Далеко не все вообще слышали такое достаточно редкое словосочетание, как ”кимберлитовая трубка”. Даже те, кто скажет, что эти слова им знакомы, все равно не факт, что смогут ответить на вопрос, что это такое. Тем не менее, это то, что стоит у истоков ювелирной промышленности, и того, что мы называем бриллиантами. Эти минералы добываются из огромных ”дыр” в земле, просто смотря на которые уже перестаешь относиться к слову ”трубка”, как к чему-то маленькому и почти игрушечному. История этого словосочетания берет свое начало в Африке, а такой способ добычи алмазов действительно потрясает своими масштабами и тем, сколько человек обеспечивает работу месторождений. Давайте разберемся с тем, что это такое, и почему вокруг таких месторождений часто строят целые города. Поверьте, масштабы вас впечатлят и вам будет, что обсудить с друзьями. А заодно расскажу, что происходит с этими громадинами, когда копать их больше уже нельзя.
Размеры кимберлитовых трубок огромны.
Что такое кимберлитовые трубки?
Небольшой городок Кимберли в Южно-Африканской Республике считается алмазной столицей страны. Именно здесь были обнаружены первые алмазы ЮАР. По легенде их нашли дети пастуха — первый камень весил чуть более 21-го карата. Алмаз получил название «Эврика!» — поскольку это было открытие, которое перевернуло всю экономику страны.
Карат — внесистемная единица массы, равная 200 мг (0,2 грамма). Применяется в ювелирном деле для выражения массы драгоценных камней и жемчуга.
Второй крупный алмаз тоже был найден детьми — детьми фермера. Вот это было настоящее чудо: крупный желтый алмаз весом более 83 каратов назвали «Звезда Южной Африки». Оба алмаза сейчас находятся в музее.
С тех пор началось настоящее паломничество искателей алмазов и золотоискателей в Кимберли, которые перерыли все долины рек Вааль и Оранжевая в поисках сокровищ. И находили их! Вслед за авантюристами всех мастей в Кимберли пришли геологи. Они обратили внимание на гигантский алмазный рудник «Большая дыра» (Big Hole), который и стал объектом их изучения.
«Большая дыра» на фоне города Кимберли
Именно тогда ученым и удалось выяснить взаимосвязь кимберлитовых трубок и алмазов. Кстати, это была не единственная «алмазная трубка» в окрестностях Кимберли. Но только «Большая дыра» — была выкопана вручную. Все остальные уже разрабатывались с помощью машин.
История
Первые шурфы появились прямо на сельскохозяйственных участках, тут же ставшими объектами бойкой купли-продажи. Земля в районе Кимберли стала напоминать лунный пейзаж. Неперспективные участки старатели бросали, стремясь сорвать куш в местах побогаче. Начать разработку месторождения было несложно: драгоценные камни встречались во многих шахтах.
Но самым щедрым на алмазы, стал рудник с непритязательным названием Большая дыра. За сорок лет тысячи старателей вынули из него больше 20 миллионов тонн земли. К моменту затопления, в 1914 году, он представлял огромную, шириной 460 м в диаметре яму. Глубина её достигала 240 метров. Это самый большой кимберлитовый карьер, вырытый вручную.
Вся Южная Африка оказалась богатой на месторождения драгоценных камней. Рудник «Большая дыра» лишь один из многих. Миллионы лет назад здесь происходили многочисленные извержения вулканов, которые закончились мощнейшими взрывами глубинных газов. В результате каждого такого взрыва образовывалась узкая трубка. Своё название — кимберлитовая трубка, это геологическое образование получило от города Кимберли.
Кимберлитовая трубка, как геологическое образование
Кимберлитовую трубку можно сравнить с дымоходом или колодцем гигантского размера. Внешне «алмазные трубки» напоминают воронку: они шире к поверхности земли и сужаются, уходя вглубь. По сути — это своеобразный древний вулкан, наземная часть которого полностью разрушена из-за эрозионных процессов. Поэтому обнаружить трубку не просто.
Несмотря на то, что ученые изучают кимберлитовые трубки уже много десятилетий, с каждым годом количество загадок не уменьшается. Наоборот: чем больше мы о них знаем, тем больше «алмазные трубки» удивляют ученых.
Вот только две загадки. Первая — почему кимберлитовые трубки расположены на самых древних и устойчивых платформах? Известно, что земная кора не однородна. Дно океана, вулканические плато — в этих местах земная толща намного меньше, но «алмазные трубки» находят на самых стабильных земных блоках. Это совсем не соответствует обычной логике и известной нам народной мудрости — «где тонко, там и рвётся». Вторая загадка — это форма кимберлитовой трубки, напоминающая бокал для мартини — конус на тонкой ножке.
Необработанный алмаз
Содержимое «алмазной трубки» — кимберлит — горная порода состоящая из оливина, флогопита, пиропа и других минералов, в том числе — природных алмазов. Но алмазы расположены в кимберлитовой трубке неравномерно. Их можно сравнить с расположением изюминок в булочке: где-то больше, где-то меньше, где-то вообще нет.
Неравномерное расположение алмазов в кимберлитовых диатремах существенно осложняет плановую отработку коренных месторождений. Выявление особенностей вертикальной изменчивости кимберлитовых пород до глубины их рентабельной отработки — одна из важнейших задач. Несмотря на изученность диатрем Сибирской платформы, вопросы их алмазоносности являются дискуссионными.
Журнал «Отечественная геология» 2022 год, статья Н.Н. Зинчук «Особенности алмазоносности разных фаз внедрения кимберлитов»
Откуда берутся алмазы
То, что в этих жерлах содержится огромное количество алмазов, учёные узнали лишь в середине прошлого века, когда на территории африканского континента было найдено огромное алмазное месторождение, прозванное кимберлитовой трубкой (впоследствии было обнаружено, что в подобных природных образованиях содержится около 90% запасов природных алмазов планеты).
Подобное событие люди оставить без внимания не могли – и по всему миру начались активные поиски подобных месторождений. Некоторым странам, таким как Ботсвана, Россия, Канада, ЮАР, Ангола повезло, и они, обнаружив искомую породу практически сразу начинали разрабатывать перспективные находки, вырывая глубокую яму и создавая огромных размеров воронку.
Впоследствии учёные заметили интересную особенность подобных дыр: летать вертолётам и другим летательным аппаратам над рукотворными кратерами крайне опасно, поскольку огромная дыра буквально всасывает их в себя.
Чудо мирового океана в Белизе748051
Как рождаются алмазы?
Что такое алмаз? Это кристаллы чистого углерода, самого твердого материала, рожденного в недрах Земли. Это самые прозрачные, самые твердые и самые дорогие камни в мире. Ученые разделяют алмазы на две группы по их происхождению.
Метеоритные алмазы
Такие камни часто находят на местах падения метеоритов. Согласно теории, при огромной температуре и давлении при столкновении с Землей углерод метеорита превращается в алмазы и разлетается на огромной территории. Но это — только теория. Обычно метеоритные алмазы очень мелкие и добывать их промышленным способом — нерентабельно.
Земные алмазы
Они встречаются гораздо чаще. Считается, что минералы зародились в мантии Земли миллиарды лет назад под большим давлением, когда формировалась их кристаллическая решетка. Готовые камни во время внутренних взрывов в глубине Земли были вынесены на поверхность. Большая часть осталась в кимберлитовых трубках, которые и выносили их на поверхность.
Давайте чуть подробнее разберемся, как рождаются алмазы. Если описывать процесс с помощью кухонной терминологии, то для приготовления алмаза нам нужен только один ингредиент — чистый углерод. Далее все решает технология: давление до 50 килобар и температура до 1300 градусов.
Минерал образуется очень глубоко в недрах Земли — до двухсот километров. А кимберлитовые трубки — транспортные артерии, которые выбрасывают алмазы на поверхность.
Проект будущего
Сегодня сотрудниками архитектурного бюро «Элис» разработан грандиозный план использования отработанного карьера. Авторы этой концепции предлагают в пустующей огромной яме создать «Город под куполом». Предполагается, что котлован будет распирать бетонная конструкция, а сверху установлен прозрачный купол с солнечными батареями, способными вырабатывать до 200 МВт электроэнергии.
©
Внутреннее пространство планируется разделить на три уровня:
- нижний ярус для выращивания сельхозпродукции;
- средний — для создания лесопарков, предназначенных для очищения воздуха;
- верхнюю часть займет жилая зона на 10 тыс. человек.
На территории автономного экогорода будет поддерживаться постоянная комфортная температура. Кроме того, можно использовать тепло самой земли. Зимой в г. Мирный воздух охлаждается до -60°C, но на глубине ниже 150 м температура грунта плюсовая, что добавляет проекту большей энергоэффективности.
Кимберлитовая трубка «Мир»
В Якутии, вблизи города Мирный, находится самый большой алмазный карьер в мире — кимберлитовая трубка «Мир». Эта алмазная трубка была открыта советскими геологами в 1955 году. А годом ранее — в 1954 году — была найдена первая в Якутии «алмазная трубка», которая получила название «Зарница». Несмотря на то, что её открыли раньше, первой начали разрабатывать именно «Мир».
История открытия кимберлитовой трубки «Мир» по своему необычна. Советский геолог Наталья Владимировна Кинд составила прогнозную карту и указала примерный район, где должна находится «алмазная трубка». На её поиски отправилась экспедиция, возглавляемая тремя опытными геологами: Юрием Ивановичем Хабардиным, Екатериной Николаевной Елагиной и Владимиром Петровичем Авдеенко. Когда геологи убедились, что прогнозная карта верно указала на кимберлитовую трубку, определили её границы и взяли пробы кимберлита, они отправили руководству шифрованную телеграмму.
Закурили трубку мира, табак отличный. Авдеенко, Елагина, Хабардин.
радиограмма об открытии алмазной трубки «Мир» 13 июня 1955 года
Уже через два года после открытия кимберлитовой трубки «Мир» началась открытая добыча алмазов. Только через 44 года, когда поверхностные возможности были полностью исчерпаны, в 2001 году алмазодобытчики перешли к подземному способу. За эти четыре десятилетия карьер «Мир» стал самым большим в мире: его глубина 525 метра, диаметр — 1,2 километра. Но из-за аварии 4 августа 2017 года, когда на шахте произошел прорыв воды, карьер оказался затоплен и когда работы будут продолжены — неизвестно.
Зато точно известно, что за годы разработки карьера, было добыто алмазов на 17 млрд долларов США. Самый крупный алмаз из кимберлитовой трубки «Мир» был найден 23 декабря 1980 года. Его вес — 342,5 карата. Алмазу дали советское название «XXVI съезд КПСС».
Разновидности кимберлита
В зависимости от состава порода делится на собственно кимберлит 1-й группы, оранжит или кимберлит 2-го класса и лампроит. Для последнего типичен оливин в сочетании с лейцитом, диопсидом, ортоклазом, рихтеритом и алмазом.
Оранжиты слагают оливин с флогопитом, диопсидом, монтичеллитом, мелилитом, пикроильменитом, магматическим кальцием. Их дополняют пироп, санидин, рихтерит, алмаз. В кимберлите первой группы оливин дополняют флогопит, диопсид, магматический кальцит, монтичеллит, хромит, пикроильменит, алмаз, пироп.
Пироп относится к ряду граната и является классическим спутником бриллиантов. Алмазы в кимберлите имеют четкие грани, словно ювелирные. С этим связана одна из загадок кимберлитовых трубок.
Основная гипотеза их происхождения гласит, что бриллианты вынесло вместе из глубин вместе с лавовым раствором. Путь к поверхности он пробивал, дробя уже сформировавшиеся камни. Алмаз — самый твердый, но и самый хрупкий на Земле. Почему не скололись грани?
Ответ на, казалось бы, риторический вопрос есть. Его предоставляет другая гипотеза. Согласно ей, путь в уже сформированных породах пробивал не поток лавы, а флюид. Зачастую скапливающиеся в глубинах газы просачиваются сквозь земную твердь.
Однако под древними платформами, где и находят кимберлиты, флюиду бывает сложно найти выход. Газы скапливаются, пока не наберут силу проделать в толстой земной коре игловидное отверстие. Это ножка «бокала». В поверхностных рыхлых породах флюиду проще «работать» вширь.
Если взять за основу гипотезу об образовании кимберлита в процессе дробления пород флюидом, логично предположить, что алмазы образовывались уже в самих трубках из углерода, несомого вместе с глубинными газами.
Бриллианты — продукт их горения при подъёме на поверхность. Условия имитировались в лаборатории, где в 70-х годах при минимальном давлении бриллианты получили из газа, а не графита. Последний минерал до 1968-го года считался единственным сырьем для синтеза алмазов.
Кроме деления кимберлитов по составу, встречается классификация по горизонту залегания:
- Порода верхнего отличается рыхлостью, простирается до 8-ми метров в глубь. На каждый метр кимберлита поверхностного горизонта приходятся 10—15 трещин.
- От 8-ми до 140-метрового горизонта находится кимберлит средней плотности. Эта порода не затронута выветриванием, а трещины в ней заполнены кальцитом. На метр таких образований приходится не больше 5-ти.
- Ниже 140-ка метров идет третий горизонт. Кимберлит в нем самый плотный, лишен кальцитовых вставок.
Кимберлитовая порода
Получается, от глубины залегания породы зависят ее физические свойства. Поэтому у кимберлита нет классической плотности и зависящей от нее твердости. Бывают образцы крепче кварца, а бывают и такие, что уступают апатиту. Кимберлит на фото тоже смотрится по-разному в зависимости от того, с какого горизонта поднят.
Рейтинг самых крупных алмазов мира
Специалисты по драгоценным камням — геммологи — составили рейтинг самых крупных алмазов мира, разделив их на обработанные и не обработанные. Расскажем о трёх самых крупных алмазах из обоих рейтингов.
Обработанные алмазы
На третьем месте — алмаз «Звезда Сьерра-Леоне» весом 969,8 карат. Алмаз нашли в Доминикане в 1972 году и сразу же продали за 2,5 миллиона долларов. Камень был разрезан на 17 бриллиантов, из которых 13 кристаллов имели безупречное качество и чистоту. Самый крупный из них назван, как и алмаз, из которого он изготовлен, — «Звезда Сьерра-Леоне». Он имеет вес 53,96 карат и установлен в брошь «Звезда Сьерра Леоне» вместе с пятью бриллиантами из того же камня.
На втором месте — алмаз «Эксельсиор» весом 971,9 карат, обладающий сияющим голубым оттенком. В необработанном виде размер камня достигал 8 см в высоту. Для наиболее выгодной продажи «Эксельсиор» был разделён на несколько мелких алмазов.
На первом месте — алмаз «Куллинан» весом 1036,3 карата. Вес камня в необработанном виде был еще больше — 3136 карат. Камень был передан английской монархии и разделён на две части. Один алмаз «Звезда Африки» украшает сейчас королевский скипетр, второй — «Малая звезда Африки» хранится в королевской сокровищнице.
Необработанные алмазы
На третьем месте — алмаз «Легенда Лесото» весом 910 карат. Он был найден сравнительно недавно, в 2022 году, и оценивается в 40 миллионов долларов.
На втором месте — ботсванский алмаз весом 1111 карат, найденный в 2015 году. Он пока не удостоился собственного имени. Стоимость алмаза оценивается 110 миллионов долларов.
На первом месте — алмаз «Серхио» весом 3167 карат. Он был найден в 1895 году и специалисты убеждены, что этот алмаз метеоритного происхождения. Его решено было оставить необработанным из-за множества мелких трещин.
Говорить об алмазах можно бесконечно. У многих их них своя история: приключенческая, детективная, романтическая, а порою — кровавая. А ещё лучше — любоваться алмазами, которые родились миллиарды лет назад.
Подробнее о составе кимберлита
Как и у всех ультраосновных пород, 15—43% массы кимберлита приходятся на оксид магния. Углекислого газа в породе 10—15%. Не менее 5% должно быть соединения с кислородом алюминия. Один процент массы породы приходится на фосфор. Последнее обусловлено содержанием в кимберлите апатита. Это кальцисодержащий фосфат.
Кроме апатита кимберлит камень слагают:
- оливин — железосодержащий силикат, на который приходятся максимум 5% массы породы
- гранат, который кроме кремнеземной группы содержит железо, магний, кальций и марганец
- хромит, представляющий собой оксид марганца и хрома
- пикроильменит, в котором оксид железа соединен с титаном
- кальцит — карбонат кальция, иначе называемый известковым шпатом
- флогопит — слоистый силикат, называемый в народе слюдой
- серпентин, который является магниево-железистым силикатом слоистой структуры
- первоскит, состоящий из кальция, титана и кислорода
- ильменит, сложенный титаном, кислородом и железом
- алмаз, кристаллическая решетка которого состоит из атомов углерода
- лейцит — сочетание калия и оксидов алюминия, кремния
- диопсид, в котором сочетаются оксиды кремния, магния и кальция
- мелилит —двуокись кремния вкупе с окисями железа, магния, кальция, натрия
Минеральный состав кимберлита варьируется в зависимости от местности нахождения. Однако оливин присутствует всегда. С ним вкупе зачастую идут 3—4 камня. Полноминеральный состав кимберлита — редкость.
Кимберлит-порода слагает так называемые трубки. По факту, это бакаловидные образования, уходящие вглубь земной коры. Основание «бокала» может залегать на отметке более 1,5 метров.
