Текст книги "Месторождения и история"

Беларуськалий. Википедия. История.

Mokyr, J., and Strotz, R. H., 1998, The Second Industrial Revolution, 1870–1914.

Глава 1.9. Самый, самый

Алмаз – особый минерал почти во всех отношениях. Он самый твердый из всех минералов. Он обладает уникальным блеском. Красота его лучших образцов воистину неповторима. Поэтому с древнейших времен он использовался для производства украшений и считался магическим камнем. Уникальные физические свойства алмаза привели к тому, что он с XIX века составил основу производства металлорежущего инструмента и абразивов, широко применяется в процессах бурения, а в XX веке стал широко применяться в электронике, телекоммуникациях, медицине и науке. Важной чертой, привлекающей внимание геологов к алмазу, является то, что он отражает физико-химические условия в недоступных пока прямому наблюдению глубинах.

Большой показатель преломления, наряду с высокой прозрачностью и достаточной дисперсией показателя преломления (игра цвета) делает алмаз одним из самых дорогих драгоценных камней. В этом качестве он с древнейших времен и использовался в ювелирном производстве. В естественном виде он не красив. Красоту ему придает огранка, создающая условия для многократных внутренних отражений света (Алмаз, Я ценитель. Применение алмазов.)

Другим важнейшим качеством алмаза является его высочайшая среди минералов прочность (твердость). Недаром греки называли его адамант (несокрушимый). Это его свойство сделало алмаз основой для производства металлорежущих и буровых инструментов и абразивных порошков высочайшего качества. Ни одно современное производство не обходится без алмазных инструментов: сверл, фрез, резцов, шлифовальных кругов, стеклорезов.

Алмазные лезвия скальпелей имеют сверхтонкие края, что уменьшает ширину разрезов, что обеспечило широкое применение их в хирургии. Углерод не вызывает иммунной реакции в организме, поэтому все большее применение находят алмазные имплантанты. кристалл алмаза позволяет нескольким сигналам на разных частотах пройти одновременно по кабелю. Это определило возможность широкого использования алмазов в области телекоммуникаций. Тепло проходит через алмаз гораздо быстрее, чем через медь. Это делает его незаменимым в микроэлектронных устройствах, применяемым в местах, где много тепла генерируется на небольшом пространстве. Алмазные окна обеспечивают защиту в научных экспериментах, например с использованием кислот или расплавленной пластмассы. Прозрачность алмазных окон позволяет следить за состоянием вещества при применении инфракрасных приборов.

Вследствие высокой ценности кристаллов алмаза единицей измерения его веса является карат (0.2 грамма). Цена алмаза до обработки резко варьирует в зависимости от физических свойств минерала. Технические алмазы дешевы: обычно цена их колеблется от 10 до 20 долларов за карат. Цена ювелирных алмазов до обработки зависит от величины, цвета и чистоты камня и доходит до миллиона долларов за карат. Алмазы ювелирного класса составляют лишь часть общей продукции алмазных месторождений.

Инженер Л. Девис в 1955 году писал, что «для такой технически развитой страны как США значение технических алмазов не может быть переоценено. В США ежегодно потребляется 12 миллионов каратов алмазов стоимостью 50 миллионов долларов. Подсчитано, что если бы эта страна была отрезана от источников снабжения алмазами, ее промышленный потенциал за очень короткое время упал бы наполовину.

Не удивительно, что вопросам геологии алмазных месторождений, петрологии и минералогии алмаз-содержащих пород посвящено огромное количество (целая библиотека) публикаций. В настоящей книге мы остановимся лишь на наиболее значительных этапах их изучения и истории открытия месторождений, желая дать читателю своего рода пунктирный путеводитель по проблематике, связанной с алмазными месторождениями.

Алмазы известны с древнейших времен. До XVIII века единственными поставщиками алмаза были Индия и остров Борнео. Первоисточником почти всех «исторических алмазов», наиболее крупных ювелирного класса камней, принадлежавших выдающимся историческим лицам, послужили месторождения северо-восточной Индии. Название местности, с которой была связана значительная часть алмазов Индии – Голконда, стало синонимом богатства. Любопытно заметить, что месторождения с таким названием никогда не существовало. Это – просто название торгового городка, где активно перепродавались алмазы, добытые в окрестных россыпях рек долины Кришна (или Кистна), в реках Пеннер, Годвари, Карнаул и, возможно, алмазоносном районе Махандари на севере Индостана. В 1622 году англичанин Метголд посетил район Голконды и описал его. Добыча алмазов на индийских месторождениях изображена на рис. 1.9.1. Всего из района Голконды происходят 13 из 18 «исторических алмазов». Среди них такие знаменитые кристаллы как Кохинор, великий Могол, Орлов, и голубой алмаз Хоуп.

Рис. 1.9.1. Добыча алмазов в Индии (со старинной гравюры по Метголд, из Эрлих, 2006).

Индийский фольклор наполнен рассказами об алмазах. По традиции считается, что гигантский алмаз, известный как Кох-и-Нур принадлежал королю Крака, правившему империей Анга во времена эпоса Махабхарата, то есть около 6000 лет назад (Matur, 1982) Среди индийских алмазов был необычно много камней ювелирного класса. Они составляют до 40 % от общего количества добываемых алмазов (Miller, 1996). Недаром именно индийские камни составляют большинство так называемых исторических алмазов. Отсюда, из Индии, алмазы проникли на Ближний Восток. Они упоминаются в книге пророка Иезекииля в Библии (примерно 1000 лет до нашей эры), (Miller P., 1996).

Первые сведения об алмазах Бразилии относятся к середине XVIII века. По описанию А. Бугенвилля, посетившего Рио де Жанейро во время своего кругосветного путешествия в 1762 году, на расстоянии 75 лье (1 лье – 4445 метров) от Рио де Жанейро находятся прииски, называемые «главными». Под этим общим названием понимают прииски Рио дес Морос, Сабира, Серо-фрио. Они дают португальскому королю одну пятую часть доходов. На них, кроме золота, добываются и все бразильские алмазы. Владельцы приисков продают продукцию (концентрат) королевскому комиссару, который складывает ее в специальный ящик, обитый железом и снабженный тремя замками. Первый ключ принадлежит королевскому комиссару, второй – вице-королю, третий – поставщику королевского казначейства. Вице-король не имеет права проверять содержимое ящика. Он лишь укладывает все в денежный сундук и отправляет в Лиссабон. Общая ежегодная добыча концентрата составляет 112 арроб, в 1762 году она составляла 119 арроб (арроба – иберийская мера веса и объема, 1 арроба равна 32 португальским фунтам, т. е. 14 688 кг). Несмотря на все предосторожности и строгость наказаний за кражу алмазов, они служат предметом безудержной контрабанды.

С 1725 года на рынок начали поступать алмазы из Бразилии. Но главные находки бразильских алмазов относятся к концу XIX века. Отсюда происходят десять крупнейших алмазов мира, в том числе такие, как Гойас (726 карат) и Варгас (600 карат). В противоположность Индии Бразилия в основном поставляла технические алмазы. Это относится как к собственно алмазам, так и к так называемым карбонадо. Все бразильские алмазы добывались из россыпей. Бразильская алмазодобывающая промышленность явилась главным источником карбонадо. В 1980 году из бразильских россыпей было извлечено 800 000 карат алмазов.

Но истинная алмазная история бразильских алмазов началась с алмазной лихорадки первой половины XVII века. Внимание Бернардо Франсиско Лота привлекли необычные фишки, используемые местными игроками. Он получил их в подарок и представил их губернатору, отправившему их на экспертизу. Заключение экспертов было единодушным: это алмазы! Бернардо вернулся в район с перекупщиками, начавшими скупку камней. После этого началась настоящая алмазная лихорадка. Она распространилась на соседний район Теун сити (Teune city), позднее переименованный в Диамантину (город алмазов). Россыпи были найдены также вдоль реки Рио Абэте (Abaete), рек Сан-Франциско, Багаздаш (река Парана), Гойас (Рио Клара). Наличие крупных кристаллов в россыпях указывало на близость коренных источников. К 1967 году в результате систематических поисковых работ в Бразилии было открыто более 300 кимберлитовых тел. Основную массу бразильских алмазов составляли относительно мелкие кристаллы технических алмазов и округлые зерна карбонадо, которые насытили спрос мирового рынка на технические алмазы для металлорежущего инструмента и абразивных нужд.

В конце XIX века запасы технических алмазов и карбонадо в бразильских россыпях пошли на убыль. Тем не менее, интенсивная добыча их из россыпей продолжалась. В 1980 году общее производство технических алмазов и карбонадо в Бразилии оценивалось в 1987 тысяч карат, в 1980 году в 800 тысяч карат. С понижением потенциала бразильских россыпей место Бразилии перешло к открытым в 1990-х годах россыпям Центрально-Африканской республики. Бразильские карбонадо были заменены аналогичными кристаллами карбонадо, называемыми «карбон» из месторождений Центрально-Африканской Республики. Россыпи сосредоточены в морских терригенных отложениях, заполняющих котловину Конго (рис. 1.9.2).

Рис. 1.9.2 Добыча алмазов из морских россыпей в Центрально-Африканской республике. Алмазы, добытые из этих песков, служат основным материалом для металлорежущих инструментов во всем мире.

До середины XIX века все мировые алмазы добывались из россыпей, и первичный их генезис был неизвестен. Положение изменилось, когда в конце 1966 года пятнадцатилетний Эразмус нашел на ферме своего отца в Южной Африке прозрачный камень и отнес его в банк, где он был определен как алмаз. Началась одна из крупнейших в истории рудных лихорадок – южноафриканский алмазный бум. В течение следующих 15 лет в Южной Африке было добыто больше алмазов, чем в Индии за предшествующие 2000 лет. В 1870 – 1880-х годах алмазные рудники района Кимберли в Южной Африке производили алмазы, стоимость которых составляла 95 % стоимости мировой продукции.

Рис. 1.9.3. Город Кимберли и воронка на месте одноименной трубки.

В 1870 – 80 годах алмазные рудники района Кимберли производили алмазы, стоимость которых составляла 95 % стоимости мировой продукции. История консолидации алмазодобывающей промышленности и осуществления контроля над рынком алмазов была рассмотрена в разделе главы 1.8, посвященном крупнейшему в мире золоторудному месторождению Витватерсранд.

В 1872 году был описан новый тип породы, в которой встречались алмазы, и он получил название кимберлит по имени близлежащего города, носившего имя английского губернатора. Позже, с 1887 года этот термин официально вошел в научную литературу и с тех пор он пошел гулять по свету. Крайнее выражение веры в магическую силу самого имени Кимберли можно видеть в том, как суеверные старатели использовали его в разных районах мира, привлекая удачу. Именем Кимберли называется алмазоносный район в Западной Австралии, где были найдены алмазы, название Американский кимберлит было присвоено самому большому потенциально-алмазоносному участку в штате Арканзас в США. И это только два из многих примеров.

Рис. 1.9.4. Модель идеализированной магматической системы, иллюстрирующая соотношение между кратером, диатремой и гипабиссальными фациями. Последние включают силлы, дайки, корневые зоны и раздувы (рисунок из Mitchell, 1986 по Erlich and Hausel, 2006).

Поиски алмазных месторождений дают, пожалуй, самые драматические примеры создания генетических моделей их образования и соответствующих методов их поиска. Характер связи алмазов с алмазсодержащими породами – кимберлитами и по сей день точно не установлен. Остается неясным важнейший вопрос: являются ли алмазы порождением кимберлитовой магмы или кимберлиты просто служат средством транспортировки алмазов из глубин. В пользу последнего предположения как будто говорит резкое различие возраста кимберлитов и алмазов. Тем не менее, устоявшиеся представления о неразрывной связи алмаза с кимберлитами было возведено в ранг закона и поисковые компании руководствовались простым правилом: есть кимберлит, есть и алмазы, нет кимберлитов, и алмазов быть не может (по крайней мере, в значительных количествах).

Рис. 1.9.5. Региональная система кимберлитовых даек Лесото (по Зубареву, 1989).

Сам вопрос о природе кимберлита долгое время был предметом острых дискуссий. Основные находки южноафриканских кимберлитов были сделаны в долинах рек, где в речных отложениях присутствовало много округлых выделений, которые легко было принять за окатанные речным течением гальки. Поэтому сами кимберлиты рассматривались как просто осадочные породы. Драматизм споров о природе кимберлитов ярко отражает эмоциональное высказывание одного из ранних исследователей конца XIX века «Кимберлиты определенно представляют собой осадочные породы. Если будет доказано, обратное, я буду считать, что напрасно прожил свою жизнь». До выхода в свет классического труда А. Вагнера, неоспоримо доказавшего, что кимберлиты являются вулканическими породами, осталось 15 лет.

Среди историй находок алмазных месторождений в разных районах мира одной их самых поучительных историй является история открытия алмазных месторождений Австралии. Она будет детально рассмотрена чуть позже, в главе 2.5, посвященной роли науки в поисках месторождений. Результатом открытия алмазных месторождений Австралии и описания нового типа алмазоносных пород – лампроитов стала так называемая «лампроитовая революция» – интенсивный поиск месторождений алмазов, связанных с лампроитами, описание этих пород привело к пересмотру природы целой серии тел, ранее считавшихся связанными с кимберлитами, и обнаружению новых месторождений. Содержание алмазов в австралийских лампроитах значительно превышает среднее содержание их в кимберлитах по всему миру. Трубка Аргайл содержит 7 карат алмазов на тонну породы. По большей части здесь добывались недорогие ювелирные алмазы. Однако, хотя и редко, здесь также обнаруживаются уникальные розовые алмазы, спрос на которые в мире так велик, что они продаются индивидуально на специальных аукционах.

Ценность алмазных месторождений так велика, что поиски их продолжаются с неослабевающей интенсивностью. Так что неудивительно, что продолжаются и значительные находки. Серия таких находок была сделана в соседней с Южноафриканской республикой Ботсване. В 1967 году здесь была открыта трубка Орапа, которая по настоящее время является третьей в мире по запасам алмазов. Чуть позже, в 1973 году была открыта трубка Джваненг, в 1977 году – трубка Летлахкане, в настоящее время полностью отработанная.

За столетие исследование алмазных месторождений внесло огромный вклад в геологические науки. Данные по петрологии и минералогии кимберлитов сведены в классических исследованиях Дж. Б. Доусона (Dawson, 1980), Р. Митчелла (Mitchell, 1986). Лампроиты и их петрология канонизированы в монографии Р. Митчелла и С. Бергмана (Mitchell and Bergman, 1991).

Было установлено, что формирование кимберлитовых тел не обнаруживает никакой связи с процессами субдукции ни пространственно, ни во времени (Williams and Williams, 1977, Newton and Gurney, 1975). Важнейшим шагом в разработке закономерностей структурной локализации кимберлитов явилась статья Т. Клиффорда (Clifford, 1966), установившая закономерную связь кимберлитов с кратонами. Предполагалось, что формирование кимберлитовой магмы соответствует времени крупнейших структурных преобразований – кратонизации коры этих структур (правило Клиффорда). При этом имелись в виду исключительно древние платформы, кратонизация которых имела место в докембрийское время. Эта закономерность тут же была взята на вооружения поисковыми компаниями. Однако анализ пространственного распределения кимберлитов показывает, что это не так. Начнем с того, что древнейшие по времени разработки алмазные месторождения располагались в той части острова Борнео, которая является типичным срединным массивом (Соболев. 1951). Точно такими же срединными массивами являются Чешский массив (Копецкий, 1960), плато Колорадо и Вайомингский кратон. Таким образом, речь идет о совпадении времени образования кимберлитовой магмы на глубине со временем кратонизации, вне зависимости от времени последнего процесса и размера блока новообразованного кратона. Следование этому правилу привело к открытию кимберлитовых трубок на срединных массивах в зоне перехода от океана к континенту на российском Дальнем Востоке динном массиве центрального Памира (Дмитриев, 1974) и алмазных месторождений в метаморфидах срединных массивов Казахстана (Абдукадырова и Зайончковский, 1996). В пределах кратонизированных блоков локализация кимберлитов определяется зонами глубинных разломов, связанными с глубинными сдвигами (Воронов, Эрлих, 1962). В общей форме эта закономерность была сформулирована в монографии автора и Дэна Хаузела (Erlich, Hausel, 2002).

Ряд противоречивых черт кристаллов алмаза вызвали дискуссию о их природе и соотношении с кимберлитами. С одной стороны, кристаллы сохраняют тонкие черты морфологии и отмечается связь алмазоносности кимберлитов с характером их химизма (Милашев, 1989), что свидетельствует в пользу порфирокристаллического их генезиса. С другой стороны, резкая разница в возрасте включений в алмазах и временем внедрения кимберлитов и отчетливые следы пластической деформации кристаллов алмазов являются подтверждением их ксеногенной природы.

Кратонизация коры платформенных блоков происходит параллельно с образованием авлакогенов – крупных линейных депрессий контролирующих зоны образования магм, с которыми связано образование серии интрузий ультраосновного щелочного состава. Они характеризуются высокими положительными магнитными аномалиями и аномалиями поля силы тяжести. Таковы зоны Таймырско-Байкальского авлакогена, пересекающего всю Сибирскую платформу от полуострова Таймыр на севере до озера Байкал на юге, Уджинский авлакоген, идущий от Уджинского поднятия на севере до Маакской излучины реки Оленек на юге и, наконец, так называемый Мид-Континент Хай – линейная зона положительных магнитных аномалий и аномалий поля силы тяжести, пересекающая американский континент (см. рис. 1.9.4). Они выполнены рифейскими толщами, мощность которых достигает 1.5–2 км и зачастую имеют субмеридиональное простирание, пунктирная длина их составляет от нескольких сот до тысячи км, ширина – десятки километров.

Рис. 1.9.6 Геофизические характеристики глубинной рифтовой зоны Мид-Континент Хай (из Lee and Kerr, 1984 по Erlich and Hausel, 2002). Пунктиром показаны границы штатов, латинским буквами отмечены принятые обозначения их названий.

Рис. 1.9.7. Схема геодинамики северо-восточной части Сибирской платформы. Из Erlich, Hausel, 2006.1 – мезозойские отложения; 2 – пермские отложения; 3 – кембрийские отложения; 4 – рифейские отложения; 5 – архейский кристаллический комплекс; 6 – интрузии удьтраосновных-щелочных пород; 7 – силлы и вулканические породы трапповой формации; 8 – кимберлитовые дайки и трубки: а. установленные; б – предполагаемые; 9 – меловые вулканические породы, связанные с Попигайской кольцевой структурой; 10 – трещины растяжения; 11 – Разломы с наблюдаемым горизонтальным смещением; 12 – зона начального сдвига; 13 – положительные магнитные аномалии вдоль предполагаемого рифейского авлакогена; 14 – куполовидные поднятия; 15 – аномалии магнитного поля и поля силы тяжести, связанные с погребенными интрузиями ультраосновных-щелочных пород; 16 – флексуры; 17 – Основное направление предполагаемого давления; 18 – складки пород осадочного чехла. красной стрелкой показано предполагаемое направление вращения (модифицировано из Воронов, Эрлих, 1962).

В период формирования осадочного чехла платформы отмечается существование так называемых пар структур осадочного чехла, равных по площади, но характеризующихся обратным знаком движений. кимберлитовые тела обнаруживают тенденцию к локализации по границам составляющих тектонопары структур (рис. 1.9.8). Границы составляющих тектонопары структур отвечают зонам разломов фундамента, обычно носящих характер глубинных сбросо-сдвигов.

Рис. 1.9.8. Тектонопары структур осадочного чехла Сибирской платформы. Элементы нижнепалеозойской тектонопары: 1 – сравнительно поднятые блоки, отвечающие территории Анабарского щита, 2 – сравнительно опущенные блоки, перекрытые мощной толщей кембрийских известняков, Элементы верхнепалеозойской тектонопары: 3 – относительно поднятый блок, 4 – относительно опущенный блок; 4 – крупные долеритовые дайки, 6 – оси линейных магнитных аномалий, связанных с дайками долеритов, 7 – линейные трещинные зоны, заполненные долеритовыми интрузиями, 8 – главные разломы, геологически наблюдаемые, 9 – предполагаемые зоны глубинных сбросо-сдвигов, 10 – зона Анабаро-Мунского глубинного разлома, 11 – границы области постоянной седиментации мезозойского времени, 12 – верхнемеловые пирокластические породы, связанные с Попигайской депрессией, 13 – кимберлитовые поля, 14 – наложенные впадины, заполненные мощной толщей неконсолидированных четвертичных отложений (по Erlich and Hausel, 2002).

Образование тектонопар объясняется восстановлением изостатического равновесия в результате перетекания глубинного вещества. в ходе этого процесса на границе составляющих тектонопару блоков возникают глубинные разломы типа глубинных сбросо-сдвигов.

Характерным примером являются широтные глубинные разломы, проходящие параллельно южному ограничению Анабарского щита. По ним верхняя кромка метаморфических толщ фундамента погружается на несколько сот метров. вдоль этих разломов располагается узкая линейная депрессия, заполненная рыхлыми толщами четвертичных осадков мощностью до 1500 метров. По этому и подобным разломам происходит горизонтальное смещение магнитных аномалий, связанных с породами толщ фундамента платформы. Амплитуда горизонтальных перемещений составляет 4–6 км.

В пределах кратонов кимберлитовый вулканизм обнаруживает четкую связь с блоками, испытывающими медленное постоянное поднятие (Pretorius, 1973, Эрлих, 1962). Локализация отдельных массивов связывается с вихревыми структурами вращения. Разбор этой модели на примере северо-восточной части Сибирской платформы был приведен в работе П. С. Воронова и Э. Н. Эрлиха (Воронов, Эрлих, 1962). Позднее общая модель была рассмотрена в монографии об алмазных месторождениях (Erlich, Hausel, 2002). Вращение блока в пределах вихревой структуры на северо-востоке Сибирской платформы подтверждается различием динамической обстановки на ее крыльях.

Отмирание разных форм проявления авлакогенов происходит с разной скоростью. В результате они отмирают в их тектонической форме на поверхности, но продолжают существовать в виде сохранившейся на глубине магмы. В результате при каждом последующем пульсе сжатия в близповерхностные горизонты поступает очередная порция магмы. Это отчетливо проявляется в пределах западного склона Анабарского щита. Авлакоген рифейского времени в его структурном выражении отмирает, но вдоль простирания его оси формируется серия интрузий ультраосновного-щелочного состава, образующих Котуй-Маймечинскую провинцию.

Алмазные месторождения, связанные с дайками, детально рассмотрены Б. Зубаревым (1989). Отмечается различие даек, служивших питающими каналами диатрем и региональных систем кимберлитовых даек. В Лесото описан пояс кимберлитовых даек, состоящий из 299 трещинных тел и 21 раздувов в серии Уитифайд. Общая протяженность зоны около 16 км. Мощность даек достигает 1 метра. Другая линейная система даек описана к северу в районе поля Кронстадт. Протяженность ее составляет 6 км, мощность даек достигает 1.2 метра. Промышленно алмазоносные дайки кимберлитов обнаружены в Гвинее, Мали, Сиерра Леоне, Либерии. Содержание алмазов в дайках невелико, но они служат источником материала для промышленных россыпей. Кимберлитовые дайки обнаружены в районе Джордж Крик в Колорадо. Содержание алмазов по данным крупнообъемного опробования колеблется от 0.18 до 1.35 карат на тонну. Содержание алмазов в дайках ниже, чем в связанных с ними трубках, и габитус кристаллов в обоих типах тел различен. Эти различия не подтверждают предположение о том, что слагающие эти тела кимберлиты принадлежат к единой фации магматической системы (Харькив, 1975).

Рис. 1.9.9. Розы-диаграммы длинных осей кимберлитовых трубок, показывающие различие динамической обстановки внедрения кимберлитов на разных крыльях вихревой структуры северо-восточной части Сибирской платформы. Длинные оси кимберлитовых тел на западном ее крыле имеют широтное простирание, то есть ориентированы под острым углом к простиранию глубинного разлома вдоль склона Анабарского массива. Длинные оси кимберлитовых тел на восточном крыле вращающего блока имеют северо-восточное простирание, отражающее обстановку общего растяжения. Из Erlich and Hausel, 2002.

Сложенные кимберлитами силлы описаны Дж. Хоторном (Hawthorne, 1968). Породы, слагающие силы, напоминают кимберлиты, слагающие трубки и дайки. Многие силлы локализуются вдоль контактов толщ, сложенных различными по степени консолидации породами. Кимберлиты Бенфонтейн и Каролусдрифт (Ю. Африка) внедрились вдоль контакта между плотными породами основания и неконсолидированными мезозойскими толщами. То же отмечается в силле Мела в Архангельском районе России. В то же время в Айрон Маунтинс (Вайоминг) Д. Хаузел описал силл, внедрившийся в гранитоиды, располагающиеся по обоим его контактам. Дж. Б. Хоторн (Hawthorn, 1968) описал в радиусе 64 км от Кимберли 6 кимберлитовых силлов. Один из них, силл Весселтон Флор, в центральной части имеет мощность 45 метров, но быстро выклинивается по направлению к краям. Он образует двояковыпуклый лакколит, протяженностью 312 метров с предполагаемой шириной 190 метров. Центральная часть имеет мощность по крайней мере 44 метра. По наблюдению Дж. Хоторна почти все силлы алмазоносны, но содержания алмазов в них всегда ниже промышленных.

Все, связанное с алмазами и алмазоносностью, служит ключом для понимания важнейших проблем глубинной геологии, условий в недрах Земли и тех процессов, которые там протекают. Все началось с расшифровки структуры кристаллической решетки алмаза, которая заняла более полустолетия напряженных исследований (Орлов, 1977). Обзор этой проблемы приведен в монографии Э. Эрлиха и В. Дэна Хаузела (Erlich and Hausel, 2002).

Особое место занимает характерная для некоторых кимберлитов ассоциация мегакристаллов минералов. Для нее характерно присутствие единичных больших (5 – 20 см) кристаллов оливина, бедного хромом и богатого титаном пиропа, обогащенного магнием ильменита (пикроильменит), хромдиопсида, энстатита и циркона. В ту же категорию попадают и алмазы. Большие размеры кристаллов, принадлежащих к этой ассоциации, намного превышают размеры тех же минералов в мантийных ксенолитах (2–4 мм). Это говорит о том, что предположение о том, что их источником является верхняя мантия, маловероятно. В то же время состав ассоциации минералов предполагает, что она возникает на глубине 165–200 км, а обедненные хромом зерна, возможно, происходят и с еще большей глубины. Маккалум и Мубарак (Mccallum, Mabarak, 1976), Ф. Бойд и П. Никсон (Boyd and Nixon, 1973) полагают, что источником минералов ассоциации являются сравнительно неистощенные мантийные перидотиты. Минералы ассоциации образуются в сравнительно широком интервале температур (799 – 1400 °C), но в ограниченном интервале давлений, эквивалентном 50 км глубины. Предполагается, что верхняя граница уровня формирования мегакристов совпадает с границей литосферы и астеносферы. Магма, из которой кристаллизуется ассоциация расплава иегакристов и генерируется на месте возникновения этой ассоциации, и является внутризерновой массой деформированных лерцолитов на глубине около 50 км. Мегакристы обычно имеют округлую форму и окружены тонкой реакционной каймой (келифитовая оболочка пиропов) или оболочкой микрозернистого кимберлита.

Среди перидотитовых включений попадаются алмазоносные образцы, но наиболее богатые алмазами образцы перидотитов на порядок беднее алмазами, чем наиболее алмазоносные образцы другого типа включений – грикваитов или эклогитов.

Отмечается последовтельное нарастание степени алмазоносности в ряду пироповые гарцбургиты-хромитовые гарцбургиты – пировые лерцолиты. Алмазы из перидотитовых включений содержат включения минералов, составляющих вмещающие перилдотиты (Gurney, 1984).

Важнейшей областью, в которой изучение кимберлитов принесло большие результаты, было исследование содержащихся в них так назыаваемых родственных включений, к которым примыкает и сам алмаз. Это – округлые моно– и полиминеральные агрегаты, которые включают пироп, энстатит, хромдиопсид, эклогиты, перидотиты. Эти исследования требовали в буквальном смысле слова ювелирной техники исследования. Достаточно сказать, что одной из областей этих исследований явилось определение радиометрического возраста алмазов путем датировки микровключений в них. В итоге были получены датировки, показавшие огромную разницу в возрасте образования кимберлитовых расплавов и времени их внедрения в кору и образования кимберлитовых диатрем. По состоянию на 2001 год почти все радиометрические датировки алмазов, полученные разными методами, попадают в интервал времени 3.3 Ga – 920 Ma (Erliсh, Hausel, 2002).

Гранатовые лерцолиты переходят в гранатовые и пироксеновые сегрегации в ксенолитах из трубки Обнаженной (Якутия), переходят в дуниты и хромитовые гарцбургиты (Соболев и Соболев, 1984).

Минералогически эти периодиты состоят их комбинаций магниевого оливина, магневого ортопироксена, зеленого хромдиопсида, флогопита и редко парагаситового амфибола. Акцессорные минералы представлены алмазом, муассонитом, графитом, различными сульфидами пентландит-халькопирит-пирротиновой ассоциации, рутилом, ильменитом и цирконом.

Исследования показывают наличие двух ассоциаций минералов во включениях в алмазах – пироксенит-эклогитовой и перидотитовой (Meer and Tsai, 1976, Harte, Gurney and Harris, 1980). Последние авторы, ссылаясь на неопубликованную работу Дж. Б. Хоторна (J. B. Hawthorn) отметили отсутствие корреляции между преобладанием той или иной ассоциации минералов во включениях в алмазах и составом ксенолитов в них. Включения минералов перидотитовой ассоциации более распространены, чем включения минералов эклогитовой ассоциации. Перидотитовые включения, содержащие алмазы, редки, а связь алмазов с эклогитовыми ксенолитами обычна. В то время, как перидотитовая ассоциация более распространена, чем эклогитовая, алмаз-содержащие ксенолиты более редки, чем эклогитовые.