Кимберлитовые трубки

 Кимберлитовая трубка— вертикальное или близкое к вертикальному геологическое тело, образовавшееся при прорыве магмы сквозь земную кору. Кимберлитовая трубка заполнена кимберлитом. Геологическая структура и сопутствующие горные породы названы по имени города Кимберли в Южной Африке.

 

Орлиный камень

Абу-Рейхан Бируни, исследовавший мир тысячу лет назад и прославленный в веках, рассуждая о самоцветах, писал: «Орлиным камнем зовется алмаз, но носить алмазы орла приучает человек. Отыскав в горах гнездо, собиратели камней накрывают его стеклом. Орел, не умея отодвинуть преграды, вынужден приносить алмазы и бросать их с высоты в гнездо – по-другому стекла ему не одолеть. Собрав принесенные птицей камни, люди убирают стекло, и орел успокаивается. Через некоторое время гнездо снова накрывают стеклом, и орел уже без промедления принимается таскать алмазы, чтобы удалить барьер между ним и птенцами…» 

В легенде этой нет даже намека на правду. Алмазы из породных осыпей редко имеют острые грани, способные резать стекло. Несмотря на твердость, алмаз недостаточно прочен, чтобы без вреда для себя перенести падение с большой высоты. И главное: легенда никак не отвечает на вопрос, где орел берет алмазы? Ведь далеко не всякие горы таят россыпи драгоценных камней… 

Откуда берутся алмазы?

Первые алмазы добывались из речных наслоений. Размывая коренные месторождения самоцветного камня, реки способны уносить вымываемые обломки за тысячи километров от их родины. Кристаллы алмазов, перенеся столь далекий путь, окатываются: ребра сглаживаются, грани выщербляются. Однако ювелирное качество подобных камней всегда высокое: дефектные кристаллы попросту разрушаются под воздействием внешних сил. 

Стремясь добраться до природных залежей светоносного минерала, человек не раз и не два предпринимал настоящие раскопки в поисках алмазных жил. Однако перелопачивание грунта алмазоносных речных наносов давало скромные караты на кубометр пустой породы, и никак не помогало ответить на вопрос: откуда берутся алмазы? 

 

Желтые алмазы Оранжевой реки

В 1866-м году крупные алмазы были найдены на берегах реки Оранжевая, текущей на юге Африки. Находки так обнадежили собственников земли, что они предприняли недюжинные геологоразведочные усилия. Исследования дали результат: место компактного залегания алмазов обнаружилось! 

Вскоре месторождение кипело жизнью. Десятки тысяч самодеятельных старателей рыли карьер, пересевали грунт, сдавали найденные кристаллы скупщикам. Оживление деловой активности привлекло внимание властей: в 1873-м году граф Кимберли объявил алмазоносные земли собственностью британской короны, а старательскому поселку даровал свое имя. 

Горные породы, содержавшие в себе алмазы, стали называться кимберлитом, а геологические образования, дающие миру месторождения сверкающего натурального камня, получили название кимберлитовых трубок. 

 

 

В форме бокала

Кимберлитовая трубка являет собой уходящий вглубь колодец, верхняя часть которого напоминает расширяющийся раструб, а нижняя представляет собой узкую трубу. По форме это образование удивительно похоже на обычный винный бокал – однако, с непропорционально длинной ножкой. 

Кимберлит – порода, наполняющая этот гигантский колодец – состоит из разномасштабных обломков залегающих в округе минералов, неравномерно распределенных в высокощелочной среде, поднятой их глубоких недр планеты. 

Оливин, прозрачная разновидность которого называется хризотилом и является драгоценным камнем, входит в кимберлит его наиболее объемной составной частью. Огненно-красные гранаты и слоистые флогопиты – кристаллы, обязательно присутствующие в кимберлитовых массивах. 

Сам по себе кимберлит темен, практически черен, выражено отливает синевой или зеленью. Содержащиеся в нем кристаллы прозрачного углерода имеют правильную ромбовидную форму и выглядят свежо и ново – что резко противоречит устоявшимся еще в прошлом веке теориям генезиса алмазов… 

Куда ведет кимберлитовая трубка?

Современная наука не обладает точными сведениями о природе кимберлитовых трубок. Незнание, однако, не мешает разыскивать их (на данный момент известно более 1500 геологических образований вертикально-трубчатого типа), и разрабатывать. Не более 10% уходящих в недра «колодцев» содержат в своих породах кристаллизованный углерод. Тем не менее, от 20-ти до 25-ти тонн алмазов человечеством добывается ежегодно! 

До последнего времени царили гипотезы об образовании драгоценного минерала на глубинах от 150-ти до 600-т километров. Теоретически именно там температура и давление соответствуют параметрам кристаллизации углерода. Однако подтверждений у этих теорий мало, а опровержения весомы. 

Загадки кимберлитов

В отличие от ныне действующих вулканов, кимберлитовые трубки располагаются там, где раскаленным, разжиженным и газообразным веществам мантии сложнее всего прорваться наружу. Кимберлиты пронизывают огромную толщу платформ земной коры и уходят еще ниже, на глубины до полуторасот километров! 

Вулканы же «выпускают пар» там, где расплавленным породам проще всего пробиться наверх из глубины: в переходных зонах вокруг континентальных плит океаническая кора и тонка (около десяти километров), и растрескана. Как же удается жидкому веществу мантии пробиться сквозь самые прочные наслоения земной коры и образовать кимберлитовую трубку? 

На всех континентах Земли кимберлитовые трубки «прошивают» – словно гвоздь доску – прочнейшие кристаллические щиты – и часто застывают, не дойдя до поверхности несколько сот или даже десятков метров рыхлых осадочных пород. Почему? Четкого ответа нет. 

Говоря о кимберлитовых трубках, геологи применяют понятие объемного следа взрывного процесса. Между тем, взрыв – то есть лавинообразно быстрое высвобождение энергии – дает совершенно иные последствия. Взрывная камера, образующаяся в скальных породах, тяготеет к сферической форме – но ни одна кимберлитовая трубка не имеет даже относительного подобия сфероидам. Значит, прободение земной коры в период образования кимберлитовой трубки не имело взрывного характера? Как же оно шло? 

С формой породных осколков, слагающих кимберлит, связана еще одна проблема понимания природы образования этих исполинских колодцев. Кристаллы апатита, пиропа, циркона, ильменита, часто встречающиеся в кимберлитах, всегда округлы – окатаны словно морская галька. При этом следов плавления кристаллических веществ (кроме как в тонком поверхностном слое камня) не обнаруживается. Значит, стесывание острых углов и стачивание граней произошло в процессе движения кимберлитовой массы. 

 

Почему же тогда кристаллы алмазов, поднимаемые, по теории, из многосоткилометровой глубины, не имеют следов действия разрушительных сил? Твердость минерала препятствует появлению признаков абразивного износа, однако твердость не есть прочность. Силы, задействованные при образовании кимберлитовой трубки, должны разрушать алмазы – хотя бы частично, хотя бы некоторый процент от общего количества добываемых кристаллов! Но этого не происходит. Алмазы – единственные кристаллы, находимые в каменном «фарше» кимберлита в состоянии новехонько блестящих свежеотчеканенных монет! 

Получается, кимберлитовая трубка – и есть «завод» по производству алмазов? 

Газовые иглы и горячие точки

Разогнанные до огромной скорости, обладающие невероятной кинетической энергией твердосплавные болванки не в состоянии пробить броню современной военной техники. Толстые листы сверхпрочной стали, прошивает, тем не менее, разогретый и сжатый газ: так действует кумулятивный снаряд. Прошивает, а не прожигает: высочайшее давление, приложенное к ограниченной площади, сообщает металлу текучесть, и уже сквозь разжиженный материал газ продавливается струёй. 

Примерно так же, по мнению доктора геолого-минералогических наук, профессора Александра Портнова, происходит образование кимберлитовой трубки. Газовые (в основном водородно-метановые) пузыри, собирающиеся в верхних слоях мантии, как раз и играют главную роль в генезисе кимберлитовых трубок. 

Условия, создающиеся в месте подпора кристаллического континентального щита скоплением газа, вполне достаточны для образования игольно тонкого (в масштабах планеты) прокола, обеспечивающего возможность подъема мантийных газов к поверхности земной тверди. 

Давление во многие десятки тысяч атмосфер, присущее подобным скоплениям газа, способно разрушить и раздвинуть каменные монолиты – по крайней мере, на отдельных участках. Прободение не происходит одномоментно: взаимодействие сжатого перегретого газа и пород континентальной платформы длительно, а для успешного прорыва водородно-метановой смеси требуется соединение нескольких обстоятельств – иначе пузырь, растратив энергию, может зависнуть в глубине недр медленно остывающей газовой линзой. 

В литосфере Земли имеются так называемые «горячие точки» — области конвекционного выноса тепловой энергии из многосоткилометровых планетных глубин к приповерхностным слоям. Те же самые процессы текут и в разогретой жидкости – так что наличие конвективного теплового «фонтана» в полужидкой массе тела нашей планеты вполне можно уподобить струям горячей воды в закипающем чайнике. 

Разница, однако, состоит в том, что поверхность воды в чайнике свободна, а разжиженное вещество мантии сверху укрыто толстым слоем каменного «льда». Но интенсивность тепловыделения в точках конвекции такова, что сообщаемой твердой коре энергии достает для ее размягчения. 

Бьют такие «родники» внутрипланетного жара по нескольку десятков миллионов лет. И если сравнительно тонкая океаническая кора проплавляется им насквозь, то в несколько раз более толстая континентальная кора лишь частично утрачивает прочность под воздействием тепла – но целостности не теряет. До тех пор, пока в месте ее разогрева не появится газовый пузырь… 

Газовая игла пронзает камень

Диаметр «ножки» бокала кимберлитовой трубки на больших глубинах исчисляется метрами – при протяженности канала в 100-150 км. Лишь по выходу раскаленного (и сжатого до плотности больше чем у воды) газа в относительно рыхлые осадочные породы происходит расширение потока. Образуется конус, придающий кимберлитовой трубке сходство с бокалом. 

Однако ближе к поверхности, на глубине нескольких десятков или сотен метров, уже значительно ослабший по силе, но все еще объемный и горячий газовый поток встречается с зоной, напоминающей (применительно к кристаллическому монолиту континентального щита) пористую губку. Не встречая сопротивления, мантийный газ расширяется, «продувает» раскрошенные породы на обширной площади вокруг верхнего края кимберлитового бокала – и растворяется в атмосфере планеты. 

Следы подобного взаимодействия видны отчетливо. На расстоянии до полукилометра от кимберлитовой трубки кристаллические минералы претерпевают изменения химического состава. В результате у них появляется (или многократно усиливается) природная люминесценция. 

Апатит, обычно светящийся в ультрафиолете желтым, обретает голубой цвет свечения – и свойство это характерно лишь для апатитов, найденных близ кимберлитовой трубки. Циркон, редко когда проявляющий способность к люминесценции, после контакта с мантийными газами начинает светиться отчетливо и ярко. 

И хотя цвета драгоценных камней при усилении люминесценции остаются неизменными, увеличение их яркости при дневном и искусственном освещении не остается незамеченным. Выполненные из таких минералов ювелирные вставки оцениваются дороже. 

Усиливается способность к переизлучению света и у других кристаллических минералов, залегающих близ верхнего оголовка кимберлитовой трубки. Объясняется подобный феномен химической активностью мантийного газа и наличием в его составе таких металлов как европий, цирконий, церий. Именно они, внедряясь в структуру кристаллических образований, заставляют тусклые природные камни светиться под лучами солнца. 

 

Но откуда в кимберлите алмазы?

Если бы алмазы образовывались до просачивания мантийного газа на поверхность, то вид у самого драгоценного самоцвета был бы примерно таким же, как и у других кристаллов, находимых в кимберлитах. 

Более того: на поверхности камней, перенесших чудовищный трансфер из адской глубины на уровень залегания осадочных пород, наблюдаются характерные следы. Разогретые газовые потоки подплавляют и деформируют поверхностные слои кристаллов, и они покрываются специфическими складками. Такого рода «шагрень» типична для метеоритов и лопастей турбин. 

Алмазы же никаких следов внешнего воздействия не несут – хотя перемещаясь, к примеру, вместе с речной галькой, окатываются, теряя природную форму ромбоида. Значит, совершенство формы алмазных кристаллов подтверждает гипотезу об их образовании непосредственно в теле кимберлитовой трубки! 

Но как все происходит? По представлениям геологов алмаз – это видоизмененный графит. Между тем в мантии планеты графиту взяться неоткуда и находиться «запрещено»: при таких температурах и давлениях углерод нестабилен, и не может принимать вид графита. 

Ученые просто забыли, что более полувека назад в Советском Союзе были произведены успешные опыты по низкотемпературному синтезу алмаза из метана. Что попросту подтверждает возможность образования алмазов в среде газового флюида, поднимающегося из мантии к поверхности планеты. 

В процессе снижения давления газа по мере его подъема к поверхности, в формирующейся кимберлитовой трубке возникают условия для «примыкания» свободных валентных связей атома углерода к другим таким же атомам. Так образуются гигантские молекулы углерода, состоящие из бесчисленного количества атомов и идентифицируемые нами как алмазы. 

Однако благоприятные для синтеза алмазов условия возникают далеко не всегда. Вот почему лишь 5-10% кимберлитовых трубок содержат кристаллический углерод. 

Дополнительным подтверждением данной теории служат исследования возраста минералов, находимых в кимберлите. Возраст той самой знаменитой трубки возле города Кимберли составляет 85 млн. лет. А гранаты (пиропы), найденные в ней, образованы более трех миллиардов лет назад! Трубка «Удачная» (Якутия) насчитывает 425 млн. лет возраста. Клинопироксену, входящему в состав удачненского кимберлита, один миллиард сто сорок девять миллионов лет. Однако возраст якутских алмазов точно соответствует возрастам «родительских» трубок… 

Существует немало иных доказательств, свидетельствующих об одновременном образовании алмазов и кимберлитов, наполняющих бездонные «колодцы». Так что надежды на наличие у нашей планеты мифического алмазоносного слоя на большой глубине – по меньшей мере 

 

Видео о Кимберлитовых трубках(https://www.youtube.com/watch?v=Gn4ItBtfcGk)

Около 10-ти кимберлитовых трубок разрабатывают в Республике Саха (Якутия)

Алмазы. Фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

Примерно 99% всех алмазов России добывается в Якутии

Добыча примерно 99% всех алмазов России ведется в Республике Саха (Якутия). Первое коренное месторождение алмазов было открыто на территории данного субъекта РФ в 1954 году. В настоящее время здесь разрабатывают около 10-ти кимберлитовых трубок. Историю алмазодобывающей промышленности Якутии представляет РИА IrkutskMedia.

«В Якутии сдох олень»

Первые в мире алмазы были обнаружены на территории современного Гонконга в 3 веке до новой эры. Через 22 столетия это драгоценное чудо нашли в России. В 1829 году на Урале 14-летний крепостной Павел Попов обнаружил алмаз, когда промывал золото в шлиховом лотке. Его вес был в районе полукарата. За данную находку крепостной получил вольную.

О том, что в Якутии могли находиться одни из самых прочных драгоценных камней, еще в 18 веке говорил русский ученый-естествоиспытатель Михаил Ломоносов в своем трактате «В северных землях могли произойти алмазы». Однако это было просто предположение.

В 30-е годы XX века якутский ученый-краевед Петр Староватов обращался в различные инстанции, отправлял в Москву письма о том, что на реке Вилюй могли быть алмазы. Но в те времена считали, что это невозможно, поэтому откладывали в долгий ящик. Только в 1992 году Петра Староватова официально признали первым заявителем алмазных месторождений на реке Вилюй.

История алмазодобывающей промышленности, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

«Вообще изначально алмазы искали вручную. Геологи брали с собой молоток, сито, компас, полевой дневник и сумку. Это все, что у них было. И резиновая лодка, и олень в придачу», – говорит председатель профсоюза АК «АЛРОСА» Мотрена Скрябина.

Самый первый кристаллик алмаза в Якутии нашли в 1949 году на косе «Соколиной» недалеко от села Крестях в Сунтарском улусе. Однако это было рассыпное месторождение. Потом там же нашли еще 22 кристаллика. Тогда была отправлена зашифрованная телеграмма со словом «Олень». Потом еще написали: «В Якутии сдох олень, нашли второго мертвого оленя, третьего, четвертого, пятого – началась эпидемия». Естественно, все радовались. И только машинистка не могла понять, почему у людей веселье, ведь животные умирают.

Через пять лет – 21 августа 1954 года – на левом берегу реки Дьяхи геолог Лариса Попугаева и рабочий Федор Беликов открыли кимберлитовую трубку «Зарница». Это было первое коренное месторождение алмазов не только на территории Якутии, но и всего бывшего Советского Союза. Именно данное событие положило начало алмазодобывающей промышленности нашей страны. Как позже выяснилось, «Зарница» оказалась менее богатой по сравнению с карьером «Мир».

Скульптурная композиция «Каюр и геологи», Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

В честь первооткрывателей в 2005 году установили скульптурную группу «Каюр и геологи». Прототипами героев памятника стали именно Лариса Попугаева и Федор Беликов.

Закурили трубку мира. Табак отличный

Вслед за «Зарницей» геологами Амакинской экспедиции Юрием Хабардиным, Екатериной Елагиной и Владимиром Авдиенко 13 июня 1955 года была открыта трубка «Мир». Своему руководству они отправили радиограмму: «Закурили трубку мира. Табак отличный». После открытия коренного месторождения геологии какое-то время работали здесь, но потом покинули алмазный край. Затем приехали первые строители, которые выбрали левый берег реки Ирелях, где разбили палатки и основали поселок. Название ему дали в честь трубки – Мирный. Первым экскаваторщиком данного карьера был Борис Кораблев. Сейчас его экскаватор стоит на постаменте возле карьера «Мир». В 1955 году другая экспедиция открыла трубку «Удачная». Всего на тот момент было обнаружено 15 коренных месторождений.

Первый экскаватор карьера «Мир», Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

«Русские много раз удивляли мир тем, что совершали, казалось бы, невозможное в невероятно короткие сроки. Их энтузиазм и особое понимание человеческого долга стоят на уровне того, что называется героизмом. Но бывает непреодолимое. Таким непреодолимым стали якутские алмазы. Алмаз – по-гречески «адамас» – непобедимый. С этим нельзя не считаться. Если русским удастся прорвать таежную блокаду в ближайшие 10 лет – нам придется поверить в невозможное», – газета Daily African News.

И им пришлось поверить в невозможное. В 1957 году вышел приказ о создании треста «Якуталмаз». Его руководителем назначили Виктора Тихонова. Долгое время мужчина работал в Москве, был хорошо знаком с алмазами, так как проходил стажировки в Индии и во Вьетнаме. В честь Виктора Тихонова установили памятник и назвали улицу в городе Мирном. Также в 1957 году открыли первую опытно-промышленную обогатительную фабрику. Построили ее за 3,5 месяца вместо запланированных семи. Возведение объекта шло круглые сутки. Промывочный сезон фабрика начала без стен и дала первые якутские алмазы в 1957 году. А уже через два года компания из ЮАР De Beers выкупила партию адамасов. Примерно в то же время в алмазном крае начала свою работу вторая обогатительная фабрика.

Стелла при въезде в город Мирный, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

Знаменательное событие для Республики Саха (Якутия) произошло в 1958 году. Тогда был объявлен комсомольский призыв «Молодежь на алмазы!». И молодые люди с разных уголков страны отправились в Мирный. До наших дней дошло несколько фотографий. На одной из них стоят 23 выпускника школы №2 Якутска. По окончании 10-го класса все они приехали на строительство Мирного.

История алмазодобывающей промышленности, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

В 1966 году трест «Якуталмаз» был отмечен Орденом Ленина. Награду руководителю предприятия Виктору Тихонову вручил лично министр цветной металлургии СССР.

Кладезь кимберлитов

Уникальный музей, где экспонатами были бы кимберлиты, не могли не открыть в Мирном. Он был основан в 60-х годах прошлого столетия, как лаборатория по сбору и систематизации алмазоносных пород. В настоящее время это единственный в мире музей, где представлены кимберлиты.

Кимберлиты, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

Фактически история музея начинается с 1974 года. Сначала это были частные коллекции, которые собирали геологи. Среди них в основном встречались интересные экспонаты. Основателем музея является Джеймс Саврасов. Именно он в течение долгого времени добивался того, чтобы в центре Мирного появилось подобное учреждение. Кстати, сейчас в Якутии известно уже более 1 тысячи кимберлитовых тел.

«Кимберлиты – это гибридные породы. Помимо собственного кимберлитового материала, они содержат большое количество обломков чуждых пород», – рассказывает ведущий геолог НИИ Виктория Корнилова.

Вообще кимберлиты бывают осадочных, метаморфических и других пород. Месторождения кимберлитов находятся очень глубоко – в пределах 100-200 км. Ведь недаром говорят, что эти породы являются самыми глубинными и содержат алмазы. Для образования последних необходимы давление порядка 40-50 тысяч атмосфер и температуры 1000-1400°C, которые могут быть только на глубине мантии Земли. Кимберлиты отличаются по цвету. Это зависит от того, чем они насыщены. К тому же кимберлитовая магма состоит из оливина, содержит пиропы и ильмениты – высокобарные минералы.

В музее представлены кимберлиты, добытые из нескольких карьеров Республики Саха (Якутия). Кроме того, есть коллекции из других мест добычи в мире, например, из Бразилии. Здесь можно увидеть алмазосодержащие породы из трубок «Мир», «Удачная», «Зарница», «Интернациональная» и многих других. Вообще содержание алмазов в кимберлитовых породах варьируется от 0 до 6-8 карат на тонну. В свою очередь карат – это 200 мг. Такой же вес имеет зернышко средиземноморской акации. Алмазоносные трубки бывают и «небогатые», с разным качеством алмазов. В зависимости от качества колеблется, прежде всего, стоимость сырья.

Кимберлиты, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

«В основном все алмазы древние, поэтому считается, что кимберлит является только транспортером. Алмазы зарождаются в глубинах мантии, а кимберлит глубже, при прохождении на поверхность она захватывает обломки. Также есть точка зрения, что алмазы появились в самом кимберлите. Образоваться он мог на глубине, а потом уже по всяким трещинкам попадал в ксенолиты. Но большинство исследователей склоняется к тому, что кимберлиты являются транспортерами», – говорит Виктория Корнилова.

Первые кимберлиты находили с помощью их «спутников», промывая почву. Кроваво-красные пиропы, смоляно-черные ильмениты и изумрудно-зеленые пироксены означали лишь одно: где-то поблизости лежат кимберлиты. Затем люди шли по кимберлитовым дорожкам и открывали трубки.

«Трубка – это воронка взрыва, форма перевернутой морковки. Это вулкан с кратерной частью. Но кратеры мы не видим, хотя они предполагаются», – добавляет ведущий геолог НИИ.

Кимберлитовая трубка, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

Трубки разные нужны, трубки разные важны…

Размеры трубки «Зарница» – 535 на 480 метров. Трубка «Мир» – самое богатое месторождение в недавнем прошлом. Именно здесь был найден самый крупный алмаз Якутии, который назвали «XXVI съезд КПСС». Его вес примерно 342 карата. Но данный алмаз занимает только 28-е место в мире по величине. Подчеркнем, что самый большой алмаз «Куллинан», который еще называют «Звездой Африки», был найден в 1905 году. Вес данной находки составил 3106,75 карата.

В 2001 году в трубке «Мир» была закрыта добыча алмазов открытым способом. Сразу после этого началось строительство подземного рудника коренного месторождения. Он начал работать в 2009 году. На запуск рудника приезжал президент России Владимир Путин.

Карьер «Мир» в Якутии, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

Трубка «Интернациональная» – самая богатая в Якутии на данный момент. Именно она дает львиную долю алмазов. Все камни достаточно хорошего качества. Однако у нее довольно «скромные» размеры – всего 152 на 112 метров.

«Сейчас трубки «Интернациональная» и «Мир» – это уже не карьеры, а шахты», – отмечает заместитель директора Центра сортировки алмазов Алексей Евстратов.

Самая большая трубка, найденная в Якутии, называется «Юбилейная». Она расположена на Алакит-Мархинском поле, ее размер составляет 1280 на 740 метров. В этой трубке есть блоки, сложенные остаточными породами, в которые внедрен кимберлитовый материал.

Макет кимберлитовой трубки, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

Трубка «Удачная» – это коренное месторождение алмазов, которое состоит из сдвоенных тел. Размеры обломков кимберлитовых пород колеблются от микроскопических до 1-1,5 метров в диаметре. Данное месторождение эксплуатируется в настоящее время.

Считается, что на юге Якутии находятся богатые тела, содержащие алмазы. А вот на севере расположены «бедные», но зато там достаточно крупные россыпные месторождения.

«Открытый способ добычи – карьерами. Затем идут обычные шахты и рассечки. И разрабатываются кимберлиты. Алмазы в россыпях имеют иной внешний вид, или габитус, чем в кимберлитах», – подчеркивает ведущий геолог НИИ Виктория Корнилова.

Кстати, узнать о содержании алмазов в той или иной кимберлитовой породе можно путем их дробления. На глаз определить это не представляется возможным. Всего в настоящее время ведется разработка около 10-ти кимберлитовых трубок, однако сейчас их поиски затруднены.

Наследница треста «Якуталмаз»

Акционерная компания «АЛРОСА», которая дает около 99% всех алмазов России, является правоприемницей треста «Якуталмаз». В 1992 году он был переименован в АК «Алмазы России – Саха». Но затем сделали сокращение до АК «АЛРОСА». И с тех пор название компании не изменялось.

Добыча алмазов, Инфографика. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

В настоящее время в АК «АЛРОСА» есть четыре горно-обогатительных комбината. Это Айхальский, Удачнинский, Нюрбинский и Мирнинский ГОКи. Со всех комбинатов алмазы поступают в Центр сортировки алмазов (ЦСА), который был создан в 1990 году. Там они проходят первоначальную обработку, взвешивание и оценку. И уже оттуда сырье отправляют на гранильные заводы в Москву и Якутию.

Центр сортировки алмазов представляет собой сложный, но в то же время сбалансированный механизм, который включает в себя различные участки производства. Именно здесь хранится обширная коллекция алмазов, связанных с историей геолого-поисковых работ на территории Якутии. Кроме того, в ЦСА представлены аналоги крупнейших алмазов мира. Центр сортировки алмазов предоставляет экспертные данные об алмазах, добытых со всех месторождений, а также анализирует и показывает динамику изменений позиций качества, цвета и средней цены.

Обогащение и сортировка

Фабрика №8, которая принадлежит АК «АЛРОСА», обрабатывает руду с двух месторождений. Это трубки «Айхал» и «Комсомольская». Последняя является богатейшей по цене алмазов, но при этом небольшой по объему. В соседнем районе есть Нюрбинский блок, он самый молодой. Там лучшее оборудование, новая фабрика, себестоимость добычи алмазов не такая уж большая, если сравнивать с другими. На севере есть россыпные месторождения алмазов на стыке Анабарского и Оленекского районов, на одном из притоков реки Лена.

Центр сортировки алмазов, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

Свою работу сейчас также продолжает Удачнинская фабрика №12, где установлена мельница самоизмельчения. По сравнению с обычными мельницами на рудных обогатительных фабриках, ее конфигурация немного другая. В частности, длина условной мочки мельницы намного меньше диаметра. Кроме того, существуют бесшаровые мельницы самоизмельчения, но в них нет мельничных тел. Куски породы ударяются между собой, поэтому алмаз получается намного прочнее, выдерживает удары.

После рудоподготовки алмазы проходят обогатительный цикл. Алмазы извлекаются на единых люминесцентных аппаратах. Алмаз вспыхивает на 0,008 секунды после облучения рентгеновскими лучами. Это засекается датчиками, часть породы отсекается. Более мелкие алмазы могут извлекаться на гравитационных аппаратах. Адамас в 3,5 раза тяжелее воды, и именно это позволяет отделять его от породы. Помимо этого, мелкие алмазы получают благодаря их свойству прилипать к жирам. Прежде всего, данный процесс можно наблюдать в переносных сепараторах или ленточных аппаратах, на которые нанесен слой технологической мази.

«В этом случае прилипают алмазы, а при повороте барабана все остальные минералы слетают в пласты. После измельчения самые мелкие алмазы поступают на слой пены во флотационных машинах. Они остаются на поверхности воды, а минералы проваливаются и через другой бункер разгружаются. После прохождения обогатительного цикла все алмазы, добываемые компанией, а это более 36-ти млн карат в год, поступают в Центр сортировки алмазов», – говорит заместитель директора ЦСА Алексей Евстратов.

Заместитель директора ЦСА Алексей Евстратов, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

Всего существует 16 размерно-весовых групп алмазов. Крупные адамасы разделяют на весовых автоматах. При этом вес каждого камня определяется в доли секунды. Мелкие алмазы разделяют на виброгрохотах. При этом будут брать пробу – в каждой по 3,5 тысячи камней. Эксперты по всем группам выделяют алмазы по 10-ти позициям формы и цвета, а также пяти пунктам качества. В основном это желто-коричневая гамма камней. В итоге получается более восьми тысяч позиций алмазного прейскуранта. Большинство пунктов эксперты держат у себя в голове. Кроме того, у эксперта должна быть хорошая зрительная память.

В природе, помимо молочно-белых алмазов, можно найти желтые адамасы в непрозрачной оболочке. Обычно ее сдирают, поскольку там могут оказаться камни с большим включением. Кроме того, бывают алмазы «редких» цветов – голубые, черные и другие. Их цена гораздо выше. Алмазы более 50-ти карат встречаются редко, тем более если они имеют хорошее качество. Зачастую такие камни называют в честь какого-либо политического деятеля или события. Так, алмаз, стоимость которого составляет почти 2 млн долларов США, был назван в честь юбилея города Вилюйска.

Лучшие алмазы привозят с Мирнинского блока. Там большое количество правильных октаэдров, то есть камней, которые имеют восемь треугольных граней. Цвет здесь наилучший. Алмазы Айхальского блока представлены несколькими разными месторождениями. В целом цена у них ниже, чем у Мирнинских. Нюрбинские алмазы, среди которых много желтых, дешевые, себестоимость их добычи низкая, но тем не менее они вносят свой вклад в общую копилку компании.

Месторождения алмазов, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

В самом начале огранки камней идет распиловка. Обычно ее делают медными дисками с алмазным порошком. Ведь всем известно, что алмаз можно обрабатывать только алмазами. Следующим этапом огранки является так называемая обдирка. Затем идет нанесение граней верха и низа, а также шлифовка и полировка всех 57-ми граней.

Короли огранки алмазов

В 2007 году на рынке Республики Саха (Якутия) появилась компания YDC (Yakutian Diamond Company). Ее специализацией является производство и реализация бриллиантов и изделий из них.

Производственная база компании занимает около 16-ти тысяч кв. метров. Основную массу работников составляют молодые ребята, приехавшие из разных деревень. Они работают либо ювелирами, либо огранщиками.

Огранка алмазов, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

«Мы размещать их у себя и еще даем специальность, переучиваем на огранщиков или модельеров, которые затем могут хорошо зарекомендовать себя», – говорит генеральный директор компании YDC Александр Максимов.

Процесс огранки начинается в технологическом цехе. Именно здесь производится обрезка алмазов и контролируется качество работы. Если камень неправильно огранен, то он дальше не проходит.

«Работа очень интересная, но я не хотел бы говорить, что она легкая. Данная деятельность своеобразная с точки зрения профессионализма и взаимоотношений», – добавляет гендиректор.

Гендиректор YDC, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

В основном производственном цехе установлены 32 ограночных станка, а также расположен так называемый аквариум. Это комната, в которую поступают алмазы. Затем драгоценные камни отправляют на сканирование, с помощью специальной программы делается 3D-рисунок и выбирается форма огранки – круглая, «груша», «маркиз» и другие. После этого сырье проверяют на трещинки, далее на камень наносится линия разметки.

Нанесение разметки, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

«В этой комнате через руки одного работника каждый день проходит порядка 200 алмазов. По всем камням необходимо провести несколько операций. Если они проходят первый контроль, то отправляются на второй – в отдел оценки. Там высококвалифицированные специалисты определяют качество алмазов. Если есть какой-то дефект, то делается второй возврат – на доработку», – отмечает главный технолог гранильного завода YDC Игнатий Чомчоев.

На производстве освещение люминесцентное, то есть алмазы смотрят в белом спектре. Помимо станков, на предприятии установлены автоматические аппараты. Они практически не «отдыхают», работают все время. На них задаются необходимые параметры, по которым затем делают огранку. При этом 16 подобных головок могут вполне заменить один цех. Здесь нет толкотни, каждый робот выполняет свою работу. Стоимость одной головки составляет 28 тысяч долларов США.

Автоматическая головка, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

После обработки камни отправляют в отдел реализации. Здесь специалисты распределяют их по 8-ми тысячам размерно-весовых групп. От этого будет зависеть стоимость бриллиантов.

На втором этаже компании расположена арт-дирекция, где придумывают новые коллекции ювелирных изделий. Дизайнеры делают как серийные мастер-модели для массового производства, так и эксклюзивные вещи.

«Сначала эскизы рисуем, затем собирается художественный совет, на котором обсуждаем и выбираем модели. Например, одни выпускаем в массовое производство, указываем, с какими драгоценными камнями они будут. После обсуждения делим, что мы можем сделать вручную, а что – с помощью 3D-дизайнера», – отмечает арт-директор компании YDC Анна Винокурова.

Арт-директор компании YDC Анна Винокурова, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

При разработке трехмерного изображения будущего ювелирного изделия сразу же рассчитывается вес, количество и размер камней. Затем сохраняется файл на флешку и переносится на другой компьютер, рядом с которым стоит аппарат для полимерного выращивания. В результате получается восковая копия ювелирного изделия. Затем уже в специальной машине его отливают в золоте или других драгоценных металлах.

Особенность литьевой состоит в том, что она отливает форму в газовой среде, чтобы не было пористости металла. Точность исполнения до микрон. Сюда загружают металл, устанавливают форму, восковые фигуры, заливают их гипсом. Температура в литьевой машине достигает 1080°C. Воск растапливается, и туда заливается золото. После этого изделия отправляют в полировочный цех.

«Осторожно нужно идти, потому что в воздухе летает золото. Дышите – не дышите, называется. Из таких мелких деталей создаются изделия. Это кропотливая работа, очень напряженная и творческая», – подчеркивает Александр Максимов.

Украшения-трансформеры являются «фишкой» компании YDC. Расскажем об одном из таких ювелирных изделий – кольце «Галантус», которое напоминает подснежник. Цветок открывается и закрывается. Центральный бриллиант весом 2,72 карата окружен россыпью мелких бриллиантов, внешняя сторона лепестков украшена сапфирами, а стебель подснежника – изумрудами. Мастером-ювелиром «Галантуса» выступил Андрей Прибылых.

Украшения, Фото с места события собственное. Автор фото: Владислав Костин, РИА IrkutskMedia

Кстати, на предприятии есть производственный музей алмазного дела. «Ювелирная» история Якутии насчитывает более 100 лет. Якуты были отменными ремесленниками, кузнецами, умели работать с металлом, знали, как с ним обращаться. В начале 20 века в Якутии стали добывать золото. Свое развитие золотодобыча получила в 80-е годы прошлого столетия.

Еще до распада Советского Союза – в 1991 году – в новое русло было направлено алмазное дело в Якутии. Тогда была открыта компания «Туймаада Даймонд». Под руководством ее первого генерального директора Георгия Яковлева в 1992 году построили первый гранильный завод. Именно на нем был огранен первый якутский бриллиант. Это событие произошло 23 октября 1992 года. Вес камня составил 25 карат.

Когда-то в Якутии было 16 гранильных заводов. Из них сегодня осталось только шесть. Седьмой завод иностранный, он принадлежит индийской компании KGK Diamonds. В какой-то период количество заводов доходило до 30-ти. Однако они укрупнились и стали заметными игроками российского рынка.

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

«Восточное кольцо России» станет «локомотивом» развития туризма на Дальнем Востоке

«Бриллиантовый бал» прошел в Якутске

Кимберлитовые трубки — хранители алмазов

Алмаз — это один из самых красивых и ценных минералов на нашей планете. Наряду с этими достоинствами, он обладает самой высокой твердостью по сравнению с другими минералами и самой высокой теплопроводностью среди твердых тел. Этот изысканный камень представляет собой особую форму углерода и по своему химическому составу ничем не отличается от обыкновенного графита. Иногда алмаз имеет розовый, зеленый, голубой или желтый оттенок. По разным оценкам от 70 до 90% добываемых в мире алмазов используется для изготовления ювелирных украшений. Другая область применения этих минералов далека от мира роскоши и блеска. Благодаря уникальной твердости алмазы применяют для изготовления буровых колонок и резцов. Ну и конечно, их используют в оптике и в сфере микроэлектроники.

Тысячелетиями люди добывали алмазы из россыпных месторождений в Индии, Индонезии, Бразилии и в других странах. Но все изменилось с открытием кимберлитовых трубок в конце XIX века. На сегодняшний день подавляющее большинство мировых запасов алмазов (до 90%) находится именно в кимберлитовых трубках. Остальные 10% приходятся на долю россыпных месторождений.

Что же это за чудесные трубки? Образовались они в результате извержения вулкана миллионы лет назад. Это своего рода столб или воронка, которая возникла при взрывном проникновении газов и расплавленной магмы сквозь земную кору. Эта воронка расширяется к поверхности и имеет диаметр до 1,5 километров. Область, насыщенная алмазами, постепенно сужается и на глубине 600 — 1000 м уже имеет небольшой диаметр. Содержимое кимберлитовой трубки — это раствор магмы, который был выброшен при извержении древнего вулкана. В этом растворе и содержатся алмазы. На сегодняшний день в мире насчитывается около 12 000 кимберлитовых трубок, но только в половине из них были найдены алмазы. И даже если в кимберлитовой трубке были обнаружены алмазы, то для разработки такого месторождения необходимо их высокое содержание. По подсчетам специалистов, на планете не более 100 кимберлитовых трубок, которые экономически выгодно разрабатывать при современном уровне развития технологий. Это и делает алмаз столь ценным камнем. Наиболее перспективными считаются трубки от 500 метров в диаметре и более. Сосредоточены они главным образом в России, ЮАР, Ботсване, Анголе, Канаде, Намибии, Конго и Австралии.

Крупнейшая кимберлитовая трубка в мире, на которой сегодня ведутся работы по добыче алмазов, расположена в Якутии и носит название «Удачная». Если говорить точнее, то это не одна трубка, а две близко расположенные кимберлитовые трубки.

На рисунке: схема кимберлитовой трубки «Удачная» в Якутии

Изначально там велись работы по добыче алмазов из верхних частей кимберлитовой трубки, до глубины 400 м. Добыча велась открытым способом, путем разработки карьера. Диаметр карьера на поверхности составляет около 1400 метров. А в 2014 году был введен в эксплуатацию подземный рудник, который добывает алмазы на глубине до 1400 м. На этом месторождении был найден алмаз «Александр Пушкин», второй по величине в России, вес которого составляет 320 карат.

На фото: разработка кимберлитовой трубки «Удачная» в Якутии

Сегодня геологи из разных стран продолжают искать драгоценные алмазы, в том числе и не связанные с кимберлитовыми трубками. Но пока именно эти удивительные дары вулканических извержений прошлого продолжают составлять основу мировой добычи алмазов.

66 лет назад открыто первое в стране месторождение алмазов — кимберлитовая трубка «Зарница»

21 августа 1954 года на территории СССР впервые была найдена кимберлитовая трубка, впоследствии получившая название «Зарница». Алмазное месторождение было обнаружено на территории Якутии, в Далдыно-Алакитском районе.

Открытие было сделано геологом Ларисой Попугаевой, которой на тот момент было 30 лет, и ее коллегой Федором Беликовым. Они были членами экспедиции Наталии Сарсадских — советского геолога и автора методики поиска кимберлитовых трубок по пиропам. Сама Наталия Николаевна не смогла принять непосредственное участие в экспедиции и отправила на поиски свою помощницу Ларису Попугаеву, которая и стала первооткрывателем первого в СССР коренного месторождения алмазов. В результате этого открытия и последовавших за этим событий дружба двух женщин была разорвана.

«Всем, всем, всем начальникам поисковых групп и отрядов! Ленинградский геолог Лариса Попугаева открыла первую в Советском Союзе кимберлитовую трубку! Ищите по пиропам! Ищите по пиропам!» – радиограмму такого содержания послала центральная база поисковых экспедиций по алмазам. Именно россыпь пиропов, то есть гранатов, обнаруженная под слоем дёрна, указала Ларисе Анатольевне Попугаевой местонахождение трубки «Зарница». 

Свой почетный диплом и знак «Первооткрыватель месторождения» геолог получила только в 1970-м году. За открытие «Зарницы» она также была отмечена орденом Ленина.

Для Ларисы Попугаевой работа в суровых таёжных условиях, среди мужчин, была непростым испытанием. Однажды она  написала стихи о своей необычной профессии:

Л.А. Попугаева, 1951 год.

Я живу в палатке, как мужчина,
Мужские надеваю сапоги.
На них комками налипает глина,
От них в воде расходятся круги.
Я тихий камень трогаю руками,
Когда тайга под ливнями гудит.
И говорят геологи, что камень,
Такой же камень у меня в груди.
Как на ветру сосна, я в напряженье.
Мне нелегко мужчинам быть под стать.
Как хочется хотя бы на мгновенье
К тебе припасть и снова слабой стать.

Открытие кимберлитовой трубки стало одним из важнейших событий для нашей страны. И не только благодаря алмазам. Трубка расположена в поле развития ордовикских отложений на плоской задернованной поверхности водораздела двух небольших ручьёв, впадающих в реку Далдын. Благодаря работам в «Зарнице» пополнилась коллекция палеофауны ордовикского периода: обнаружены трилобиты, брахиоподы, кораллы и другие окаменелости. 

В 2016 году в «Зарнице» был добыт алмаз с размерами 3,8х3,7х1,8 см, весом 207,3 карата. Он получил название «Дети Азии». Сегодня «Зарница» — одно из крупнейших кимберлитовых тел в России.

Фото: РИА Новости. Материал подготовлен на основе информации из открытых источников.

новая кимберлитовая трубка даст 93 миллиона каратов алмазов

К этому волнующему моменту горняки «Алроса» шли долгие десять лет. В Якутии началась добыча алмазов из новой кимберлитовой трубки. Ее назвали «Ботуобинской» в честь протекающей неподалеку речки. На подготовку карьера ушло два года. Месторождение драгоценного минерала было надежно спрятано в толще мерзлой земли. За два года алмазодобытчики вывезли отсюда 11,5 миллионов кубометров горной массы. В результате получился такой карьер диаметром 800 метров и глубиной 90.

«Ботуобинская» обеспечит стабильность российскому алмазному бизнесу. На время реконструкции соседней «Нюрбинской» трубки, она компенсирует потери сырья. В перспективе компания получит надежный резерв мощности. «Для сохранения объемов добычи, для стабильных показателей была вовлечена трубка «Ботуобинская». В дальнейшем, после окончания реконструкции карьера «Нюрбинского» и введения его в строй соответственно, обе трубки начнут выдавать руду», — надеется Игорь Соболев, первый вице-президент АК «АЛРОСА».

В кузове каждого стотонного самосвала около стакана алмазов. Такое содержание считается высоким. Из руды минерал извлекают на горно-обогатительной фабрике. Она находится здесь же — в трех километрах от месторождения. «Здесь имеем товар низкого качества, но не весь, конечно. И так же товар ювелирного качества. Что, в общем то, отношение одного к другому делает общую стоимость за карат», — поясняет Сергей Ан, ведущий эксперт по оценке алмазов.

Каждому алмазу находят свое место. В центре сортировки минералы взвешивают, проверяют на наличие дефектов. Новые «ботуобинские» оказались высокого качества. «Форма у них очень хорошая, много октаэдров. Формы плоскогранные, то есть это классические алмазы, такие, как мы их себе представляем», — доволен Олег Попов, директор центра сортировки алмазов.

Заряды тротила – самый дешевый и быстрый способ проникнуть в толщу вечной мерзлоты. Только в этом году отсюда вывезут 230 тысяч тонн руды, из которой добудут около миллиона карат алмазов. В перспективе цифры удвоятся.

«Перспективы всегда хорошие, когда молодое предприятие. Это всегда развитие, новые рабочие места, это уверенность в будущем. Мы, согласно нашего стратегического плана развития, будем работать здесь до 2039 года. Запасы нам это позволяют, расчеты подтверждены», уверен Игорь Уваров, директор Нюрбинского горно-обогатительного комбината.

Запасы месторождения составляют более 93 миллионов карат. За годы эксплуатации карьер углубится на 570 метров, как всемирно известная трубка «Мир». «Ботуобинская» станет очередным творением человека, которое видно из космоса.

Кимберлитовая трубка «Большая дыра» в Кимберли — подробная информация с фото

Кимберлитовая трубка «Большая дыра» (Big Hole)

Кимберлитовая трубка «Большая дыра» — самый известный алмазный рудник Южной Африки, находится в 30 км к востоку от Претории, в городке Кимберли. Официально этот рудник называется «Премьер» (Premier Diamond Mine). Помимо своего интересного вида известен также драгоценными камнями, которые были в нем добыты.

Общая информация

В январе 1905 г. здесь был найден крупнейший из известных алмазов, названный в честь тогдашнего владельца копи «Куллинаном» (3106 карат). Из камня величиной с кулак получилось 9 бриллиантов чистой воды — самый большой украшает корону Британской империи. Изучая «Куллинан», знатоки пришли к выводу, что это обломок исполинского кристалла, большая часть которого осталась в материнской породе. В 1985 г. из недр Кимберлитовая трубки извлекли алмаз в 755 карат — после огранки он стал крупнейшим в мире бриллиантом и был преподнесен королю Таиланда по случаю 50-летия коронации (отсюда название «Золотой Юбилей»). Уже в 1986 г. последовала находка камня весом 273 карата, названного «Столетием» в честь юбилея компании «Де Бирс». В 2007 г. Кимберлитовая трубка «Большая дыра» выдала алмаз размером с шарик для гольфа (101 карат), а в 2009 г. — камушек в 507 карат. А мегакристалл, от которого откололся «Кулиннан», так до сих пор и не найден…

Кимберлитовая трубка принадлежит компании Petra Diamonds и открыта для туристов. Экскурсии проводит бюро Premier Diamond Tours (1 Bank St., Cullman Town, + 27-012-7340081; www.diamondtourscullinan.co.za).

Гид прокручивает 15-минутный фильм об истории месторождения, а потом показывает оборудование и гигантскую яму, оставшуюся от разработок открытым способом (сборные группы пн — пт 10.30 и 14,00, сб — вс 10.30 и 12.00, 70 р./чел.). В наши дни алмазы копают в штольнях на глубине 500 м (спуск 440 р./чел.). Тур из Йоханнесбурга обойдется примерно в 800 р., включая экскурсию.

Алмазный путь длиною в 3 миллиарда лет

: 17 Сен 2007 , Алмазный путь длиною в три миллиарда лет , том 16, №4

Алмаз – один из самых загадочных минералов на Земле. В течение многих веков он привлекает внимание как самый дорогой, самый романтичный и самый желанный драгоценный камень. Если верить старинным преданиям и легендам, то алмазы, подобно людям, живут своей жизнью, а их зарождение и история долгое время оставались загадкой. Лишь на рубеже XX—XXI вв. были разработаны реальные аналитические методы, позволившие изучить состав, структуру и возраст самих алмазов и содержащихся в них микроминеральных включений.

Как зарождаются алмазы в верхней мантии Земли, какие этапы эволюции они проходят, оказавшись в верхних горизонтах земной коры, и, в конце концов, как их искать? На эти вопросы отвечает директор Института геологии и минералогии Сибирского отделения РАН член-корреспондент РАН Н.П. Похиленко, сыгравший ключевую роль в открытии уникального месторождения алмазов на озере Снэп Лейк (Канада)

Если Вы хотите найти месторождение алмазов, то начать стоит с геологической карты, на которой показаны типы и возраст горных пород, особенности геологической эволюции региона. Наиболее привлекательны с точки зрения поиска алмазов участки самой древней земной коры, которые содержат магматические породы типа базальтов. На подобных территориях стоит искать так называемые трубки взрыва; в слагающие их породы обычно входят магнитные минералы, и поэтому, используя аэромагнитную съемку, участки размещения трубок можно «увидеть» как зоны с магнитными аномалиями. Древние платформы, в пределах которых стабилизация земной коры произошла в архейский период, известны на териториях практически всех континентов: в Сибири и в Африке, в Северной и в Южной Америке, в Австралии и в Китае, а также в Северной Европе и в Индии.

Для того чтобы искать алмазы, надо хорошо себе представлять, во-первых, как их кристаллы растут в глубинах Земли, а во-вторых, как они выносятся на земную поверхность.

Практически все коренные месторождения алмазов связаны с трубками взрыва, сформированными кимберлитовыми брекчиями*, поэтому они и называются «кимберлитовыми трубками». Кимберлиты относятся к породам мантийного происхождения и образуются на огромных глубинах в результате сложного процесса частичного плавления пород, слагающих различные уровни мантии Земли. Значительная часть кимберлитовых расплавов формируется на уровнях ниже границы перехода графит-алмаз. Для начала кристаллизации алмаза в природных условиях требуются давления порядка 40 тыс. атм., что отвечает глубинам около 140 км. С учетом достаточно низких величин тепловых потоков для литосферы древних платформ (40 мВт/(м² • сек), а иногда даже ниже) температура на таких глубинах составляет порядка 900 °С.

Кроме давления и температуры, для образования алмаза системе свободного углерода (ведь алмаз — это кристаллизованный углерод) требуется и наличие кислорода в небольших количествах, иначе углерод будет окисляться и переходить в СО (закись углерода) или даже в СО₂ (окись углерода).

Растущий кристалл алмаза захватывает фрагменты окружающей его среды. Это могут быть кристаллические включения минералов, включения расплавов или флюидов. В кристаллическую решетку алмаза может встраиваться азот (который затем может быть обнаружен в алмазе в качестве примеси). Сначала алмаз захватывает азот в виде отдельных атомарных центров, называемых «С-центрами». Потом в результате диффузии два атома азота приближаются друг к другу и соединяются, образуя пару, которая называется «А-центром». Затем А-центры объединяются и образуют плоскости из атомов азота, которые уже называются «В-центрами». Если в кристалле преобладают С-центры и азота достаточно много, то алмаз становится желтым. При переходе С-центров азота в более сложные А- и В-центры алмаз становится бесцветным.

В процессе выращивания кристалл искусственного алмаза также может захватывать фрагменты среды, из которой его выращивают, например из железо-никелевого сплава, если речь идет о железо-никелевом расплаве. Металлические включения попадают в объем кристалла, и по мере их увеличения качество алмаза ухудшается. Однако, если отжигать этот алмаз при высоких Р—Т-параметрах, он стремится освободиться от включений и выталкивает их.

Абсолютное большинство алмазов образовалось на ранних стадиях геологиче­ской истории нашей планеты, около 3 млрд лет назад. Однако кимберлитовые трубки, из которых добывают эти кристаллы, обычно гораздо моложе. В Южной Африке их возраст определен в пределах от 2,4 млрд лет до 30 млн лет; в Бразилии – от 1,7 млрд лет до 180 млн лет; в Канаде – 560—52 млн лет, в Якутии – 450—140 млн лет. Обычно в одной алмазоносной провинции присутствуют кимберлитовые трубки разного возраста (так, в Южной Африке выявлено 14 эпизодов кимберлитового магматизма)

Судьбы алмазов складываются по-разному, поскольку условия их формирования тоже различны.

Рассмотрим ситуацию, когда имеется «зародыш» алмаза и на него нарастает кристалл алмаза (то есть кристаллизуется углерод). В процессе роста кристалла внешние причины приводят к тому, что он разбивается. На разбитый кристалл опять нарастают новые слои алмаза, и кристалл опять стремится принять классическую для алмаза форму октаэдра.

В ряде месторождений довольно часто встречаются высококачественные кристаллы алмаза, на которые сверху нарастает оболочка, содержащая много азота в атомарной форме. Она выглядит грязной и тем самым резко снижает качество и, соответственно, стоимость такого алмаза. Однако эту пленку легко можно снять при огранке.

Чтобы алмаз заиграл в бриллианте, не достаточно только очень аккуратно его огранить. Вещество самого алмаза должно быть изотропно, то есть однородно по физическим свойствам, и позволять лучу света идти, не отклоняясь из-за оптических дефектов кристалла.

Ценность бриллианта зависит от его чистоты, цвета, размера и огранки. Чистым считается бриллиант, в котором при десятикратном увеличении не заметны никакие включения.

На сегодняшний день промышленные месторождения алмазов обнаружены практически на всех континентах, где известны древние платформы (исключая разве что Антарктиду, которая исследована очень слабо). Алмазные россыпи Индии, копи Африки и Австралии известны еще с позапрошлого века, позже были открыты месторождения в Азии (Якутская алмазоносная провинция), в Европе (Архангельская провинция), в Северной и Южной Америке (Канада, Бразилия, Венесуэла). Таким образом, есть все основания утверждать, что слой пород, обогащенных алмазами, существует (или существовал на определенных этапах геологической истории) под всеми древними платформами, а следовательно, алмазов на Земле не так уж мало

Для алмазов, которым при рождении «не повезло», разработан ряд методов, позволяющих улучшить качество бриллианта, получаемого из алмаза. Так, если в алмазе есть трещина, то применяется метод заполнения: трещина заполняется другим материалом (правда, со временем его свойства могут измениться). Если в алмазе имеются темные включения, то лазерным лучом высверливается канал и по нему на пятно направляется вещество, которое удаляет или изменяет это включение. Такие камни называются «облагороженными».

Как алмазы поднимаются к поверхности Земли

Допустим, что на глубине 150—200 км в литосфере (верхней части «твердой» Земли) в архейский период сформировался 50-километровый слой алмазоносных пород. А спустя примерно 2 млрд лет у границы земного ядра и нижней мантии образовался плюм (сверхглубинная магма, которая поднимается до подошвы (нижней границы) литосферы). Расплавы, из которых состоит плюм, поднимаются по спирали вертикально к поверхности Земли и даже могут на нее выйти. Плюм, достигший подошвы холодной стабильной литосферы, вызывает частичное плавление вещества в ее нижних уровнях и, как правило, приносит с собой больше кислорода, чем хотелось бы «охотникам за алмазами». Кимберлитовые расплавы образуются при крайне низких степенях частичного плавления (1,5—3,0 объем. %) истощенных ультраосновных пород литосферной мантии, которые незадолго до плавления были в различной степени обогащены легкоплавкими компонентами. Эти расплавы имеют низкую вязкость, образуют тонкую пленку межзернового пространства, могут просачиваться и формировать сравнительно небольшие очаги кимберлитовой магмы. В период тектонической активизации определенные глубинные разломы кимберлитогенерирующих зон древних платформ, соединяющие такие очаги с земной поверхностью, служат каналами для исключительно быстрого подъема (первые часы) кимберлитовых расплавов на земную поверхность.

Слой пород, обогащенных алмазами, находится на глубине более 150 км. В то же время образование магматических расплавов под континентами в большинстве случаев происходит на меньших глубинах (100 км и менее). Исключение составляют магмы, связанные с мантийными плюмами и суперплюмами, которые поднимаются с огромных глубин, зарождаясь на границе ядра и мантии. Именно с этими явлениям связаны наиболее масштабные вспышки магматизма в истории Земли. Прежде всего, это формирование трапповых провинций – гигантских лавовых плато, – где в течение 1—2 млн лет на земную поверхность изливались миллионы кубометров мантийных лав (чтобы понять масштабы этого явления, скажем лишь, что общий объем всех зданий и сооружений, созданных человечеством за всю историю его существования, не достигает 100 (!) м³)

Большинство (95 %) алмазных месторождений связано с кимберлитовыми расплавами, которые поднимаются по трещинам и «по пути» дробят алмазоносные породы, вынося из мантийных глубин алмазы и обломки пород древней литосферной мантии.

Можно сказать, что кимберлитовые трубки – это древние вулканы, которые играют роль транспортеров, выносящих мантийные породы и минералы, в том числе алмазы, на земную поверхность. Вспомните, как вода несет различные обломки, мелкие чешуйки золота, которые вымываются из берегов. В рассматриваемой нами ситуации «ручей» течет не по поверхности, а из земных глубин субвертикально к поверхности Земли. Это магма, которая стремительно поднимается под большим давлением. Вязкость кимберлитового расплава сравнима с вязкостью масла, которое заливается в двигатель автомобиля. И скорость ее подъема вверх под давлением также сравнима со скоростью движения автомобиля (примерно 60—70 км/ч). За два-три часа она проходит всю дистанцию от места образования расплава до земной поверхности. В этом случае алмаз не успевает графитизироваться.

Если расплав будет двигаться медленно, с остановками на мантийных глубинах, но уже в области термодинамической стабильности графита (т. е. на глубинах менее 140 км), то алмаз сможет перестроить свою кристаллическую решетку и превратится в графит, а в случае сравнительно высокого потенциала кислорода в расплаве – попросту сгорит.

На глубине 4—5 км от поверхности земли кимберлитовая магма, содержащая много летучих компонентов (СО₂ и Н₂О), начинает вскипать. Для примера обратимся к принципу работы скороварки. В ней большое давление, и поэтому температура, при которой в закрытой скороварке кипит вода, может быть не 100 °С, а 120—140 °С, и даже выше. Однако, если открыть крышку, то пар резко уйдет (это будет похоже на взрыв) и температура очень быстро упадет до 100 °С (это температура кипения воды при 1 атм.).

При вскипании кимберлитовой магмы (и не только кимберлитовой) тоже происходит взрыв и образуются трубки взрыва, которые моментально заполняются магмой; температура при этом очень быстро падает. На Севере в брекчиях жерловых частей кимберлитовых трубок можно обнаружить обломки мезозойской древесины, которая не сгорела, потому что температура понизилась очень быстро; этой мезозойской древесиной можно топить костер.

Итак, если быстро поднимающийся поток кимберлитовой магмы пересечет слой алмазоносных пород, то образуется алмазоносная трубка.

Если же поток магмы пересечет сравнительно малоглубинные уровни мантии, где давления отвечают области стабильности графита, то сформируется трубка, вообще не содержащая алмазов.

Для того чтобы понять, как находят алмазы, необходимо «снаружи» посмотреть на процесс выноса алмазов на поверхность. По каким признакам геологи, выбравшие потенциально алмазоносный район, определяют, что поиски стоит продолжать? Как именно осуществляется поиск алмазов ?

После того как карта показала предположительно перспективную площадь и аэромагнитная съемка выявила структуры с магнитными аномалиями, начинается этап более детальных поисков. Геологи проводят шлиховое опробование русловых отложений речной системы, если таковая имеется. Для поисковых районов севера Канады чаще опробованию подвергаются ледниковые отложения. На этом этапе важно обнаружить в пробах индикаторные минералы кимберлитов: пиропы, пикроильмениты, хромиты, хромдиопсиды и, если сильно повезет, алмазы. Присутствие этих минералов в пробах является прямым свидетельством наличия в регионе кимберлитов и, если в пробах есть алмазы, – алмазоносных кимберлитов. Для поиска индикаторных минералов в Сибири традиционно используется лоток. Если на дне лотка геологи увидят индикаторные минералы, а возможно, и кристаллики алмазов, значит, начальная стадия работы увенчалась успехом. После этого начинается этап уже более детальных, трудоемких и на порядок более дорогостоящих поисков с использованием комплекса геофизических методов, включающих проведение как воздушных, так и наземных съемок, заверку полученных геофизических аномалий плотным шлиховым опробованием с последующим разбуриванием наиболее перспективных из них.

Предположим, что кимберлит найден. Цель следующего этапа поисков – очертить контуры трубки. Для этого потребуется пройти еще несколько шурфов либо пробурить по телу трубки несколько скважин и сопоставить полученные данные с конфигурацией геофизических аномалий. Затем надо ответить на главный вопрос: является ли обнаруженная трубка алмазоносной? Этот вопрос далеко не праздный, если учесть, что почти из тысячи кимберлитовых трубок Якутской алмазоносной провинции менее пятидесяти имеют повышенную алмазоносность и лишь пятнадцать из них – промышленные содержания алмазов.

В конце 60-х — начале 70-х гг. XX в. выдающийся российский минералог (ныне академик РАН) Николай Владимирович Соболев, проведя сравнительный анализ результатов выполненного им исследования состава кристаллических включений в природных алмазах, впервые в мировой практике разработал минералогические критерии алмазоносности кимберлитов. На основе этих критериев возглавляемый им коллектив сибирских геологов создал комплекс принципиально новых минералогических методов, которые на ранних стадиях поисковых работ позволяют оценивать потенциальную алмазоносность еще не обнаруженных кимберлитов по особенностям состава индикаторных минералов, в первую очередь пиропов и хромитов.

Далеко не всегда можно добыть представительное количество (первые сотни зерен) индикаторных минералов и по их составу оценить потенциальную алмазоносность прогнозируемой трубки, поскольку кимберлиты бывают совершенно разными.

Например, в трубке Мир в 1 т кимберлита содержится около 20 кг индикаторных минералов, в том числе более 5 кг хромсодержащих пиропов. Подобные кимберлитовые трубки дают мощный шлейф, позволяющий обнаружить саму трубку. Двигаясь вдоль реки, геолог может все время видеть «под ногами» пиропы и, «идя по следу», выйти к трубке. В отличие от этой ситуации, в аномальных кимберлитах трубок Накынского поля (Якутия) и дайкового комплекса Снэп Лейк (Канада) содержание индикаторных минералов на 1 т вещества почти в 100 раз меньше (то есть составляет 200—300 г/т), хотя эти кимберлиты отличаются очень высокой алмазоносностью.

При поиске трубки можно столкнуться и с другими проблемами. Трубки, кимберлиты которых содержат повышенное количество магнитных минералов (магнетит, титаномагнетит и др.), фиксируются геофизическими методами, потому что дают магнитную аномалию. Однако существуют кимберлиты, которые содержат очень мало магнитных минералов, и для их обнаружения одной магнитной съемки недостаточно.

Загадка озера Снэп Лейк, или Как искать алмазы

О том, как сибирский геолог и его интернациональная группа открыли на севере Канады крупное алмазное месторождение, уникальное по своим характеристикам. Канадцы назвали это событие

«открытием мирового класса»

Кимберлиты с очень низкими содержаниями как индикаторных, так и магнитных минералов мы обнаружили в Канаде: они слагали там комплекс пологопадающих даек, формирующих месторождение озера Снэп Лейк. Впоследствии было установлено, что на поверхность выходил лишь небольшой фрагмент главной дайки. Геологи компании Де Бирс, а также двух канадских компаний, работавшие ранее на этой территории, пропустили не только признаки этого дайкового комплекса, но и шлейфы от двух классических кимберлитовых трубок, обнаруженных нами в 20 км восточнее месторождения Снэп Лейк еще за три года до его (месторождения) открытия. Более чем трехлетние поисково-оценочные работы наших предшественников на этой территории дали полностью отрицательные результаты, признаков наличия кимберлитов в ее пределах не было установлено, и эта площадь была списана в разряд бесперспективных. У пригласившей нас в конце сезона 1994 г. (в середине августа) компании Winspear Resources Ltd. было шесть других лицензионных участков в центральной части провинции Слейв, на флангах открытого канадским геологом Чаком Фипке в 1991—1992 гг. кимберлитового поля вблизи озера Лак де Гра. Геологи компании считали их перспективными, однако после пары недель работы мы заскучали от весьма блеклых геологических характеристик этих площадей: признаков чего-либо стоящего там не нашли и стали проситься поработать в том самом «безнадежном» районе. Этот район площадью 2,5 тыс. км² расположен в 120 км южнее ранее открытого поля Лак де Гра, и ни полевого лагеря, ни вертолетного горючего там у компании не было. С учетом того, что результаты предыдущих поисковых работ на этой территории были полностью отрицательными, нам стоило больших трудов получить разрешение поработать там, и то всего лишь три дня.

К сведению, для того чтобы относительно надежно опоисковать такую территорию, требуются полевой сезон продолжительностью в три-четыре месяца, поисковая партия с группой геофизиков и бригадой горняков, а также мобильные буровые установки. Всего должны трудиться более сотни человек.

У меня же были два помощника и вертолет, правда, без достаточного запаса горючего. Такие условия работы можно назвать совершенно неестественными. С учетом реальной ситуации, проанализировав (за четыре ночи) очень скудный геологический материал по этой «бросовой» территории (днем надо было продолжать работы на других лицензионных площадях), выбрали три участка (по количеству рабочих дней) площадью 15 км² каждый. Первый день мы потратили впустую, потому что получили приказ руководства компании обследовать участок на территории, где канадские геофизики вдруг увидели перспективную аномалию. Ничего мы там не нашли, но день и часть горючего сожгли.

Полтора часа второго дня потратили, изучая с вертолета ситуацию по трем выбранным участкам: надо было определиться, на которых из них мы будем работать в оставшиеся два дня. Быстро поняли, что самый западный участок нам с нашим лимитом времени и горючего не по зубам. Сели на центральный; через полтора часа стало ясно, что и там ловить особо нечего. Тогда приняли решение потратить остаток времени на последний, третий, участок. Он нам очень понравился своими структурными особенностями: рядом, в 5 км к северу, проходила мощная разломная структура длиной более 600 км, ее пересекал оперяющий разлом, секущий озеро размером около 2 км, и уже этот оперяющий разлом секли три локальных разлома, сходящихся в озере и образующих так называемую разломную звезду. В вертолете находился мой канадский помощник Уолтер Мельник (ныне президент канадской компании Nordic Diamonds Ltd.), которому сказал, что, будь я кимберлитом, непременно бы «внедрился в это место». Внимательно посмотрев на схему движения последнего ледника для всего региона и приняв во внимание показанное на ней направление движения льда для этого конкретного участка, выбрали место посадки и место отбора пробы. В первой же промытой в лотке пробе я увидел пару зерен пикроильменита и роскошное зерно лилового пиропа. Однако с учетом близости центра «разломной звезды» (~1,5 км), в котором я лелеял мечту найти кимберлит, такое количество индикаторных минералов не радовало, хотя сам по себе это был очень важный результат: обнаруженные минералы прямо указывали на наличие кимберлитов в этом регионе, а это означало, что открыт новый кимберлитовый район на севере Канады. Воспаленное от систематического недосыпания сознание плюс опыт работы в Якутии и в Архангельской провинции (26 полевых сезонов) быстро подсказали: что-то не так с движением ледника. При посадке я боковым зрением заметил метрах в трехстах (при такой работе надо замечать все, или почти все, и быстро прокручивать замеченное в «котелке», если хочешь найти что-нибудь стоящее) отполированный ледником выход гранита («гранитный лоб»). Дал команду помощникам и пилоту «ланчевать», а сам понесся к этому «лбу», замерил азимут ледниковых царапин – и точно: реальное направление движения ледника для этого места расходилось с указанным на схеме на 16°. Вернулся. Тут уже было не до ланча – определили на карте новое место для взятия «правильной» пробы: скорректированную проекцию центра разломной «звезды» на место проявления тиллов (ледниковых отложений) – и вместе с помощником вперед! Через полчаса увидел в своем лотке сотни крупных индикаторных минералов: пиропов, пикроильменитов и несколько обломков кимберлита. Дальнейшее уже было делом техники. Через три часа мы знали, что на три четверти трубка находится под озером; сообщили о результатах руководству компании: там – эйфория; сразу нашлись и горючее, и люди, и деньги… Забросили буровое оборудование, задали точку для первой скважины: она через 14 м вошла в кимберлит и прошла по нему более 150 м. Открытие нового кимберлитового района состоялось! Поднялся шум в компании, в прессе, на бирже…

Через две недели мы обнаружили ореол еще одной трубки, целиком находящейся под озером; ее разбурили со льда уже в марте, когда лед был достаточно прочным. Обе трубки оказались алмазоносными, однако содержание алмазов было много ниже промышленного уровня.

В самом конце полевого сезона 1994 г. было решено взять пробы с участка, расположенного западнее найденных трубок. Там субпараллельно главной разломной структуре шел мощный разлом, секущий северную часть довольно крупного озера Снэп Лейк. И опять, как и в предыдущий раз, в районе озера прослеживалась система оперяющих разломов, соединенных с главной разломной структурой. Лабораторными исследованиями в ряде проб, взятых западнее озера, были установлены единичные зерна индикаторных минералов кимберлитов – хромистых пиропов и хромитов.

В сезон 1995 г. в Канаду поехали три российских геолога: в команду были приглашены доктор геолого-минералогических наук, один из ведущих в мире специалистов по минералогическим методам поисков алмазных месторождений Валентин Петрович Афанасьев и моя жена Люся, за плечами которой было восемь полевых сезонов прогнозно-поисковой работы на алмазы на севере Якутии. Предстояло оценить перспективы западной части лицензионной территории, до которой в предыдущем сезоне у нас не дошли руки, а ее площадь составляла более половины всей территории. Полтора месяца мы там плотно работали, проследили на 25 км шлейф от двух открытых в предыдущем сезоне трубок, но признаков наличия новых тел на западе так и не обнаружили. Шлейф предыдущих трубок проходил километров на семь южнее положительных проб, взятых западнее озера Снэп Лейк, значит, открытые ранее трубки не могли быть коренными источниками индикаторных минералов, обнаруженных в районе озера. А если так, то здесь должны быть какие-то другие кимберлиты. Такое заключение послужило основанием для обращения к руководству компании сместить работы до конца сезона в район озера Снэп Лейк. И в течение двух оставшихся недель (очень холодных: 16 августа пошел снег) мы взяли по шести профилям около сотни проб, причем индикаторные минералы увидели прямо в лотках (самой первой отличный пироп в своем лотке увидела Люся).

Мы установили, что ширина ореола к западу от озера Снэп Лейк составляла примерно 3 км, а протяженность не более 1,5 км; далее индикаторные минералы практически отсутствовали. В начале ореола максимальное количество зерен таких минералов не превышало 15—20 знаков, но, тем не менее, я предположил, что здесь находится совершенно уникальный объект: среди обнаруженных минералов были необычно высокохромистые пиропы и хромиты, но полностью отсутствовали пикроильмениты, которые доминировали в ранее открытых нами в регионе трубках. Самым важным было то, что вместе с редкими индикаторными минералами в пробах систематически встречались алмазы: до этого никто в Канаде алмазы в пробах тиллов (ледниковых отложений) не встречал.

Когда меня спросили напрямую, присутствуют ли здесь признаки классической высокоалмазоносной трубки, я ответил «нет», но добавил, что, скорее всего, здесь имеется «нечто нестандартное», и оно может представлять значительный экономический интерес.

К моменту нашего приезда в Канаду в 1996 г. средства, выделенные на разведку территории, практически закончились, а 70 скважин, пробуренных моими зарубежными коллегами-геологами весной на акватории озера, дали близкий к нулевому результат. Мои канадские коллеги, основываясь на данных геофизической съемки, решили, что под озером находится серия кимберлитовых тел, которые можно разбурить. Прилетев в начале марта в Канаду, я резко возражал против массированного бурения, считая, что территория еще не готова к нему, и рекомендовал для заверки лишь три из 136 выделенных для разбуривания аномалий, но меня не послушали: очень уж хотелось быстрых результатов. Кстати, на двух из трех выделенных аномалий скважинами были пересечены две маломощные (20 и 50 см) кимберлитовые дайки, и это были единственные положительные результаты всей программы бурения… Дальше предстоял сезон очень нервной работы: кончались деньги, а кроме того, сложилась очень непростая ситуация в компании, – но, в конце-концов, мы все же нашли этот чертов кимберлит с очень качественными алмазами и хорошим их содержанием, однако сам кимберлит оказался аномальным как по внешнему виду, так и по петролого-геохимиче­ским характеристикам. Необычной была и геометрия рудного тела.

Сначала мы предположили, что обнаружили вертикальную дайку, но затем выяснилось, что она расположена необычно: под наклоном 10—11° – и при средней мощности около 3,5 м ее ширина составляла более 3,5 км.

Благодаря такой геометрии рудного тела прогнозные запасы ценных алмазоносных пород до глубины 1 км в обнаруженном нами месторождении составили 53 млн т, а стоимость содержащихся в них алмазов достигала 18 млрд долл. Месторождений подобного типа до сих пор в мире обнаружено не было.

Теперь стоит обратиться к математике. Представьте себе, что вы купили такое месторождение. При условии, что будет добываться 2 млн т руды в год, и оборудование будет работать 25 лет, на разработку 53 млн т потребуется 26 лет. Все затраты на оборудование, строительство фабрики, аэропорта, а также на энергоснабжение, зарплату занятого на предприятии персонала и на другие сопутствующие расходы надо сопоставить с запасами руды, и тогда они составят всего около 50 долл. на тонну, но при этом тонна руды содержит алмазов на 360 долл. Таким образом, чистая прибыль составит более 300 долл. с каждой тонны. Вы будете платить 17-процентный налог с прибыли правительству Канады, а остальная прибыль будет принадлежать вам.

Согласно прогнозам аналитиков, в 2008 г. по добыче алмазов в мире будет лидировать Ботсвана (Южная Африка), дающая примерно 26 % мировых алмазов (в стоимостном выражении, т. е. не в каратах, а в долларах), на втором месте будет стоять Россия, добывающая около 25 %, на третьем – Канада, которая добудет около 12 % алмазов.

Ситуация с добычей алмазов похожа на ситуацию с добычей нефти и газа: наиболее простые месторождения исследованы и разрабатываются, остальные же не разведаны, так как имеют более сложную геологию.

Раньше поиски алмазов велись в районах с простыми условиями, где в глубоких долинах текут реки (глубина долины может быть 300 м, а ширина – 20 км). На склонах по четким ореолам индикаторных минералов обнаруживали кимберлитовые трубки, которые были вовлечены в процессы современной эрозии. Сейчас ситуация резко усложнились. Поисковые работы на алмазы ведутся в условиях слабо развитых речных систем с узкими и мелкими долинами. Площадь долин временами составляет менее 10 % от общей площади поисковых территорий, а потенциально кимберлитовмещающие древние породы перекрыты слоем более молодых осадочных или, что на порядок хуже, магматических пород, толщина которого достигает десятков и даже сотен метров. Все это требует принципиально новых, более сложных комплексов прогнозно-поисковых методов, адаптированных к поисковым условиям каждой конкретной территории. Со старыми методиками и массированным бурением можно «сжигать» сотни миллионов долларов без каких-либо серьезных успехов.

Подобные поисковые ситуации наблюдаются и в Якутии, и в других регионах Сибирской платформы, и на северо-западе нашей страны, и в Канаде, и в Африке, и в Южной Америке – неоткрытые, надежно запрятанные природой месторождения алмазов ждут своего часа и своих первооткрывателей!

* Брекчия (итал. breccia) — горная порода, состоящая из сцементированных обломков разных пород

Литература

1. Добрецов Н. Л., Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А. Глубинная геодинамика. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. — 409 с.— 2-е изд.

2. Соболев Н. В. О минералогических критериях алмазоносности // Геология и геофизика. 1971. № 3. С. 70—80.

3. Mitchell R. H. Kimberlites: Mineralogy, Geochemistry and Petrology. New York: Plenum Press, 1986. 442 p.

4. Pokhilenko N. P., Sobolev N. V., Reutsky V. N., Hall A. E., Taylor L. A. Crystalline inclusions and C isotope ratios in diamonds from the Snap Lake/King Lake kimberlite dyke system: evidence of ultradeep and enriched lithospheric mantle // Lithos. 2004. V. 77. P. 57—67.

Автор и редакция благодарят к. г.-м. н. Н. Н. Крука (Объединенный ученый совет ННЦ СО РАН) за помощь в подготовке статьи, к. г.-м. н. А. Д. Павлушина (Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, Якутск) за предоставленные иллюстративные материалы

: 17 Сен 2007 , Алмазный путь длиною в три миллиарда лет , том 16, №4

бриллиантов | Мир вулканов | Государственный университет Орегона

Алмазы — это кристаллический углерод и самое твердое из известных веществ.

На этой фотографии показаны алмазы из шахты Аргайл на севере Западной Австралии.

Алмазы выносятся на поверхность из мантии в редком типе магмы, называемом кимберлитом, и извергаются из вулканического источника редкого типа, называемого диатремой или трубкой.Кимберлит — это богатая газом калиевая ультраосновная магматическая порода, которая содержит минералы оливин, флогопит, диопсид, серпентин, кальцит и небольшие количества апатита, магнетита, хромита, граната, алмаза и других минералов верхней мантии. Ксенолиты верхней мантии, обнаруженные в некоторых кимберлитах, дают ключ к разгадке происхождения магмы. Глубина источника кимберлитовых магм оценивается в 200 км, что более чем в два раза превышает глубину источника большинства магм. На глубине 200 км давление в 60 000 раз больше, чем у поверхности, а температура около 1500 ° C.Кимберлитовые магмы богаты углекислым газом и водой, которые быстро и стремительно выносят магму на поверхность. Большинство кимберлитов происходит в виде множественных интрузивных событий. Кимберлит был назван в честь породы, связанной с алмазами в Кимберли, Южная Африка.

Справа: , упрощенное письмо из Хоторна (1975).

Кимберлитовые магмы образуют «трубы» при извержении. Конус туфа находится на поверхности и образован отложениями пульсаций основания. Под поверхностью воронкообразное тело сужается до глубины сотен метров.Трубка (также называемая диатремой) заполнена кимберлитом с алмазами или без них (только 1 из 5 трубок в Кимберли содержит алмазы).

Сколько алмазов нужно, чтобы трубка стала рентабельной? Некоторые южноафриканские рудники содержат 25 каратов алмазов на 100 кубических метров породы или около 2 граммов алмазов на 100 тонн породы. Поскольку алмаз имеет удельный вес 3,5 грамма на кубический сантиметр, 1 кубический сантиметр алмаза весит 16 карат.Представьте себе гигантский 100-тонный грузовик с рудой, полный кимберлита — в этом грузовике только половина кубического сантиметра алмазов! Лишь около 35% этих бриллиантов имеют ювелирное качество.

Бриллианты Macles из трубки Аргайл, Западная Австралия.
Фото любезно предоставлено Grand Boxer.

Использование алмазов

Большинство алмазов используется в сверлах и алмазных инструментах. Небольшое количество используется для резчиков стекла и хирургических инструментов.В качестве драгоценных камней используют только самое лучшее.

Мировая поставка алмазов

Австралия в настоящее время является крупнейшим производителем алмазов в мире. Большинство этих алмазов низкого качества и используются в промышленных целях. Большинство алмазов добывается из алмазной трубки Аргайл на севере Западной Австралии. Трубка в Аргайл сделана из лампроита, а не из кимберлита. В 1993-1994 годах на руднике было добыто 27,8 миллиона каратов (1 карат = 200 мг; 5 карат = 1 грамм) алмазов низкого качества.Из-за высоких темпов добычи на Аргайл добыча полезных ископаемых прекратится в ближайшие несколько лет. На рудниках Кимберли, Южная Африка, с 1870-х годов было произведено в общей сложности более 200 миллионов каратов. Около половины алмазов Южной Африки имеют ювелирное качество.

На пути к новой модели петрогенезиса кимберлитов: свидетельства неизмененных кимберлитов и мантийных минералов

Кимберлиты представляют собой магмы, происходящие из больших глубин мантии, и являются основным источником алмазов.Кимберлиты и их ксенолитовые грузы были чрезвычайно полезны для определения химического состава, режима плавления и эволюции субконтинентальной мантии. Позднедевонская трубка Удачная (означает Fortuitous ) содержит крупнейшее месторождение алмазов в России (> 60% количества и стоимости алмазов) и одно из крупнейших в мире, поставляющее алмазы ювелирного качества (~ 12% мировой добычи). . С момента открытия в 1956 г. кимберлитовая трубка Удачная стала «типовой местностью» для геохимиков и петрологов, изучающих мантийные породы и мантийные физико-химические условия.Помимо разнообразной свиты чрезвычайно хорошо сохранившихся мантийных ксенолитов, вмещающий кимберлит (Восточное тело) является единственным известным проявлением свежего кимберлита с почти отсутствующим вторичным серпентином и уникально высоким содержанием Na ₂ O и Cl (до 6,2 мас. %) и низкое содержание H ₂ O (<1 мас.%). Обнаружение таких особенностей состава в единственном неизмененном кимберлите имеет серьезные последствия для моделей составов родительской кимберлитовой магмы, и поэтому значимость высоких содержаний Na и Cl в трубке Удачная-Восточная подвергается серьезной критике.Главный аргумент против первичного магматического происхождения высоких уровней Na-Cl заключается в возможности загрязнения богатыми солью осадочными породами, известными в недрах Сибирской платформы, либо путем ассимиляции в исходной магме, либо в результате реакции постинтрузии с солеными грунтовыми водами. .

В данной статье мы рассматриваем свидетельства против загрязнения земной коры кимберлитовой магмы Удачная-Восточная. Это свидетельство указывает на то, что кимберлитовая магма не была загрязнена корой, а разновидности этого кимберлита, не содержащие серпентина, обязаны своими петрохимическими и минералогическими характеристиками отсутствию взаимодействия с син- и постмагматическими водными флюидами.Основная масса этого кимберлита, а также ранее образовавшиеся расплавные включения содержат карбонат щелочного металла, хлорид и другие Na- и Cl-содержащие минералы. Эта минералогия отражает обогащение исходного расплава карбонатом, хлором и натрием. Сочетание низкого содержания H ₂ O, высокого содержания щелочного хлора, отсутствия серпентина и присутствия мантийных ксенолитов без изменений указывает на то, что кимберлит Удачная-Восточная сохраняет первоначальный состав как в кимберлитах, так и в мантийных ксенолитах.Доказательства в целом сходных химических сигнатур обнаруживаются во включениях расплава кимберлитов в других кратонах (Южная Африка, Канада и Гренландия в нашем исследовании). Мы демонстрируем, что две предположительно «классические» характеристики кимберлитовых магм — низкое содержание натрия и высокое содержание воды — связаны с постмагматическими изменениями.

«Солевой» карбонатный состав исходного расплава кимберлита может объяснить признаки микроэлементов, согласующиеся с низкими степенями частичного плавления, низкими температурами кристаллизации и исключительными реологическими свойствами, которые позволяют кимберлитовым магмам подниматься с высокими скоростями подъема, неся при этом большие груз увлеченных ксенолитов и кристаллов.Наши эмпирические исследования теперь подтверждаются экспериментальными данными, которые предполагают, что карбонатно-хлоридные флюиды и расплавы, полученные в результате несмешиваемости жидкостей, являются решающим фактором образования алмазов.

Алмазный рудник Орапа, Ботсвана

Алмазный рудник Орапа является крупнейшим алмазным рудником в мире по площади. Рудник находится в Ботсване. Это самый старый из четырех рудников, принадлежащих той же компании, начавший работу в 1971 году. Орапа — это рудник открытого типа, расположенный на двух кимберлитовых трубках.В настоящее время на руднике Орапа ежегодно добывается около 11 миллионов каратов (2200 кг) алмазов. Алмазный рудник Летлхакане также является открытым карьерным сооружением. В 2003 году на руднике Летлхакане было добыто 1,06 миллиона каратов алмазов. Алмазный рудник Дамтшаа — новейший из четырех рудников, расположенный на вершине четырех отдельных кимберлитовых трубок с разным содержанием руды. Прогнозируется, что на руднике будет произведено около 5 миллионов каратов алмазов в течение 31 года срока службы рудника. Снимок был сделан 5 октября 2014 г., занимает площадь 28 на 45 км и находится на 21-м месте.3 градуса южной широты, 25,4 градуса восточной долготы.

Благодаря 14 спектральным полосам от видимого до теплового инфракрасного диапазона длин волн и высокому пространственному разрешению от 15 до 90 метров (примерно от 50 до 300 футов), ASTER отображает Землю, чтобы картографировать и контролировать изменяющуюся поверхность нашей планеты. ASTER — один из пяти инструментов наблюдения Земли, запущенных 18 декабря 1999 года на Терре. Инструмент был построен Министерством экономики, торговли и промышленности Японии. Совместная научная группа США и Японии отвечает за проверку и калибровку прибора и информационных продуктов.

Широкий спектральный охват и высокое спектральное разрешение ASTER предоставляет ученым в различных дисциплинах важную информацию для картирования поверхности и мониторинга динамических условий и временных изменений. Примеры приложений: мониторинг наступления и отступления ледников; мониторинг потенциально активных вулканов; выявление стресса урожая; определение морфологии и физических свойств облаков; оценка водно-болотных угодий; мониторинг теплового загрязнения; деградация коралловых рифов; картографирование температуры поверхности почв и геологии; и измерение теплового баланса поверхности.

Научная группа США находится в Лаборатории реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния. Миссия Terra является частью Управления научных миссий НАСА, Вашингтон, округ Колумбия.

Более подробная информация об ASTER доступна на http://asterweb.jpl.nasa .gov /.

Открытие кимберлитов в Антарктиде простирается на обширную Гондванскую меловую провинцию

1

Гирнис А.В., Рябчиков И.Д. Условия и механизмы образования кимберлитовых магм. Геол.Руда, месторождения 47 , 476–487 (2005).

Google ученый

2

Gudfinnsson, G.H. & Presnall, D.C. Непрерывные градации между первичными карбонатитовыми, кимберлитовыми, мелилититовыми, базальтовыми, пикритовыми и коматиитовыми расплавами, находящимися в равновесии с гранатовым лерцолитом при 3–8 ГПа. J. Petrol. 46 , 1645–1659 (2005).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

3

Брей, Г.П., Булатов, В. К., Гирнис, А. В., Лахайе, Ю. Экспериментальное плавление карбонизированного перидотита при 6–10 ГПа. J. Petrol. 49 , 797–821 (2008).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

4

Митчелл Р. Х. Кимберлиты, оранжеиты и родственные породы Plenum Press: New York, (1995).

5

Джелсма Х., Барнетт В., Ричардс С. и Листер Дж. Тектоническая обстановка кимберлитов. Lithos 112 , 155–165 (2009).

ADS Статья Google ученый

6

Митчелл Р. Х. Кимберлиты: минералогия, геохимия и петрология Plenum Press: New York, (1986).

7

Woolley, A. R. et al. Классификация лампрофиров, лампроитов, кимберлитов, кальсилитовых, мелилитовых и лейцитовых пород. Кан. Минеральная. 34 , 175–186 (1996).

CAS Google ученый

8

Таппе С., Фоли С. Ф., Дженнер Г. А. и Кьярсгаард Б. А. Включение ультраосновных лампрофиров в классификацию магматических пород IUGS: обоснование и значение. J. Petrol. 46 , 1893–1900 (2005).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

9

Андроников А.В., Егоров Л.С.Мезозойский щелочно-ультраосновной магматизм полуострова Джетти. Гондвана 8 , 547–557 (1993).

Google ученый

10

Андроников А.В. и Фоли С.Ф. Микроэлементный и изотопный состав Nd-Sr ультраосновных лампрофиров из района Восточно-антарктического бобрового озера. Chem. Геол. 175 , 291–305 (2001).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

11

Андроников, А.В., Фолей, С. Ф., Беляцкий, Б. В. Sm-Nd и Rb-Sr изотопная систематика щелочных трахибазальтов Восточно-Антарктического массива Мэннинг и развитие мантии под рифтом Ламберта-Амери. Минерал. Бензин. 63 , 243–261 (1998).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

12

Фоли, С. Ф., Андроников, А. В. и Мельцер, С. Петрология ультраосновных лампрофиров из района Бивер-Лейк в Восточной Антарктиде и их связь с распадом Гондваны. Минерал. Бензин. 74 , 361–384 (2002).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

13

Sun, S.-S. & Макдонаф, У. Ф. Магматизм в океанских бассейнах. ред. Сондерс А. Д., Норри М. Дж. Geol. Soc. Спец. Publ. 42 , 313–345 (1989).

ADS Статья Google ученый

14

Вудхед, Дж., Хергт, Дж., Филлипс Д. и Патон К. Еще раз о африканских кимберлитах: анализ изотопов Sr на месте перовскита в основной массе. Lithos 112 , 311–317 (2009).

ADS Статья Google ученый

15

Беляцкий Б.В., Анотонов А.В., Родионов Н.В., Лайба А.А. и Сергеев С.А. Возраст и состав карбонатитовых кимберлитовых даек в горах Принс-Чарльз, Восточная Антарктида. Расширенные тезисы 9-й Международной конференции по кимберлиту 9IKC-A-00272 (Франкфурт (2008).

16

Егоров Л.С., Мельник Ю.А., Уйханов А.В. Первое антарктическое появление дайкового кимберлита, содержащего сингенетический кальцит, карбонатитовый шлирен. Доклады Российской академии наук 328 , 230–233 (1993).

CAS Google ученый

17

Tappe, S. et al. Реактивация кратона на окраинах Лабрадорского моря: ⁴⁰ Ar / ³⁹ Возраст Ar и изотопные ограничения Sr-Nd-Hf-Pb со стороны щелочных и карбонатитовых интрузивов. Планета Земля. Sci. Lett. 256 , 433–454 (2007).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

18

Розенталь, А., Фоли, С. Ф., Пирсон, Д. Г., Новелл, Г. М. и Тапп, С. Петрогенезис сильнощелочных примитивных вулканических пород на распространяющейся оконечности западной ветви Восточно-Африканского рифта. Планета Земля. Sci. Lett. 284 , 236–248 (2009).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

19

Пауэлл, К.М., Рутс, С. Р. и Виверс, Дж. Дж. Расширение континентов до распада в Восточном Гондване и раннее открытие восточной части Индийского океана. Tectonophys. 155 , 261–283 (1988).

Артикул Google ученый

20

Филлипс, Г. и Лейфер, А. Л. Хрупкая деформация, связанная с каменно-меловой эволюцией Ламберт-Грабена, Восточная Антарктида: предшественник развития кайнозойского рельефа во внутриплитных и ледниковых регионах. Tectonophys. 471 , 216–224 (2009).

Артикул Google ученый

21

Богер, С. Д. и Уилсон, К. Дж. Л. Хрупкие разломы в горах Принца Чарльза, Восточная Антарктида: меловая транстенсионная тектоника, связанная с распадом Гондваны. Tectonophys. 367 , 173–186 (2003).

Артикул Google ученый

22

Харроуфилд, М., Холдгейт, Г. Р., Уилсон, К. Дж. Л. и Маклафлин, С. Тектоническое значение Грабена Ламберта, Восточная Антарктида: реконструкция Гондванского разлома. Геология 33 , 197–200 (2005).

ADS Статья Google ученый

23

Кент, Р. Поднятие литосферы в восточной части Годваны: свидетельство существования долгоживущей системы мантийных плюмов? Геология 19 , 19–23 (1991).

ADS Статья Google ученый

24

Норман, М.Д., Гриффин, В.Л., Пирсон, штат Нью-Джерси, Гарсиа, М.О. и О’Рейли, С.И. Количественный анализ содержания микроэлементов в стеклах и минералах: сравнение масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой при лазерной абляции, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в растворе, протонной данные микрозонда и электронного микрозонда. J. Anal. Атом. Спектром. 13 , 477–482 (1998).

CAS Статья Google ученый

25

Маас, Р., Каменецкий, М. Б., Соболев, А. В., Каменецкий, В. С., Соболев, Н. В. Изотопы Sr Nd и Pb свидетельствуют о мантийном происхождении хлоридов и карбонатов щелочных металлов в кимберлитах Удачная в Сибири. Геология 33 , 549–552 (2005).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

26

Вэнс Д. и Тирлуолл М. Ф. Оценка массовой дискриминации в MC-ICPMS с использованием изотопов неодима. Chem. Геол. 185 , 227–240 (2002).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

27

Каминский, Ф.В. и др. Кимберлитовые источники сверхглубоких алмазов в районе Джуина, штат Мату-Гросу, Бразилия. Lithos 114 , 16–29 (2010).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

28

Waight, T. E., Baker, J. & Willigers, B.Анализ изотопного разбавления Rb с помощью MC-ICPMS с использованием Zr для поправки на массовое фракционирование: к улучшению геохронологии Rb – Sr? Chem. Геол. 186 , 99–116 (2002).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

29

Людвиг, К. Р. ISOPLOT / Ex версия 3.0: набор геохронологических инструментов для MS Excel. Berkeley Geochronol. Center Special Publ. 4 , 1–70 (2003).

Google ученый

30

Каминский, Ф.В., Саблуков, С. М., Саблукова, Л. И., Захарченко, О. Д. Кимберлиты вне кратона Фазенда Ларго штата Пиау, Бразилия. J. S. Am. Науки о Земле. 28 , 288–303 (2009).

CAS Статья Google ученый

31

Кент, Р. У., Келли, С. П. и Прингл, М. С. Минералогия и геохронология Ar-40 / Ar-39 оранжеитов (кимберлиты группы II) из долины Дамодар, восточная Индия. Минерал. Mag. 62 , 313–323 (1998).

CAS Статья Google ученый

32

Lehmann, B. et al. Алмазоносные кимберлиты в центральной Индии синхронны с базальтами паводков Декана. Планета Земля. Sci. Lett. 290 , 142–149 (2010).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

33

Рид, Г. и др. Стратиграфические связи, внедрение кимберлитов и термальная эволюция литосферы, бассейн Квирико, штат Минас-Жерайс, Бразилия. Lithos 77 , 803–818 (2004).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

34

Бизимис, М., Солтерс, В. Дж. М. и Доусон, Дж. Б. Краткость источников карбонатита в мантии: данные по изотопам Hf. Contrib. Минеральная. Бензин. 145 , 281–300 (2003).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

35

Мюнкер, К., Вейер, С., Шерер, Э. и Мезгер, К. Отделение элементов с высокой напряженностью поля (Nb, Ta, Zr, Hf) и Lu от образцов горных пород для измерений MC-ICPMS. Geochem. Geophys. Geosys. 2 , 1065 (2001).

ADS Статья Google ученый

36

Schmitz, MD и Schoene, B. Получение изотопных соотношений, ошибок и корреляций ошибок для U-Pb геохронологии с использованием ²⁰⁵ Pb- ²³⁵ U- ( ²³³ U) -содержащее разбавление изотопов термическое ионизационные масс-спектрометрические данные. Geochem. Geophys. Geosys. 8 , Q8006 (2007).

ADS Статья Google ученый

37

Batumike, J. M. et al. LAM-ICPMS U-Pb датирование кимберлитовых перовскитов: эоцен-олигоценовых кимберлитов с плато Кунделунгу, Д. Конго. Планета Земля. Sci. Lett. 267 , 609–619 (2008).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

38

Виденбек, М.и другие. Три природных стандарта циркона для анализа U – Th – Pb, Lu – Th, микроэлементов и REE. Информационные бюллетени геостандартов 19 , 1-23 (1995).

CAS Статья Google ученый

39

Блэк, Л. П. и Гулсон, Б. Л. Возраст карбонатитов грязевого резервуара, хребет Стрэнгуэйс, Северная территория. J. Aust. Геол. Geophys. 3 , 227–232 (1978).

CAS Google ученый

40

Виверс, Дж.J., Tewari, RC & Mishra, HK Аспекты разрушения угленосного конуса Гондванского угольного конуса в восточно-центральной части Гондваны в девяти Гондване, Девятый международный симпозиум Гондваны , ред. Guha PKS, Sengupta S., Ayyasami K. , Ghosh RN 637–646A.A. Издательство Balkema: Роттердам, (1996).

41

Чалапати Рао, Н. В., Леманн, Б., Майнкар, Д. и Беляцкий, Б. Петрогенезис алмазоносной оранжеитовой трубки Бехрадих в конце мелового периода: последствия для взаимодействия мантийного плюма и литосферы в кратоне Бастар в Центральной Индии. Contrib. Минеральная. Бензин. 161 , 721–742 (2011).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

42

Томпкинс, Л. А. и Гонзага, Г. М. Алмазы в Бразилии и предлагаемая модель происхождения и распределения алмазов в регионе Коромандел, Минас-Жерайс, Бразилия. Экон. Геол. 84 , 591–602 (1989).

CAS Статья Google ученый

43

Беккер, М.И Ле Роэкс, А. П. Геохимия южноафриканских кимберлитов в кратоне и за его пределами, кимберлитов группы I и группы II: петрогенезис и эволюция региона источника. J. Petrol. 47 , 673–703 (2006).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

44

Gaffney, A. M. et al. Ограничения на процессы формирования источников кимберлитов Западной Гренландии, выведенные из систематики изотопов Hf-Nd. Геохим. Космохим. Acta 71 , 2820–2836 (2007).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

45

Харрис, М., Ле Роэкс, А. и Класс, К. Геохимия кимберлитов Уинтьисберг, Южная Африка: петрогенезис внкратона, группа I, кимберлиты. Литос 74 , 149–165 (2004).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

46

Копылова М.Г. и Хейман П. Петрология и текстурная классификация кимберлитов Иерихон, северная провинция Рабов, Нунавут, Канада. Кан. J. Earth Sci. 45 , 701–723 (2008).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

47

Костровицкий С.И. Изотопно-геохимическая систематика кимберлитов и родственных им пород Сибирской платформы. Русс. Геол. Geophys. 48 , 272–290 (2007).

ADS Статья Google ученый

48

Ле Роэкс, А.П., Белл Д. Р. и Дэвис П. Петрогенезис кимберлитов группы I из Кимберли, Южная Африка: данные по геохимии валовых пород. J. Petrol. 44 , 2261–2286 (2003).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

49

Прайс, С. Э., Рассел, Дж. К. и Копылова, М. Г. Примитивная магма из трубки Иерихон, Северо-Запад, Канада: ограничения на химический состав первичных кимберлитовых расплавов. J. Petrol. 41 , 789–808 (2000).

CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый

50

Рао, Н.В.К., Гибсон, С.А., Пайл, Д.М., Дикин, А.П. Петрогенезис протерозойских лампроитов и кимберлитов из бассейна Куддапах и кратона Дхарвар, южная Индия. J. Petrol. 45 , 907–948 (2004).

CAS Статья Google ученый

51

Nielsen, T. F. D. & Jensen, S.М. Кальцит-кимберлитовая дайка Маджуагаа, Маниитсок, юг Западной Гренландии. Геол. Обзор Дания Гренландия Rep. 43 , 1–59 (2005).

Google ученый

Обнаруженные алмазы | Наука | Смитсоновский журнал

В 1958 году ювелир Гарри Уинстон подарил Смитсоновскому институту знаменитый бриллиант Надежды — самый большой в мире темно-синий бриллиант.Он прибыл заказным письмом в простой коричневой упаковке со страховкой на один миллион долларов. Этот редкий камень, окруженный 16 белыми бриллиантами грушевидной огранки и огранки «кушон» и свисающий на цепочке с 45 бриллиантами, ежегодно привлекает 6 миллионов посетителей в Музей естественной истории. Чип Кларк У бриллианта Blue Heart, вырезанного из камня весом 100 карат, найденного на руднике Premiere Mine в Южной Африке в 1909 году, было несколько владельцев, прежде чем он был подарен Смитсоновскому институту Марджори Мерриуэзер Пост в 1964 году.Он весит 30,62 карата. Чип Кларк Самый крупный ограненный алмаз в Национальной коллекции драгоценных камней, португальский бриллиант весит 127,01 карата. Под воздействием ультрафиолета алмаз становится достаточно ярким, чтобы его можно было читать. Чип Кларк

Как образуются алмазы?

Алмазы образуются глубоко внутри Земли примерно на 100 миль ниже поверхности в верхней мантии.Очевидно, в этой части Земли очень жарко. Существует большое давление, вес вышележащей породы давит вниз, так что сочетание высокой температуры и высокого давления — это то, что необходимо для выращивания кристаллов алмаза на Земле. Насколько нам известно, все алмазы, которые образовались на Земле, образовались в таких условиях, и, конечно же, это часть Земли, которую мы не можем напрямую отобрать. У нас нет никакого способа пробурить эту глубину или каким-либо другим способом спуститься к верхней мантии Земли.

Как алмазы попадают на поверхность Земли?

Алмазы, которые мы видим на поверхности, — это алмазы, которые были вынесены на поверхность в результате очень глубокого извержения вулкана. Это извержение особого вида, которое считается довольно сильным, произошло очень давно в истории Земли. В последнее время мы не видели таких извержений. Вероятно, они были в то время, когда Земля была горячее, и, вероятно, поэтому эти извержения имели более глубокие корни.Эти извержения затем перенесли уже сформированные алмазы из верхней мантии на поверхность Земли. Когда извержение достигло поверхности, оно образовало холм из вулканического материала, который в конечном итоге остыл, и в нем содержатся алмазы. Это так называемые кимберлиты, которые обычно являются источниками многих добываемых в мире алмазов.

Таким образом, мы знаем о любых алмазах, которые были вынесены на поверхность, что процесс извержения кимберлита, доставившего алмазы из верхней мантии на поверхность Земли, должен был произойти очень быстро, потому что если бы они были путешествуя слишком долго и слишком медленно, они буквально по пути превратились бы в графит.И поэтому, двигаясь быстро, они, по сути, закрепились в алмазной структуре. После того, как алмазы были переведены из высокой температуры в низкую очень быстро — и под быстрым, мы подразумеваем за считанные часы — эти извержения, эти кимберлитовые трубки, перемещающиеся на поверхность, могли распространяться со скоростью от 20 до 30 миль в секунду. час. Как только алмазы поднимаются на поверхность и относительно быстро охлаждаются, эти атомы углерода фиксируются на своих местах, и энергии просто не хватает, чтобы начать преобразовывать их в графит.

Какую роль играет углерод в формировании алмазов?

Алмазы состоят из углерода, поэтому они образуются в виде атомов углерода при высокой температуре и давлении; они соединяются вместе, чтобы начать выращивать кристаллы. Из-за температуры и давления в этих условиях атомы углерода будут связываться друг с другом в этом очень прочном типе связи, когда каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами углерода. Вот почему алмаз — такой твердый материал, потому что каждый атом углерода участвует в четырех из этих очень прочных ковалентных связей, которые образуются между атомами углерода.В результате вы получите этот твердый материал. Опять же, откуда берется углерод, как быстро они растут, это все еще открытые вопросы, но, очевидно, условия таковы, что у вас есть группа атомов углерода, которые находятся достаточно близко друг к другу, чтобы они начали связываться. По мере приближения других атомов углерода они присоединяются. Так растет любой кристалл. Это процесс фиксации атомов на месте, который создает эту повторяющуюся сеть, эту структуру атомов углерода, которая в конечном итоге становится достаточно большой, чтобы производить кристаллы, которые мы можем видеть.Каждый из этих кристаллов, каждый алмаз, алмаз в один карат представляет собой буквально миллиарды и миллиарды атомов углерода, которые все должны были зафиксироваться на месте, чтобы сформировать эту очень упорядоченную кристаллическую структуру.

Вы упомянули, что ученые не знают, откуда берется углерод. Какие есть возможные источники?

В некоторых случаях углерод, кажется, возник в мантии Земли, так что углерод уже был в Земле. В других случаях есть весьма любопытные доказательства того, что углерод мог образоваться вблизи поверхности Земли.Существует мнение, что этот углерод в буквальном смысле мог быть углеродом, который был частью карбонатных отложений или животных, растений, раковин и т. Д., Который был перенесен в верхнюю мантию Земли с помощью механизма тектоники плит, называемого субдукцией.

Сколько времени нужно на формирование бриллианта?

Мы действительно не знаем, сколько времени это займет. Были попытки датировать включения в различных частях алмазов, но в основном они не увенчались успехом.Может случиться так, что алмазы образуются за периоды от нескольких дней, недель, месяцев до миллионов лет. Обычно, как и в случае со многими кристаллами, которые растут на Земле, это не непрерывный процесс. Алмазы могут начать расти, а затем по какой-то причине может произойти перерыв — изменение условий, температуры, давления, источника углерода и т. Д. — и они могут просидеть миллионы, сотни миллионов лет, а затем снова начать расти. . Это часть проблемы попытки наложить на них какой-то период роста; вещи не всегда происходят на Земле непрерывно.

Мы можем выращивать алмазы в лаборатории и моделировать там условия. Но есть вещи, которые мы должны делать для выращивания алмазов в лаборатории, и не совсем ясно, как это происходит на Земле. Обычно их выращивают в лаборатории, но есть катализатор. Некоторые металлы часто добавляют, чтобы вызвать рост алмазов, но эти же катализаторы не наблюдаются в алмазах из верхней мантии Земли.

Сколько же тогда лет бриллиантам?

Все алмазы, насколько нам известно, на Земле довольно старые.Большая часть алмазов, вероятно, образовалась на Земле в первые пару миллиардов лет истории Земли. Были обнаружены более молодые месторождения алмазов — самой породе, кимберлиту, может быть, всего несколько десятков сотен миллионов лет. Метод, которым они датируют алмазы, обычно основан на включении в алмазе других минералов, которые можно датировать радиоактивно. Сами бриллианты нельзя датировать. Но если минеральные включения содержат определенные элементы, такие как калий, и вещи, которые можно использовать в схеме радиоактивного датирования, то, датируя включение в алмазе, вы получите некоторое представление о возрасте самого алмаза.И эти даты всегда говорят о том, что бриллианты довольно старые. По крайней мере, сотни миллионов лет, но в большинстве случаев миллиарды лет, от одного до трех миллиардов лет, время, когда Земля, вероятно, была горячее, чем сегодня, и поэтому условия, возможно, были более подходящими для роста алмазов.

Сколько лет знаменитому алмазу надежды, выставленному в Смитсоновском музее естественной истории?

Алмазу Надежды не менее миллиарда лет. Вы не видите оригинальную породу, которая вынесла алмазы на поверхность, но в Индии нашли несколько кимберлитов, в которых действительно есть доказательства наличия в них алмазов.Возраст этих кимберлитов составляет не менее миллиарда лет. Таким образом, можно предположить, что алмаз «Хоуп» и аналогичные алмазы, найденные в Индии, были обнаружены на поверхности по крайней мере миллиард лет назад, а, возможно, и раньше. Таким образом, мы можем спокойно сказать, что Алмазу Надежды не менее миллиарда лет. Если посмотреть на возрастной разброс большинства других бриллиантов, он, вероятно, намного старше этого.

Что делает алмаз надежды таким необычным?

Его размер и цвет делают его очень необычным.Когда вы думаете об истории добычи алмазов, когда-либо находили только один алмаз, из которого получился темно-синий алмаз размером и качеством с бриллиантом надежды. Это дает вам некоторое представление о том, насколько это необычно и замечательно. Опять же, я всегда утверждал, что это такой же замечательный объект естественной истории, как продукт Земли, как драгоценный камень, вырезанный человеком. В большинстве случаев, когда люди пишут об алмазе надежды, они начинают со слов: «Ну, его нашли в Индии». Часть того, что я всегда пытаюсь донести до людей, заключается в том, что история началась намного раньше.Многие алмазы никогда не доходят до этой точки, потому что они просто не пережили все эти вещи, которые должны были произойти.

Во второй части вы узнаете о цветных алмазах, о том, как ученые выращивают синтетические бриллианты в лаборатории, и о глобальных усилиях по ограничению продажи конфликтных алмазов. В заключительной части этой серии из трех частей откройте для себя увлекательные истории, стоящие за коллекцией Смитсоновского института.

Бриллианты Музеи Музей естественной истории

Как усыпанная алмазами магма поднимается из глубин Земли

Рецепт изготовления алмазов не секрет: возьмите углерод и сожмите его при чрезвычайно высоких температурах и давлениях, обнаруженных глубоко внутри Земли.

Тайна заключается в том, как драгоценные камни затем доставляются из глубин в части земной коры, доступные шахтерам.

Согласно новому исследованию, алмазы могут переноситься через литосферу — кору и самый верхний слой мантии — плотными магмами, богатыми карбонатом.

«Эти расплавы действительно особенные, потому что они могут удерживать огромное количество растворенного углекислого газа, от 40 до 45 процентов по весу», — сказал руководитель исследования Джеймс «Келли» Рассел, петролог из Университета Британской Колумбии в Ванкувер.

(Связано: «Странная форма углерода действует как« обратимый »алмаз — первый».)

Предыдущие модели предполагали, что газы в магме увеличивают ее плавучесть, помогая подтолкнуть насыщенный алмазами расплав ближе к поверхности не разрушая драгоценные камни.

Новые лабораторные эксперименты теперь показывают, как расплавленный карбонат реагирует с другими химическими веществами в литосфере Земли, выделяя газ, предлагая вероятный механизм ускорения плотной магмы.

«Да будет газовая фаза»

Добыча природных алмазов начинается глубоко под самыми древними континентами планеты, где литосфера Земли может простираться на глубину 75 миль (120 километров), сказал Рассел.

Там материал, называемый кимберлитовой магмой, продвигается вверх из глубин мантии Земли, раскалывая твердые породы.

Поднимаясь, магма собирает осколки горных пород, подобно паводковой воде, собирающей ил и гравий. Некоторые из этих фрагментов содержат алмазы.

(Связано: «Самые старые алмазы в мире, обнаруженные в Австралии».)

Но алмазосодержащие породы тяжелые, и магма собирает их достаточно, чтобы ее продвижение было существенно замедлено, — сказал Рассел.

Алмазы, однако, должны быстро подниматься, иначе они будут разрушены при прохождении через зоны промежуточного давления, где драгоценные камни могут быть быстро израсходованы путем высокотемпературного окисления.

По наиболее точным оценкам, для того, чтобы алмазы образовались, магма должна пройти весь путь к поверхности примерно за 10–45 часов, перемещаясь со скоростью от 3 до 13 футов (от 1 до 4 метров) в секунду.

Рассел и другие долгое время считали, что единственный способ магмы подняться так быстро — это нагнетать в расплав газ, но никто не знал, откуда такой газ может появиться.

«Предыдущие модели были [скорее] deus ex machina — пусть будет газовая фаза, — сказал он.

Алмазы, пойманные в канализации вулкана

В новой статье Рассел и его коллеги обнаружили, что, когда богатая карбонатом магма проходит через вышележащие породы на своем пути к поверхности, она быстро растворяет богатые кремнеземом минералы в этих породах.

В лабораторных экспериментах при высоких температурах и высоком давлении этот процесс может начаться в течение десятков минут.

Полученная смесь расплавленного кремнезема и карбоната не может нести столько растворенного углекислого газа, сколько исходная магма.

Таким образом, большое количество газа вырывается пузырями, заставляя магму подниматься еще быстрее, пока она не достигнет поверхности в результате взрывного извержения.

Что еще более важно для горняков, спустя много времени после того, как образовавшийся вулкан превратился в невидимый на поверхности, его внутренняя водопроводная сеть остается, оставляя после себя кимберлитовые «трубы», которые могут быть богаты алмазами.

(См. Также «Изображения вулкана: Первое падение в магматический очаг».)

Первый шаг к лучшей охоте за алмазами?

Неясно, помогут ли эти данные разведчикам найти новые месторождения алмазов, сказал Рассел.

«Эти люди довольно умны», — сказал он об алмазодобывающих предприятиях, отметив, что многолетний опыт научил их многим практическим правилам в отношении наиболее вероятных мест для поиска.

Тем не менее, отметил он, новое исследование может указать путь к будущим исследованиям минералогических сигналов, которые могут помочь отличить быстро поднимающиеся кимберлитовые месторождения, которые могут содержать алмазы, от более медленно поднимающихся, которые вряд ли содержат какие-либо драгоценные камни.

Исследование может также помочь повысить уверенность старателей, объяснив, почему их текущие стратегии работают, добавил Рассел.

Новое исследование переноса алмазов появится на этой неделе в журнале Nature.

GMS — Кимберлиты и лампроиты

Пять крупнейших алмазных рудников мира производят около половины мировой добычи алмазов в стоимостном выражении. Крупные алмазные рудники добывают алмазы из трубок Kimberlite1 или Lamproite2. Эти алмазоносные трубки расположены на архейских кратонах3, которые образуют древние ядра континентов. Из труб размером более 10 гектаров4 можно добывать от 3 до 4 миллионов каратов алмазов на сумму 350 миллионов долларов США.Крупные кимберлитовые трубки встречаются редко. Среди недавних открытий — трубки в Северной Канаде, добыча на которой только начинается, и арклангельские кимберлиты на севере России.

В январском — февральском выпуске Cotton Indian Gems я сообщил, что алмазные рудники Rex обнаружили алмазы в Мавритании, и теперь они перешли на следующий этап проверки стоимости и содержания на тонну. Вероятность того, что Рекс найдет большие алмазоносные кимберлитовые трубки, очень высока. Ожидается, что вскоре произойдет крупное открытие, возможно, подобное открытию Экати в Канаде.Объявление может быть сделано уже в мае этого года. Это превратит Рекса в одного из крупнейших мировых производителей алмазов. Поиск алмазосодержащих труб — это непростой проект, он состоит из 8 этапов и множества промежуточных этапов. Предварительный этап длится несколько недель; алмазоносные кимберлиты, как правило, расположены в архейских кратонах, не затронутых какими-либо крупными тектоническими5 событиями или гранитизацией, по крайней мере, за 2,5 миллиарда лет. Этап 1 длится от 6 до 12 месяцев — это региональная съемка с использованием аэрогеофизики6 или отбор региональных индикаторных проб минералов.Магнитные аномалии7 или следы индикаторных минералов могут привести к кимберлитам. Этап 2 занимает от 1 до 2 лет, в зависимости от количества целей. Детальное отслеживание магнитных аномалий или индикаторов минералов с помощью наземных магнитов. Отбор проб минералов, рытье траншей и бурение для обнаружения отдельных кимберлитовых трубок. Третий этап занимает около 3 месяцев. После открытия кимберлитовой трубки исходные пробы отправляются на определение содержания микроалмазов и индикаторного минерального состава8. Четвертый этап занимает около 6 месяцев. Если результаты микроалмазов 9 являются многообещающими, то массовые испытания кимберлитов для оценки содержания алмазов промышленных размеров и их средней стоимости.Пятый этап занимает около 3 месяцев, если среднее значение содержания кажется лучше, чем 40 долларов за тонну США, начало предварительного технико-экономического обоснования с дополнительным бурением, оконтуривающим бурением, инженерно-геологическим бурением и большим количеством оптовых проб для определения содержания и стоимости. Шестой этап занимает около 6 месяцев, на данный момент есть полное технико-экономическое обоснование, разрешения (экологические, юридические и т.д.) и подробное планирование горных работ. Этап 7 длится около 2 лет, идет строительство шахты, завода и инфраструктуры. Восьмой этап — это запуск добычи через 4-6 лет и миллионы долларов с момента начала разведки.Ожидается, что добыча Rex в Мавритании принесет ок. 300 миллионов долларов США.

Здесь, в Соединенных Штатах, есть множество кимберлитов и лампроитов, разбросанных от Нью-Йорка до Вайоминга. Только двое из них производят алмазы, один находится в Мерфрисборо, штат Арканзас, он называется Алмазный кратер, это не рабочая шахта, но людям разрешается за определенную плату очищать вспаханные поля и хранить найденные алмазы. Из лампроитовой трубки из Арканзаса было добыто более 100 000 камней в среднем четверть карата.Статья в апрельском номере журнала Rock & Gem, стр. 34, «Необработанные алмазы», ​​

Джеймс Монако рассказывает о своих раскопках в кратере. Он нашел около 3 алмазов за пару дней, которые они там провели. Это не типичный опыт. Их проводником был человек, который все свое свободное время проводил в поисках бриллиантов, он знает, что искать и где искать. Обычный человек, идущий туда, ничего не находит, звонок в колокол — не обычное дело. Мы были там два дня несколько лет назад, единственный звон, который я слышал, был звон в ушах.Если у вас будет возможность пойти и копать, это стоит того, чтобы вы посмотрели, возможно, вы услышите звонок в колокольчик, а может быть, это будет тот, который у вас есть. Надеюсь, что дождя не будет, лампроит противный, прилипает ко всему, кроме бриллиантов.

Другой рудник находится в «районе Кимберлита Стейт Лайн», на границе с Колорадо, Вайоминг. Это единственный действующий алмазный рудник в США. Он был запущен в озере Келси, штат Колорадо, в июне 1996 года, его годовой объем производства составляет 20 000 каратов, из которых около 25 процентов составляют драгоценные камни.

1. Кимберлит — почти вертикальное цилиндрическое тело или отверстие в породе у поверхности. кимберлитовые трубки встречаются группами, на глубине они соединяются с дайками, стеной из вулканической породы, образованной в результате выталкивания в трещину в нагретом или жидком состоянии. Кимберлиты движутся с больших глубин к поверхности по трещинам, и газообразная кимберлитовая магма создает вулканический взрыв: образуется трубка или диатрема. Вдоль трещин под ними кимберлит охлаждается и затвердевает, образуя стенки (дайки)

2.Лампроит — еще один тип глубоких вулканических пород, которые могут приносить алмазы с больших глубин.

3. Архейские кратоны — древние и стабильные части земной коры, образовавшиеся более 2,5 миллиардов лет назад.

4. Га — чуть меньше двух с половиной акров (2.471 054 акра).

5. Тектоника — деформация земной коры.

6. Аэрогеофизика — магнитометрия с самолета или вертолета — вмещающая порода алмазов имеет разные магнитные характеристики и образует магнитную аномалию.

7. Магнитная аномалия — значение выше или ниже ожидаемого, которое может показать зону потенциальной разведки.

8. Минералы-индикаторы — Минералы, образующиеся вместе с алмазами на больших глубинах, минералы-индикаторы более многочисленны, чем алмазы, это гранаты пиропа, оливин, хромдиопсид и ильменит.