Какое ископаемое добывают в кимберлитовых трубках. Газовая игла пронзает камень

На мой взгляд, существующая на сегодняшний день гипотеза, объясняющая, как образуются кимберлитовые трубки, не является удовлетворительной. Однако я не геолог, и не собираюсь критиковать многоуважаемых ученых авторов, которые, конечно же, лучше меня знают, что такое кимберлитовые трубки. Я просто хочу высказать еще одну гипотезу, как в принципе могут образовываться кимберлитовые трубки. И эта гипотеза, на мой взгляд, выглядит более логичной.

В настоящее время образование алмазов связывают с кимберлитовыми трубками, происхождение которых, как полагают геологи, связано с выбросом на поверхность магматических пород с глубин до 200 километров .

Обычно в кимберлитовых трубках обнаруживают вещества, которых обычно не существует на поверхности земли: «породу перидотит, кристаллы оливина и - лишь изредка, в одной трубке из ста, - алмазы». Кимберлитом принято называть ультраосновную горную породу, которая заполняет трубки взрыва.

Не пытаясь критиковать геологов и их гипотезы, по поводу образования алмазосодержащих кимберлитовых трубок, с моей стороны не будет большой натяжкой предположение, что кимберлитовые трубки образуются не снизу вверх, а сверху вниз, в результате электроразрядных взрывов метеоритов.

Можно полагать, что в этом случае алмазосодержащая кимберлитовая трубка образуется при прохождении гигантской мощности электрического разряда в совокупности с колоссальным давлением самого взрыва через углеродсодержащие (графитовые) породы, если, конечно, они имеются на месте эпицентра взрыва.

Несмотря на некоторую экстравагантность, эта экзотическая гипотеза не противоречит признаваемому в настоящее время механизму искусственного получения алмазов. И эта гипотеза мне кажется единственно справедливой.

По современным энциклопедическим научным сведениям , кимберлитоваятрубка, или трубка взрыва — это вертикальное, или близкое к вертикальному, геологическое тело, образовавшееся при прорыве газов сквозь земную кору. Кимберлитовая трубка заполнена кимберлитом и представляет собой трубообразный канал с поперечником 0,4-1 км, по которому преимущественно на древних платформах произошел прорыв магматических растворов и газов. Этот канал имеет вид гигантского столба, оканчивающегося в верхней части раздувом конической формы. В глубине коническое тело сужается, напоминая по форме гигантскую морковь , и на какой-то глубине переходит в жилу . Только до десяти процентов вновь открытых кимберлитовых трубок являются алмазосодержащими. Алмазы добывают в ЮАР, Индии, и в Якутии. За последние десятилетия в Якутии открыто около двухсот кимберлитовых трубок. Кимберлитовые трубки считают древними вулканами, наземная часть которых была разрушена в результате эрозивных процессов . По оценкам специалистов, около девяноста процентов запасов алмазов коренных источников содержат кимберлитовые трубки, остальные — в лампроитовых трубках. Давайте прервемся.

Не проще ли считать, что эта гигантская «морковь», является оплавленным следом столба гигантского электроразрядного взрыва, создавшего в природных условиях гигантскую электрическую подземную печь для производства алмазов под колоссальным давлением чудовищной мощности космического взрыва.

Указанная информация о кимберлитовых алмазосодержащих трубках позволяет предполагать, что для их образования электроразрядный взрыв должен быть очень большой мощности, а электрический разряд проникать на глубину до километра и больше. И если моя гипотеза верна, и кимберлитовые трубки действительно образуются в результате электроразрядных взрывов метеоритов, то для исследователей это значительно облегчит поиск эпицентров космических катастроф. Напомню, что наиболее известные кимберлитовые трубки находятся в Капской провинции ЮАР, вблизи города Кимберли.

В России кимберлитовые трубки обнаружены на реке Ирелях (приток Вилюя).

И я прошу запомнить эту информацию, ибо в последующих статьях, она получит свое логичное продолжение.

Я с удовольствием дарю свою гипотезу геологам, а читателям, желающим продолжения рассказа, придется подождать выхода в свет моей очередной книги. И если моя гипотеза окажется верной, то гигантские алмазосодержащие кимберлитовые трубки могут находиться под Великими озерами Америки.

Кимберлитовая трубка представляет собой вертикальное либо близкое к такому геологическое тело, которое образовалось в результате прорыва сквозь газов. Этот столб отличается поистине гигантскими размерами. Кимберлитовая трубка имеет форму, которая напоминает громадную морковку или бокал. Верхняя ее часть - это гигантский раздув конической формы, однако с глубиной она постепенно сужается и окончательно переходит в жилу. По сути, такое геологическое тело представляет собой своеобразный древний вулкан, наземная часть которого в большей степени была разрушена благодаря эрозионным процессам.

Что представляет собой кимберлит?

Данный материал является которая состоит из флогопита, пиропа, оливина и других минералов. Кимберлит отличается черным цветом с зеленоватым и синеватым оттенком. На данный момент известно более полутора тысяч тел упомянутого материала, десять процентов которых относятся к алмазной породе. Специалисты отмечают, что приблизительно 90% всех запасов алмазных источников сосредоточены именно в кимберлитовых трубках, а оставшиеся 10% - в лампроитовых.

Загадки, связанные с происхождением алмазов

Несмотря на множество проведенных исследований в области месторождений алмазов, современные ученые до сих пор не в состоянии объяснить некоторые особенности, связанные с происхождением и существованием этих драгоценных камней.

Загадка первая: почему кимберлитовая трубка располагается исключительно на древних платформах и щитах, которые являются самыми стабильными и устойчивыми блоками земной коры? Ведь толщина этих слоев достигает 40 километров породы, состоящей из базальтов, гранитов и др. Какая же нужна сила, чтобы совершить такой прорыв?! Почему кимберлитовая трубка пробивает именно мощную платформу, а не более тонкую, скажем, океаническое дно, толщина которого составляет всего десять километров, либо переходных зон - на границах океанов с континентами? Ведь на этих участках располагаются сотни Ответить на этот вопрос геологи не в состоянии.

Следующей загадкой является удивительная форма кимберлитовой трубки. На самом деле она вовсе не похожа на трубу, а скорее - на огромный конус на тонкой ножке, которая уходит в глубину.

Третья загадка касается необыкновенной формы минералов в таких породах. Все минералы, которые кристаллизируются в условиях расплавленной магмы, образуют четко ограненные кристаллы. Примерами могут послужить апатит, циркон, оливин, гранат, ильменит. Они широко распространены в кимберлитах, но при этом не имеют кристаллических граней, а напоминают Все попытки геологов найти ответ на эту загадку ни к чему не привели. Вместе с тем алмазы, находящиеся рядом с упомянутыми минералами, имеют идеальную форму октаэдров, которые характерны острыми ребрами.

Как назвали первую кимберлитовую трубку

Первое из таких геологических тел, которые было найдено и освоено людьми, находится на юге Африканского континента в провинции Кимберли. Название данной местности стало нарицательным для всех таких тел, равно как и породы, содержащей алмазы. Эта первая трубка носит название «Большая дыра», она считается наибольшим карьером, который разработали люди без использования техники. В настоящее время он полностью исчерпал себя и является основной достопримечательностью города. С 1866 по 1914 год первая кимберлитовая трубка дала разработчикам 2722мкг алмазов, что составило 14,5 миллионов карат. В карьере трудилось около 50 тысяч человек, которые с помощью лопат и кирок извлекли около 22,5 миллионов тонн грунта. Площадь разработки составляет 17 гектаров, ее периметр - 1,6 км, а ширина - 463 м. Глубина карьера составляла 240 метров, но после окончания добычи он был засыпан пустой породой. В настоящее время «Большая дыра» является искусственным озером, глубина которого всего 40 метров.

Самый большой карьер по добыче алмазов

Добыча алмазов в России началась в середине прошлого века с открытием в 1954 году месторождения «Зарница» на размер которого составил 32 гектара. А уже через год в Якутии была найдена вторая кимберлитовая алмазная трубка, ей присвоили имя «Мир». Вокруг этого месторождения вырос город Мирный. На сегодняшний день упомянутая кимберлитовая трубка (фото поможет читателю представить всю грандиозность данного месторождения алмазов) считается самой большой в мире. Глубина карьера составляет 525 метров, а диаметр - 1,2 км. Добыча алмазов открытым способом была прекращена в 2004 г. В настоящее время ведется строительство подземной шахты для отработки оставшихся запасов, выемка которых открытым способом опасна и нерентабельна. По расчетам специалистов, разработка рассматриваемой трубки будет продолжаться еще как минимум 30 лет.

История кимберлитовой трубки «Мир»

Разработка месторождения проводилась в суровых климатических условиях. Для того чтобы пробиться сквозь вечную мерзлоту, приходилось взрывать породу динамитом. Уже в 60-е годы прошлого века месторождение давало 2 кг алмазов в год, причем 20 процентов из них соответствовали ювелирному качеству и после огранки поступали в ювелирные салоны в качестве бриллиантов. Остальные использовались в промышленных целях. С 1957 по 2001 год в карьере «Мир» добыто алмазов, общая стоимость которых составила 17 миллиардов долларов. В этот период карьер настолько расширился, что грузовому транспорту приходилось проезжать 8 километров от поверхности до дна по спиралевидной дороге. Вертолетам же было категорически запрещено пролетать над объектом, так как громадная воронка просто засасывает все летательные аппараты. Высоченные стены карьера также опасны и для наземного транспорта и людей, работающих на добыче: существует угроза оползня. Сегодня ученые разрабатывают проект экогорода, который должен располагаться в карьере. Для этого котлован планируется накрыть светопрозрачным куполом, на котором установят солнечные батареи. Пространство будущего города планируют разделить на ярусы: верхний - для жилой зоны, средний - для создания лесопарковой зоны, а нижний будет иметь сельхозназначение.

Заключение

Добыча алмазов имеет многовековую историю. По мере открытия новых месторождений и истощения разведанных лидерство переходило сначала от Индии к Бразилии, а затем - к Южной Африке. На данный момент лидирующее положение занимает Ботсвана, второе место - Россия.

Рядом с городом Мирный, в якутском крае вечной мерзлоты, на левобережье среднего течения реки Ирель, расположен наибольший по масштабам алмазный карьер в мире, который носит название кимберлитовая трубка «Мир».

На сегодняшний день карьер по добыче алмазов в Якутии имеет такие впечатляющие параметры:

1. Его глубина составляет 525 метров.
2. Объем руды, извлеченной из карьера – 165 млн. куб.м.
3. Диаметр дна – 160-310 метров.
4. Диаметр по внешнему кольцу 1,2 километра.
5. Глубина, которая была разведана – до 1200 метров.

При первом взгляде один из самых огромных в мире карьеров, где ведется добыча алмазов, впечатляет своим размахом и поражает воображение. Образование кимберлитовой трубки – следствие извержение вулкана, когда газы под огромной температурой и высочайшим давлением сквозь земную кору вырываются наружу из недр земли. Вулканический взрыв выносит на поверхность Земли породу, содержащую алмазы – кимберлит.

Трубка имеет форму бокала и похожа на воронку огромных масштабов. Порода носит одноименное название с городом Кимберли, находящимся в Южной Африке, где в 1871 году был найден алмаз, вес которого равнялся 85 каратам. Найденный 16, 7 граммовый «камушек» породил Алмазную лихорадку.

История кимберлитовой трубки «Мир»

Еще в начале 19 века начали зарождаться слухи о наличии драгоценных камней на территории Якутии и западных землях, граничащих с ней. Учитель Петр Староватов после гражданской войны разговорился в Кемпендяе со стариком, который поведал ему о своей находке пару лет назад в одной из местных речек – это был сверкающий камушек с булавочную головку. Находку он продал купцу за две бутылки водки, мешок крупы и пять пакетов чая. Через время другой человек рассказал, что на берегах рек Кемпендяйка и Чона также нашел драгоценные камни. Но только в 1947-1948 годах впервые начались целенаправленные поиски алмазов на территории Сибирской платформы. Осенью 1948 года группа геологов, возглавляемая Г. Фанштейном, запустила поисковые работы на реках Вилюй и Чона, а 7 августа 1949 года на песчаной косе Соколиной группа находит первый алмаз, и впоследствии здесь была выявлена алмазная россыпь. Поисковые работы 1950-1953 года тоже увенчались успехом – были обнаружены несколько алмазных россыпей, а 21 августа 1954 года была открыта первая в Советском союзе кимберлитовая трубка, получившая название «Зарница».

Вскоре, 13 июня 1955 года геологическая партия увидела высокую лиственницу с обнаженными корнями, где лиса прорыла глубокую нору. Синеватый цвет земли подсказал, что это кимберлит. Вот так команда геологов открыла алмазную трубку, оказавшуюся самой большой в мире и с самым богатым содержанием . Начальству была послана такая телеграмма: «Закурили трубку мира, табак отличный». Посредством этой засекреченной радиограммы советские геологи доложили в столицу об открытии кимберлитовой алмазной трубки «Мир». Фраза табак отличный говорила о том, что алмазов содержится большое количество.

Эта находка была чрезвычайно важна для СССР, так как после начала индустриализации, страна испытывала острую нехватку промышленных алмазов. Считалось, что применение алмазных инструментов в два раза повышает экономический потенциал страны, и вскоре возник поселок «Мирный», куда по бездорожью, преодолевая 2800 км пути, двинулись автоколонны. В начале 1960 года в СССР уже велась активная добыча алмазов на сумму в 1 миллиард долларов в год, и поселок «Мирный» стал центром советской алмазодобывающей промышленности, и сегодня здесь проживают 40 000 человек.

Самое богатое алмазное месторождение в мире

Месторождение разрабатывалось в крайне тяжелых климатических условиях, и для того чтобы прорвать вглубь вечной мерзлоты, землю приходилось взрывать с помощью динамита. Уже в 1960 году годовая добыча алмазов составляла 2 килограмма, и 1/5 часть были ювелирного качества.

Алмазы, после соответствующей огранки превращались в удивительные по красоте бриллианты, которые использовались для создания ювелирных украшений. Советские граждане, планирующие вступление в брак, могли позволить себе купить изысканные обручальные кольца с бриллиантами , в которых алмазы были добыты в Якутской кимберлитовой трубке «Мир». Остальные 80% добытых алмазов нашли применение в промышленных целях, так как по шкале эталонных минералов твердости Мооса это самый крепкий в мире минерал, обладающий самой высокой теплопроводностью, дисперсией и преломлением.

Активным развитием кимберлитовой трубки «Мир» больше всего была обеспокоена южноафриканская компания «De Beers », вынужденная скупать алмазы советского производства с целью контроля цен на мировом рынке. Первые лица компании после переговоров с советским руководством договорилось о прибытии делегации со своей стороны в поселок Мирный. Был дан положительный ответ, но с одним условием – делегация от СССР, в свою очередь, посетит алмазные карьеры в Южной Африке.

Делегация южноафриканской компании в 1776 году прибыла в Москву с целью дальнейшего перелета в поселок Мирный, но ее намеренно задержали, устраивая бесконечные встречи и банкетные застолья. Когда делегация все-таки прибыла в Якутию для осмотра кимберлитовой трубки «Мир», у них оставалось всего 20 минут для ее осмотра. Несмотря на это, специалисты компании «De Beers» остались под сильным впечатлением от размаха увиденного, и были удивлены тем, что при обработке руды советские специалисты не использовали воду. Учитывая, что в этом крае 7 месяцев стоит минусовая температура, то осуществить это попросту невозможно.

Сегодня город Мирный из небольшого палаточного поселка превратился в современный промышленный город, где есть асфальтовые дороги, развитая инфраструктура и высотные девятиэтажные дома. Здесь есть аэропорт, две алмазные обогатительные фабрики, городской парк, бары, рестораны, картинная галерея, плавательные бассейны, стадион, 3 библиотеки, школа искусств, современный Дворец Культуры и гостиница в 4 этажа. Для провинциального городка здесь достаточно высокий интеллектуальный потенциал. Здесь уже много лет работает научно-исследовательский институт «Якутнипроалмаз» и открыт для абитуриентов Политехнический институт.

За 44 года работы карьера «Мир» (в период с 1957 по 2001 год), здесь было добыто алмазов, стоимость которых составила 17 миллиардов долларов. Масштабы карьера увеличились до таких широт, что грузовым машинам приходилось преодолевать почти 8 км пути по спиралевидной дороге, чтобы со дна карьера подняться на поверхность.

Сегодня алмазным карьером владеет российская компания АЛРОСА , которая в 2001 году прекратила добычу руды в карьере «Мир» по технологии открытого способа. Главная причина – низкая эффективность и опасность.

Исследования ученых показали, что алмазы залегают на глубине более 1000 метров, и чтобы наладить эффективную добычу, необходим не карьер, а поземный рудник. Проектная мощность такого рудника по плану будет составлять порядка миллиона тонн руды ежегодно. Общий срок, запланированный на разработку месторождения, составляет 34 года.

Занимательные факты о кимберлитовой трубке

1. Над глубоким карьером категорически запрещается летать вертолетам. Причина в следующем – огромная воронка вызывает турбулентность воздушных масс, в которой летательные аппараты не могут безопасно маневрировать.
2. Стены карьера невероятно высокие, и в них затаилась опасность не только для вертолетов. Здесь наблюдается повышенная угроза оползней.

По слухам, местные жители боятся, что в один день огромный карьер может поглотить прилегающие к нему территории, в том числе и те, которые застроены для проживания людей, но это лишь городские легенды поселка Мирный.

Экологический город будущего на месте бывшего алмазного карьера

Сегодня пустующая огромная яма представляет интерес для ученых умов, и уже возникают идеи по созданию в этой воронке экогорода. Руководитель архитектурного бюро Москвы Николай Лютомский поделился своими планами в отношении невероятного решения. «Основная часть проекта – бетонная конструкция огромных масштабов, которая будет исполнять роль, своеобразной пробки, распирающей карьер изнутри. Прозрачный для света купол будет покрывать котлован сверху, и на него планируется установить солнечные батареи.

Несмотря на суровый климат Якутии, ясных дней в году достаточно много, и батареи могут вырабатывать порядка 200 МВт электроэнергии. Ее хватит «с головой» для обеспечения потребностей будущего города. Помимо этого, можно использовать тепло Земли, и если зимой температура воздуха составляет минус 60 градусов по Цельсию, то температура грунта на глубине, ниже 150 метров будет плюсовая (ниже вечной мерзлоты). Этот факт добавляет энергоэффективности будущему проекту. Город планируется разделить на три части:

1. Верхний будет использован для постоянного проживания людей. В нем будут расположены жилые дома, здания и сооружения социально-культурного и административного значения;
2. Средний ярус - зона, где раскинутся лес и парковая зона, призванная очищать воздух в городе;
3. Нижний ярус будет представлять собой, так называемую вертикальную ферму – здесь будет выращиваться сельскохозяйственная продукция для обеспечения нужд города.

Общая запланированная площадь проекта составляет 3 миллиона квадратных метров. В городе смогут проживать до 10 000 человек-туристов, сотрудников ферм и обслуживающего персонала.

21 августа 2009 года – новая знаменательная дата в истории добычи алмазов – в Мирном прошел запуск подземного рудника «Мир». Это апогей многолетнего труда тысячи людей, мощная производственная единица АК «АЛРОСА», позволяющая добывать порядка 1 миллиона тонн руды, содержащей алмазы. Последние годы Россия уверенно держит пальму первенства по алмазной добычи, благодаря компании АЛРОСА. За год экспортировалось алмазов на сумму 1, 7 миллиарда долларов, и большая часть приходится на европейские страны.

Эти изящные, внешне хрупкие, невероятно красивые камни со способностью отражать и преломлять лучи, разбрасывая вокруг себя волшебные искры света, выбросила когда-то через вулканические жерла на поверхность планеты Земля. В наше время вулканы эти давно потухли, их надземная часть в результате эрозионных процессов исчезла без следа, а вот горные породы, камни и другие вещества, застывшие в жерле, никуда не пропали.

То, что в этих жерлах содержится огромное количество алмазов, учёные узнали лишь в середине прошлого века, когда на территории африканского континента было найдено огромное алмазное месторождение, прозванное кимберлитовой трубкой (впоследствии было обнаружено, что в подобных природных образованиях содержится около 90% запасов природных алмазов планеты).

Подобное событие люди оставить без внимания не могли – и по всему миру начались активные поиски подобных месторождений. Некоторым странам, таким как Ботсвана, Россия, Канада, ЮАР, Ангола повезло, и они, обнаружив искомую породу практически сразу начинали разрабатывать перспективные находки, вырывая глубокую яму и создавая огромных размеров воронку.

Впоследствии учёные заметили интересную особенность подобных дыр: летать вертолётам и другим летательным аппаратам над рукотворными кратерами крайне опасно, поскольку огромная дыра буквально всасывает их в себя.

Образование

Что касается процесса образования кимберлитовой трубки и алмазов в ней, то выглядит он довольно интересно. Несколько миллиардов лет назад в недрах земли произошёл прорыв магматических растворов и газов (причём интересно, что случился он не в тонком месте земной коры, толщина которой составляет около 10 км, а взрыв пробил мощную платформу толщиной в 40 км).

В результате этого появился канал конической формы, более похожий на бокал для шампанского: чем глубже она уходит под землю, тем уже становится и на определённой глубине переходит в жилу.

Отверстие кратера этого канала обычно от пятисот метров до полутора километров. После извержения в жерле этого кратера застыли брекчии (вулканические обломки) и туф серо-зеленого цвета, так называемый кимберлит – горная порода, состоящая из флогопита, граната, оливина, карбонатов и других минералов.

Когда эти минералы выходят на земную поверхность другим способом, их форма всегда представляет собой хорошо огранённые кристаллы. Но вот в составе кимберлита таких граней нет, а зёрна являют собой округлую форму. Что касается алмазов, то они появляются на поверхности уже в готовом виде с острыми гранями, которыми без обработки можно резать стекло.

Несмотря на то что кимберлитовая трубка обычно заполнена самоцветами на 10%, добыча алмазов из породы являет собой довольно трудоёмкий процесс, поскольку из одной тонны кимберлита добывают лишь около 1 карата самоцветов, что составляет 0,2 г.

Первая кимберлитовая трубка, получившая название «Большая дыра», была найдена в середине XIX в. в ЮАР, в провинции Кимберли (откуда и пошло название как содержащей алмазы породы, так и самого жерла). Это месторождение также является самым большим карьером, который был создан людьми без применения какой-либо техники.

Чтобы создать в земной коре дыру такого масштаба, было задействовано более 50 тыс. горняков, которые разрабатывали карьер при помощи лопат и кирок. В результате за пятьдесят лет из недр земли было извлечено более 22 млн. т грунта и добыто более 2,7 тыс. кг алмазов (около 14,5 млн. карат).

Несмотря на то что в настоящий момент месторождение «Большая дыра» полностью исчерпало себя, алмазный карьер до сих пор остаётся местной достопримечательностью, поскольку вот уже более века удерживает славу наибольшей рукотворной дыры нашего мира: площадь его составляет около 17 га, по периметру дыра имеет 1,6 км, а ширина 463 м.

Что касается глубины, то в настоящее время она не очень велика, но раньше уходила вниз на 240 м. Когда добывать алмазы перестали, месторождение засыпали до 215 м, после чего дно карьера подземные ручьи заполнили водой и создали озеро. В настоящий момент дыра обладает глубиной в 40 м.

Карьер «Мир»

В середине прошлого века на территории Якутии в России геологи нашли сразу несколько кимберлитовых трубок – первой была «Зарница», обнаруженная в 1954 г. Самоцветов в ней было обнаружили немного, но находка этого жерла побудила геологов продолжить поисковые работы.

И как оказалось, не зря: уже на следующий год в этих краях было обнаружено одно из крупнейших алмазных месторождений нашей планеты под названием «Мир» (на карте найти его можно недалеко от города Мирный по следующим координатам: 62°31’42″с. ш. 113°59’39″в.д). Примечательно, что именно здесь был найден самый крупный самоцвет России под названием «XXVI съезд КПСС» весом в 342,5 карат (это немногим больше 68 гр.).

Разработке этой кимберлитовой трубке «Мир» власти страны уделили огромное внимание, привлекли огромное количество людей – и через некоторое время среди дикого и необжитого края был построен сначала посёлок, а затем город Мирный, расположенный более чем в тысячи километрах от Якутска. Поселение сразу разместили так, что кимберлитовая трубка оказалась прямо возле Мирного.

Работы по разработке месторождения «Мир» в условиях вечной мерзлоты (зимой температура здесь нередко бывает -60°C) были чрезвычайно тяжелы – с землёй работать было очень тяжело и грунт приходилось подрывать динамитом. Уже через несколько лет, карьер давал около 2 кг алмазов в год, из них 20% имели ювелирную ценность, а остальные были задействованы в промышленных целях.

В данный момент, считается, что в карьере «Мир» добывают наибольшее количество алмазов в России и четверть всех алмазов нашей планеты (и это, притом, что по своим размерам он все же несколько уступает другому подобному месторождению, найденному в этих краях – кимберлитовой трубке «Удачной»): диаметр его составляет 1,2 км, а глубина – 525 м.

Несколько лет назад добыча алмазом в карьере после того как глубина дыры достигла критических размеров была прекращена, все работы перешли в подземный рудник «Мир». Работа под землей тяжела сама по себе, а в данном случае усложняется ещё и тем, что подземные воды постоянно подтапливают рудник, в результате чего её приходится постоянно беспрерывно выкачивать и направлять в естественные разломы, которые были найдены в земной коре.

Работы в кимберлитовой трубке «Мир» в ближайшее время останавливать не собираются, поскольку геологи обнаружили, что огромное количество алмазов залегает на глубине, превышающей один километр, а потому месторождение «Мир» вполне можно разрабатывать ещё более тридцати лет.

Карьер «Удачная»

Самая крупная кимберлитовая трубка России также расположена на территории Якутии, в 20 км от северного полярного круга (на карте её можно найти по следующим координатам: 66°25′ с. ш. 112°19′ в. д.). Её параметры составляют:

• Ширина – 2 тыс. м;
• Длина – 1,6 тыс. м;
• Глубина – 530 м.

Эта дыра в действительности состоит из двух примыкающих друг к другу трубок – Западной и Восточной. По своим характеристикам самоцветы из разных жерл довольно-таки сильно отличаются друг от друга.

Несмотря на то что этот алмазный карьер был открыт в середине 50-х годов, активно разрабатывать его стали лишь в начале восьмидесятых. В данный момент самоцветы добывают открытым способом, но поскольку глубина месторождения стала критической для этого типа разработок, недавно здесь начал работать подземный рудник.

Специалисты утверждают, что большую часть алмазов из Кимберлитовой трубки «Удачная» из недр земли уже изъята, при этом некоторые находки поразительны. Например, недавно здесь был найден камень, в котором было обнаружено около 30 тыс. алмазов, что в миллион раз превышает их обычную концентрацию.

Доктор геолого-минералогических наук, профессор А. ПОРТНОВ.

Только из кимберлитовых трубок (не считая россыпных месторождений) на Земле ежегодно добывают до 20 тонн технических и ювелирных алмазов - на сумму 6-7 миллиардов долларов. Жизнь десятков миллионов людей так или иначе связана с поиском, добычей, обработкой, продажей алмазов. Алмазы (бриллианты) - это не только драгоценные ювелирные изделия. Использование алмазных инструментов более чем вдвое повышает экономический потенциал любой развитой страны. Добывают алмазы уже многие столетия. А на простой вопрос: как они образуются в природе? - ответа до сих пор нет. Принято считать, что алмазы кристаллизовались глубоко в недрах Земли - в мантии, а так называемые кимберлитовые "трубки взрыва" выносят их к поверхности планеты. В таком объяснении почти все непонятно: и механизм образования алмазов, и причины возникновения кимберлитовых трубок, уходящих корнями в неведомые глубины Земли. Предлагаемая здесь гипотеза основывается на фактах, накопленных современной геологией, и раскрывает новые пути к решению этих вопросов.

Кимберлитовая трубка "Мир", западная Якутия. Огромный конус, набитый алмазоносной породой, прорвавшейся из мантии через узкий "прокол" под очень большим давлением раскаленного газа.

Рядом с окатанными глубинными минералами особо выделяется и обращает на себя внимание идеально правильными формами кристалл алмаза.

Кимберлиты - это породы мантии с многочисленными включениями гальки - глубинных минералов, окатанных газовыми потоками.

Окатанный мантийными газами минерал апатит внешне почти ничем не отличается от обычной речной гальки.

У многих видов глубинной гальки, хотя она очень похожа на обычную, есть особая шероховатая поверхность - "шагрень". На этом снимке - галька титанового минерала ильменита с шагреневой поверхностью.

"Шагрень" характерна и для зерен оливина - одного из основных минералов мантии.

При большом увеличении (в 2000 раз) видно, то "шагрень" - это особая коррозионная поверхность. Она образуется при воздействии раскаленного газа.

Три загадки кимберлитов

Алмазам и алмазоносным породам мантии - кимберлитам - посвящены тысячи научных статей. Но они не дают ответа на три главные загадки коренных алмазных месторождений. Первая: почему кимберлитовые трубки расположены только на древних щитах и платформах - самых устойчивых и стабильных блоках земной коры? Какие чудовищные силы могли заставить тяжелые породы мантии Земли, казалось бы, вопреки закону Архимеда, рвануться вверх и пробить слой толщиной в десятки километров более легких пород - базальтов, гранитов, осадочных? И почему кимберлитовые трубки "прокалывают" именно мощную 40-километровую земную кору платформ, а не гораздо более тонкую 10-километровую кору океанического дна или переходной зоны - на границе континентов с океанами, там, где на глубинных разломах расположились сотни дымящихся вулканов и лава свободно изливается на поверхность? Ответа на этот вопрос у геологов нет.

Следующая загадка - удивительная форма кимберлитовых трубок. Ведь на самом-то деле они похожи не на "трубки", а, скорее, на бокалы для шампанского: конус на тонкой ножке, уходящей на огромную глубину. Геологи вот уже сто лет привычно называют их "трубками взрыва", не задумываясь над тем, как нелепо это словосочетание. Ведь взрывы в однородной среде формируют вовсе не трубки, а сферы. Сейчас разбурены многочисленные так называемые "камуфлетные камеры" - пустоты, остающиеся после мощных подземных ядерных взрывов. Все эти камеры имеют сферическую форму. Но кимберлитовые трубки-конусы тоже существуют! И, по всей видимости, с их образованием связана тайна рождения алмазов. Как они возникли? Ответа на этот вопрос пока нет.

Третья загадка касается необычной формы зерен минералов в кимберлитовых породах. Известно, что минералы, которые первыми кристаллизуются из расплавленной магмы, всегда образуют хорошо ограненные кристаллы. Это апатит, гранат, циркон, оливин, ильменит. Они широко распространены и в кимберлитах, но тут у них почему-то нет кристаллических граней, зерна округлены и по форме напоминают окатанную речную гальку. Геологи пытаются объяснить эту загадочную особенность тем, что минералы были оплавлены раскаленной магмой. Но плавление, как известно, ведет к превращению кристаллических минералов в аморфное стекло, лишенное кристаллической структуры. Однако никаких следов "остеклования" и потери кристаллической структуры в этих округлых зернах никому обнаружить не удалось.

Вместе с тем кристаллы алмаза, которые, по существующим ныне понятиям, возникли в мантии и были вынесены уже в готовом виде вместе с кимберлитовой магмой с глубины от 150 до 600 километров, представлены на обогатительных фабриках целыми горами сверкающих, идеальной формы октаэдров с острыми ребрами, которыми так удобно резать стекло! Эти острые ребра сохранились, несмотря на хрупкость алмазных кристаллов и их способность легко раскалываться по определенным плоскостям. Выходит, что кристаллы алмаза, пройдя длинный и тернистый путь вместе с расплавленной магмой, выглядят так, будто только что сошли с заводского конвейера. А кристаллы циркона, апатита и других минералов (считается, что они выделились из расплава непосредственно в трубке) лишились своих граней. Как объяснить такой парадокс?

Кимберлитовые трубки - "дымоходы" мантии

Обширный аналитический и экспериментальный материал позволил автору построить новую модель образования кимберлитовых трубок и алмазов. Она объясняет многие геологические загадки, связанные с этими сверхглубинными образованиями. В основе модели - обширная информация о газовом, преимущественно водородно-метановом "выдохе" мантии, а возможно, и ядра Земли.

По моему мнению, кимберлитовые трубки - это следы "прокола" литосферы огромными газовыми пузырями, поднимающимися из мантии. Такой пузырь, стремящийся вырваться на поверхность Земли, пробивает себе тонкий, "игольный" выход сквозь твердые кристаллические породы фундамента платформы, а уже затем в мягких осадочных породах формируется расширение - "бокал". Глубинный газ раздвигает их страшным давлением в десятки тысяч атмосфер, передающимся из мантии в верхнюю часть земной коры. Газ, идущий по "игольному" проколу, срабатывает примерно так, как давление, передаваемое по трубкам масляных гидравлических приводов автомобиля.

Приуроченность кимберлитов именно к платформам объясняется тем, что они почти газонепроницаемы. Поэтому под ними скапливаются рассеянные в породах мельчайшие пузырьки газа, которые соединяются в крупные пузыри водородно-метанового состава. При определенном критическом объеме такой пузырь начинает постепенно "всплывать", то есть внедряться в структуру платформы и подниматься к поверхности планеты.

Платформы похожи на блюдца, плавающие в аквариуме, со дна которого поднимаются пузырьки воздуха. Пузырьки обтекают "блюдце", но часть газа скапливается под его дном. Газ поднимается из мантии, об этом свидетельствует тот факт, что гелий здесь резко обогащен легким глубинным изотопом гелия. Но в подземных газах платформ такого гелия в тысячу раз меньше, чем в газах вулканов. Следовательно, платформы - плотная "заглушка" для газов мантии.

В большие пузыри рассеянный мантийный газ собирается из-за мощного воздействия так называемых горячих точек (об их существовании геологи узнали сравнительно недавно) - глубинных "форсунок", прожигающих изнутри литосферу. Например, одна из таких современных горячих точек прожгла насквозь тонкую земную кору в Тихом океане, и тогда возникли вулканы Гавайских островов. Эта же "форсунка" работала на том же самом месте еще 70 миллионов лет назад и тоже оставила свой след на дне океана - "шов" из застывшей базальтовой лавы, гигантский подводный Императорский хребет, тянущийся от Алеутских островов к Гавайским.

Вулканы - это как бы действующие "дымоходы" Земли. Они работают исправно, если на пути газов, выбрасываемых ими, не встают "заслонки". Чаще всего такими преградами становятся движущиеся платформы. Они обычно настолько мощны, что у горячей точки не хватает энергии ее прожечь. Но достаточно, чтобы расплавить породы на глубине и собрать рассеянные в них газы в огромные пузыри.

Как известно, крохотные капельки жира в молоке не всплывают до тех пор, пока энергия маслобойки не слепит достаточно большой комок масла. Так и здесь. Когда под платформами сформируются крупные газовые пузыри, в силу вступает закон Архимеда. Плотность газовой смеси (водород-метан) даже при давлении мантии будет меньше плотности воды. А вот плотность самой мантии превышает плотность воды более чем в три раза. Значит, подъемная сила пузыря объемом в 1 кубический километр составит 2,5 миллиарда тонн! И к тому же этот газ раскален до 600-800 о С.

Тот факт, что кимберлитовые трубки на глубине сужены в тонкую ножку, говорит о том, что вся огромная подъемная сила газа была приложена к очень малой площади. При этом десятки километров горных пород были словно проколоты гигантской иглой. Так образовался тонкий канал длиной 100-150 километров. Газовый пузырь выжимался по нему вверх, пока не внедрился в мягкие породы осадочного чехла платформы. Можно сказать, что мантия как бы "вставляет клизму" мощной земной коре: мягкие осадочные породы раздвигаются, образуя конус кимберлитовой трубки.

Всплывая вверх, газовый пузырь создает в своей хвостовой части зону низкого давления. Перекристаллизованные под действием газа мантийные породы дробятся и устремляются в эту зону, в тонкий пробой. Газ тащит за собой породы мантии. Словно в гигантской пескоструйной машине, зерна минералов мчатся в адских конвекционных потоках газовой смеси, которую геологи называют флюидом. При этом кристаллы обдираются, теряют кристаллические грани и превращаются в глубинную гальку газового потока, почти не отличимую от обычной речной гальки.

Но отличия все же есть - они хорошо видны под микроскопом. Под воздействием раскаленных газовых струй создается особая поверхность минералов кимберлитов. Специалисты называют ее "шагрень". При увеличении в тысячи раз видно, что она похожа на микропористую коррозионную структуру. Примерно такой же бывает поверхность метеоритов или лопаток газовых турбин.

Алмазы - "сажа" мантии

Но почему же так прекрасно огранены кристаллы алмазов, которые добывают в кимберлитовых трубках? Ведь считается, что магма вытащила их из "каменных пещер" мантии и волокла более сотни километров!.. Конечно, алмаз - самый твердый минерал, но даже это не может его спасти. Ведь известно, что алмазы в россыпях окатаны и оббиты, поскольку минерал этот довольно хрупкий.

В бесчисленных учебниках приведены диаграммы равновесия алмаз-графит и написано, что алмаз возникает из графита. Но почему-то никто не задался вопросом: откуда же в мантии графит?.. Ведь он там нестабилен, и его называют "запрещенным" минералом для условий мантии. Иное дело карбиды. Они здесь устойчивы: карбиды железа, фосфора, кремния, азота, водорода. Карбид водорода - это газ, обычный метан, он подвижен и легко концентрируется в глубинном флюиде.

В свое время геологи не придали значения замечательному открытию советского физика Б. Дерягина, который еще в 1969 году синтезировал алмаз из метана и, что очень важно, при давлении даже ниже атмосферного. Это открытие уже тогда должно было бы в корне изменить существовавшие представления об алмазе как о минерале, кристаллизующемся обязательно из расплавов и при высоких давлениях. Данные Б. Дерягина позволили мне рассмотреть возможность кристаллизации алмаза из флюида, газовой смеси в системе С-Н-О.

Оказывается, что в таком флюиде кислород при сверхвысоком давлении мантии теряет свои окислительные свойства и не окисляет даже водород. Но при подъеме газа вверх, при образовании кимберлитовой трубки, давление падает. Достаточно уменьшить давление в 10 раз - от 50 до 5 килобар, чтобы активность кислорода возросла в миллион раз. И тогда он мгновенно соединяется с водородом и метаном. Проще говоря, газ самовоспламеняется - в подземной трубе вспыхивает яростный огонь.

Последствия такого подземного "пожара" зависят от соотношения углерода, водорода и кислорода во флюиде. Если кислорода не слишком много, он вырвет из молекулы метана (СН 4) лишь водород. Возникшие при этом пары воды будут поглощены минеральной пылью и образуют серпентинит - характернейший минерал кимберлитов. Углерод, оставшись "одиноким", при давлении в тысячи атмосфер и температуре около 1000 о С замкнется ненасыщенными валентными связями "сам на себя" и образует гигантскую молекулу чистого углерода - алмаз! На практике такая благоприятная комбинация компонентов в газовой смеси встречается редко: лишь пять процентов кимберлитовых трубок бывают алмазоносными.

Чаще случается так, что кислорода или слишком много для образования алмаза, или недостаточно. В первом случае углерод сгорит и превратится в газы - оксиды: СО или СО 2 . Тогда возникают безрудные кимберлиты. Они отличаются повышенной магнитностью, потому что в них появился оксид железа - магнетит. Кислорода было много, и он "вырвал" железо из состава силикатов. При дефиците кислорода или метана возникнут лишь пары воды, и они будут поглощены серпентинитом. Выходит, что алмаз возникает как продукт самопроизвольного подземного горения углеродистого флюида. Алмазы - аналоги золы или сажи, осевшей в "дымоходах" мантии!

Горение метана увеличивает активность кислорода и отражается на изотопном составе углерода и азота, входящих в состав алмазов, поскольку в окислительной среде концентрируются тяжелые изотопы.

Растущие кристаллы алмаза захватывают из газа многочисленные включения пыли - мельчайшие зерна минералов окружающих пород. Возраст этих минеральных включений иногда совпадает с геологическим возрастом кимберлитовых трубок, но чаще включения оказываются гораздо более древними. Так, например, в алмазах знаменитой трубки "Кимберли" (Южная Африка), внедрившейся в окружающие породы 85 миллионов лет назад, возраст включений гранатов-пиропов (определен самарий-неодимиевым методом) - 3200 миллионов лет. В якутской трубке "Удачная", прорвавшей окружающие ее породы 425 миллионов лет назад, возраст включений минерала клинопироксена (определен калий-аргоновым методом) - 1149 миллионов лет.

По таким данным геологи обычно делают вывод, что алмазы кристаллизовались в мантии, может быть, миллиарды лет назад, а затем взрывом их выбросило к поверхности Земли. По моему мнению, включения в алмазах были захвачены растущими кристаллами из "пыли" окружающего их газового потока.

В последние годы тонкие методы анализа позволили выявить среди включений в алмазах самородные металлы - железо, никель, хром, серебро, а также сульфиды никеля и железа. Как они попали в алмазы? По моему мнению, все эти металлы восстановлены из минералов глубинных пород - силикатов с повышенным содержанием железа, никеля, серебра и оксидов с высоким содержанием хрома - такими мощными восстановителями, как водород и СО, а глубинный сероводород превратил некоторые из этих металлов в сульфиды. Алмазная "броня" сохранила эту неустойчивую сульфидно-металлическую пыль в кристаллах.

Загадкой для геологов длительное время оставались резкие "сухие" контакты кимберлитовых трубок с окружающими породами. Геологи знают, что вокруг массивов магматических пород всех типов возникают мощные зоны контактовых изменений за счет перекристаллизации и изменения вмещающих пород. А вот на контакте с кимберлитами изменения осадочных пород ничтожны. Оказывается, изменения есть, и очень значительные, но они носят необычный характер. Вокруг трубок возникают мощнейшие - до полукилометра - ореолы концентрации мелких зерен люминесцирующих минералов.

Содержание зерен апатита и циркона - минералов, ярко светящихся в ультрафиолетовых лучах, в десятки и даже сотни раз здесь увеличивается. Причем апатит светится не обычным желтым, а голубоватым светом, что характерно именно для апатита кимберлитов. Эти люминесцентные ореолы объясняются мощной "продувкой" окружающих пород глубинным мантийным газом с восстановительными свойствами и такими характерными элементами кимберлитов, как европий, церий, цирконий.

Рождение алмазов не где-то в неведомых "каменных пещерах", как думали раньше, а в самих кимберлитовых трубках, в процессе их формирования, объясняет почти идеальную сохранность алмазных кристаллов, которые находят рядом с кимберлитовой галькой, состоящей из окатанных, оббитых и лишенных граней глубинных минералов, действительно извлеченных из мантии.

На кристаллизацию алмазов из газа указывает также постоянное присутствие в них азота, а иногда - бора. В силикатном расплаве мантии практически нет ни азота, ни бора, но во флюиде эти элементы концентрируются, поскольку образуют газообразные соединения с водородом. В какие-то времена во флюиде, видимо, накапливался и радон. Именно радон, сильнейший альфа-излучатель, мог создать загадочные, необычайно красивые зеленые алмазы. Их окраска, безусловно, связана с воздействием альфа-частиц.

Современная промышленность ежегодно получает миллионы тонн сажи. Она образуется за счет неполного окисления метана. Около 80 процентов этой сажи идет на производство автомобильных шин. Огромное количество сажи оседает на стенках бесчисленных труб - печных, фабричных, заводских, и это никого не удивляет. А вот привыкнуть к мысли, что алмаз - это, по существу, тоже сажа, только мантийная, нам как-то трудно. Такая аналогия сначала кажется просто кощунственной. Чтобы слишком прямая аналогия кимберлитовых трубок с печными трубами не вредила пониманию природного процесса, замечу, что кимберлитовые трубки никогда не выходили на поверхность Земли и не коптили небо, как, например, трубы Лондона в XIX веке.

Мантийный газ "зависал" в верхних слоях земной коры, как повисает в воздухе аэростат с газовой горелкой, когда он уже израсходовал всю энергию на подъем. Поэтому никому из геологов не посчастливилось найти вулкан посреди платформы, разбрасывающий вокруг себя кристаллы алмазов. Найденные кимберлитовые трубки вскрываются лишь процессами эрозии. Для разведчика это означает, что существует множество "слепых" кимберлитовых трубок, не выходящих на поверхность. Об их присутствии можно узнать по обнаруженным локальным магнитным аномалиям, верхняя кромка которых располагается на глубине в сотни, а если повезет - то в десятки метров. Так что успеха вам, геологи-разведчики!