Что такое алмазные россыпи

Аллювиальные россыпи алмазов в долинах высоких порядков

Аллювиальные россыпи алмазов в долинах высокого порядка — главная по распространенности группа алмазоносных россыпей во всем мире. В России это основной промышленный тип россыпей алмазов. По положению в долине среди них принято различать русловые, долинные, террасовые, водораздельные россыпи, но для всех них основным признаком является приуроченность концентраций алмазов исключительно к грубозернистым фациям аллювия — галечникам и гравелитам и резкое снижение алмазоносности в песчаных осадках.

Как уже отмечалось выше, аллювиальные россыпи, образованные за счет размыва единичной кимберлитовой трубки, невелики по протяженности и разубоживаются уже на расстоянии 1-3 км от источника питания. Это отчетливо струйчатые залежи, концентрации алмазов в которых приурочены к участкам быстрого течения и резкого перепада скоростей — перекатам и краевым частям плесов. Содержания алмазов в таких россыпях ниже, чем в коренном источнике, ка 25-30% и более.

№126 Притча. АЛМАЗНЫЕ РОССЫПИ.

Все сколько-либо значительные по протяженности и масштабам аллювиальные россыпи имеют смешанный источник питания или образовались только за счет размыва промежуточных коллекторов. Как показывают данные В.С. Трофимова и Б.И. Прокопчука, литодинамические условия долины являются определяющими для формирования этих россыпей, при прочих благоприятных факторах.

Оптимальные условия для возникновения достаточно масштабных аллювиальных россыпей с запасами более 1 млн кар. складываются в долинах III-IV порядков (длиной не более 25-30 км, IV тип, по Б.И. Прокопчуку), где концентрация алмазов в 2-10 раз превышает их содержания в размываемых первоисточниках или в промежуточных коллекторах. В таких россыпях выделяются несколько зон обогащения алмазами: одни из них связаны с участками размыва источников питания, другие обусловлены исключительно литодинамикой потока при пересечении различных морфоструктур либо при впадении его в реку более высокого порядка.

Русловые аллювиальные россыпные месторождения обычно отличаются прерывистым строением и разбиваются на несколько отдельных полигонов протяженностью в несколько километров, до 10-20 км при наличии дополнительных источников подпитки россыпи. Более масштабны долинные россыпи, представляющие собой выдержанные лентовидные залежи, занимающие современное днище долин, включая оба пойменных уровня и иногда 1 надпойменную террасу. Часто это крупные промышленные и наиболее богатые месторождения протяженностью в несколько десятков километров и шириной в сотни метров. Характерно, что россыпи более высоких террасовых уровней распространены значительно реже; обычно они ненелики по протяженности (первые километры), но могут иметь значительную ширину до 1 км и более, характеризуются повышенной мощностью пласта (2-6 м) при более низких содержаниях алмазов, струйчато-линзовидным характером распределения концентраций, причем ширина отдельных линз может превышать 50-100 м и более. Террасовые россыпи, разрушаясь, преобразуются в террасоувальные россыпи плащевидной или неправильной изометричной формы, обычно с низкими содержаниями алмазов.

С251008 Алмазные россыпи

Наряду с описанным комплексом россыпей современной долинной сети, имеются примеры аллювиальных алмазоносных россыпей, представляющих собой реликты ископаемых долин, сохранившися от более ранних этапов развития платформы, как поверхностных, так и погребенных и вторично экспонированных. Пока их промышленная значимость невелика. Классическим примером такой россыпи служит неоднократно описанная в литературе юрская россыпь Водораздельные галечники, однако история развития Сибирской платформы позволяет предполагать наличие и более древних аналогичных образований — нижне-среднекаменоугольных, нижнепермских.

Рассмотрим особенности строения аллювиальных россыпей алмазов на примере Иреляхекого месторождения, образовавшегося за счет локального коренного источника при дополнительной подпитке за счет древних водораздельных россыпей, и крупнейшего Эбеляхского месторождения — типичной россыпи дальнего переноса, образованной за счет промежуточных коллекторов.

Долинная россыпь р. Мрелях, левого притока р. Малая Ботуобия занимает нижний отрезок долины от устья лога Хабардина до устья протяженностью 25 км. Сама долина р. Ирелях (III порядка) имеет имеет протяженность 100 км, корытообразную в нижнем течении форму со ступенчатым уклоном днища в пределах 0.0025-0.0012. Водоток характеризуется скоростями течения 0.5-2.5 м/сек, русло — глубиной 0.5-3.5 м (на плесах). В верхнем течении река дренирует площади развития траппов пермо-триасового возраста, в среднем и нижнем — глинисто-карбонатные породы верхнего кембрия, прорываемые кимберлитами трубки Мир. На водоразделах повсеместно сохранились реликты нижнеюрских алмазоносных терригенных образований, которые также участвуют в питании россыпи.

Таким образом россыпь имеет комбинированное питание, которое осуществляется на участке общей протяженностью около 10 км (см. рис. 115,А).

Алмазоносный участок долины врезан относительно междуречий всего на 20-50 м, имеет ширину от 200 до 1000 м, террасирован. В той или иной мере алмазоносны все уровни — от русла и поймы до IV террасы. Однако высокие террасы (II-IV), имеющие соответственно относительные высоты 8-10, 12-15 и 18-20 м, характеризуются слабой алмазоносностью — 0.25-0.4 кар/м3, постепенно нарастающей к нижним уровням. Все террасы цокольные, сохранились фрагментарно, характеризуются мощностью русловых галечников в среднем 2-2.5 м.

Промышленное значение имеет долинная россыпь, занимающая русло реки, оба пойменных уровня и низкую террасу, с мощностью песков от 0.5 до 6 м (в среднем 15-2.5 м) и мощностью торфов от 0 до 4-6 м. Отдельные части россыпи имеют определенные отличия, Так террасовая часть россыпи прослеживается в виде двух узких полос шириной 20-100 м на расстоянии не более 2 км. Ее плотик лежит на уровне современного уреза, иногда же опущен относительно него на 0.5-1 м. Поверхность террасы деформирована денудацией и постепенно сливается с высокой поймой. Продуктивный пласт мощностью 2.1 м представлен глинисто-галечно-щебнистым обломочным материалом, состоящим, как и на более высоких террасах, из местных глинисто-карбонатных (80%) и экзотических (20%) пород, преимущественно кварцевого состава. В составе минералов тяжелой фракции преобладают лимонит и пироксен; средний выход тяжелой фракции 1.2 кг/м3.

Средние содержания алмазов в долинной россыпи колеблются от 0.5 до 1 кар/м3, в целом нарастая к русловой и пойменной части россыпи и чутко реагируя по ее протяженности на дополнительный привнос полезного компонента из промежуточных коллекторов.

Иреляхская россыпь отрабатывалась дражным способом двумя драгами с вместимостью черпаков 250 л с предварительной вскрышей полигонов бульдозерным способом. Разработка велась снизу вверх по долине на двух участках.

Уникальная по масштабу Эбеляхская алмазоносная долинная россыпь в Анабарском районе, залегает в долине одноименного правого притока р. Анабар и прослежена на расстоянии около 100 км. Помимо нее алмазоносные русловые россыпи с протяженностью промышленных участков от 4 до 18 км выявлены по притокам р. Эбелях, а также в долине другого правого притока р. Анабар — р. Биллях.

В морфоструктурном отношении указанная площадь располагается В пределах Эбеляхского приподнятого блока, представляющего собой слабоволнистое плато, выработанное в карбонатных породах среднего кембрия, с двумя уровнями поверхности выравнивания — на отметках 220-240 м и 165-200 м (рис. 117).

Все россыпи залегают в современных долинах, наследующих, по-видимому, более древнюю гидросеть, в свою очередь переработавшую материал многочисленных промежуточных коллекторов — разновозрастных осадочных терригенных образований палеозойского (каменноугольного и нижнепермского), мезозойского (нижнемелового) и кайнозойского (олигоценового и неогенового) возраста. Фрагменты этих образований сохранились в пределах древних поверхностей выравнивания с реликтами кор химического выветривания и разнообразными карстовыми и карстово-эрозионными формами, выработанными в материнских породах — массивных доломитах анабарской свиты кембрийского возраста. Эти карстовые полости, часто разновозрастные, но нередко унаследованно развивавшиеся, как было установлено детальными исследованиями Б.И. Прокопчука, В.И. Левина и др., и явились теми коллекторами, в которых сохранились древние терригенные образования — вероятные промежуточные источники питания алмазоносных россыпей.

Важным фактом для понимания роли древних образования в питании современных россыпей является установленное многократное возобновление процессов карстово-эрозионного расчленения поверхности Эбеляхского плато: в карбоне, в перми, в нижнем мелу, в палеогене и в неогене, с накоплением сложного полигенного комплекса осадков от переотложенных кор выветривания до аллювиальных и озерных фаций.

Современная долина р. Эбелях наследует более древнюю, мезо-кайнозойскую депрессию. Она имеет V- и корытообразную форму, ступенчатый уклон от 0.0007 до 0.002, увеличивающийся в приустьевой части и углублена относительно междуречий на 60-100 м. Скорость течения водотока 0.5-2 м/сек, глубина его в межень на перекатах — 0.1 м, на плесах — до 3 м.

Основная промышленная долинная россыпь представляет выдержанную лентовидную залежь шириной 40-80 м, приуроченную к галечникам высокой и низкой пойм и русла (рис. 118,А). Она чрезвычайно проста по строению, и морфология днища не оказывает существенного влияния на распределение концентраций алмазов. Мощность русловых галечников составляет около 2.5 м, увеличиваясь до 4 и более м в западинах, мощность пойменного аллювия — в среднем 3 м. Наибольшее влияние на распределение концентраций алмазов оказывают карстовые западины в плотике, к которым приурочены наибольшие содержания и наиболее крупные алмазы (см. рис. 118, Б).

Ситовой состав алмазоносного аллювия весьма изменчивый, но в среднем в нем доминируют галечный материал (уходящий в галечный отвал), составляющий около 47%; на долю гравийного и крупнопесчаного материала (зернистой части) приходится в среднем около 20 /о, на долю шламов (-0.5 мм) — около 33%. По составу преобладают местные породы — доломиты, реже долериты; присутствуют также высокоустойчивые «экзотические» породы — кварц, кварцит, кремни и др. (в сумме не более 3%). В составе тяжелой фракции присутствуют (в /о): альмандин — до 60, лимонит — 8,2, ильменит — 5.8, пироксен, пикроильменит, реже пироп, циркон, эпидот, рутил. Средний выход тяжелой фракции 0.7-1 кг/м3.

Россыпи боковых притоков р. Эбелях залегают а долинах с уклоном от 0.05 до 0.007. Они сложены мерзлыми илисто-льдистыми торфами мощностью от 1 до 5-6 м и продуктивными гравийно-песчано-суглинистыми отложениями мощностью от 1.6 до 3 м, при ширине промышленного контура от 40-50 до 250 м. Галечный класс, уходящий в отвал, составляет около 30%, на долю зернистой части приходится также около 30%, на шламы 0,5 мм — 40%.

Эбеляхская россыпь характеризуется в целом невысокими содержаниями алмазов, но по своим масштабам, вместе с россыпями притоков, принадлежит к числу крупнейших алмазоносных россыпных месторождений мира. По условиям своего формирования месторождение сходно с некоторыми уральскими россыпями, а также с россыпями Лихтенбургского района ЮАР.

Россыпное месторождение р. Эбелях начало эксплуатироваться недавно. Отработка его началась в небольшом объеме с русловых россыпей четырех правых притоков р. Эбелях (руч. Ыраас-Юреге и др.) с помощью передвижных промывочных и обогатительных установок.

Источник

Как образуется алмаз в природе

Кто в детстве не мечтал отправиться в путешествие, чтобы искать алмазные россыпи или найти алмазную жилу. Чтобы искать камни, нужно понимать, как они формируются в недрах земли и какие процессы способствуют тому, чтобы алмазы оказывались на поверхности. В древности люди верили, что алмазы – это осколки небесного свода или райских стен. Среди индийских поверий было и такое, что камни способны размножаться путем деления, главное, чтобы вокруг было подходящее для них место. Когда же ученые выяснили, что по составу алмаз родственен углю и графиту, люди начали больше задумываться о процессах, сочетание которых приводит к появлению не угля, а формирует из молекул углерода уникальный драгоценный камень.

Мантийно-магматическая теория

Особенность алмазов в уникальности каждого экземпляра. Двух абсолютно идентичных камней в природе не существует. Камни формируются из графита, кристаллизуясь в форме октаэдра. 8 треугольных граней правильного многогранника чаще гладкие и красиво сверкают. Реже алмаз принимает кубическую форму, в этом случае его грани будут протравленными.

Чтобы графит начал трансформацию должны сложиться подходящие условия:

• алмазные жилы формируются на территории геологически стабильных районов;
• глубина залегания – от 100 до 200 км;
• давление – 35-50 килобар;
• однородная среда;
• отсутствие температурного градиента;
• температура – от 1100 о С до 1300 о С.

Эти условия способствуют уплотнению структуры кристаллической решетки графита и переход в более плотную кубическую форму, свойственную алмазам. Ученые считают, что наиболее подходящие условия для образования минералов были в период от 100 миллионов до 2,5 миллиардов лет назад.

На поверхности алмазы оказываются вследствие вулканической активности – их выносит потоками кимберлитовой магмы. Такое место вулканического взрыва формирует кимберлитовую трубку – коренное месторождение алмазов. Есть еще одна версия, по которой графит переходит в алмаз не столько по действием температуры и давления магмы в недрах, а непосредственно при контакте с ней, при ее выбросе на поверхность.

Синтетические минералы

Современные технологии синтезирования алмазов позволяют получить камни, по качеству, прозрачности и твердости, не уступающие природному оригиналу. Есть несколько способов получить искусственный аналог. Производство алмазов – дорогостоящий и трудоемкий процесс, потому такие камни также не дешевые.

• HPHT-алмазы. Из получают посредством устройства, напоминающего автоклав, поддерживающего температуру и давление аналогичные показателям в глубине земных недр. Технология подразумевает наличие графита, затравочные алмазы, катализирующий сплав металла. Внутри устройства ковалентные пи-связи графита преобразуются в сигма-связи алмаза. Такая методика позволяет получить алмаз ювелирного качества за 4-10 дней.
• CVD-алмазы. Этот вариант получают путем пленочного синтеза. Именно посредством этой технологии производятся промышленные камни. Алмазная затравка помещается в безвоздушную среду после чего заполняется газами метана и водорода. СВЧ лучи нагревают углерод в метане до 3000 o C, который оседает на основу, которая, согласно технологическому процессу, остается холодной. Особенность этой методики – возможность получить более чистые камни без примесей азота.
• Взрывной синтез – третий вариант производства искусственных алмазов. Искусственные камни образуются в процессе детонации взрывчатого вещества на основе с последующим охлаждением. Считается, что такой способ также воссоздает один из вариантов природного образования алмазов (например, из-за взрыва от удара при падении метеорита.

Синтезированные камни используются не только в медицине и электронике, они также могут ограняться в качестве вставок для ювелирных украшений. При этом отличить природный алмаз от синтетического без специального оборудования невозможно.

Месторождения и добыча

Исходя из специфики первичных алмазных месторождений добыча драгоценных камней ведется путем разработки кимберлитовой или лампроитовой трубки, которые сначала вырабатываются открытым способом – руду достают из карьера, а после, когда глубина выработке приблизится к 600 метрам, карьер закрывается, и добыча ведется уже посредством постройки шахты. Вторичным месторождением называются алмазные россыпи. Они образуются при размыве грунта на склонах, образовавшихся на месте выхода магмы. Грунт смывается к подножию возвышенности, вынося алмазы на поверхность. Это один из вариантов, как драгоценные камни попадают в реки или прибрежные океанические воды.

Как отличить от кварца

Природный кварц внешне очень похож на необработанный алмаз. Если кварц прозрачный, то непосвященный человек может запросто спутать его с драгоценным камнем. Кварц тоже используют для изготовления ювелирных украшений, но его стоимость и физические свойства значительно отличаются от алмазов.

Твердость кварца уступает алмазной. Его предел – 7 единиц по шкале Моос. Приложив усилия, вы сможете оставить царапины на поверхности кварца. Для эксперимента рекомендуют зажать камень между двумя монетами.

Именно кварц, а не алмаз станет невидимым при погружении в воду. Но, это при условии, если самоцвет полностью прозрачный. Вкрапления и примеси останутся заметными.

Кварц покроется конденсатом, если на него подышать, а алмаз останется чистым. Также при воздействии тепла кварцевый камень быстро нагреется, а алмаз останется холодным.

Существует так называемый херкимерский алмаз – это двухвершинный кварцевый кристалл горного хрусталя с неопределенным числом граней. Он очень похож на алмаз, при этом обладает красивой природной формой и ценится коллекционерами. Количество углов может колебаться в диапазоне от 4 до 20. При этом природные алмазы имеют форму правильного октаэдра или кубическую. У кварца — шестигранные псевдогексагональные призмы.

Как отличить от подделки

• Наиболее работающим способом, который используют в промышленности, считается применение жира. Алмаз, если покрыть его грань маслом, прилипнет к стеклянной поверхности и будет держаться, а вот кристаллы кварца отпадут, отправившись в отсев.
• Кварцевый камень не обладает столь острыми гранями и пропускает свет, в то время как ограненный алмаз имеет острые грани и не позволит разглядеть сквозь себя текст или предметы.
• Кварц растворяется в плавиковой кислоте и расплавах щелочей, алмаз устойчив к обоим средам.

Перед проведением эксперимента с агрессивными средами убедитесь, что вы реально готовы нанести камню вред. Если в ваши планы не входит расстаться с украшением, стоит воспользоваться помощью ювелира.

Источник