Люди во все времена поклонялись драгоценностям. Камни и металлы не просто покоряли их умы, но и становились причиной войн. Одни были готовы за них отдать жизнь, а другие — отнять ее. Какие драгоценности почти всегда были самыми ценными? Конечно, это золото и бриллианты. Они стали даже именем нарицательным в своей категории. С золотом все более менее понятно. Его добывают, плавят и так далее, а вот какой путь бриллиант проходит от первой лопаты, воткнутой в землю на месторождении, до королевской короны — это большой вопрос. Тем более, что золото во все времена добывали плюс-минус одинаково, чего не скажешь об алмазах. Тут действительно есть куда разгуляться и развиваться с точки зрения технологий.
Они слишком красивы, чтобы не считаться драгоценными.
Содержание
- 1 Откуда берутся алмазы
- 2 Места добычи алмазов
- 2.1 Страны, где добывают алмазы
- 2.2 Где в России добывают алмазы
- 3 Как найти месторождение алмазов
- 4 Как добывают алмазы
- 5 Как работает горно-обогатительный комбинат
- 6 Чем алмаз отличается от бриллианта
- 7 Самые известные бриллианты
- 7.1 Бриллиант Кохинур
- 7.2 Бриллиант «Тиффани»
- 7.3 Бриллиант «Черный Орлов»
Откуда берутся алмазы
Для начала давайте вообще разберемся, откуда берутся алмазы, и как они появляются в недрах нашей планеты. Если вы с этим уже знакомы или это вам не очень интересно, просто пролистайте до следующего пункта.
Алмаз является самым твердым минералом в мире. Есть даже так называемая шкала Мооса, которая часто применяется для определения твердости предметов. Чаще всего в последнее время с этой шкалой можно столкнутся при определении устойчивости экрана смартфона к царапинам. Не вдаваясь в подробности, она состоит из 10 шагов, на которых твердость соответствует твердости разных веществ — от талька до алмаза. То есть именно алмаз считается эталоном твердости.
Алмаз является кристаллической модификацией чистого углерода и считается одним их самых дорогих камней. Особенно ценятся прозрачные камни и с небольшим оттенком голубого. Остальные примеси считаются браком, но иногда тоже оцениваются очень высоко.
Основными местами, в которых образуются алмазы, являются такие районы континентов, где в течение долгого времени не происходит какая-либо геологическая активность. Происходит этот процесс на большой глубине — примерно от 100 до 200 километров. Такая глубина выбрана исходя из условий, которые там создаются.
Человек не может создать такую красоту. На это способна только природа.
Температура на такой глубине достигает 1 500 градусов Цельсия, а давление часто переваливает за отметку 40 000 атмосфер. Именно такое давление и температура могут настолько изменить кристаллическую структуру углерода, чтобы получился этот камень на грани фантастики.
Искусственные алмазы получают в лабораториях с 60-х годов прошлого века. В последнее время проводятся эксперименты по производству алмазов при создании давления путем направленного взрыва. Но все это больше напоминает какую-то алхимию. Хотя формально какие-то незначительные частицы алмаза действительно образуются.
Надо сразу сказать, что никто не лезет на такую глубину, чтобы добыть алмазы, так как за миллиарды лет они сами постепенно выходят наружу. Делают они это, выносясь на поверхность с кимберлитовой магмой. Так и образуются коренные месторождения алмазов.
И все же они прекрасны.
Определение ”кимберлитовые трубки” появилось после того, как в провинции Кимберли на юге Африки была обнаружена первая подобная трубка. Их стали называть кимберлитовыми , а породу, которая содержит алмазы, кимберлитом.
Сейчас в мире есть тысячи кимберлитовых трубок, но далеко не во всех местах добыча алмазов рентабельна. Мест, где действительно есть смысл этим заниматься, в мире всего несколько десятков.
Так выглядит кимберлитовая трубка.
Места добычи алмазов
Страны, в которых много алмазов, сильно разрозненны по своему уровню экономического развития, социальной сфере, религиозному признаку и так далее. Тем не менее, им повезло оказаться в тех самых местах, где добыча алмазов действительно имеет смысл.
Страны, где добывают алмазы
- Россия — 40,32 миллиона карат в год
- Конго — 23,20 миллиона карат в год
- Ботсвана — 20,50 миллиона карат в год
- Австралия — 13,96 миллиона карат в год
- Канада — 13,3 миллиона карат в год
- Ангола — 8,7 миллиона карат в год
- ЮАР — 8,3 миллиона карат в год
Где в России добывают алмазы
- Якутия
- Архангельская область
- Мурманская область
- Карелия
- Пермский край
Как найти месторождение алмазов
Есть у алмазного промысла одна большая проблема. В свое время разведка месторождений велась в секретном режиме. Именно поэтому до сих пор известны не все способы определения их залегания. Конечно, есть современные методы, но те, кто этим занимаются, все равно не спешат делиться секретами, так как на кону очень большие деньги.
Наибольшая вероятность найти алмазы есть в районе потухших долгое время назад вулканов. Именно там очень часто создается ”природная лаборатория”, в которой будут все условия для выращивания этих минералов и доставки их на поверхность.
Так же алмазы можно найти в районе русел рек, которые несут в себе магматические породы. А еще большое внимание стоит уделить метеоритам, в местах падения которых тоже часто находятся алмазы.
Такой строй самолетов СУ-30 и МиГ-29 пилотажных групп Русские витязи и Стрижи называют «Кубинским бриллиантом». Слово «бриллиант» подчеркивает всю ценность фигуры.
Как добывают алмазы
Самой сложной задачей при добыче алмазов является то, что для их получения надо переработать тонны руды. Обычно считается, что в одной тонне породы содержится в среднем 1-2 карата (0,2-0,4 грамма) алмазов, размер которых еще уменьшится при огранке.
Иногда добыча алмазов возможна даже ручным образом и чаще всего такой способ доступен в Африке. Но, как правило, приходится работать более основательно и проводить существенно более масштабные выемки грунта. В целом технология чем-то напоминает промывку золота, вопрос только в том, сколько минералов находится в породе и на какой площади они ”разбросаны”.
Вот из такой «дырки в земле» добывают алмазы. Обратите внимание, насколько она больше стадиона.
Самым простым и недорогим способом добычи является открытый. Сначала снимается верхний слой почвы, а потом карьер постепенно углубляется путем обрушения его стенок направленными взрывами. Породу увозят карьерными грузовиками на горно-обогатительные комбинаты (ГОКи). Там и проводится обработка руды.
Часто кратеры опускаются вглубь земли на сотни метров, а их площадь сопоставима с площадью небольших городов.
Второй способ куда сложнее в реализации и называется закрытым. В этом случае бурятся шахты, в которых и ведется добыча. Во-первых, надо использовать сложное оборудование для бурения (в отличии от простых и относительно дешевых взрывов), а во-вторых, нет такого пространства для маневра, как когда просто ”выкапываешь яму” и вывозишь из нее землю.
Шахты используются в тех случаях, когда использовать открытый метод невозможно по той или иной причине. Они бурятся на глубину до километра (а иногда и больше), после чего порода поднимается наверх и так же отправляется на ГОКи.
Такие монстры возят руду на ГОКи.
Когда выработка открытым способом уже невозможна и карьер дальше расширять нельзя, начинается шахтная добыча. Шахты бурятся вертикальные и наклонные, а шаг между ними не должен превышать ста метров. Так работа продолжается до тех пор, пока в этом есть экономическая выгода.
Работа по добыче алмазов ведется в три смены по 7 часов и никогда не останавливается, а для обеспечения промысла рядом часто строят шахтерские городки со всей инфраструктурой, включая больницы, магазины, спортивные объекты и даже аэропорты. Потому что часто только по воздуху можно попасть в такие места.
Для понимания размеров карьерного грузовика можно показать это фото. Грузовик просто не заметил и переехал пикап.
Как работает горно-обогатительный комбинат
Для того, чтобы обработать породу и найти в ней бриллианты, карьерные самосвалы тысячами тонн в сутки свозят руду на специальные комбинаты. Там руда проходит через разные системы дробления и измельчения. Часто они отличаются друг от друга, но вся суть в том, чтобы разбить породу на мелкие камни, потом отсеять ее по размеру в грохоте (специальная машина для отсеивания) и подвергнуть дальнейшей обработке.
Крупные куски породы промываются водой для того, чтобы получить алмазы, а мелкие подвергаются действию специальных реагентов, которые буквально вытягивают алмазы из породы. Отработанная порода проходит дополнительную проверку — рентгенолюминесцентную сепарацию. Дело в том, что алмазы светятся на рентгене. Это свойство используется для проверки качества обработки породы. Малейшие вспышки фиксируются автоматикой и часть породы сдувается с ленты. Потом она направляется на дополнительную проверку.
ГОК — это огромное сооружение с кучей специализированного оборудования.
Когда алмазы собраны, среди них все равно есть примеси, и тут начинается ручной труд. Их сортируют вручную, убирая даже малейшие лишние камушки. После этого алмазы проверяются и сортируются по огромному количеству параметров, чтобы отправиться на специальные биржи, где их и купят ювелиры для дальнейшей обработки и использования в ювелирных изделиях.
Чем алмаз отличается от бриллианта
Многие путают эти два слова, но именно они отличают добытый минерал от готового произведения ювелирного искусства. В тот момент, когда минерал находится в земле, в кузове карьерного грузовика или на складе в ожидании огранки, он является алмазом. После того, как его обработают, он становится бриллиантом.
Мало кто знает, но алмазы можно разбить, если очень сильно по ним ударить. Они раскалываются на части по плоскостям, параллельным граням правильного октаэдра. Именно такую структуру он и имеет. Грубо говоря, раскалывается он ”по швам”.
Слово бриллиант в переводе с французского ”brillant” означает ”блестящий”. Именно таким он становится после обработки, а сама обработка подразумевает нанесение на поверхность камня 57 или 58 граней. Они преломляют свет и дают камню то самое сияние, за которое его так ценят.
Слева алмаз, справа бриллиант. Есть разница, да?
Классической огранке подвергается около 75 процентов бриллиантов, которые продаются в мире. Такая форма состоит из следующих элементов:
- Корона (верхняя часть)
- Рундиста (самая широкая часть)
- Павильон (нижняя часть)
Несмотря на то, что бриллиант сам по себе будет красив даже при дефектах огранки, а распознать брак сможет только специалист, здесь используется особая техника. Правильной огранке бриллиантов мастера учатся много лет и они должны максимально правильно соблюдать пропорции огранки.
Если огранка делается отличной от классической формы или фантазийной, она делится на два типа. Если не вдаваться к подробности, то это более приближенная к круглой или, наоборот, ближе к вытянутой форма.
Самые известные бриллианты
Бриллиант Кохинур
Без сомнения, на сегодняшний день самым известным бриллиантом в мире является ”Кохинур”. На фарси это означает ”Гора света”. Легенда гласит, что первым его обладателем был мальчик, появившийся за несколько тысяч лет до Рождества Христова близ реки Ямуна. Это был не простой ребенок, а порождение Солнца-Карна. Камень был украшением его расшитой шапочки.
Именно «Кохинур» является «примой» британской короны.
За его историю камень видел немало крови и менял своего владельца, пока не стал частью английской короны. Сейчас он находится в замке Тауэр и надежно охраняется. Многие говорят, что единственная достойная цена за этот камень — жизнь того, кто захочет его получить.
Еще больше о том, что нас окружает и о необычной стороне нашей жизни вы сможете узнать из нашего Telegram-канала. Там каждый день появляются интересные факты и научный юмор.
Бриллиант «Тиффани»
В 1877 году в Кимберли нашли алмаз, который стал самым большим в мире желтым алмазом. Его вес составлял 287 карат, а продали его за 18 000 долларов — неслыханные по тем временам деньги. Купил камень Чальз Тиффани. Огранка заняла почти два года, а в результате нее камень принял четырехугольную форму и засиял 89 гранями.
Необычная огранка этого бриллианта делает его очень интересным.
В итоге камень украсил витрину магазина на Пятой авеню в Нью-Йорке. Первый человек, который смог ощутить его на своем теле — звезда фильма ”Завтрак у Тиффани” Одри Хепберн. После этого бриллиант с необычной огранкой и оправой в виде бриллиантовой птички попадал на аукцион, но так и не был продан. В итоге, он стал символом магазина ”Tiffany&Co”.
Бриллиант «Черный Орлов»
Еще один известный на весь мир бриллиант называется ”Черный Орлов”. Изначально он был погребен в одной из индийских гробниц, но расхитители смогли похитить его. В итоге, как гласит легенда, они навлекли проклятие на себя и на всех, в чьи руки попадет камень.
Тот самый «Черный Орлов»..
К жертвам камня приписывают графиню Надежду Орлову и княгиню Голицыну. Также к жертвам принято приписывать Джея Пэриса, который хотел продать камень в Нью-Йорке, но вместо этого почему-то спрыгнул с крыши.
Есть и другие знаменитые бриллианты, которые принесли немало проблем своим владельцам. А все из-за того, что за ними стоят очень большие деньги, символ власти и просто чарующий блеск, который ”сносит крышу”. Не надо придавать им мистический смысл, достаточно просто понимать человеческую алчность и желание легкой наживы, возможно, даже ценой чужой жизни.
Содержание
- Что такое алмаз
- Откуда берутся алмазы
- Способы добычи
- Открытая добыча
- Закрытая добыча
- Открыто-закрытый способ
- Горно-обогатительная фабрика
- Месторождения алмазов
- Российские прииски
- Месторождения за границей
Среди всего разнообразия минералов алмаз занимает особое положение. Это связано как с характерными физическими свойствами, так и с красотой бриллиантов, получаемых при дальнейшей огранке минерала. Где можно найти алмазы? Согласно информации по мировой добыче полезных ископаемых, залежи или алмазные копи/воронки встречаются во многих уголках земного шара.
Что такое алмаз
Так же как и графит, минерал является аллотропной разновидностью углерода. В нормальных условиях он стабилен. Характеризуется высокой твердостью по шкале Мооса (10 из 10). Это своего рода эталон твердости. Имеет высокую теплопроводность (900-2300 Вт/м К) и относится к полупроводникам. Физические показатели отражают высокую упругость и низкий коэффициент сжатия.
Важное отличительное свойство от ряда других минералов — люминесценция. Под воздействием солнечного, ультрафиолетового света, рентгеновского излучения алмаз начинает светиться разными цветами.
Высокая прозрачность и показатель преломления света (2,417-2,419) относят алмаз к числу драгоценных камней. Благодаря искусной огранке минерал является одним из красивейших камней в мире. В природе встречаются алмазы не только белого и желтого, но и розового, коричневого и даже черного цвета.
Стоимость 1 карата алмаза (0,2 г) составляет в среднем 1,5 млн рублей.
Откуда берутся алмазы
Процесс образования бесценного камня закладывается глубоко в недрах земли. Из чего получается алмаз? На глубине 100-200 км при высокой температуре и давлении углерод в течение длительного временного периода преобразуется в алмаз. Постепенно, благодаря определенным процессам, происходящим в земной коре, алмазные месторождения вытесняются на поверхность. Подобные пути выхода называются кимберлитовыми трубками (по названию породы «кимберлит»). На планете существует несколько тысяч такого рода трубок, но добыча алмазов в каждой из них не всегда рентабельна. Поэтому лишь часть из них используется по прямому назначению.
Способы добычи
Добычу алмазов условно можно разделить на два важных этапа — получение руды и ее переработка.
Добыча руды, содержащей алмазы, ведется открытым и закрытым способом. С экономической точки зрения первый вариант более выгодный. Существует и третий, объединенный способ. Когда, начав разработку открытым способом, переходят на закрытый.
На обоснование выбора типа добычи оказывают влияние ряд объективных и субъективных факторов: глубина и предполагаемые объемы залегания минерала, климатические условия, логистика и т. д. В каждом конкретном случае рассчитываются предполагаемые затраты и ожидаемый экономический эффект.
Открытая добыча
Данный метод предполагает снятие верхнего слоя почвы и далее, используя метод направленного взрыва, воронка по спирали углубляется на несколько сотен метров. Обрушенную породу погружают в огромные самосвалы и доставляют на обогатительные фабрики. Способ добычи практически безопасный и не требует огромных затрат.
Закрытая добыча
Производится в недрах земли путем создания системы тоннелей — шахт. В более ранние временные периоды приходилось добывать алмазы киркой. Данная профессия получила название «горщик», т. е. работающий в горе (шахте). Тяжелый многочасовой труд в условиях пониженной видимости и повышенной опасности на протяжении многих лет служил основным путем добычи алмазов.
В настоящее время горнодобывающие комбайны производят извлечение и погрузку породы в вагонетки, которые доставляют ее на поверхность. Далее порода, содержащая алмазы, также отправляется на горно-обогатительные заводы. Закрытая добыча позволяет извлекать ценный минерал из более глубоких слоев породы, но сопряжена с большими затратами и определенной опасностью. К факторам риска относится: обрушение породы, взрывоопасность, недостаток кислорода и др. Поэтому шахтный способ добычи используется в том случае, когда открытая разработка невозможна.
Открыто-закрытый способ
Необходимость в совмещении предыдущих вариантов добычи возникает тогда, когда открытая разработка уже невозможна, а весомые объемы минерала залегают на достаточной глубине.
Горно-обогатительная фабрика
Поступающая порода, проходит через сложную систему измельчителей и дробилок. Затем крупные куски промываются водой, которая сразу же делает алмазы видимыми. Мелкие, с этой же целью, подвергаются воздействию специальных реагентов.
Для проверки остаточного содержания алмазов в породе проводится дополнительная рентгенолюминесцентная сепарация. При попадании на минерал рентгеновских лучей он начинает светиться.
Не обходится производство и без монотонного ручного труда. На последнем этапе ручным способом выбраковываются остатки лишней породы, не относящейся к минералам. Оставшиеся алмазы сортируются.
Месторождения алмазов
Рассмотрим, какие страны добывают алмазы.
Российские прииски
Первый минерал был найден в Пермском крае (Крестовоздвиженский прииск) в 1829 году. В последующие 28 лет в этом регионе было добыто алмазов общим весом в 60 карат. Найденный первый сибирский алмаз (прииск близ Енисейска) датируется 1879 годом.
А в 1949 году были найдены высококачественные алмазы в бассейне реки Вилюй (Якутия). Позднее, 1950-х годах, в Якутии была открыта кимберлитовая трубка «Зарница». В 2012 году найдены алмазы на границе Красноярского края и Якутии (Полигайское месторождение). Но, несмотря на расширение границ добычи, наиболее качественными минералами остаются алмазы Урала.
Согласно последней информации, в России за год добывается алмазов общим весом 30-40 млн каратов.
Месторождения за границей
Первые сведения о найденных алмазах относятся к Деканскому плоскогорью в Индии, но уже в конце XIX века они были сильно истощены. В настоящее время Индия является только импортером минерала.
В 1727 году были открыты месторождения в Бразилии. К 1867 году относится информация, по которой можно найти алмазы в странах Африки — известные «Капские алмазы».
В каких странах добывают алмазы в настоящее время? Помимо России, в тройку лидеров входят Ботсвана и Канада. В 2017 в Канаде были открыты новые месторождения ценных минералов на северо-западе страны.
В целом страны БРАНКС (Ботсвана, Россия, Ангола, Намибия, Канада и ЮАР) курируют около 92% всех добычи. Также можно дополнительно добавить к списку Австралию и Демократическую Республику Конго.
Основные импортеры ценного сырья: Индия, Бельгия и ОАЭ.
Россия по-прежнему сохраняет позиции лидера как по добыче, так и по импорту драгоценных камней.
Алмазные месторождения и методы их поисков
В последние два десятилетия кимберлиты привлекли к себе повышенное внимание ученых-геологов всего мира. И дело тут не только в том, что эта порода является единственным источником алмазов. Кимберлит представляет исключительный интерес и сам по себе как редкостная горная порода.
Вспомним, что средний радиус земного шара составляет 6370 км. Тысячи километров! В то же время проходка скважины глубиной даже 4–5 км является весьма трудным и дорогостоящим делом. Рекордсмен в этом отношении — известная Кольская сверхглубокая скважина (собственно, это не привычная буровая вышка, а целый завод), проектная глубина которой составляет 15 км. Таким образом, непосредственному изучению доступна лишь тончайшая «пленка» на поверхности Земли. Но уже установлено наукой, что процессы, вызывающие землетрясения, извержения вулканов, воздымание и опускание громадных территорий, формирование различных пород и месторождений полезных ископаемых, т. е. процессы, формирующие лик нашей Земли как геологического тела, зарождаются на глубинах в сотни километров, в пределах так называемой мантии Земли.
Увидеть непосредственно то, что происходит в мантии, мы не можем. Остается уповать на косвенные методы, на поиск и изучение пород, формирование которых непосредственно связано с глубинными, мантийными, процессами. Ученые установили, что светлые, богатые кварцем граниты (точнее, силикатные расплавы — магмы, при остывании которых вблизи поверхности земли возникали граниты) образовывались на глубинах в первые десятки километров. Еще более глубинными являются плотные темные базальты. Ну, а самая-самая глубинная порода — это кимберлит; его источник расположен ниже отметки 150 км. Кроме того, поднимаясь к поверхности, кимберлитовая магма захватывает по дороге и образцы мантийных пород (так называемые ксенолиты), которые мы потом находим в кимберлитовых трубках. Таким образом, кимберлит является практически уникальным источником информации о наиболее глубинных (а потому и наиболее важных) процессах, протекающих в недрах нашей планеты.
Кимберлитам посвящены тысячи статей и книг, регулярно собираются по их поводу международные научные конференции. Однако до сих пор мы не можем сказать, что знаем все о том, как же образовывались кимберлиты и находящиеся в них алмазы. Некоторые ключевые закономерности все же установлены достаточно твердо (на научном языке это означает, что данные положения разделяются подавляющим большинством исследователей и позволяют делать надежные прогнозы).
С геологической точки зрения вся территория континентов земного шара подразделяется на платформенные и складчатые области. Складчатые области — это горные сооружения, где широко проявлены землетрясения, магматизм, горообразовательные процессы, словом, это области, где геологическая жизнь протекает наиболее бурно. Платформы, наоборот, представляют собой равнинные территории, живущие в геологическом плане намного спокойнее. Для них характерно как бы двухэтажное строение. Нижний этаж называется кристаллическим фундаментом и сложен массивными кристаллическими породами. Верхний этаж мощностью до нескольких километров — это осадочный чехол, он сложен горизонтально залегающими песчаниками, алевролитами, глинами, известняками. Магматические проявления здесь немногочисленны и связаны с крупными трещинами — разломами, проникающими до глубин верхней мантии.
Кимберлиты приурочены только к районам платформ. Большинство ученых сходится на том, что алмазоносная, чрезвычайно богатая летучими компонентами (водой и углекислотой) кимберлитовая магма зарождается в мантии под платформами на глубине свыше 150 км и затем поднимается к поверхности, используя более проницаемые зоны глубинных разломов в качестве каналов. По мере подъема проницаемость земной коры уменьшается, и на глубине около 2 км, вблизи границы кристаллического фундамента и осадочного чехла, магма останавливается, будучи не в силах пробить «крышку» из плотных массивных пород. Но снизу продолжается подток магматического материала и газов. Давление в герметически замкнутой камере постепенно нарастает, и в конце концов происходит то же, что и с паровым котлом, когда давление пара превышает допустимые пределы, — он взрывается. Могучая газовая струя мгновенно пробивает массивную «крышку», просверливая в ней вертикальную трубообразную полость. Затем полость заполняется поднимающейся магмой. Магма застывает, и возникает то, что мы называем кимберлитовой трубкой, или диатремой. Кимберлиты же, заполнившие сначала вертикальные трещины, по которым они поднимались, а затем и некоторые горизонтальные трещины, образуют протяженные плитообразные тела, которые называются соответственно дайками и силлами (рис. 10).
Рис. 10. Схематичная объемная модель кимберлитовой трубки: 1 — кимберлитовые брекчии, 2 — массивные кимберлиты.
В момент взрыва выброшенные из трубки куски пород образуют вокруг нее кольцевой насыпной вал. Понижение в рельефе постепенно заполняется водой — формируется кратерное озеро, в котором накапливаются тонкослоистые озерные отложения, перекрывающие кимберлиты. Вертикальный разрез такой идеализированной кимберлитовой трубки приведен на рис. 11.
Рис. 11. Обобщенный разрез алмазоносной кимберлитовой трубки Южной Африки: 1 — отложения кольцевого вала; 2 — осадки кратерного озера; 3 — обломки различных осадочных и магматических пород, прорываемых трубкой; 4 — различные типы кимберлитов, слагающих трубку. Справа указаны уровни эрозионного среза для некоторых кимберлитовых трубок Южной Африки.
Обнаружение целиком сохранившейся кимберлитовой трубки — большая редкость. Трубки под влиянием таких действующих на поверхности природных агентов, как перепад температур, ветер, вода, подвергаются эрозии, т. е. попросту разрушаются. Их верхние части как бы срезаются, уничтожаются. Величина уничтоженной части трубки (размер эрозионного среза) варьирует в очень широких пределах. Понятно, что чем она больше, тем меньший интерес представляет трубка в качестве коренного месторождения алмазов. Однако при этом возрастает количество алмазов, высвобождаемых из разрушаемых кимберлитов, и увеличивается вероятность образования алмазных россыпей в окрестностях трубки.
Трубки сложены кимберлитом — тонко зернистой породой, окрашенной в самые разнообразные цвета. На сравнительно однородном фоне четко выделяются блестящие крупные (до 1 см и больше) включения так называемых минералов — спутников алмаза: смоляно-черного ильменита, кроваво-красного пиропа, реже светло-зеленого оливина и изумрудно-зеленого хромдиопсида. Часто кимберлиты содержат множество обломков вмещающих пород и в таком случае называются кимберлитовыми брекчиями. В кимберлитах находятся и алмазы. Однако даже в самых богатых кимберлитовых трубках Южной Африки содержание алмазов не превышает 1 карата на 1 т породы. А это означает, что алмазы составляют менее 0,0001 % объема породы. В геологии минералы, входящие в состав породы в количестве менее 1 %, называются акцессорными, т. е. примесными. С этой точки зрения алмаз можно смело называть ультраакцессорием!
Кимберлиты, как уже говорилось, размываются реками, ручьями, временными водотоками, разрушаются ветрами, дождями, при резких перепадах температур, а в былые времена и ледниками. В результате алмазы высвобождаются из кимберлитов, попадают в глинистые, песчаные и валунно-галечные отложения и, скапливаясь где-то, образуют месторождения, которые называются россыпными. В зависимости от того, на какое расстояние и каким образом алмазы переместились из кимберлитов в россыпи, последние разделяют на элювиальные, пролювиальные, аллювиальные, делювиальные, прибрежно-морские, дельтовые, эоловые.
Те алмазы, которые остались непосредственно на поверхности кимберлитовых тел, образуют россыпи, которые называются элювиальными. Алмазы, находящиеся в нижележащих кимберлитах, включены в породу, и их трудно оттуда отобрать, в элювиальной же россыпи они находятся в свободном состоянии и извлекаются без больших усилий. Обычно мощность элювиальной россыпи на кимберлитах составляет несколько метров, хотя есть случаи, когда кимберлиты находятся на плоских равнинах и россыпи достигают мощности 10 м и более.
Элювиальные россыпи характеризуются своеобразным строением и разным содержанием алмазов в определенных горизонтах. Чаще всего верхняя часть разреза представлена глиной желтого цвета, так называемой «желтой землей». В ней сосредоточено наибольшее количество алмазов. Средняя часть россыпи представлена «синей землей», т. е. горизонтом синих глин с редкой щебенкой кимберлитов. Алмазов в этом горизонте меньше в 2–3 раза как за счет присутствия щебенки кимберлитов, так и за счет того, что из этого слоя не происходит выноса глинистого материала, как в верхнем горизонте, иначе говоря, не наблюдается уменьшения объема породы и относительного обогащения алмазами. Третий — нижний — горизонт (структурный элювий) постепенно переходит в неразрушенные кимберлиты. В нем содержание алмазов примерно такое же, как и в кимберлитах.
На склонах возвышенностей формируются делювиальные россыпи. Алмазы в них перемещены от кимберлитов вниз по склону на расстояние до 2–3 км (в зависимости от его крутизны и длины). Обломочный материал слабо отсортирован и по составу соответствует коренному ложу, т. е. неперемещенным породам, в которые «врезано» русло реки и на которых накапливается обломочный материал. Как правило, эти россыпи беднее коренного источника и элювиальных россыпей, поскольку алмазоносный материал разубоживается за счет материала боковых пород. Делювиальные россыпи представляют собой тела плащевидной, конусообразной формы.
Пролювиальные россыпи образуются временно действующими потоками, обусловленными большей частью ливневыми дождями или снеготаянием. Вследствие кратковременности таких потоков отложения этих россыпей плохо отсортированы, алмазы распределены неравномерно.
Аллювиальные россыпи образуются в речных долинах при переносе водой продуктов разрушения алмазоносных пород. Обломочный материал обычно в той или иной степени окатан и относительно хорошо отсортирован. Происходит также некоторая сортировка алмазов как по крупности, так и по приуроченности их к определенным горизонтам аллювия. Основная масса алмазов встречается в грубообломочных отложениях. Содержания алмазов в россыпях весьма различны. Они могут в несколько раз превышать содержания в первоисточниках. Среди аллювиальных россыпей по условиям залегания выделяются русловые, косовые, долинные и террасовые (рис. 12).
Рис. 12. Геоморфологическая схема долины реки в районе россыпи (по А. П. Бобриевичу): Россыпи террасовые: 1 — 5-й террасы, 2 — 4-й террасы. 3 — 3-й террасы. 4 — 2-й террасы, 5 — 1-й террасы; долинные: 6 — пойменные, 7 — береговых отмелей, береговых валов, бечевников, 8 — шлейфовые размытых террасовых останцов, 9 — намывных кос, островов, отмелей, 10 — собственно русловые.
Прибрежно-морские россыпи залегают вдоль береговой линии морей. Образование их связано с привносом алмазов реками с континента либо происходит за счет размыва расположенных на берегу коренных месторождений или древних россыпей. Это довольно редкий вид россыпей. Это связано с тем, что транспортируемые реками алмазы лишь в исключительных случаях достигают побережья. Прибрежно-морские россыпи обычно имеют незначительную ширину (50—300 м), но прослеживаются на значительные расстояния, измеряемые десятками километров. Содержание алмазов и средняя величина кристаллов закономерно убывают по мере удаления от источника размыва или от устья реки, приносившей алмазы. По отношению к уровню воды расположение россыпей бывает различное. Современная россыпь обычно залегает на уровне моря или несколько ниже его.
Более древние россыпи могут быть террасовыми, если уровень моря в последующее время понизился, или погребенными и подводными, если он повысился.
Дельтовые россыпи залегают в дельтах рек при впадении их в моря или лагуны и образованы путем выноса обломочного материала речными потоками. Богатые месторождения этого типа до сих пор не обнаружены. Однако среди дельтовых отложений со слабой алмазоносностью иногда встречаются обогащенные «струи» с промышленными содержаниями алмазов.
Эоловые россыпи развиты в пустынных областях. Они возникают на поверхности «сухих» рек за счет выдувания мелких и легких частиц пород. В результате возникают ложбины выдувания шириной сотни метров, длиной несколько километров и глубиной несколько метров. На дне этих ложбин скапливается крупный и тяжелый материал, а вместе с ним и алмазы. Под влиянием ветров алмазы частично передвигаются вдоль ложбин и концентрируются по их склонам.
Кроме россыпей перечисленных генетических типов, существуют россыпи смешанного происхождения, которые обладают переходными особенностями соответствующих генетических типов.
Теперь мы уже имеем некоторое представление о том, что такое месторождение алмазов, а также знаем, как их искали раньше. Как же ищут их сейчас?
XX век — век науки и техники. И это отразилось, конечно, в геологии. Если раньше поисками алмазов занимались старатели — люди, накопившие практический опыт такой работы или которым передавался опыт по наследству, то сейчас алмазы стали искать на базе научных разработок с помощью высокоточных инструментов на земле, с воздуха, а в последнее время и из космоса. Разработаны целые научно обоснованные поисковые комплексы для районов с различной геологической обстановкой.
Всю премудрость предсказания открытия алмазных месторождений наука вложила в так называемые поисковые критерии и поисковые признаки.
Сначала, как уже отмечалось, выделяют платформенные области. Затем в пределах платформ выбираются локальные площади и регионы, внутри которых прогнозируется наличие кимберлитовых трубок, это прежде всего зоны глубинных разломов в земной коре, достигающих мантии. Такие зоны образуются на стыке участков земли, испытывающих соответственно поднятие и опускание.
Надо сказать, что в пределах зон разломов кимберлитовые трубки располагаются обычно группами, образуя кимберлитовые поля. В каждом поле находится от единиц до нескольких десятков кимберлитовых трубок. Предполагается, что отдельные кимберлитовые поля связаны с обособленными глубинными магматическими очагами.
После выделения перспективных участков наступает пора специализированных геолого-поисковых работ, которые начинаются с маршрутов. Маршруты намечаются после тщательного анализа предыдущих геологоразведочных работ; в ходе маршрута ведется поиск кимберлитов и минералов — спутников алмаза: пиропа, пикроильменита (ильменита с повышенным содержанием Mg) и хромдиопсида, а также, естественно, и самих алмазов. Маршруты прокладываются в первую очередь по долинам рек, где обычно вскрываются породы и где можно увидеть все особенности их строения, есть возможность провести опробование. Поскольку по рекам алмазы концентрируются в гравийногалечных образованиях, поэтому сначала ищут последние, а затем уже опробуют эти образования на алмазы. Как правило, алмазов больше там, где концентрируется наиболее грубообломочный материал.
Для констатации алмазов необходимо отбирать пробы больших размеров — массой от нескольких до десятков тонн. И если в 1 т есть одно-два зерна алмазов, это удача. Но как выделить это зерно среди миллионов других? Для этого существует специальная методика. Установлено, что наиболее часто встречаются алмазы размером от 1 до 4 мм. Поэтому всю породу (гравийно-галечно-песчаный материал) просеивают на ситах с ячейками 1, 2 и 4 мм. Полученные фракции (от 1 до 4 мм) оставляют для дальнейшей обработки, остальные выбрасывают. Таким образом, уже на первой стадии опробования исследуемый материал сокращается более чем наполовину. Затем оставшуюся часть пробы разделяют по плотности. Так как для алмаза она равна 3,5 г/см3, то делят эту часть пробы на две неравные части: в одну попадают минералы с плотностью больше 3,5, в другую — с меньшей. На этой стадии объем пробы сокращается в сотни и тысячи раз. Оставшийся так называемый концентрат пробы имеет массу, измеряемую килограммами. И все же количество зерен минералов и пород, среди которых есть единичные кристаллы алмазов, в концентрате очень велико. Визуально обнаружить эти алмазы очень трудно. Для этого используется специальная аппаратура, основанная на таких свойствах алмазов, как свечение в рентгеновских лучах, а также способность прилипания к определенным видам жиров.
Из описанного выше можно видеть, что по находкам алмазов искать алмазные месторождения — дело очень трудоемкое. Специалисты стараются ускорить и облегчить процесс поисков. Для этого используют шлиховое опробование[2]. Оно предназначено для поисков не самих алмазов, а их минералов-спутников: чтобы по «дорожкам», указанным этими минералами, приходить к месторождениям. В Советском Союзе первые такие дорожки наметили ленинградские ученые Н. Н. Сарсадских и Л. А. Попугаева. Как мы уже писали, в Якутии ими были встречены характерные для кимберлитов минералы пироп и пикроильменит, которые указали им путь к первой открытой в СССР кимберлитовой трубке «Зарница».
Методика отбора шлихов такова. У реки или ручья зачерпывается исходный материал объемом 10–20 л и очень осторожно промывается на лотках или ковшах. Осторожность и тщательность промывки необходимы для того, чтобы избежать потерь минералов-спутников. Шлихи отбираются на тех участках русла рек, которые благоприятны для максимальной концентрации минералов — спутников алмаза. Обычно это окончания плёсовых участков на сопряжении с перекатами. В поперечном сечении русла повышенные содержания этих минералов наблюдаются в пристержневой части потока, где отлагается более крупный аллювий. На галечных косах рекомендуется отбирать шлих в головных частях. Известно также, что маломощный аллювий обогащен минералами — спутниками алмазов больше, чем аллювий значительной мощности. Большое влияние на концентрацию алмазов и их минералов-спутников оказывает характер ложа русла.
Днище с провалами, ребристостью и другими неровностями способствует их «улавливанию». Все это необходимо учитывать при выборе места для отбора шлиховой пробы.
Шлихи отбираются последовательно, обычно снизу вверх по реке. При этом опробуется аллювий как основной реки, так и всех ее притоков. Шлихи тут же на маршруте просматриваются, и в случае, если «пироповая дорожка» ведет по одному из притоков, ее прослеживают до конца.
Детальное изучение минералов-спутников показало, что по характеру их механического износа, в частности степени окатанности, можно примерно определить, на каком расстоянии находится кимберлитовая трубка. Дальность переноса пиропа и пикроильменита может достигать 150–200 км, а оливин и хромдиопсид измельчаются и исчезают в шлихах уже на первом десятке километров переноса. Поэтому присутствие в шлихах оливина и хромдиопсида может быть признаком близости кимберлитовой трубки. Об этом же свидетельствует и сохранность на зернах пиропа специфической так называемой келифитовой каймы. Эта кайма крайне неустойчива и исчезает в процессе переноса очень быстро.
Поиски кимберлитов проводятся также обломочно-речным методом, заключающимся в обнаружении и прослеживании обломков кимберлитов. Дело в том, что кимберлиты являются нестойкими породами, они разрушаются уже на поверхности и склонах самих кимберлитовых трубок. В руслах рек обломки кимберлитов встречаются на расстоянии не более 5—10 км от трубок. Обычно обломки малочисленны и обнаруживаются с большим трудом. Однако если на склоне или в русле реки найден обломок кимберлита, то это значит, что кимберлитовая трубка близко.
В описанном выше виде шлиховой метод поисков кимберлитов по минералам — спутникам алмаза эффективен лишь в районах со сравнительно простым геологическим строением, когда кимберлитовые трубки, размываемые водой, непосредственно выходят на поверхность земли.
Но район исследования может иметь и более сложную историю геологического развития. Например, представим, что возникшие сотни миллионов лет назад на каком-то участке кимберлитовые трубки размывались древними водотоками с образованием россыпей. Затем земная поверхность опустилась и была залита морем. В водном бассейне отложились различные осадочные породы (песчаники, глины, известняки), захоронившие под собой все, что было раньше, в том числе кимберлиты и россыпи. Затем под влиянием внутренних сил Земли море отступило и этот участок снова поднялся и превратился в сушу. Возникает новая речная сеть. Вода размывает все породы и добирается, наконец, до кимберлитов и россыпей. Образуются новые россыпи, в которых присутствуют как минералы-спутники из коренных кимберлитов, так и из древних россыпей, которые в данном случае выступают как бы в качестве промежуточного накопителя минералов-спутников (они и называются промежуточными коллекторами). Такой процесс может повторяться неоднократно, и в результате возникает целый набор разновозрастных россыпей и промежуточных коллекторов.
И вот геолог работает в алмазоносном районе с таким запутанным геологическим прошлым. Здесь уже известно несколько кимберлитовых трубок, ставится задача — отыскать новую. Из речного аллювия отбирается шлих, а в нем обнаруживается множество минералов-спутников. Казалось бы, все ясно: надо мыть шлихи дальше, идти по «дорожке». Однако на самом деле все оказывается гораздо сложнее. Ведь в этот шлих попали минералы и из уже известных кимберлитовых тел, и из целого ряда разновозрастных промежуточных коллекторов. Геологу необходимо точно сказать: эти гранаты и пикроильмениты из такой-то трубки, эти — из такой-то, а вот те, судя по их особенностям, явно привнесены из промежуточного коллектора. И если после такого анализа остаются минералы, которые не увязываются ни с каким известным источником, только тогда можно предположить, что мы обнаружили звено искомой поисковой «дорожки».
Расшифровка результатов шлихового опробования — дело весьма непростое. Минералы-спутники изучаются разнообразными методами с использованием самой современной точной аппаратуры. Здесь геолог превращается в физика, химика, математика. И все это для того, чтобы точно определить, в каком направлении сделать следующий шаг, где лежит и куда ведет заветная «дорожка».
Широко применяются в последнее время геофизические методы поисков кимберлитов. Они основаны на том, что такие физические свойства кимберлитов и вмещающих их пород, как плотность, намагниченность, электропроводность. «прозрачность» для акустических колебаний и радиоволн, несколько различны и это современными приборами можно уловить. Особо ценны геофизические методы при поисках в так называемых закрытых районах, где кимберлиты не выходят на поверхность и перекрыты более молодыми осадочными породами. В этих случаях приборы фиксируют на фоне геофизического поля изометричную аномалию, так называемую аномалию трубочного типа. Затем эти аномалии проверяют наземными исследованиями с помощью бурения.
Геофизические методы обладают еще одним большим преимуществом: они могут быть применены с воздуха в аэроварианте, когда аппаратура монтируется на самолетах или вертолетах. Это позволяет оперативно и качественно проводить геофизическую съемку крупных и труднодоступных территорий.
В настоящее время значительную часть кимберлитовых трубок находят с помощью геофизических методов. Таковы, например, в Якутии трубки «Электра» и «Аэромагнитная», обнаруженные с помощью соответственно электроразведки и аэромагнитной разведки.
С каждым годом все более разрабатываются геохимические методы поисков. Некоторые химические элементы, которыми особенно богата кимберлитовая магма, различными путями мигрируют во вмещающие породы, образуя вокруг кимберлитовых трубок своеобразные зоны — геохимические ореолы, в которых содержания этих элементов заметно повышены. Современные методы анализа позволяют выявлять эти ореолы. Площадь их в несколько раз превышает площадь кимберлитовых тел. Ясно, что найти такой геохимический ореол легче, чем обнаружить саму кимберлитовую трубку.
Большую помощь в поисках алмазных месторождений оказывают аэрофотосъемка, а в последние годы и космическая съемка. На снимках довольно четко выделяются разломы, к которым приурочены кимберлитовые трубки, а иногда и сами трубки. Чаще, однако, на аэро- и космоснимках дешифрируются фотоаномалии трубочного типа — округлые пятна, отличающиеся цветом, густотой и высотой растительности и т. д. Установление природы фотоаномалий проводится геологами непосредственно в поле (в необходимых случаях с привлечением бурения).
Методы прогноза и поиска алмазных месторождений непрерывно совершенствуются, появляются их модификации. Ученые-геологи стремятся овладеть так называемым локальным прогнозом, при котором можно было бы точно указать небольшой (несколько квадратных километров) участок, в пределах которого расположена алмазоносная кимберлитовая трубка (или россыпное месторождение).
Поиск месторождений и добыча алмазов – затратный процесс, требующий дорогостоящего оборудования и современных технологий. Но эти самородки стоят того, так как являются самыми драгоценными камнями в мире.
Содержание
- Особенности расположения алмазов
- Принципы поиска алмазов
- Шлиховое опробование
- Геофизические методы
- Геохимический способ
- Месторождение алмазов
- Как добывают алмазы
- Способы отделения алмазов из горных пород
Особенности расположения алмазов
Алмаз – это минерал, представляющий собой разновидность чистого углерода, структура которого имеет очень плотную атомную упаковку. Такая уникальность строения обеспечивается воздействием экстремальных факторов: температура – 1100-1300ºС, давление – 30-50 Кбар. В земных условиях такое воздействие в природной среде достигается только на глубине более 100 км в течение длительного срока.
Минерал образует кристалл в форме правильного октаэдра (шестигранника) с гладкими блестящими сторонами; в редких случаях – в виде куба. Главное физическое свойство – твердость, превосходящая твердость всех известных натуральных веществ. В то же время камень можно достаточно просто расколоть в направлении, параллельном кристаллическим граням.
Главная ювелирная характеристика алмаза – прозрачность; в этом случае его называют камнем «чистой воды». При этом качественный алмаз, погруженный в воду, будет совершенно незаметен. Желтый и серый цвет создает мутность кристалла, и такой самоцвет относится к камням «нечистой воды».
Ценность алмаза повышают голубой и красный оттенки, а к наиболее редким относятся золотистые и пурпурно-красные экземпляры. Настоящий ювелирный бриллиант получается после огранки драгоценного камня.
Образование алмазов происходит на огромной глубине в течение миллионов лет, а затем они выносятся на поверхность или на уровне, близком к поверхности, за счет вулканических или тектонических процессов, а также при прорыве газовой струи.
В зоне досягаемости для человека минерал оказывается в составе различных горных пород. Порой, содержание драгоценного вещества составляет менее 1 карата на тонну породы.
Алмазы могут находиться в следующих видах:
- Россыпь: распределенное на обширной территории скопление обломочного материала различного состава, в который вкраплены алмазные зерна разной величины. Такие россыпи появляются вследствие длительного разрушения основной (коренной) массы горной породы.
- Кимберлитовая трубка: коренная горная порода – кимберлит, которая представляет собой огромный вертикальный столб застывшей магматической породы, поднятой из глубины при вулканическом процессе или за счет прорыва газа. В такой трубке содержится значительное количество кристаллов алмаза разного размера. Кимберлит считается основным источником драгоценного минерала.
- Лампроитовые дайки или трубки: небольшие по объему скопления минералов (вертикального или горизонтального расположения) на основе кальция, алюминия и натрия, в которые в виде рассеянного компонента может входить алмаз.
- Эклогиты: горная порода на основе пироксена с содержанием омфацита и граната, а также кварца и рутила. В таких породах могут (в редких случаях) располагаться алмазные зерна.
- Базальты – горная порода магматического типа, которая (очень редко) может иметь алмазные вкрапления.
Принципы поиска алмазов
Прежде всего, проводится теоретический анализ различных районов для определения наиболее перспективного. Алмазы могут проявиться только на территориях, относящихся к геологическим платформам – горизонтальное расположение пластов горных пород, спокойный рельеф; и никогда не присутствуют на складчатых земных поверхностях.
При выборе района следует учитывать следующие реальные признаки:
- нашел ли кто-нибудь здесь хотя бы один алмаз;
- наличие алмазных приисков в прежние времена;
- наличие минерала пироп (минерал класса гранатов);
- присутствие базальтовых выходов.
На следующем этапе решения вопроса проводится практическая оценка района поиска с определением конкретного участка. С этой целью используются простые геологические, геофизические и геохимические методы поиска. При первичном анализе для сужения зоны работ находят основные сопроводительные признаки.
Шлиховое опробование
Первейшим и самым простым способом геологического анализа является способ шлихового опробования. Для реализации способа необходимы лоток, лопата и совок. Вначале выбирается примечательное место на берегу речки или широкого ручья – отлогий участок песчано-галечного типа.
С помощью лопаты снимается верхний слой на глубину около 20 см. Затем совком почва насыпается в лоток и его погружают в воду для размягчения глинистых компонентов.
Методом колебательных и вращательных движений промывается лоток для избавления от легких веществ. В лотке остаются более тяжелые минералы, которые легко различимы в песочном остатке. Проводится визуальный анализ собранных камней, не следует сразу искать алмазы; необходимо выявить сопутствующие минералы, которых гораздо больше в количественном составе россыпи.
К таким минералам смело можно отнести пироп кроваво-красного цвета, ильменит смолянисто-черного цвета и пироксен изумрудно-зеленого цвета. Эти сопутствующие вещества легко откалываются от основной породы и разносятся водным потоком.
Размер их может составлять от 1 до 5 мм. Однако следует учитывать, что вынос пиропа и ильменита от алмазного скопления может составлять до 10 км, а отдаление пироксена – до 2 км от кимберлита.
Отбор шлиховой пробы берется через каждые 800-1000 м, начиная с устья речки и направляясь к ее истоку. Если размер сопутствующих минералов стабильно увеличивается, то кимберлит можно найти с большой вероятностью.
В случае когда минералы неожиданно прекращают проявление, выход кимберлита следует искать в промежутке между точками взятия пробы, но в стороне от русла речки.
Во многом аналогичен шлиховой пробе мелкообъемный способ. Он ведется с применением объемного шлихового лотка, а размер одной пробы составляет 2-3 м³ почвы. Такой способ позволяет заглубить уровень отбора шлихта. Чаще всего для промывания грунта используется система из двух сит: верхнее – с крупной ячейкой, нижнее – с мелкими отверстиями.
Геофизические методы
Основной геофизический способ поиска алмазов основан на том, что над алмазной трубкой возникает повышенная напряженность магнитного поля. Алмазные выходы находят с помощью магнитометров. Сама магнитная разведка осуществляется путем захвата наибольшего количества точек, в т.ч. желательно на максимальной высоте рельефа.
Сложность способа повышается при определении возмущения магнитного поля на глубине – в этом случае для уточнения источника магнитной аномалии приходится копать шурф, который вполне может оказаться случайным. В заболоченных местах проблему создают молодые илистые образования, которые вызывают магнитные помехи.
Геохимический способ
Самый простой геохимический способ основан на том, что кимберлитовая порода содержит повышенное количество вкраплений никеля, хрома, кобальта, марганца и цинка (почти в 50 раз выше, чем в обычных осадочных породах).
При разрушении кимберлита его осколочные элементы распространяются на расстояние до 1 км, что и дает возможность взятия проб для химического анализа во многих местах. Такая проба берется в объеме около 100 г грунта; проводится исследование на выявление интересующих веществ.
Месторождение алмазов
Алмаз – это самый твердый минерал, основой химического состава которого является углерод. Алмаз является хорошим диэлектриком, обладает высокой износостойкостью и способностью к свечению. Чаще всего минералы встречаются желтого или коричневого цвета, однако в природе есть розовые, зеленые, голубые и красные самородки.
Эти загадочные и чудесные камни образуются в результате большого давления и температуры в недрах земли на глубине около 400 м. На поверхность драгоценные частицы попадают вместе с извергаемой магмой при извержении вулканов. Таким образом получаются первичные месторождения ценных минералов, которые называют кимберлитовыми трубами.
Вторичные месторождения камней – это россыпи, которые образуются при эрозии почв. При этом камни вымываются из первичных месторождений и попадают на прибрежное дно рек и морей.
Впервые самородки были обнаружены в 9 веке до н.э. в Индии. Добыча камней производилась в этой стране до 18 века, пока алмазные залежи полностью не истощились. Сейчас лидирующие позиции в добыче драгоценностей занимают Бразилия и месторождения алмазов в странах Южной Африки.
Крупнейшие страны, которые участвуют в мировой добыче алмазов:
- Ботсвана;
- Ангола;
- Россия;
- Конго;
- Намибия;
- Гвинея;
- Гана;
- Южно-Африканская Республика.
Небольшое скопление кимберлитовых пород встречается в области полярного круга, пустыни Сахара, в Австралии, Канаде и странах Дальнего Востока. Всего насчитывают около 35 стран, которые занимаются добычей драгоценностей.
По итогам 2007-2008 гг. Россия занимала первое место по объему добычи минералов. Первые самородки были найдены в 1829 году на Урале, однако промышленная добыча ведется в нашей стране с 1954 года. Кимберлитовая трубка «Зарница» – первое коренное месторождение в СССР. В настоящее время добыча алмазов широко ведется в регионах Республика Саха, Пермская и Архангельская области.
До конца 19 века добыча алмазов велась открытым способом. Карьеры на кимберлитовых трубках достигали очень большой глубины, что представляло опасность самого процесса. Позже кимберлитовые трубки стали разрабатывать комбинированным способом: верхнюю часть безопасной глубины – открытым способом; а нижнюю часть – подземным способом. Подземный метод более сложный.
Мировое производство минералов возросло с 1980 года в несколько раз, но драгоценные камни по-прежнему считаются дефицитными. Это связано с большой трудоемкостью, дорогостоящим оборудованием и значительными трудовыми и временными ресурсами.
Во всем мире найдено около 12000 алмазных месторождений, из которых только 1% содержит достаточное количество алмазов, чтобы оправдать процесс добычи с экономической стороны.
Чтобы добыть драгоценный минерал весом в 1 карат, необходимо переработать 1 т горной породы.
Как добывают алмазы
Данный процесс состоит из таких главных этапов:
- Разведка.
- Подготовка площадки и необходимого оборудования.
- Строительство фабрики.
- Добыча камней.
Чтобы разведать местонахождение алмазов, уходит не один год и даже не одно десятилетие.
Как только диагностика подтвердила залежи минерала в той или иной местности, специалисты начинают:
- подготавливать площадку, на которой будет производиться обработка камней;
- закупать оборудование;
- разрабатывать инфраструктуру для рабочих и остальных людей, принимающих участие в процессе.
Технологическая оснастка зависит от способа добычи камней. Если кимберлитовая трубка залегает на дне океана, то добыча драгоценных камней будет совершаться с помощью роботов на электронном управлении. Роботы извлекают горные породы, в которых содержатся алмазы, и упаковывают их в контейнеры.
Если кимберлитовая трубка находится под землей, то минералы добывают путем закрытых подземных рудников. Данный способ является дорогим и сложным.
Обустройство фабрики начинают, когда вся инфраструктура готова. На данном заводе извлекают драгоценные камни из горных пород и ведут дальнейшую обработку минералов.
Извлечение алмазов и их обработка имеет определенную технологию:
- Вначале первично размельчают руду до 50-150 мм.
- Просеивают данную смесь и сортируют ее на алмазный кимберлит и другую породу, которая была сопутствующей. Данный процесс совершают еще на самом руднике с помощью специальных установок.
- Далее производят вторичное измельчение руды до 1-32 мм, которое затем просеивают и сортируют на 4 категории. Алмазы в чистом виде сортируют по размеру частиц: 1-4 мм; 4-8 мм; 8-16 мм; 16-32 мм. Сортировка чистого минерала, а также отделение сопутствующих примесей производятся уже на фабрике.
- Завершающей стадией является отправка алмазов в сортировочный цех, где производят окончательный осмотр и отбор камней по размеру, весу и классу.
Обработанные камни отправляют на мировой рынок торговли драгоценностями.
Способы отделения алмазов из горных пород
Добыча мелких алмазных камней из горных пород путем просеивания – неэффективный и трудоемкий процесс. Чтобы понять, как добывают алмазы, нужно рассмотреть несколько технологий, осуществляющих отделение драгоценностей из общей массы пород. Итак, существуют такие методы получения драгоценных частиц:
- Жировые установки. Данное оборудование представляет собой специальные столы, покрытые жиром. На эти поверхности высыпают алмазный кимберлит, разведенный в воде. В результате этого драгоценные камни прилипают к столу, а горная порода вместе с водой уносится прочь. Прилипшие частицы собирают затем вручную. Это считается примитивным методом добычи самородков.
- Рентгеновские установки. Суть способа состоит в том, что горную руду облучают рентгеновскими лучами, при этом алмазные частицы начинают светиться голубым. Автоматически срабатывает пневматический толкатель, который отсекает драгоценные минералы из общей массы.
- Электромагнитное оборудование. Данная технология основана на том, что алмаз практически не притягивается магнитом, в отличие от частиц горной породы, в которой содержатся драгоценности. Поэтому магнит притягивает элементы горной породы, а алмазы сами отсеиваются из нее.
- Суспензионные установки. С помощью этого метода извлекают драгоценные камни из алмазных россыпей путем опускания горной массы в жидкость большой плотности – ферросилиций. В результате этого тяжелые частицы уходят на дно, а легкие фракции алмазов остаются на поверхности.
- Использование пенного флотатора. Этот метод применяют при отделении алмазной пыли, которая образуется в перерабатывающих цехах. Суть метода состоит в том, что алмазные частицы с меньшей твердостью извлекаются установкой с пенным флотатором.
Добыча алмазов распространена по всему миру, спрос на камни постоянно растет.
Наша статья о том, как найти алмазы. Не будем грузить вас и объяснять, что добыча природных ресурсов – дело для профессионалов. Наша задача рассказать, откуда они берутся на планете, и как отличить минерал, если вы встретите его в природе. Также, вы сможете узнать, где добывают камень, и какие методы его получения существуют. Есть множество красивых легенд о том, как люди находили бриллианты. Но многие из них — красивая сказка. Если вы всерьез интересуетесь темой, то мы поможем вам разобраться.
Виды и способы образования
По способу образования существуют алмазы двух типов. Первые появились на земле в составе каменных метеоритов. Самая ранняя находка была зафиксирована русскими учеными Ерофеевым и Лачиновым в 1888 году. Позднее, в 1896 г, драгоценные кристаллы обнаружили в железном «госте из космоса».
В природе они образовываются в недрах земли. На этот счет было выдвинуто немало теорий. В конечном итоге, ученые пришли к общему знаменателю: алмазы образовались в мантии земли 100 млн-2,5 млрд лет назад.
Глубина их залежей – 100-200 км. Для образования потребовалась температура 900-1300 градусов и давление в 4-5 гПа (40000-50000 атмосфер). Кстати, алмаз – это минерал, а не порода, так как имеет однородное углеродистое строение. Понять подробнее вам поможет статья «Камень алмаз: как он выглядит, его химические свойства и формула».
Железо
Железная руда чаще всего встречается на высоте 32, но её можно найти практически на любой высоте. Для добычи нужно использовать каменную или лучшую кирку. В старых версиях добывается сама железная руда, в новых — рудное железо, оба эти предмета переплавляются в печи в железные слитки.
Как только вы добыли железо следует создать железные инструменты, чтобы ускорить добычу ресурсов
Создание железной кирки:
Создание железной лопаты:
Как выглядит алмаз в природе и почему его легко не заметить
Большое разочарование ждет новичка-кладоискателя. Обычно, он хочет найти алмаз, а находит непривлекательный камешек. Дело в том, что реальной (заметной) драгоценностью, бриллиант становится только после огранки. До этих пор минерал имеет шероховатую поверхность, покрытую трещинами.
Цвет у алмаза обычно отсутствует. Иногда, можно найти бурые, желтые, зеленые и розовые камешки слабонасыщенного цвета. Черные минералы встречаются еще реже, но у них самая высокая стоимость.
Часто старателям встречается борт – одна из разновидностей алмаза. По химическим свойствам — это один минерал. Но, разница в том, что алмаз имеет кристаллическую решетку, а борт – поликристаллическое строение. За счет этого, он получается более твердым.
Иногда, бортом называют технические алмазы, имеющие некрасивый цвет, малую прозрачность или дефектное строение. В ювелирных украшениях они не используются.
Интересные факты из истории
Достоверно известно, что история алмазов началась в Индии. Но определить точную дату открытия этого минерала ученые не могут. Первые упоминания о нем относят к третьему тысячелетию до н.э.
Бриллианты же вошли в жизнь людей всего 500 лет назад, когда мастера обнаружили технологию огранки. Долгое время единственным источником бриллиантов была Индия. Но необычное всегда привлекало искателей приключений.
В XIII веке, благодаря экспедиции Александра Македонского, камни попали в Европу. В России, моду на любовь к драгоценностям, ввела Екатерина II – сделав бриллиант символом богатства и роскоши.
Но популярность алмазы получили только в XIV веке, когда были найдены способы его превращения в сверкающий бриллиант – до этого технология была засекречена. Любовь к камням захватила мир. XVI век стал «бриллиантовым», так как спрос на камень возрос до небывалых высот. Это привело к истощению индийских запасов и поиску новых залежей.
Самые известные бриллианты
Бриллиант Кохинур
Без сомнения, на сегодняшний день самым известным бриллиантом в мире является ”Кохинур”. На фарси это означает ”Гора света”. Легенда гласит, что первым его обладателем был мальчик, появившийся за несколько тысяч лет до Рождества Христова близ реки Ямуна. Это был не простой ребенок, а порождение Солнца-Карна. Камень был украшением его расшитой шапочки.
Именно «Кохинур» является «примой» британской короны.
За его историю камень видел немало крови и менял своего владельца, пока не стал частью английской короны. Сейчас он находится в замке Тауэр и надежно охраняется. Многие говорят, что единственная достойная цена за этот камень — жизнь того, кто захочет его получить.
Бриллиант «Тиффани»
В 1877 году в Кимберли нашли алмаз, который стал самым большим в мире желтым алмазом. Его вес составлял 287 карат, а продали его за 18 000 долларов — неслыханные по тем временам деньги. Купил камень Чальз Тиффани. Огранка заняла почти два года, а в результате нее камень принял четырехугольную форму и засиял 89 гранями.
Необычная огранка этого бриллианта делает его очень интересным.
В итоге камень украсил витрину магазина на Пятой авеню в Нью-Йорке. Первый человек, который смог ощутить его на своем теле — звезда фильма ”Завтрак у Тиффани” Одри Хепберн. После этого бриллиант с необычной огранкой и оправой в виде бриллиантовой птички попадал на аукцион, но так и не был продан. В итоге, он стал символом магазина ”Tiffany&Co”.
Бриллиант «Черный Орлов»
Еще один известный на весь мир бриллиант называется ”Черный Орлов”. Изначально он был погребен в одной из индийских гробниц, но расхитители смогли похитить его. В итоге, как гласит легенда, они навлекли проклятие на себя и на всех, в чьи руки попадет камень.
Тот самый «Черный Орлов»..
К жертвам камня приписывают графиню Надежду Орлову и княгиню Голицыну. Также к жертвам принято приписывать Джея Пэриса, который хотел продать камень в Нью-Йорке, но вместо этого почему-то спрыгнул с крыши.
Есть и другие знаменитые бриллианты, которые принесли немало проблем своим владельцам. А все из-за того, что за ними стоят очень большие деньги, символ власти и просто чарующий блеск, который ”сносит крышу”. Не надо придавать им мистический смысл, достаточно просто понимать человеческую алчность и желание легкой наживы, возможно, даже ценой чужой жизни.
Места разработки: где, сколько и как долго
О том, где найти алмазы, красноречивее всего скажет описание уже разработанных месторождений. В России находится самый большой карьер с драгоценными камнями в мире — Юбилейный. Его открыли в 1986 году, на территории Якутии. Его запас – 153 млн карат.
Лишь немного уступает Юбилейному хранилищу очередное Якутское месторождение – Удачный карьер. Его запасы составляют 152 млн карат. Сейчас, добыча драгоценных камней ведется только подземным методом. Узнать подробнее, вы можете из статьи «Как в России добывают алмазы».
Другие страны также нашли свои «бриллиантовые месторождения», правда, не столь удачные, как в России. В Австралии удалось обнаружить самые странные залежи минералов. Дело в том, что большая часть добываемых камней – борты.
С другой стороны, именно там добывается 9/10 самых редких бриллиантов розового цвета. Глубже изучить месторождения в разных странах, вы можете, прочитав статью «О добыче алмазов в мире».
Крупные находки
В первые годы на этом руднике было добыто множество крупных алмазов, одним из них является Куллинан, найденный в 1905 году. После 45 года прошлого века в шахте было добыто ещё несколько очень ценных и редких камней. Самым запоминающимся моментом в работе рудника было обнаружение алмаза размерами 51-25-19 миллиметров. Неожиданностью стало то, что его обнаружили только на заводе в слоях смазки. Ему дали имя «Ниархос». Он составляет 426,5 карата. В ЮАР можно посетить музей и подробнее узнать об истории знаменитых африканских алмазов.
Породы, содержащие драгоценные минералы
Образование алмазов происходит на большой глубине в течение многих лет. Искать их там – пустая трата времени и денег. Но природа устроила так, что со временем, драгоценные кристаллы появляются на поверхности, где их можно найти в составе различных пород. Иногда их плотность велика. Порой на тонну «мусора» приходится менее 1 карата.
Встречаются они в следующих породах:
- кимберлитовая трубка;
- лампроитовые трубки;
- эклогиты;
- базальты.
Как образуются алмазы в кимберлитовой трубке, как и то, что это наиболее популярное месторождение драгоценных камней, мы уже говорили. Ламппроитовые дайки – второе по популярности скопление минералов. Но, в основном они состоят из кальция, алюминия и натрия.
Эклогиты образуются из омфацита, граната, кварца и рутила. Алмаз встречается нечасто и в небольшом количестве. Найти же сверкающие камушки в горной магматической породе базальте – большая удача.
Как найти алмазы шлиховым опробованием
Для поиска алмазов в водоемах используется метод шлихового опробования. На берегу речки или ручья находят отлогий участок песчано-галечного типа. С него снимают слой глубиной в 20 см и переносят в сито-лоток. Контейнер помещается в воду, где его содержимое просеивается колебательно-вращательными движениями.
Не надейтесь сразу обнаружить драгоценные камни — это долгая кропотливая работа. Реку начинают изучать от устья к истоку, собирая пробы каждые 800-1000 м. Если количество и размер сопутствующих минералов вырастает – вы на правильном пути. Если же они резко перестают проявляться – кимберлитовая трубка находится между одним из участков, но в стороне.
Определить залежи алмаза можно по сопутствующим минералам. Среди промываемой породы, вы встретите кроваво-красный пироп, черный ильменит и изумрудно-зеленый пироксен. Правда, некоторые камни могут находиться от кимберлитовой трубки на расстоянии до 10 км.
Как получить через творческий режим с помощью команды?
В случае если не хочется тратить время ни на один из указанных способов, но вы играете в одиночной игре, тогда можно воспользоваться специальной командой. Полная инструкция выглядит следующим образом:
- Открываете чат, используя английскую клавишу «T»;
- Вводите в строке команду – «/give @p minecraft:diamond_ore»;
- Нажимаете на клавишу ввода («Enter»).
При этом если команда не помещается, тогда рекомендуем воспользоваться командным блоком (это специальный блок, который автоматически активирует прописанные в нём команды). Кроме этого можете через «Пробел» ввести количество алмазов, которые хотите, чтобы получил персонаж. К примеру, команда может выглядеть следующим образом – «/give @p minecraft:diamond_ore 64» (по итогу персонаж получит стак алмазов).
Технологичные «помощники»
Поиск алмазов можно начать с исследования магнитных полей. Дело в том, что над кимберлитовыми трубками появляется напряженный импульс. Но, чтобы получилось обнаружить минерал, потребуется качественный магнитометр. Разведку рекомендуется проводить на максимальной рельефной высоте.
При исследовании залежей на глубине получаются некоторые сложности. Для уточнения источника излучения требуется проводить раскопки. Проблемы могут возникнуть и при исследовании заболоченных местностей – молодой ил способен вызывать магнитные излучения, схожие с реакцией прибора на алмазы.
Для выявления залежей подойдет металлоискатель. Но прибор должен работать на высокой частоте. На сами углеродистые образования «поисковик» не реагирует. Зато прекрасно вычисляет породы, окружающие его. О них мы рассказывали выше.