Кімберлітах - ПРИРОДНІ надглибоких свердловин
Т. В. Посухова ( кафедра мінералогії МДУ ім. М.В. Ломоносова )
Опубліковано в Соросовском освітньому журналі том 6, N5, стр.57-63, 2000р назад | вперед | зміст
Кімберлітів і АЛМАЗИ
практичне значення кімберлітів визначається тим, що з цими породами пов'язані первинні (корінні) родовища алмазу - алмазоносних кімберлітові трубки. За рахунок їх руйнування і розмиву ( вивітрювання ) Утворюються вторинні (розсипних) родовища. алмазоносних розсипи - це піщані річкові або прибережно-морські відкладення, в яких алмази зберігаються і накопичуються завдяки своїй механічної і хімічної стійкості, тоді як інші мінерали, що складають кимберліти, руйнуються (дробляться і розчиняються). До 1960 року основний видобуток алмазів (80%) припадала на розсипних родовищ. Їх набагато легше шукати. Блискучі кристали в річковій гальці привертають увагу не тільки фахівців-геологів, багато розсипних родовищ були знайдені дітьми. Наприклад, перший уральський алмаз знайшов 4 липня 1829 року 14-річний кріпак Павло Попов, а діти фермерів-бурів виявили перші камені на берегах річок Помаранчевої і Вааль в Південній Африці. Розсипних родовищ дрібні і швидко виробляються. Тому головне завдання геологів - знайти корінний джерело розсипів. Ця важка задача успішно вирішена, і після 1990 року більше 75% світового видобутку алмазів припадає на частку корінних родовищ. Розробляються трубки, в яких вміст алмазів складає від 0,5 до 6 карат (0,2 г) на 1 т породи. У 1990 році з восьми корінних родовищ (Аргайл, Орапа, Летлхакане, Джваненг, Мир, Вдала, Фінш, Прем'єр) було видобуто 66 млн карат алмазів. Видобуток ведеться двома способами: відкритим (екскаватори риють величезні кар'єри, з яких руду вивозять на самоскидах) і закритим (будують підземні шахти). Одна з найглибших шахт в світі побудована для видобутку алмазів на кимберлитовой трубці "Де-Бірс". Її глибина більше 1 км, і до закриття рудника тут добували близько 380 тис. Карат алмазів в рік.
Видобувні з кімберлітів алмази мають різну форму і розмір. Найбільш високо цінуються прозорі ювелірні камені . Найбільший з них - знаменитий алмаз "Кулінан" був знайдений в трубці "Прем'єр" в ПАР 28 січня 1905 року. Він важив 3106 каратів (трохи більше 600 г), і його вартість дорівнювала вартості 94 т золота. У Росії найбільший кристал знайдений в трубці "Світ" 23 грудня 1980 року. Він важить 342,5 карат. Частка таких великих ювелірних каменів мала (0,38%), трохи вище частка ювелірних каменів крупніше 10 карат (11,6%). Основний масив видобутих алмазів складають технічні і полуювелірние сорти. Серед них особливе місце займають дрібнозернисті зростки, що складаються з Темна кристаликів розміром менше 0,1 мм. Такі сростки ( карбонадо і фрамезіти) досягають великих розмірів (більше 1 кг) і мають дуже високу стійкість. Наприклад, зразки фрамезіта не піддаються обробці навіть алмазної пилкою.
Алмази присутні не у всіх кімберлітах. В даний час вже знайдено більше 1000 кімберлітових тіл, але алмази встановлені тільки в 200 трубках, а експлуатованих родовищ серед них тільки 23. Щоб зрозуміти, чому не всі кімберлітові трубки алмазоносних, вчені вивчають умови освіти кімберлітів.
Мал. 3. ксеноліт алмазоносного еклогіти з кимберлитовой трубки "Вдала" (Якутія): рожеве - гранат, зелене - диопсид, біле - алмаз. Фото М.А. Богомолова
Найбільший практичний і науковий інтерес викликають знахідки в кімберлітах алмазоносних ксенолитов - уламків глибинних порід, в яких алмаз є породообразующим мінералом (Рис. 3). Ці породи можна назвати алмазітамі . В даний час відомо більше 200 таких знахідок. Одна з них являє собою зросток чорного алмазу з гранатом (піропом) і піроксеном (диопсидом), знайдений в трубці "Вдала", який важить 2,3 кг. Серед алмазоносних ксенолитов по мінеральному складу виділені дві групи. Першу більш численну групу складають зразки еклогітов (130 знахідок). Це кристалічні бімінеральние гірські породи, збіднені кремнієм і збагачені алюмінієм, що складаються з силікатів кальцію і магнію - зеленого діопсид і червоно-оранжевого граната (альмандина). Як другорядних мінералів в них присутні оксиди і силікати алюмінію - корунд Al2O3 і кианит Al2 [SiO4] O, оксиди титану - ільменіт FeTiO3, рутил TiO2, а також графіт . Другу групу глибинних ксенолитов складають гранатові перідотіти - магматичні породи ультраосновного складу, збіднені кремнієм і алюмінієм і збагачені магнієм і залізом. Тут головними породообразующими мінералами є силікати магнію і заліза: олівін Mg2 [SiO4], енстатіт Mg2 [Si2O6], диопсид CaMg [Si2O6] і гранат (піроп). Крім того, в невеликих кількостях присутні оксиди і сульфіди заліза: хромит FeCr2O4, ільменіт FeTiO3, пирротин Fe1 - xS, пентландит (Fe, Ni) 8S9. Частина ксенолитов несе сліди пластичних деформацій .
Алмази, знайдені в ксенолітах перідотітов і еклогітов, розрізняються за формою, розміром і фізичними властивостями. Алмази з ультраосновних ксенолитов мають форму правильних багатогранників (октаедрів) і розміри 0,2-3,0 мм. Вони характеризуються вузьким діапазоном варіацій ізотопного складу вуглецю. Концентрація важкого ізотопу вуглецю ( 
13С) коливається від - 9 до - 2д (грам на 1000 г речовини). Вивчення їх внутрішньої будови показало, що це монокристали, первинною формою зростання яких був октаедр.
У ксенолітах еклогітов алмази мають різні розміри і форму. Це можуть бути октаедри, додекаедри, складно ограновані багатогранники, куби (рис. 4). Найбільший алмаз, знайдений в ксеноліт еклогіти в трубці "Робертс Віктор" (ПАР), має розмір близько 1 см і важить 5,75 карат, а в трубці "Вдала" виявлені мікрокристали розміром 30-500 мкм. Ці алмази характеризуються досить широкими варіаціями ізотопного складу вуглецю ( 13С від - 34 до + 1д). Вивчення їх внутрішньої будови показало, що за класифікацією Ю.Л. Орлова (1984) вони належать до різних типів (див. Рис. 4). Серед них переважають однорідні монокристали, первинною формою зростання яких був октаедр (тип I). Крім того, зустрінуті разноокрашенние (жовті і чорні) монокристали, первинною формою зростання яких був куб (типи II і III), а також неоднорідні за внутрішньою будовою кристали в оболонці (тип IV), кристали з численними включеннями графіту (Тип V) і полікристалічні сростки (типи VII, VIII).
Очевидно, що алмазоносних ксеноліти повинні кристалізуватися при температурах і тисках, при яких стабільний алмаз. Діаграма плавкості вуглецю була вивчена ще в 1963 році американським дослідником Банди . Він встановив, що алмаз є високобарной полиморфной модифікацією вуглецю, стійкої при тисках вище 40 кбар і температурах близько 1000њC. Це дозволило припустити, що саме такими були умови кристалізації глибинних порід, уламками яких є алмазоносних ксеноліти. Вчені зробили висновок, що алмази кристалізуються на великих глибинах в мантії Землі , А кимберліти є своєрідними транспортерами, що доставляють їх на поверхню Землі.
назад | вперед | зміст
написати коментар
13С) коливається від - 9 до - 2д (грам на 1000 г речовини). Вивчення їх внутрішньої будови показало, що це монокристали, первинною формою зростання яких був октаедр. 13С від - 34 до + 1д). Вивчення їх внутрішньої будови показало, що за класифікацією Ю.Л. Орлова (1984) вони належать до різних типів (див. Рис. 4). Серед них переважають однорідні монокристали, первинною формою зростання яких був октаедр (тип I). Крім того, зустрінуті разноокрашенние (жовті і чорні) монокристали, первинною формою зростання яких був куб (типи II і III), а також неоднорідні за внутрішньою будовою кристали в оболонці (тип IV), кристали з численними включеннями графіту (Тип V) і полікристалічні сростки (типи VII, VIII).