Представиться системе:

Разделы


Как ищут алмазы


Содержание алмазов даже в наиболее обогащенных ими горных породах не превышает стотысячных долей процента. Как же геологам удается находить место­рождения этого минерала на бескрайних просторах Земли?

Алмазы распространены не повсеместно, и поэто­му очень важно правильно выбрать районы, где  пла­нируются поиски новых месторождений. Давно изве­стно, что месторождения алмазов размещаются на территориях, характеризующихся спокойным, почти горизонтальным залеганием пластов горных пород, и не встречаются на тех площадях, где земные слои перемяты и собраны в крутые складки. Регионы пер­вого типа по геологической терминологии называются платформами, а регионы второго типа — складчаты­ми или геосинклинальными областями.

Для обнаружения месторождений алмаза в пред­варительно намеченном районе платформенной  обла­сти используют различные способы, которые приме­няются обычно не поодиночке, а по нескольку сразу. Комплекс дополняющих друг друга поисковых мето­дов выбирается с учетом особенностей геологического строения района и результатов ранее проведен­ных на его территории геологоразведочных работ.

Арсенал разработанных к настоящему времени  способов  обнаружения алмазных  месторождений  до­статочно разнообразен, но все они распадаются  на три основные группы. К первой группе относятся ме­тоды поисков, которые могут быть охарактеризованы как собственно геологические, ко второй — геофизи­ческие, к третьей — геохимические.

Наиболее эффективны и широко применяются гео­логические и геофизические методы.

Среди геологических методов поисков алмазных месторождений ведущая роль принадлежит шлихово­му и мелкообъемному опробованию, которым под­вергаются речные отложения, а также рыхлые массы выветрелых пород, слагающих склоны речных долин и гор. Рассмотрим вкратце основные принципы, преи­мущества и недостатки каждого из этих методов.

Шлиховое опробование производится с целью из­влечения из рыхлых отложений (песков, глины и т. п.) шлиха: минералов, обладающих высокой плот­ностью и значительной механической прочностью. Этот старинный поисковый метод, применявшийся еще во времена землепроходцев, не требует сложного оборудования и дает хорошие результаты при ис­пользовании простейших приспособлений: шлихового лотка или специального  ковша и обычной лопаты. Заменителем шлихового лотка может служить алю­миниевая миска или тазик, с помощью которых каж­дый турист, краевед или любитель природы может без особого труда узнать, какие руды, благородные металлы и драгоценные камни содержатся в проте­кающей поблизости речке.

Техника взятия шлиховой пробы очень проста. Сначала выбирают удобное место на берегу реки — песчано-галечную косу, отлогий незаросший участок берега.  Лопатой снимают верхний слой речных  отло­жений до глубины примерно 0,2м. При дальнейшем углублении образовавшейся лунки песок, глину и мелкие камешки складывают в шлиховой лоток. На­полненный рыхлым материалом лоток погружают в воду, где сначала  отмучивают глинистые  и илистые  частицы, а затем с помощью колебательных и враща­тельных движений лотка добиваются смыва легких и проседания тяжелых минералов.

По истечении нескольких минут, когда почти все легкие частицы будут смыты, при наклоне лотка в его приподнятой части отчетливо выделяются и хо­рошо различаются невооруженным глазом разно­цветные полоски, сложенные различными тяжелыми минералами. Непосредственно к желто-серой песча­ной массе не смытых до конца легких частиц обычно примыкает красновато-розовая (иногда бледно-розо­вая) кайма мелких зерен граната. За гранатовой ча­ще всего располагается черная до иссиня-черной полоса, сложенная мельчайшими частицами рудных минералов, среди которых преобладают магнетит (FеFе2O4) и ильменит (FеТiOз). Если речные отло­жения на данном участке содержат золото, то поза­ди черной полосы рудных минералов внимательный наблюдатель заметит нитевидную кайму или отдель­ные блестки мелких золотинок.

В каждом шлихе присутствуют и другие минера­лы. Среди них могут оказаться такие, присутствие которых говорит о наличии в бассейне реки коренных месторождений редких или цветных металлов, а также  минералы,  способные образовывать крупные россыпные месторождения. Точное определение мине­ралогического состава шлиха требует специальных знаний и опыта.

Алмаз в шлиховых  пробах встречается исключи­тельно редко, поскольку объем одной такой пробы со­ставляет всего 5—10 л зернистого материала, а да­леко не каждый кубический метр среднеалмазонос­ных речных отложений или выветрелого кимберлита содержит хотя бы один кристаллик алмаза. Значит, как коренные, так и россыпные месторождения алма­за искать по появлению кристаллов этого минерала в шлихах практически  невозможно. И  вот здесь на  по­мощь геологам  приходят  уже  упоминавшиеся  мине­ралы-спутники алмаза: кроваво-красный пироп, смо­ляно-черный ильменит и изумрудно-зеленый пирок­сен (хромдиопсид).

В кимберлите все эти минералы находятся в виде крупных (часто до 1 см и более) выделений. Они почти не изменяются при выветривании породы, а, оказавшись в реке, постепенно раскалываются и истираются. Следовательно, на сравнительно небольшом (порядка 10 км) удалении от кимберлитовой трубки шлихи наряду с тонкозернистой минеральной массой будут содержать достаточно крупные (1—5 мм) угловатые зерна пиропа и ильменита. Хромдиопсид значительно уступает по механической прочности двум предыдущим минералам-спутникам и поэтому появляется в шлихах, отмытых вблизи (менее 1—2 км) от выхода кимберлита.

Поиски кимберлитовых трубок с помощью шлихо­вого опробования по ореолам рассеяния минералов- спутников алмаза в принципе не представляют осо­бых трудностей. Сначала проводится систематичес­кое шлиховое опробование рек в пределах террито­рии, которая по комплексу геологических данных оценивается как перспективная. Шлиховые пробы бе­рут с  интервалом  около  1 км. Опробование, как пра­вило, ведут в направлении от устья к истокам рек. Продвигаясь от устья к верховьям реки, геолог улав­ливает сначала  редкие мелкие, а затем  все  более многочисленные  и крупные зерна пиропа и ильме­нита.

Но вот «кровавый след» обрывается: очередная и следующие за ней пробы оказываются пустыми, и даже  при самом  внимательном изучении  в них   не уда­ется обнаружить минералов-спутников алмаза. Зна­чит, источник этих минералов остался на склоне до­лины или в русле реки ниже по течению. Тогда в про­межутке между последней шлиховой пробой, содер­жащей минералы-спутники, и первой пустой пробой отмывают еще один шлих. В  зависимости от получен­ных  результатов следующую  шлиховую пробу промы­вают выше или ниже предыдущей. Таким образом ус­танавливается верхняя (по течению) точка поступле­ния минералов-спутников алмаза в русловые отложе­ния реки.

Здесь шлиховые пробы отбирают с обоих склонов долины. На том склоне, где обнаруживаются минера­лы-спутники, проводится систематическое шлиховое опробование для определения местонахождения ким­берлитовой трубки. С этой целью шлиховые пробы отбирают по нескольким линиям, каждая из которых параллельна склону и выше предыдущей.

Если выход рудного тела имеет округлую или близкую к изометричной форму, то площадь (ореол) рассеяния  обломков  руды  расширяется  вниз по скло­ну, напоминая по очертаниям вытянутый остроуголь­ный треугольник, в вершине которого находится ко­ренной источник рудных минералов. Проследив ореол рассеяния пиропа и ильменита в рыхлых отложениях на склоне речной долины, геологи безошибочно уста­навливают местоположение кимберлитовой трубки или дайки.

Ввиду того что кимберлиты далеко не каждой трубки алмазоносны, а объем шлиховой пробы слишком мал для улавливания хотя бы одного кристалла алмаза даже в обогащенных этим минералом осад­ках, поиски алмазных месторождений не ограничи­ваются промывкой шлиховых проб, но обязательно сопровождаются еще и мелкообъемным опробовани­ем. Мелкообъемным это опробование называется в известной мере условно, поскольку объем каждой пробы составляет 1—3 м3.

Промывка даже  мелкообъемных проб достаточно трудоемка. Песчано-галечный материал при этом за­гружают в специальное приспособление, состоящее из набора металлических сит. Сита располагаются одно над  другим. Сверху  находится  сито с  крупными ячеями,  внизу — с самыми мелкими. Агрегат приво­дится в колебательное движение, а сверху на него направляют поток воды, благодаря чему зернистый материал перемещается вниз и разделяется на не­сколько классов (по размерам частиц). Глинистые, пылевидные и тонкие песчаные частицы проходят сквозь нижнее сито и уносятся водой.

Следующая операция имеет целью обогащение разделенного на классы зернистого материала. Для этого применяется агрегат, в котором под действием пульсирующих колебаний воды происходит просадка тяжелых минералов на дно специальных камер. Об­ломки горных пород и минералов с плотностью ме­нее 2,9 г/см 3 скапливаются в верхних частях камер и удаляются. Получающийся в итоге обогащения концентрат не превышает нескольких процентов от объе­ма исходного материала и пригоден для извлечения из него алмазов.

Если  в мелкообъемных пробах из речных отложе­ний того или иного участка найдены алмазы и геоло­гическая обстановка не исключает наличия здесь зна­чительных по величине россыпных месторождений, то проводится крупнообъемное опробование для оценки содержания полезного ископаемого. Опробо­ванию подвергаются также все вновь находимые ким­берлитовые трубки и дайки.

В середине XXв. разработаны  способы поисков  коренных месторождений  алмазов, при  которых  ис­пользуются физические свойства кимберлитов, такие как магнитность, электропроводность и некоторые другие. Наиболее широко применяются способы, ос­нованные на магнитных свойствах материнских пород алмаза.

Выше, при описании кимберлитов, отмечалось, что напряженность магнитного поля над трубками взры­ва нередко достигает многих десятков, сотен, а в отдельных случаях и нескольких тысяч гамм. Если такие тела залегают среди мощных толщ известняков, доломитов, песчаников и  других практически немаг­нитных пород, то они легко могут быть обнаружены с помощью современных магнитометров. Сконструи­ровано несколько моделей магнитометров, одни из которых предназначены для проведения аэромагнит­ной съемки, а другие для наземной магнитораз­ведки.

Поиски кимберлитовых трубок способом аэромаг­нитной съемки проводят в районах, где по данным шлихового и мелкообъемного  опробования  предпола­гается  наличие коренных месторождений алмаза. Са­молет с установленным на нем аэромагнитометром летает строго параллельными курсами, отстоящими на равные расстояния друг от друга. Чем детальнее проводятся работы, тем меньше расстояние между линиями маршрутов, тем ниже летит самолет  и жест­че требования к соблюдению  постоянства  высоты  по­лета. В гористой местности такой  полет  требует  от  пилота  особого мастерства, поскольку самолет дол­жен буквально «выписывать» профиль гор и долин в непосредственной близости от скал.

Аэромагнитометр непрерывно измеряет напряжен­ность магнитного поля и поэтому улавливает даже небольшие участки, отличающиеся интенсивностью и направленностью намагничения горных пород. Такие участки называются магнитными аномалиями. Каж­дую аномалию наносят на карту и сбрасывают вым­пел, что облегчает поиск этой точки на местности. Важным достоинством аэромагнитного способа яв­ляется высокая производительность, благодаря чему за короткое время удается охватить обширные терри­тории.

Наземная магниторазведка проводится путем из­мерения напряженности магнитного поля в большом числе точек на поверхности земли. Этот способ точ­нее, но значительно менее производителен.

В последние годы для поисков алмазных местосторождений все шире привлекаются и другие способы из арсенала геофизики: сейсморазведка, основанная на изменчивости скоростей распространения упругих колебаний в различных горных породах, всевозмож­ные разновидности электроразведки, использующие неодинаковую электропроводность кимберлитов и вмещающих толщ, радиопросвечивание земных недр и ряд других способов.

Когда, наконец, поиски увенчались успехом и с помощью того или иного способа геологам удалось обнаружить новую кимберлитовую трубку, сразу же встает вопрос о ее ценности. До самого последнего времени оценка коренных месторождений алмазов относилась к числу наиболее сложных, дорогостоя­щих и трудоемких видов геологоразведочных работ.

Большинство трубок с поверхности перекрыто рыхлыми наносами, толщина которых измеряется многими метрами, а в некоторых случаях достигает первых десятков метров. Залегающий под наносами кимберлит, как правило, изменен процессами вывет­ривания и обогащен алмазами по сравнению с невыветрелым  кимберлитом,  слагающим  более  глубо­кие горизонты трубок. Значит, неискаженное содер­жание алмазов в каждой вновь находимой трубке может быть установлено только по таким про­бам, которые отбираются из невыветрелых кимбер­литов.

Для отбора этих проб на каждой трубке прихо­дится выкапывать несколько шурфов глубиной до 20 м. Извлеченный из нижних частей шурфов ким­берлит составляет крупнообъемную пробу, масса ко­торой достигает 100т и более.

Промывка и обогащение крупнообъемных проб достаточно трудоемки и производятся на специально строящихся для этой цели небольших обогатительных фабриках. Каждая фабрика обслуживает поисково-опробовательские работы на обширном участке ал­мазоносной территории, в пределах которого обычно находятся и кимберлитовые трубки,  и россыпи  алма­зов.  Обработка  поступающих на фабрику проб вклю­чает примерно те же операции, что и на алмазодо­бывающих предприятиях.

 

 

Источник: В.А. Милашев «Алмаз. Легенды и действительность»


Информация представлена на сайте исключительно для ознакомления.
Организаторы сайта не несут ответственности за последствия использования данных, указанных на сайте. Авторские права на статьи принадлежат их авторам. Мнения авторов статей необязательно совпадают с мнением и точкой зрения организаторов сайта.