыву и последующему переотложению в прибрежной зоне бассейна. Все это способствовало большей окатанности терригенного материала, включая и минералыспутники.