Алмазы. Трубка "Мир"

   Некоторые ученые, однако, отрицают роль взрывных явлений в преобразовании трубок и полагают, что трубки возникают в местах пересечения нескольких систем трещин различного направления. Расширение трещин с образованием каналов трубообразной формы произведено, по их мнению, самой магмой, поднимавшейся под большим давлением. Необходимо отметить, что существует мнение о кристаллизации алмазов в постмагматическую стадию – пневматолитовую и даже гидротермальную.

   Россыпные месторождения алмазов наиболее распространены, чем месторождения кимберлитовых трубок. В россыпных месторождениях встречаются очень высокие концентрации алмазов – десятки каратов в одном кубическом метре песков. Кроме того разрабатывать алмазоносные россыпи значительно легче, чем коренные месторождения алмазов.

   Вследствие своей твердости и химической инертности алмазы концентрируются в рыхлых продуктах разрушения коренных месторождений, и таким образом возникают алмазоносные россыпи самого разнообразного происхождения: 1) древние ископаемые россыпи, образовавшиеся в отдаленные геологические периоды, не имеющие связи с современным рельефом земной поверхности; обломочный материал этих россыпей обычно сцементирован с образованием твердых пород; 2) молодые россыпи, тесно связанные с современным рельефом.

   Ископаемые россыпи представлены грубозернистыми песчаниками, гравелитами и конгломератами различного геологического возраста – от докембрия до мезозоя включительно. Содержание алмазов в ископаемых россыпях обычно низкое, и поэтому они, как правило, самостоятельно не эксплуатируются. Исключение составляют алмазоносные конгломераты и брекчии Индии, содержание алмазов в которых достигает несколько каратов в 1м3 породы. Примером древних россыпей являются докембрийские конгломераты Витватерсранда в Южной Африке, из которых наряду с золотом извлекаются и алмазы. Несмотря на то, что в ископаемых россыпях содержание алмазов низкое, за их счет, а также за счет разрушения кимберлитовых трубок образуются более молодые россыпи – в настоящее время очень важный промышленный источник алмазов.

   В СССР ископаемые среднедевонские алмазные россыпи установлены на Урале, а также, по-видимому, раннеюрского возраста в Якутии. Как уральские, так и якутские древние алмазоносные россыпи представлены преимущественно нецементированным материалом.

   Вследствие низкого содержания алмазов в первичных месторождениях для образования богатых молодых россыпей необходимо переработка огромных объемов коренных алмазоносных пород. Это возможно в том случае, если размыв первичных месторождений происходил после эпохи интенсивного физико-химического выветривания, когда тысячи кубометров алмазоносных пород были превращены в глинистые массы, легко подвергавшиеся размыву. Поэтому россыпи следует искать в отложениях таких эпох, течение которых происходило сильное физико-химическое выветривание. Для Урала и Казахстана, например, такими эпохами были мел и палеоген.

   В образовании россыпей важную роль играла транспортировка материала. Во время переноса неустойчивые минералы подвергались истиранию, алмазы же сохранялись и концентрировались у плотика, преимущественно в углублениях последнего.

   В зависимости от условий образования выделяется несколько генетических типов алмазоносных россыпей: элювиальные, делювиальные, пролювиальные, аллювиальные и смешанного происхождения.

   В распределении алмазов в аллювиальных россыпях, по данным А.П. Бурого, наблюдаются такие закономерности: 1) в большинстве случев отмечается некоторое увеличение содержания алмазов в нижних горизонтах песков, а также к карстовых западинах и углублениях плотиках; 2) в террасовых россыпях содержание алмазов постепенно возрастает от высоких террас к более низким; 3) содержание алмазов в долинных россыпях довольно быстро увеличивается по мере приближения к коренному источнику. Эти закономерности хорошо подтверждаются на уральских и якутских россыпях.

   Аллювиальные россыпи широко распространены во многих районах Южной Африки и Южной Америки. Известны они также в Индии, на о. Калимантан и в Австралии.

   Содержание алмазов в россыпях всех генетических типов колеблется в очень широких пределах – от сотых долей карата до нескольких каратов в одном квадратном метре песков. Встречаются обогащенные участки с содержанием алмазов в несколько десятков и даже сотен каратов в 1м3 песков. Минимальным промышленным содержанием алмазов в россыпях зарубежных стран обычно считается один карат в 5м3 песков; редко, при  особо благоприятных горнотехнических условиях, промышленным считается содержание 1 карата в 10м3 песков. За рубежом разрабатываются преимущественно россыпи с содержанием алмазов не ниже  0,5- 1,5 карата в 1м3 песков.

   Во всех зарубежных странах, за исключением Замбии, ЮАР и Танзании, добыча алмазов производится только из россыпей; в СССР алмазы добывались как из россыпей, так и из коренных месторождений.

   К весьма крупным относятся месторождения с разведанными запасами алмазов свыше 100млн. каратов, к крупным – от 25 до 100 (россыпи – свыше 5); к средним – от 10 до 25 (россыпи – от 0,2 до 5) и к мелким – с запасами менее 10 (россыпи – менее 0,2).

Глава 2

Геологическое строение кимберлитовой трубки «Мир»

   Кимберлитовая трубка «Мир», представляющая собой коренное месторождение алмазов, расположена в Мало-Батуобинском районе, в долине р. Иирэлээх и прорезается логом Хабардина.
   По характеру геологического проявления она представляет собой вертикально уходящее на глубину трубообразное тело, сложенное брекчиевидной породой, состоящей из обломков собственно кимберлита и разнообразных включений других пород и минералов. Особую роль среди этих обломков (как и в кимберлитах Африки) играет гранат, приближающийся по составу к пиропу и являющийся характерным поисковым минералом при шлиховом опробовании.
   Кимберлитовая трубка в плане имеет форму неправильного овала, вытянутого по длинной оси в северо-западном направлении. Как большинство классических трубок Южной Африки, таких как «Кимберлей», «Де-Беерс» и других, трубка «Мир» на глубину постепенно сужается. В разрезе трубка имеет воронкообразную форму с падением стенок от близкого к вертикальному с северо-восточной стороны до сравнительно наклонного с северо-западной, с   углами падения до   60—75°.
   Материал, выполняющий трубку, представляет собой типичные брекчии, сцементированные серпентин-карбонатным цементом. Основную массу наряду с обломками собственно кимберлитов и фенокристаллами оливина составляют ксенолиты пород осадочного происхождения, захваченные преимущественно из нижележащих горизонтов осадочного комплекса, и обломки траппов. Кристаллические породы изверженного происхождения и эклогиты очень редки и в общей массе пород составляют незначительный объем. Наряду с преобладающей массой ксенолитов, имеющих размеры от долей до 10—30 см в поперечнике, встречены две глыбы известняка усть-кутского яруса, огромных размеров (до 5 м в поперечнике), известных в Южной Африке под названием «плавучих рифов».
   Из родственных включений кимберлитов на отдельных участках в трубке «Мир» встречаются своеобразные сильно измененные перидотиты с пиропом, оливиниты и змеевики. Включения эклогитов очень редки, а кристаллические сланцы архейского комплекса, столь распространенные в кимберлитах Далдыно-Алакитского района, здесь практически отсутствуют. Среди посторонних включений резко преобладают карбонатные породы усть-кутского яруса и диабазы. Реже встречаются включения кварцитов и песчаников. Количество их относительно невелико и составляет в среднем не более 5—10% по отношению к вмещающему кимберлиту. Включения осадочных пород представлены доломитами и мергелями. Обломки их обычно округлой формы, реже угловатые. Размеры обломков варьируют в пределах от нескольких миллиметров до 10—16 см. Встречаются слабо или почти не измененные осадочные породы, сохранившие свою первоначальную структуру (мелкоолитовую, строматолитовую и т. п.). Иногда вокруг таких обломков наблюдается тонкая сине-зеленая кайма измененной породы. Кроме того, отмечаются ороговикованные разности. Однако настоящие контактовые роговики при петрографическом изучении не обнаружены.
  

Интересна находка в центральной части трубки ксенолита песчано-глинистой породы с включениями остроугольных обломков аргиллитов, то разрушенных до состояния глины, то очень плотных, ороговикованных. По внешнему виду эта порода очень напоминает отложения нижнеюрского возраста, залегающие в непосредственной близости от трубки. Размеры видимой части ксенолита 1,5X1,3 м.
   Обломки диабазов представлены обычно афанитовыми и мелкозернистыми разностями. Они имеют угловатую, реже округлую форму и достигают 20—25 см в поперечнике. Встречены и крупные глыбы диабаза размером 1,5X0,5 м. Эти породы почти не изменены действием кимберлитовой магмы. Сам кимберлит вокруг включений несколько уплотнен и как бы «припаян» к последним.
   Посторонние включения распределены в массе кимберлита неравномерно. Можно отметить, что в целом наибольшее количество вмещающих карбонатных пород наблюдается в периферических частях трубки. Скопления обломков диабаза встречаются как в приконтактовой, так и во внутренней части трубки.
   Осадочные породы в контакте с кимберлитом претерпевают целый ряд видимых изменений как механического, так и гидротермального характера. Механические факторы проявились в появлении ореола тектонических брекчий во вмещающих породах на контакте с кимберлитовым телом. Это объясняется внедрением кимберлитовой магмы, сопровождающимся взрывом, естественным дроблением при этом боковых интрудированных пород и расширением трубы при весьма интенсивном процессе серпентинизации всей массы породы. Расширение объема привело к повторному дроблению боковых пород и движению всей трубы кверху с образованием характерных «зеркал скольжения». Ослабленные зоны дробления послужили прекрасными путями проникновения гидротерм, которые способствовали интенсивному изменению вблизи контакта вмещающих пород и самого кимберлита.
   Так, известковистые доломиты в контакте с кимберлитом заметно ороговикованы и уплотнены, а мергелистые известняки, наоборот, превращены в вязкие мергелистые глины. Зона тектонических брекчий представлена преимущественно образованиями, состоящими из обломков вмещающих пород, слабо сцементированных милонитизированной глинистой массой, пропитанной гидроокислами железа. Нередко встречаются прожилки кальцита, кварца и битуминозного вещества, пропитывающего трещиноватый кальцит медового цвета. Отмечены также проявления сульфидов — пирита и галенита.
   Несмотря на перечисленные типы гидротермальных проявлений, следует подчеркнуть их весьма низкотемпературный характер воздействия на боковые породы и, следовательно, еще раз подтвердить мнение о том, что кимберлитовый материал не имел высоких температур при своем внедрении в трубки.
  

Экзогенные процессы способствовали интенсивному переотложению углекислого кальция и пропитыванию кимберлитов, в результате чего приконтактовые зоны трубки были в значительной степени карбонатизированы и приобрели светлые тона. С удалением от контактов и особенно с глубиной карбонатизация постепенно, но явно уступает место серпентинизации, кимберлиты заметно уплотняются и принимают облик темной, ультраосновной изверженной породы.
   Характер поверхностных изменений в кимберлите самых верхних частей трубки отражает в основном процесс выветривания пород и превращения последних в глиноподобную, жирную на ощупь массу, обычно пропитанную гидроокислами железа. При этом минералы претерпевают в той или иной степени изменения, выражающиеся в следующем: флогопит превращается в хлорит, пироксены замещаются хлорито-подобным веществом и карбонатом, ильменит покрывается белой коркой лейкоксена, а магнетит лимонитизируется; наиболее устойчивым минералом является пироп. Наивысшая степень изменения минералов выражается в их превращении в агрегат гидроокислов железа, глинистого вещества и карбонатов.
Верхние горизонты кимберлитов были вскрыты шурфами, глубиной от 4 до 20 м, а характер поведения рудного тела прослежен сетью колонковых скважин на глубину от 100 до 400 м и одной скважины — до 600 м.
Геологический разрез верхних горизонтов трубки имеет следующий вид.
От поверхности до глубины 2,5 м прослеживается делювиально-элювиальный слой, представленный преимущественно мелкозернистым, глинистым песком или дресвой кимберлита и содержащий обломки твердого кимберлита, известняков и диабазов. Эти отложения имеют зеленовато-серую или зеленовато-желтую окраску. На отдельных участках наблюдается грубая слоистость. Ближе к контакту размер обломочного материала увеличивается и состав обломков становится более однородным, сплошь представляя породы усть-кутского яруса. Местами обломки перекрывают полностью элювий кимберлита, образуя сплошной стой, мощностью до 1,5 м.
   Делювиально-элювиальные отложения трубки на глубине 1,5—2 м сменяются сильно разрушенными кимберлитами, представляющими собой довольно рыхлые породы зеленовато-голубоватых и желтых тонов, в которых простым глазом различаются зерна пиропа, чешуйки хлорита, ильменит, магнетит и иногда кристаллы алмаза.
Рыхлые образования сменяются на глубине 5—6 м крупноглыбовым материалом, порода приобретает значительную плотность, переходя в монолитный кимберлит.
   В кимберлитовой трубке по структурным и текстурным признакам четко выделяются два вида кимберлита: мелкообломочный кимберлит типа кристаллокластического туфа и грубообломочные разности, напоминающие типичные вулканические туфобрекчии. Тело трубки сложено в основном породой первого типа, грубообломочные разности слагают в них обособленные участки в виде округлых и вытянутых в плане блоков, напоминающих известные «столбы» в кимберлитах Африки. От мелкообломочных кимберлитов последние отличаются увеличением размеров основных компонентов породы и повышенным содержанием обломков пикритовых порфиритов и включений змеевиков, а также более резко выраженной   угловатостью обломков.   Детальная   характеристика этих двух типов кимберлитов  будет дана  ниже при  петрографическом описании кимберлитовой трубки в целом.
   По степени изменения кимберлитов можно выделить несколько зон, внешне различающихся между собой только по окраске.
Зона наиболее интенсивного изменения кимберлита приурочена к контакту трубки и имеет на поверхности ширину от 10 до 50 м. Кимберлит полностью разрушен и относится к типу крайнего изменения, характерного для «желтой» земли. Породы этой зоны в значительной степени пропитаны карбонатом и содержат незначительный процент серпентина, а в непосредственной близости от контакта превращены в глиноподобную массу, окрашенную в бурый цвет гидроокислами железа. О проявлении зоны на глубину данных пока недостаточно, но, судя по результатам бурения, уже на горизонте 33—35 м зона сужается до 2—10 м.
   На большей части площади трубки (~30%) распространены зеленые кимберлиты, плотность которых по сравнению с желтым кимберлитом значительно выше. На глубине около 30 м от поверхности зеленые кимберлиты сменяются в северо-западной части трубки голубыми, а в юго-восточной зеленовато-черными. Взаимоотношения между зелеными и голубыми кимберлитами детально не прослежены, но, по-видимому, смена одних другими происходит постепенно.
   Кимберлит голубого цвета представляет собой массивную довольно плотную породу с полностью разрушенным оливином; карбонатизация породы в целом уступает место серпентинизации, которая становится доминирующей.
   Зеленые и голубые кимберлиты сходны с «синей» землей Южной Африки. В связи с иными климатическими условиями настоящая «синяя» земля в сибирских трубках отсутствует.
В юго-восточной части трубки на дневную поверхность выходят зелено-черные кимберлиты в виде овала размером 50X60 м. Они отличаются от своих глубинных аналогов большей степенью выветрелости и полной серпентинизацией оливина.
   В северо-восточной части трубки шурфом и скважиной подсечена довольно мощная (до 1 м) тектоническая зона, представляющая собой брекчию дробления в кимберлитах, сцементированную кварцем. Кроме того, на северо-западном склоне лога Хабардина встречаются голубовато-серые сильно измененные кимберлиты, необнаруженные на противоположном склоне, которые почти до глубины 150 м не содержат свежего оливина. Различие в строении обоих склонов наводит на мысль о существовании тектонического нарушения, проходящего вдоль лога Хабардина и рассекающего тела трубки на две части. Подобное предположение до некоторой степени подтверждается наличием указанных выше тектонических брекчий в самом логу, где материал дробления и истирания сцементирован кварцем. При геологической съемке, проведенной Н. В. Кинд, за пределами трубки был выявлен сброс, вплотную подходящий к ней с северо-востока, так что дальнейшее продолжение сброса вдоль лога Хабардина является, по-видимому, вполне естественным и согласуется как с геологическими, так и с петрологическими наблюдениями.
Трубка «Мир» наиболее богата алмазами среди всех трубок, известных на территории Сибирской платформы.
   Вопрос о возрасте кимберлитовой трубки «Мир» не может быть решен, если исходить только из соотношений кимберлита с окружающими осадочными породами, так как при этом можно говорить только о посленижнеордовикском возрасте. Однако присутствие в кимберлите большого   количества   обломков   траппов   служит   указанием на послепермский и даже послетриасовый возраст трубки. Внедрение траппов на этой территории произошло в основном в триасе, поскольку они прорывают отложения продуктивной (P1) и туфогенной (Р2—Т) свит.        Имеются данные о доюрском возрасте якутских кимберлитов и в частности кимберлита трубки «Мир», так как в нижней юре встречены алмазы.
Если исходить из доюрского, но послепермского возраста кимберлитов, то глубина среза оказывается сравнительно небольшой, так как мощности отложений продуктивной и туфогенной свит на данной территории, расположенной на краю юго-восточного борта Тунгусской синеклизы, весьма невелики и вряд ли превышали в доюрское время  100—150 м.