3 года назад
Нету коментариев

Кимберли — уютный маленький городок с населением 100 тыс. человек; жизнь в городке быстро замирает после закрытия мага­зинов в 5 часов пополудни. Его окружают почти ровные степи этой однообразнейшей по ландшафту части Африки. Ближайшие крупные города — Иоганнесбург (470 км) и Кейптаун (1000 км). Однако геологам это место известно очень хорошо, поскольку именно здесь в 1871 г. были найдены те темные «туфы», в которых сидят алмазы; К. Льюис по этому городу назвал их кимберлитами. Кимберлиты слагают четко ограниченные трубкообразные тела, вертикально пронизывающие вмещающие их породы. Они известны не только в Африке, но в других районах земного шара, например в Сибири. Эти «pipes» («трубки») сравнивают с каналами орудий, пронизывающих земную кору наподобие сита (рис. 32.1). Кимбер­литы представляют огромный интерес не только для горняков, но и для геологов.

Многочисленные кимберлитовые трубки в Южной Африке

Многочисленные кимберлитовые трубки в Южной Африке

Их техническая и экономическая эксплуатация — вначале многочисленными вольными старателями, а ныне горнорудными компаниями — осуществлялась и частично производится до на­стоящего времени в открытых карьерах, которые все больше и больше уходят в глубину. Так, на руднике «Кимберли» возникли глубокие ямы, самая большая и внушительная из которых — Биг-Хоул («большая яма»). С 1871 г., когда были найдены первые алмазы, до 1914 г., когда все работы прекратились, здесь было добыто не менее 3 т алмазов. Под конец открытая разработка велась уже на глубине 400 м (главный шахтный ствол, пройденный рядом с кимберлитовой трубкой, достиг глубины 1000 м).
С тех пор карьер Биг-Хоул частично заполнился водой; одна­ко он все еще производит внушительное впечатление, особенно когда стоишь на самом его краю, вблизи небольшого музея (рис. 32.2). Поперечник «кратера» вверху составляет 450, а на глу­бине, на уровне воды, менее 200 м. Впечатление, производимое карьером Биг-Хоул, столь велико потому, что ширина этой круг­лой гигантской воронки по сравнению с ее глубиной невелика; резко ограниченный крутыми стенами карьер виден весь как на ладони (в отличие от глубоких, до 250 м, но раскинувшихся на несколько километров открытых разработок Кёльнского буро-угольного района). Впечатление, производимое на геолога, усу­губляется тем, что он прекрасно понимает, что вскрытая в про­цессе добычи алмазов «трубка» (за исключением верхнего воронко­образного расширения) точно соответствует каналу или жерлу, образовавшемуся в результате взрыва, и воочию убеждается, сколь чудовищны силы, формирующие нашу планету.

"Биг-Хоул" в Кимберли

“Биг-Хоул” в Кимберли

Обнаженный почти 200-метровый вертикальный стратигра­фический разрез (рис. 32.3) представлен (сверху вниз) желто-буры­ми выветренными долеритовыми лавами, серо-голубыми сланцами, слагающими основную часть расширяющейся кверху воронки, и, наконец, твердыми темными лавами в зоне собственно кимберлитовой трубки. Лавы верхней части, разреза мощностью несколько метров из-за выветривания выглядят почти как глинистая осадоч­ная порода. Эти мезозойские лавы внедрились в сланцы и по возра­сту соответствуют лавовым покровам, занимающим обширные площади восточнее, в Драконовых горах Лесото. Подстилающие их темные, иногда углистые сланцы имеют каменноугольный или пермский возраст. В их основании залегает — издали почти не различимый — тонкий слой моренных отложений — тиллиты оле­денения Двайка. Это точно такие же тиллиты, с какими мы встре­тились в Нойтгедахте.

Стратиграфический разрез карьера Биг-Хоул

Стратиграфический разрез карьера Биг-Хоул

Выветрелые лавы в верхней части разреза и прежде всего слан­цы Двайка ведут себя в этом огромном карьере как в естественном обнажении: они образуют пологие склоны, потому что легко размываются дождями. Начинающаяся ниже собственно трубка сложена, напротив, очень твердыми устойчивыми к выветриванию породами основного состава, именуемыми здесь обычно «мелафирами». Они значительно древнее оледенения Двайка и относятся к докембрию (формация Вентерсдорп). Лавы Вентерсдорп выходят на поверхность в районе Нойтгедахта, где они гладко отшлифова­ны ледниками оледенения Двайка. Кимберлит моложе всех этих толщ, поскольку он их прорывает. Предполагают, что кимберлитовые трубки образовались в самом конце мелового периода, 70— 80 млн. лет назад. Теперь легко сопоставить разрезы Нойтгедахта и Биг-Хоула.

T_8
Применяемое для обозначения кимберлитовых трубок название «трубки прорыва» не совсем удачно, так как речь идет не о «взры­ве», а, видимо, о постепенном внедрении вулканических газов, следовательно, о процессе флюидизации, с которым мы уже позна­комились при рассмотрении мааров Эйфеля.
В Южной Африке наблюдали, что выходящие на поверхность круглые трубки на глубине переходят в жилы (рис. 32.4). Стало быть, подъем газов первоначально осуществлялся вдоль зон трещиноватости, но как только где-нибудь происходил прорыв их на поверхность, газы концентрировались здесь в канале или жерле, который сравнительно скоро приобретал трубкообразную форму. Есть, однако, и такие месторождения кимберлитов, кото­рые представлены исключительно жилами. Нормальных вулканов с кратерами здесь, вероятно, никогда не было, и на поверхности такие залежи почти не выделяются. Некоторые из них, очевидно, еще не открыты. Алмазоносные кимберлиты дают начало речным и прибрежным алмазным россыпям (так, в 1926 — 1927 гг. Г. Меренски открыл крупные россыпные месторождения алмазов к югу от устья реки Оранжевая).

На глубине нескольких километров кимберлитовые трубки частично переходят в жилы

На глубине нескольких километров кимберлитовые трубки частично переходят в жилы

Первооткрыватели алмазов в Южной Африке называли темную породу кимберлитовых трубок просто «blue ground»— «голубая земля», а поскольку она близ поверхности была выветренной и свет­лой, то —«yellow ground»—«желтая земля». Иногда земля заклю­чает обломки боковой породы, происходящие частично из еще сохранившегося обрамления жерловины (докембрийские граниты, отложения Карру и т. д.), частично из давно смытых пород, обрушившихся в жерловину сверху, и частично из пород, выне­сенных с больших глубин, например эклогитов (красно-зеленой породы с гранитом и пироксеном, а иногда даже с алмазами!). Эклогит образуется в условиях высокого давления; возможно, он происходит из «мантии» Земли. Это значит, что источник обра­зования трубок следует искать под земной корой, возможно, на глубинах более 100 км. Кимберлиты, заполняющие трубки,— это ультраосновные (то есть сильно обедненные кремнекислотой) породы, образовавшиеся в основном, вероятно, в процессе флюидизации; следовательно, это не обычная лава, а смесь лавы с боковы­ми породами. Смесь состоит в основном из серпентинизированного оливина, пироксена, граната (ошибочно называемого «капским рубином»), флогопитовой слюды и других минералов, из которых алмаз, конечно, самый редкий, но и самый известный и самый ценный. Разновидности породы, в которой обломки боковых пород присутствуют наряду с кимберлитом, называют «кимберлитовой брекчией» или (что менее удачно) «кимберлитовым туфом».
Трубки района Кимберли — самые известные; к тому же они давно открыты (в 1870 г. первой была открыта трубка Ягерсфонтейн близ Блумфонтейна; четырьмя годами позже открыли рос­сыпные месторождения алмазов на реке Оранжевая). Однако «pipes» широко распространены и в других районах Южной Афри­ки между Хейделбергом (южная часть Капской провинции) и озером Танганьика. Диаметр их разный — от 15 до 1000 м. Лишь в немногих из них встречаются алмазы и только 25 разраба­тываются или разрабатывались.
Основную массу южноафриканских алмазов поставляет сейчас оборудованный по последнему слову техники рудник «Премьер-Майн» у Претории. Открытые разработки (являющие собой также весьма внушительную картину) по площади больше, чем карьер Биг-Хоул, а по глубине меньше (размеры кимберлитовой трубки «Премьер» 850 X 520 м). Подошва разреза находится на глубине 200 м. Ныне добыча ведется и подземным способом. Современны­ми планами эксплуатации предусматривается полная отработка «синей земли» до глубины (на первом этапе) 240 м.
Степки алмазной трубки «Премьер» сложены в основном докембрийскими изверженными породами (фельзитами). Однако посре­дине жерловины кимберлита находится огромная (несколько сотен метров длиной) глыба более молодых красных кварцитов Ватерберг — эти породы обнажаются на поверхности лишь в нескольких километрах к северу от трубки. Стало быть, после прорыва ким­берлита значительная по мощности толща пород была смыта.
Алмазный рудник «Премьер» знаменит не только своими разме­рами, но и благодаря одной находке, сделанной через два года после основания рудника, 25 января 1905 г. Однажды вечером, сдавая смену, какой-то рабочий заметил в стенке карьера что-то блестящее, сверкающее в лучах заходящего солнца, и сообщил об этом горному надзору. Оказалось, что это алмаз, причем самый крупный из известных (и до настоящего времени) на земле. Он полу­чил название «Кулливан». С кулак величиной, алмаз весил 3025 ка­ратов, то есть более 600 г. Правительство Трансвааля приобрело «его за 150 тыс. фунтов стерлингов для подарка ко дню рождения английского короля Эдуарда VII. В Амстердаме «Кулливан» разбили на 9 больших и 96 более мелких бриллиантов, самый круп­ный из которых, «Star of Africa» («Звезда Африки»), весом 530 кара­тов, ныне украшает королевский скипетр.
Однако основную добычу рудника (80%) составляют мелкие промышленные алмазы, получаемые из синей земли в процессе обогащения (дробления, грохочения, промывки). Чтобы получить один алмаз, нужно переработать в 14 млн. раз большую массу породы; (то есть из 3 т синей земли добывают один-единственный алмаз весом 0,2 г!). На руднике «Премьер» ежедневно выдают на гора 29 тыс. т синей земли, из которой за месяц намывают около 185 тыс. каратов алмазов. Весь объем добычи Южной Африки составляет в год 4 млн. каратов (более 75% этого количества добывают из кимберлитов, остальные 25% — из россыпей; по стоимости это отношение составляет, правда, 2:1, так как алмазы из россыпей в среднем крупнее и чище, поэтому они значительно более ценные).
В настоящее время на повестке дня стоит не только волнующий вопрос о том, как возникли эти кимберлитовые жерловины, но и проблема их образования на больших глубинах, под земной корой. Спрашивается также, как собственно алмазы оказались в кимберлитах. Алмазы, как и графит,— не что иное, как чистый углерод, что установил французский химик А. Лавуазье почти 200 лет назад; при этом алмаз — самое твердое из вообще суще­ствующих веществ, а графит, напротив, чрезвычайно мягок. Но если соединения углерода в природе встречаются очень часто (например, угли), находки алмазов чрезвычайно редки. Вначале предполагали, что в Южной Африке алмазы образовались в резуль­тате реакции раскаленных кимберлитов с углистыми сланцами Двайка. Однако алмазы найдены и в жерловинах, не контакти­рующих с этими сланцами. Когда же алмазы обнаружили и в экло-гитовых включениях кимберлитовых трубок, было высказано предположение, что они первоначально находились в эклогите, а затем вследствие плавления и дробления эклогита на глубине оказались в кимберлите. Действительно, многие алмазы пред­ставляют собой осколки кристаллов (алмаз, несмотря на твер­дость, легко раскалывается!), но образовались они вначале, все же. видимо, в кимберлите. Об этом свидетельствуют нередко встречающиеся в кимберлите микроскопические алмазики и некоторые другие наблюдения.
Ясно, вероятно, одно, что алмазы образуются на очень больших глубинах — либо под земной корой, на глубине более 30—40 км, либо в глубинных магматических очагах в пределах земной коры (поскольку углерод может превратиться в алмаз только при огромном давлении, что удалось доказать экспериментально). При давлениях в несколько сотен тысяч атмосфер и температурах более 1200—1300° получены искусственные алмазы, правда нека­зистые, используемые только в технических целях (размеры кри­сталликов обычно меньше 1 мм). Единственным местом образова­ния ювелирных алмазов по-прежнему остаются глубины Земли. Среди драгоценных камней алмаз зародился глубже всех и позже всех увидел белый свет, поскольку внедрение кимберлитов про­изошло только в позднемеловое время.

comments powered by HyperComments