Rury kimberlitowe. Diamenty - sadza z rur podziemnego świata

Niegdyś największy na świecie kamieniołom diamentów, fajka Mir kimberlit została stworzona ludzkimi rękami w królestwie wiecznej zmarzliny pod adresem: miasto Mirny, Republika Sacha (Jakucja). Nad sztucznym kraterem lot samolotów jest surowo zabroniony: gigantyczny lej o średnicy 1200 metrów i głębokości 525 metrów, inicjujący zstępujące prądy powietrza, zasysa helikoptery.

Republika Sacha (Jakucja) to fantastycznie bogata w minerały prowincja geologiczna. Nie ma odpowiedników nie tylko w Rosji, ale na całym świecie. Wszystko to budzi nieskrywaną zazdrość naszych zagranicznych przyjaciół i partnerów. „To niesprawiedliwe, że Pan Bóg takim bogactwem nagrodził ziemię, gdzie temperatura w zimie dochodzi do minus 70 stopni!” bardzo często twierdzą mężowie stanu i mędrcy z dalekiej i bliskiej zagranicy.+

W folklorze jakuckim istnieje legenda, że postanowiwszy sprawiedliwie podzielić się drogocennymi materiałami i kamieniami na Ziemi, Bóg przeleciał zimą nad Jakucją i odmroził sobie ręce, w wyniku czego złoto i diamenty rozsypały się z rozwiązanej torby z cennymi kamienie nad górami, dolinami rzek i tundrą, srebro i platynę oraz wiele innych szlachetnych minerałów.+

Ale przez długi czas złoża diamentów, w które Jakucja jest tak bogata, pozostawały niedostępne. Niedawno żaden człowiek nie postawił stopy na tych ziemiach, gdzie panuje wieczna zmarzlina. I nie jest to zaskakujące: pod względem bezwzględnej wartości minimalnej temperatury Jakucja nie ma równych regionów na całej półkuli północnej.

Diamenty i „matka Kuzkina”

Zimna wojna zapoczątkowała intensywne poszukiwania diamentów w Jakucji. W tym czasie w Związku Radzieckim gwałtownie wzrosło zapotrzebowanie na strategiczne surowce wykorzystywane w przemyśle obronnym. Na jego zakup za granicą kraj potrzebował środków, które można było uzyskać ze sprzedaży kamieni szlachetnych, które zyskały już sławę na rynku światowym.

Jednak nieznaczne umieszczacze kamieni szlachetnych na Uralu nie były w stanie zaspokoić żądań rządu radzieckiego w zakresie niezbędnych funduszy. Jednocześnie czcigodni radzieccy naukowcy uparcie twierdzili: istnieją znaki wskazujące na obecność rur kimberlitowych na ziemi Jakuckiej.

Tworzenie się rury kimberlitowej następuje podczas erupcji wulkanu, kiedy przez skorupę ziemską wydostają się gazy z trzewi ziemi. Kształt takiej tuby przypomina lejek lub szklankę. Eksplozja wulkanu przynosi kimberlitową skałę, czasami zawierającą diamenty, z trzewi Ziemi. Nazwa rasy pochodzi od miasta Kimberley w Afryce Południowej, gdzie w 1871 r. znaleziono 85-karatowy (16,7 grama) diament, wywołując gorączkę diamentów.+

Liczne ekspedycje geologiczne wysłano do Jakucji tylko w jednym celu: znaleźć fajkę kimberlitową o znaczeniu przemysłowym.

Jesienią 1948 r. grupa geologów pod kierownictwem G. Fanshteina rozpoczęła prace poszukiwawcze na rzekach Chona i Vilyuy, a 7 sierpnia 1949 r. znalazła pierwszy diament na piaszczystej mierzei zwanej Sokoliną, a dalej ponad 20 kryształów i odkryłem tutaj układacz diamentów. W wyniku prac poszukiwawczych w latach 1950-1953 odkryto w Jakucji kilka złomiarzy diamentów.+

Wszystko to wskazywało na to, że w Jakucji są fajki kimberlitowe. I wreszcie kilkuletnie poszukiwania geologiczne zostały uwieńczone sukcesem. 21 sierpnia 1954 roku geolog Larisa Popugaeva wraz z pracownikiem Fiodorem Belikowem odkryli pierwszą rurę kimberlitową w ZSRR i nazwali ją Zarnitsa. Ale to złoże nie nadawało się do celów przemysłowych.+

13 czerwca 1955 r. Geolodzy ekspedycji Yu.I. Khabardina i E.N. Elagina, którzy szukali fajki kimberlitowej w Jakucji, zobaczyli wysokiego modrzewia, którego korzenie zostały odsłonięte przez osuwisko. Lis wykopał pod nim głęboką dziurę. Dzięki charakterystycznemu niebieskawemu kolorowi ziemi rozrzuconej przez lisa geolodzy zorientowali się, że jest to kimberlit. Taka jest legenda.+

W rzeczywistości wyszukiwarki kierowały się mapą prognozy opracowaną przez geologów N.A. Amkinna i N.V. Kind.

Słynny radiogram, przekazany przez nich kierownictwu wyprawy o odkryciu kimberlitu, został zaszyfrowany: „Zapaliliśmy fajkę pokoju, tytoń jest doskonały. Avdeenko, Elagina, Chabardin. Jak zwykle w tamtych czasach sekretarz organizacji partyjnej jako pierwszy podpisał radiogram.

Złoże diamentów stało się znaleziskiem o ogromnym znaczeniu. „Tytoń” w fajce okazał się naprawdę niezły: ponad 80% wszystkich diamentów wydobywanych w tej kopalni ważyło po 5 karatów (1 gram). Potencjalnie rozwój przemysłu diamentowego miał podwoić potencjał gospodarczy Związku Radzieckiego.+

Wszystko to pozwoliło Nikicie Siergiejewiczowi Chruszczowowi nie tylko głośno stukać butami w mównicę ONZ, ale także wygłosić strategiczne oświadczenie, które zlało wszystkich przeciwników zimnym potem związek Radziecki: „Nadszedł czas, aby agresor-kapitaliści pokazali „matkę Kuzkina”, wkrótce nasza Ojczyzna zajmie wiodącą pozycję na międzynarodowym rynku walutowym, opanowawszy nowe złoża diamentów w Jakucji dla szybkiego stworzenia materialnej i technicznej bazy komunizmu w ZSRR”.+

Fajka Mir kimberlit jest najbogatszym złożem diamentów na świecie

Początek przemysłowego rozwoju diamentów datuje się na rok 1957. Oczywiste jest, że złoże musiało być eksploatowane w niezwykle trudnych warunkach klimatycznych, a żeby przebić się w głąb wiecznej zmarzliny, trzeba było wysadzić ziemię dynamitem. +

Jednak już w 1960 roku roczna produkcja diamentów wynosiła 2 kilogramy, a jedna piąta z nich miała jakość klejnotów.

Diamenty po odpowiednim oszlifowaniu zamieniły się w niesamowicie piękne diamenty, z których wykonano biżuterię. +

Obywatele radzieccy planujący ślub mogli sobie pozwolić na zakup wykwintnych rzeczy obrączki ślubne z diamentami, w której wydobywano diamenty w jakuckiej rurze kimberlitowej Mir.+

Pozostałe 80% wydobytych diamentów zostało wykorzystanych do celów przemysłowych, gdyż w skali Mohsa minerałów referencyjnych jest to najtwardszy minerał na świecie, o najwyższym przewodnictwie cieplnym, dyspersji i załamaniu.

Największy kamieniołom pod względem produkcji diamentów

Adres: Rosja, Jakucja, Mirny
Otwarty: 1955
Początek wydobycia: 1957 r
Koniec wydobycia otwarty sposób: rok 2001
Głębokość: 525 m
Średnica: 1,2 km
Właściciel: CJSC AK ALROSA (Almazy Rossiya-Sakha)+

Jak na każdy cud przystało, o kopalni diamentów w Mirze krążą legendy. Mówi się, że będąc na dnie człowiek ma zawroty głowy, ale kiedy się podnosi, przeżywa euforię. Przypominająca bezdenną otchłań kopalnia kusi, hipnotyzuje. Niektórzy marzą o zeskoczeniu ze spadochronem na dno kamieniołomu.+

Można tylko podziwiać ogrom pracy włożony w zagospodarowanie kamieniołomu. Weźmy na przykład problem agresywnych wód nasyconych metanem, siarkowodorem i ropą, które docierają w ilości 3500 metrów sześciennych dziennie. W końcu gdyby nie powstał unikalny ekran iniekcyjny, kamieniołom nieuchronnie zostałby zalany. +

W latach 1957-2001 kamieniołom Mir wydobył diamenty o wartości 17 miliardów dolarów. Z biegiem lat kamieniołom rozrósł się do tego stopnia, że ciężarówki musiały pokonywać 8 kilometrów z dna na powierzchnię po spiralnej drodze.

Właściciel kamieniołomu „Mir”. Rosyjska firma ALROSA zaprzestała wydobycia odkrywkowego w 2001 roku, ponieważ ta metoda stała się niebezpieczna i nieefektywna.+

Naukowcy odkryli, że diamenty występują na głębokości ponad 1 kilometra, a na takiej głębokości do wydobycia nie nadaje się nie kamieniołom, a podziemna kopalnia, która już w 2012 r. produkowała milion ton rudy rocznie według swoich możliwości projektowych . W sumie zagospodarowanie złoża planowane jest na kolejne 34 lata.+

Konieczne jest rozważne korzystanie z nieczynnego kamieniołomu

Jeśli zużyty kamieniołom zostanie pozostawiony woli żywiołów, nie tylko stanie się bezużyteczny, ale z czasem może stać się niebezpieczny. Wysokie mury grożą osunięciami ziemi, a kamieniołom może pewnego dnia pochłonąć okoliczne tereny, w tym tereny zabudowane.+

Pomysł zbudowania całkowicie autonomicznego miasta w opuszczonym kamieniołomie diamentów Mir wydaje się być utopijnym marzeniem, ale autorów tej koncepcji, pracowników biura architektonicznego Alice, nie można nazwać pustymi marzycielami. Szef biura, Nikolai Lyutomsky, jest doświadczonym architektem, który zaczynał w Mosproekt-1. Pomysł zasugerowała studentka Moskiewskiego Instytutu Architektury Elena Tsyrenova, pochodząca z miasta Mirny. Zasugerowała swojemu przełożonemu N. Lyutomskiemu temat dyplomu: „Hotel turystyczny na skraju wyczerpanego kamieniołomu diamentów Mir”.

I chociaż cyklopowa dziura w ziemi pośrodku wiecznej zmarzliny naprawdę przyciąga uwagę turystów, kierownik poradził Elenie, aby współuczestniczyła w tworzeniu prawdziwego podziemnego miasta wraz z architektami AB Elis.+

Naukowcy myślą o projekcie eko-miasta w pustym teraz wielkim dole

Ze względu na zagrożenie osuwiskowe zboczy istniejącego kamieniołomu, zgodnie z projektem konieczne będzie rozcięcie gruntu w celu wykonania wykopu w kształcie odwróconego stożka ściętego o średnicy podstawy około 250 m. wody gruntowe. Wody podziemne występują w kamieniołomie w przedziale głębokości od 280−320 do 426−525 m od powierzchni. Aby uniknąć zalania dołu i konstrukcji podziemnych, konieczne będzie zbudowanie nieprzepuszczalnych kurtyn na obwodzie dna wykopu w formie „ściany w ziemi”+.

O swoich planach opowiada szef moskiewskiego biura architektonicznego Nikołaj Lutomski: „Główną częścią projektu jest ogromna betonowa konstrukcja, która stanie się swego rodzaju „korkiem” dla dawnego kamieniołomu i rozerwie go od środka. Z góry dół zostanie pokryty półprzezroczystą kopułą, na której panele słoneczne. Klimat w Jakucji jest surowy, ale jest wiele pogodnych dni, a baterie będą w stanie wygenerować około 200 MW energii elektrycznej, co powinno z nawiązką zaspokoić potrzeby przyszłego miasta. Ponadto możesz wykorzystać ciepło Ziemi. +

Zimą powietrze w Mirnym ochładza się do -60°C, ale na głębokości poniżej 150 metrów (czyli poniżej wiecznej zmarzliny) temperatura gruntu jest dodatnia, co zwiększa efektywność energetyczną projektu.+

Przestrzeń miasta proponuje się podzielić na trzy kondygnacje: dolna przeznaczona jest pod uprawę produktów rolnych (tzw. stałe miejsce zamieszkania osób, które pełni funkcję mieszkalną i służy do umieszczenia budynków i budowli administracyjnych oraz społeczno-kulturalnych.

Całkowita powierzchnia miasta wyniesie 3 miliony metrów kwadratowych, a zamieszkać tu może nawet 10 tysięcy osób - turystów, pracowników obsługi i rolników.

Kopalnia diamentów w Mirie znalazła się na liście kandydatów do konkursu Siedmiu Cudów Rosji, zorganizowanego przy udziale gazety Izwiestia, telewizji Rossija i radia Majak. Nie otrzymał tytułu zwycięzcy, ale nie umniejsza to jego znaczenia w historii Rosji i ogromnego wkładu w osiągnięcia naszego kraju.

Borys Skupow

Moim zdaniem błędem byłoby nazywanie diamentu jedynym minerałem wydobywanym z rur kimberlitowych. A sam naturalny diament jest bardziej interesujący jako klejnot, sztuczne diamenty są wykorzystywane w przemyśle. Ale fluoryt jako minerał towarzyszący fajce kimberlitowej jest szeroko stosowany w produkcji.

Rury wybuchowe kimberlitowe

„Rury wybuchowe” są również nazywane diatremami i są kanałami w kształcie rur, które powstają, gdy stopiona magma i gazy przebijają się przez powierzchnię warstw skorupy ziemskiej. Otrzymali swoją nazwę, gdy taką fajkę odkryto w Afryce Południowej (1871), od nazwy miasta Kimberley. Rurka ma kształt stożka: zwęża się bliżej środka Ziemi i ma szerokie ujście przy wyjściu na powierzchnię.

W swej istocie są ujściami aktywnych wulkanów wewnątrz planety, ich wiek może wahać się od proterozoiku do naszych czasów. Diamenty z czasem krystalizują z magmy wulkanicznej w rurze.

Fluoryt - minerał fajek kimberlitowych

Ten minerał jest zawarty tylko na poziomie 10% użytecznego składnika fajki, cała reszta to diamenty. Jest to niskotopliwy fluorek wapnia i wygląda jak kryształ, który ma zupełnie różne odcienie: od żółtego do fioletowo-czarnego.

Ta zmienność kolorów wynika z jego dużej wrażliwości na promieniowanie. To od jego nazwy wywodzi się określenie „fluorescencja” – poświata po obróbce. Po podgrzaniu w promieniach ultrafioletowych zmienia jasność i kolor. Jego zastosowanie przemysłowe jest bardzo szerokie:

Jest używany do tworzenia kwantowych generatorów światła.
Jest część integralna niektóre roztwory emalii i szkliwa.
Jako topnik bierze udział w produkcji niektórych rodzajów żużli niskotopliwych.
Potraktowany kwasem siarkowym może być podstawą do tworzenia soczewek optycznych.

Wszystko to przemawia za większym praktycznym zastosowaniem fluorytu niż naturalnego diamentu. Jego największe złoża w Federacji Rosyjskiej to Transbaikalia, Kraj Nadmorski i Buriacja.

Diamenty powstają w stabilnych geologicznie rejonach kontynentów, na głębokościach 100-200 kilometrów, gdzie temperatura sięga 1100-1300°C, a ciśnienie 35-50 kilobarów. Takie warunki sprzyjają przejściu węgla z grafitu do innej odmiany – diamentu, który ma sześcienną strukturę gęsto upakowaną atomami. Spędziwszy miliardy lat na dużych głębokościach, diamenty są wynoszone na powierzchnię przez magmę kimberlitową podczas wybuchów wulkanów, tworząc w ten sposób pierwotne złoża diamentów - fajki kimberlitowe.

Co to jest fajka kimberlitowa. To gigantyczna kolumna, zakończona u góry stożkowatym wybrzuszeniem. Wraz z głębokością stożkowate ciało zwęża się, przypominając kształtem gigantyczną marchewkę, a na końcu przechodzi w żyłę. Rury kimberlitowe to oryginalne starożytne wulkany, których naziemna część jest w dużej mierze zniszczona w wyniku procesów erozyjnych. Kimberlit to ultramaficzna skała złożona z oliwinu, flogopitu, piropu i innych minerałów. Ma kolor czarny z niebieskawym i zielonkawym odcieniem. Obecnie znanych jest ponad 1500 ciał kimberlitowych, z czego 8-10% to skały diamentonośne. Według ekspertów około 90% pierwotnych rezerw diamentów koncentruje się w rurach kimberlitowych, a około 10% w rurach lamproitowych.

Tajemnice pochodzenia diamentów dały początek wielu legendom o tym, jak rodzą się te niesamowite kamienie.
Z historii:
Wielki naukowiec z Chorezmu, Biruni, podaje następującą legendę: poszukiwacze diamentów zakryli szkłem gniazdo pisklęciem orła, a orzeł, widząc to i nie mogąc wniknąć do gniazda, odleciał, przyniósł diament i rzucił nim na szkle, aby je stłuc. Kiedy zebrało się dużo diamentów, poszukiwacze przywłaszczyli sobie je i usunęli kieliszek tak, że orzeł „” pomyślał, że udało mu się stłuc kieliszek. Po pewnym czasie poszukiwacze ponownie zakryli gniazdo szkłem, a orzeł znów zaczął nosić diamenty. Być może dlatego wśród imion „króla kamieni” jest jeszcze jeden - „Kamień Orła”.

Pomimo wielu lat badań nad pierwotnymi złożami diamentów, wciąż istnieją tajemnice związane z osobliwościami ich pochodzenia i istnienia. Oto główne: dlaczego rury kimberlitowe znajdują się tylko na starożytnych tarczach i platformach - najbardziej stabilnych i stabilnych blokach skorupy ziemskiej? Jakie monstrualne siły mogłyby zmusić ciężkie skały płaszcza Ziemi, pozornie wbrew prawu Archimedesa, do pędu w górę i przebicia się przez grubą na dziesiątki kilometrów warstwę lżejszych skał - bazaltów, granitów, osadów? I dlaczego rury kimberlitowe „przebijają” dokładnie potężną 40-kilometrową skorupę ziemną platform, a nie dużo cieńszą 10-kilometrową skorupę dna oceanu czy strefy przejściowej – na granicy kontynentów z oceanami – gdzie setki dymiących wulkanów znajdują się na głębokich uskokach, a lawa swobodnie płynie po powierzchni? Geolodzy nie mają odpowiedzi na te pytania.

Powstanie rury kimberlitowej

Następną zagadką jest niesamowity kształt fajek kimberlitowych. Rzeczywiście, w rzeczywistości nie wyglądają jak „fajki”, ale raczej jak kieliszki do szampana: stożek na cienkiej nóżce, który sięga bardzo głęboko.
Trzecia zagadka dotyczy niezwykłego kształtu ziaren minerałów w skałach kimberlitu. Wiadomo, że minerały, które najpierw krystalizują ze stopionej magmy, zawsze tworzą dobrze oszlifowane kryształy. Są to apatyt, granat, cyrkon, oliwin, ilmenit. Są również szeroko rozpowszechnione w kimberlitach, ale z jakiegoś powodu nie mają krystalicznych twarzy, ziarna są zaokrąglone i swoim kształtem przypominają zaokrąglone kamyki rzeczne. Podejmowane przez geologów próby wyjaśnienia tej tajemniczej cechy faktem, że minerały zostały stopione przez rozpaloną do czerwoności magmę, rodzą nowe pytania. Wiadomo, że topnienie prowadzi do przekształcenia minerałów krystalicznych w szkło amorficzne, które nie ma struktury krystalicznej. Jednak nikt nie znalazł śladów „zeszklenia” i utraty struktury krystalicznej w tych zaokrąglonych ziarnach.

Jednocześnie odkryto kryształy diamentu, które według dotychczasowych koncepcji powstały w płaszczu i były prowadzone już w gotowe wraz z magmą kimberlitową z głębokości od 150 do 600 kilometrów, prezentowane są w zakładach przetwórczych całymi górami błyszczących, idealnie ukształtowanych ośmiościanów o ostrych krawędziach, tak wygodnych do cięcia szkła! Te ostre krawędzie zostały zachowane pomimo kruchości kryształów diamentu i ich zdolności do łatwego pękania wzdłuż pewnych płaszczyzn. Kryształy diamentu, które przebyły długą i ciernistą drogę wraz ze stopioną magmą, wyglądają jakby właśnie opuściły fabryczną linię montażową. A kryształy cyrkonu, apatytu i innych minerałów (uważa się, że oddzieliły się od stopu bezpośrednio w rurze) straciły twarze. Jakie jest rozwiązanie tego paradoksu?

Wydobycie diamentów na świecie ma długą historię. A kiedy eksplorowane rezerwy zostały wyczerpane i odkryto nowe, przywództwo przeszło z Indii do Brazylii, a następnie do Republiki Południowej Afryki, która do dziś pozostaje głównym kontynentem produkującym diamenty. Na początku 2006 roku Botswana zajmuje wiodącą pozycję w produkcji diamentów (pod względem wartości), druga jest Rosja.

Pierwszy diament w Rosji został znaleziony na Uralu w 1829 roku przez Pawła Popowa, 14-letniego pralka kopalni złota Krestovozdvizhensky. Ale szybki rozwój wydobycia diamentów w Rosji wiąże się z odkryciem dużych złóż pierwotnych w Jakucji w połowie ubiegłego wieku. Tam pierwszy diament znaleziono w 1949 roku w dorzeczu rzeki. Vilyuy, aw sierpniu 1954 r. geolog z Leningradu Larisa Popugayeva odkrył pierwsze złoże diamentu w podłożu skalnym w ZSRR - rurę Zarnitsa o powierzchni 32 hektarów. Rok później oddział ekspedycji Amakinskaya Yu.I. Khabardin odkrył fajkę kimberlitową Mir, a grupa geologów kierowana przez V.N. Shchukin - fajka „Sukces”. W tych całkowicie dzikich i niezamieszkałych regionach w strefie wiecznej zmarzliny wyrosły nowoczesne miasta.

Początki wydobycia rury Udachnoy sięgają 1982 roku. To odkrywka (jedna z największych na świecie), która osiągnęła już 530 m. Ale ta głębokość jest bliska krytycznej dla górnictwa odkrywkowego, a dalsze wydobycie rudy możliwe jest głównie podziemnymi wyrobiskami górniczymi.

Nie mniej imponująco prezentuje się kimberlitowa rura kopalni diamentów Mir, obok której wyrosło miasto Mirny: głębokość - 525 m, górna średnica 1200 - 1100 m, dolna 50 - 210 m. Spiralne wyjście prowadzi na głębokość 1,2 km rudy diamentów o długości 7,5 km. Po zamknięciu kamieniołomu 1 maja 2001 r. wydobycie kontynuowane jest metodą szybową.

Rozmiary ciał kimberlitowych na całym świecie są różne - od 146 ha (rura „Mwadui”, Tanzania) do 0,4 ha (rura „Roberts Victor” w RPA). Afryka Południowa słynie z licznych kopalń, w których wydobywa się najcenniejsze minerały. Wiele kopalń zostało zamkniętych na długi czas, ale wśród nich są takie, które nadal przyciągają uwagę ludzi. Na przykład mój duża dziura w mieście Kimberley – diamentowej stolicy Republiki Południowej Afryki. Dziś jest Kimberley nowoczesne miasto z szerokimi ulicami, wspaniałymi parkami i ogrodami, wygodnymi hotelami, wspaniałym Muzeum sztuki piękne William Humphreys i luksusowe Muzeum Górnictwa, znajdujące się na skraju Wielkiej Sali lub Wielkiej Dziury.

Kopalnia nie bez powodu nosi nazwę „Wielka Dziura” – jest to największa dziura zrobiona przez człowieka na ziemi. Podczas swojego istnienia wydobyto tu 14,5 miliona karatów diamentów.

Kopalnia ma obwód 1,6 km i zajmuje powierzchnię 15 hektarów. Teraz to pole już się wyczerpało. Ale Wielka Dziura wciąż dzwoni duże zainteresowanie. Wzdłuż krawędzi szybu zbudowano platformę, z której zwiedzający mogą zajrzeć w głąb „dziury” na około 400 m i zobaczyć jego dno, z którego szyby schodzą dalej na głębokość 1,2 km. Dodatkowo za opłatą każdy może poczuć się jak prawdziwy górnik, osłaniając głowę hełmem i podnosząc kilof, spróbować wyżłobić choćby mały otwór w ziemi.

Wydobywanie diamentów jest pracochłonnym i kosztownym procesem: około 1 karata diamentów wydobywa się z tony skały w złożach pierwotnych i 3-5 w złożach aluwialnych.

„Obieg” diamentów na świecie kontrolowany jest przez tzw. biuro w Londynie, gdzie trafiają wszystkie diamenty o jakości klejnotów. Tam dzielą się na tzw. partie. Możesz wykupić tylko całość. A takie prawo przysługuje tylko kilku znanym syndykatom kupieckim, których liczba nie przekracza 300. Znikoma część diamentów szlachetnych trafia na „otwarty rynek”, którego głównymi ośrodkami są Antwerpia i Hongkong. Dzięki tak ścisłej „hierarchii” ceny diamentów utrzymują się na stosunkowo stabilnym poziomie, a same diamenty jako ekwiwalent walutowy przetrwały wszystkie polityczne i gospodarcze burze ostatnich dziesięcioleci.

Pierwszy fajka kimberlitowa otwarty w 1866 r. Rozwijany do 1914 r. ręcznie. Kopalnia jest uznawana za największą na świecie, wydobywaną bez użycia sprzętu. Możesz zobaczyć duży lejek w ziemi w prowincji Kimberley. Jej imieniem nazwano pierwszą fajkę.

Potem podobne znaleziono poza Afryką Południową, a nawet Afryką. Na przykład w Rosji jest region z kilkoma dużymi rurami. Chodzi o Jakucję. W połowie ubiegłego stulecia otwarto tam najpierw Żarnicę, potem Mir, potem Udachny, Sytykański i Trasę.

Wszystko, jak przystało na fajki kimberlitowe, ma kształt zbliżony do szklanek, pozostawiając nóżki pionowo w ziemi. Tworzy formacje litej skały - kimberlitu. Po co marnować energię i pieniądze na wykopywanie czegoś takiego?

Cel opracowania fajek kimberlitowych

Kimberlit - ultrazasadowy głaz, to zawiera 30-45% krzemionki, czyli tlenku krzemu o wzorze SiO 2. Skład mineralny skały to oliwin, piroksen, flogipit, pirop. Ten pierwszy stanowi większość kimberlitu. Jednak skała jest ceniona za minerał, który stanowi średnio około 0,6 grama na tonę, czyli 3 karaty. Jest to oczywiście diament.

Rury kimberlitowe stanowią 90% światowych zasobów diamentów. Zbudowane są z węgla. Z tego samego elementu, na przykład, złożony jest grafit, który jest używany w ołówkach. Różnica polega tylko na sieciach krystalicznych minerałów. W diamencie atomy węgla są rozmieszczone nie tylko w szczególny sposób, ale także tak gęsto, jak to możliwe. Dlatego diamenty są twardsze niż inne minerały, rysują i tną metale.

Pierwsza fajka kimberlitowa zaczął się rozwijać, gdy na świecie wyczerpały się placery diamentów. Można je było znaleźć pod stopami, jak bryłki złota. Szczególnie bogaci byli afrykańscy placery.

Po wybraniu diamentów blisko powierzchni górnicy zdali sobie sprawę, że muszą zejść głębiej. Okazało się, że kryształy leżą w rurkowatych ciałach na głębokości do 1,5 kilometra. Kiedy pojawiła się odpowiednia technologia, po karierowej metodzie zagospodarowania, zaczęto wykonywać kopalnie podziemne.

Na fajka kimberlitowa Świat na przykład ten działa od 2001 roku. Górnicy dotarli do trzpienia „szkła”, schodząc głębiej niż 500 metrów.

Rura kimberlitowa w Jakucji jest największy na świecie. Średnica powierzchni szklanej równy kilometrowi. Głębsze wykształcenie idzie prawie 1,5. Na tonę rudy przypada prawie 5 karatów.

Warto zauważyć, że 90% fajek nie zawiera diamentów. Jednak 10% „szklanek” wystarczy, aby zaspokoić światowe zapotrzebowanie na ten minerał.

Pytania dotyczące rur kimberlitowych

Mając możliwość przeprowadzenia wywiadu z formacjami geologicznymi, naukowcy i dziennikarze zadają dziesiątki pytań na temat rur kimberlitowych. Standardowy pogląd na pochodzenie szkieł zawierających diamenty mówi, że są to wypływy magmy z głębin ziemi, które zostały przekształcone w minerały blisko powierzchni.

Kiedyś zostały wyparte przez gazy, które wybuchły pod ciśnieniem, dosłownie wyrzucając ciężką zawartość płaszcza. Po drodze zawartość ta pchała i łamała miękkie i luźniejsze skały górnych warstw.

Zbliżając się do powierzchni, magma wypchnięta przez gazy zestaliła się, dzieląc na minerały. Jednak diamenty znajdują się na całej głębokości rur, a wynika to z głębokiego formowania się diamentów. Właśnie z tym wiąże się ich wyjątkowa gęstość.

Chodzi o kolosalne ciśnienie na głębokości wielu kilometrów. Diamenty już tam uformowane były zbierane przez strumień i rozprowadzane w nim. Niektóre kryształy wynurzyły się na powierzchnię, podczas gdy inne do niej nie dotarły.

To pochodzenie kimberlitów jest tylko hipotezą, ponieważ następujące pytania pozostają otwarte:

1. Dlaczego rury znajdują się wyłącznie na starożytnych platformach? Takie obszary skorupy ziemskiej przeszły etap formowania. Będąc starożytnymi, platformy są stabilne tektonicznie. Mówimy o grubych i twardych „skorupach” ziemi.

To niezrozumiałe, że w takie wpadają gazy i magmy, bo łatwiej przedrzeć się przez cienkie platformy przybyszów, 10-kilometrowe dno oceanów czy strefy przejściowe między ich wodami a brzegiem. Grubość płyt z kimberlitami wynosi 40 kilometrów. W takich warunkach nie czynne wulkany z bardzo uciekającą lawą, która może nieść diamenty z głębin.

Istnieje przypuszczenie, że rury powstały w czasach, gdy stabilne obecnie platformy były młode. Część naziemna wulkanów zapadła się pod wpływem czynników zewnętrznych. Pozostały tylko podziemne „okulary”.

2. Co decyduje o kształcie ziaren mineralnych w kimberlicie? Diamenty to jedyne kryształy w skale, a kryształy mają idealny kształt. Kruszywo jest twarde, ale kruche. Czy widziałeś kiedyś, jak diament pęka, gdy uderza się go pod pewnym kątem?

Dlaczego diamenty zachowały swój kształt, wynurzając się z głębin, dosłownie torując sobie drogę wśród powierzchniowych skał? Naukowcy nie potrafią wyjaśnić. Inne minerały kimberlitu, które również mają wygląd krystaliczny, powstały z lawy blisko powierzchni, ale stały się zaokrąglonymi ziarnami.

Minerolodzy nie znaleźli śladów topnienia. Wtedy można by wyjaśnić ziarnistość oliwinu, piroksenu działaniem na nie rozpalonej do czerwoności magmy. Mogła dosłownie stopić aspekty minerałów. Jednak w tym przypadku kamienie muszą stracić swoją krystaliczną strukturę, zamieniając się w rodzaj szkła. Tak się nie stało.

3. Dlaczego fajki kimberlitowe przypominają kielichy, podobne do lejków. Wyrzucenie przez głęboki gaz pod ciśnieniem skał na powierzchnię jest jak eksplozja. W ośrodku jednorodnym powinny powstać w tym przypadku kuliste komory.

Geolodzy nazywają je kamuflażem, przestudiowali ich setki. Okazuje się, że reakcje jądrowe i eksplozje wewnątrz planety nie są związane z powstawaniem rur kimberlitowych?

Na pytania wynikające z jednej teorii odpowiadają inne hipotezy. Niektóre z nich brzmią prawdziwie.

Odkrywanie tajemnic fajek kimberlitowych

Doktor nauk geologicznych i mineralogicznych Alexander Portnov przedstawił teorię, zgodnie z którą fajka kimberlitowa - duża dziura, utworzonej nie przez strumienie gazu wydobywającego się z głębin, ale przez ogromne bąbelki z niego wydobywające się. To wyjaśnia lokalizację i kształt „okularów”, ponieważ:

Bąbelki mogą tworzyć się tylko pod gazoszczelnymi starożytnymi platformami. Przez luźną i cienką młodą substancję przechodzi w stanie miniaturowych cząsteczek. Pod stabilnymi platformami są one gromadzone w bilionach. W tym przypadku siła gazu jest wystarczająca do utworzenia pęknięcia w kształcie igły.
Przez szczelinę w kształcie igły w twardych, głębokich skałach bańka przenika do luźniejszych wapieni i granitów. Podobnie jak hydrauliczny układ napędowy samochodu, gaz rozprzestrzenia się w skałach powierzchniowych, rozpychając je. W ten sposób uzyskuje się kielichowy kształt tuby.

Teoria Portnova opiera się na niedawnym odkryciu tak zwanych dżetów głębinowych lub gorących punktów. To nad nimi na wrażliwych platformach tworzą się wulkany. Na przykład wypalone przez skorupę Oceanu Spokojnego wulkany Wysp Hawajskich.

Jeśli jednak gaz nie może się wydostać, wypychając po drodze magmę, w gorących punktach tworzą się bąbelki. Każdy ich kilometr sześcienny jest wyposażony w siłę podnoszenia 2,5 miliarda ton. Prawo Archimedesa działa. Głęboka mieszanina wodoru i metanu jest lżejsza od wody. „Ciała” starożytnych platform są 3 razy gęstsze niż woda. Z powodu tej różnicy gaz unosi się.

Gdy bańka się unosi, pod nią tworzy się obszar. niskie ciśnienie. Dlatego fajka kimberlitowa na zdjęciu ma strukturę brekcji. Oznacza to połączenie w jedną masę fragmentów wcześniej uformowanych kamieni.

Wynika to z rekrystalizacji pod działaniem gazu skał maniakalnych. Kamienie są kruszone i dosłownie wpadają w obszar niskiego ciśnienia, czyli najpierw do nóżki szklanej fajki, a następnie do górnej miski.

Pędząc w strumieniu gazu, według Portnova, kamienie toczą się po nich jak kamyki, tracąc swoje krawędzie. Pod mikroskopem „zaokrąglona” powierzchnia ziaren mineralnych przypomina mikroporowatą strukturę ostrzy. Turbiny gazowe.

Powstawanie diamentów w kimberlitach według Portnowa

Teoria Alexandra Portnova odpowiada również na pytanie, dlaczego diamenty w fajkach z kimberlitu mają postać kryształów. Profesor „podniósł” materiały z 1969 roku. Następnie akademik nauk ZSRR Boris Deryagin zsyntetyzował diament z metanu, obalając możliwość powstania minerału tylko z grafitu. Ten ostatni jest niestabilny w płaszczu Ziemi, ale metanu w postaci węglików wodoru jest pod dostatkiem.

Deryagin zsyntetyzował diament z metanu pod ciśnieniem niższym od atmosferycznego. W głębi płaszcza ciśnienie jest kolosalne, blokując zdolność tlenu do utleniania. W miarę wzrostu pęcherzyka gazu wskaźnik spada do 5 kilobarów.

Ten zakład tlenu zaczyna łączyć się z wodorem i metanem. Jest to proces samozapłonu gazu. Przez chwilę w podziemnym zbiorniku szaleje płomień.

Jeśli w pęcherzyku gazu jest minimalna ilość tlenu, pierwiastek przyciąga tylko wodór z cząsteczek metanu. Pozostaje czysty węgiel. Składa się w diamenty. Z teoretycznego punktu widzenia tworzą się wraz z rurą kimberlitową i nie „wyrywają się” z płaszcza Ziemi.

Dlatego Fajka kimberlitowa Popugaeva wypełnione diamentami o doskonałych, nie wyszczerbionych lub zaokrąglonych krawędziach.

Przy powstawaniu 90% kimberlitów tlenu w pęcherzyku gazowym było za mało lub z nadmiarem. To ostatnie prowadzi do spalania węgla. W tym przypadku tlen wyciąga żelazo z krzemianów. Tak powstaje magnetyt. Okazuje się, że kimberlity bez diamentów, ale ze zwiększonym magnetyzmem.

Jeśli tlen w pęcherzyku gazu, który przebił płyta litosferyczna małe, wynikiem reakcji jest para wodna. Pochłaniane są przez skały, pył mineralny. Z reguły wilgoć pochłania serpentynit - jeden z typowych kimberlitów kompozytowych.

1954, fajka kimberlitowa Otwarty wówczas Mir stał się przełomem na rosyjskim rynku diamentów. Tymczasem geolodzy mogli natknąć się na fajki pozbawione diamentów. Górnicy porównują je z niedziałającymi kominami. Jeśli rura działa, osadzają się w niej kryształy, jak sadza.

Zanim, Jak nazywa się fajka kimberlitowa? w prowincji Kimberley geolodzy ubiegłego stulecia zastanawiali się nad naturą inkluzji w szklanych diamentach. Niektóre diamenty przechwyciły cząsteczki piropu i innych minerałów.

Inkluzje są starsze niż sama tuba. Jest to typowe dla wielu kimberlitów. Określenie wieku jest podstawą teorii, że diamenty powstały w płaszczu, dopiero potem wydostając się na powierzchnię.

Z punktu widzenia profesora Portnoya wtrącenia osób trzecich w kamieniach to pył wzniesiony przez gaz z głębin. Wiek samych diamentów nie pasuje do tego.

Te pełne wdzięku, na zewnątrz kruche, niesamowicie piękne kamienie posiadający zdolność odbijania i załamywania promieni, rozpraszania wokół siebie magicznych iskier światła, został kiedyś wyrzucony przez wulkaniczne otwory wentylacyjne na powierzchnię planety Ziemia. W naszych czasach wulkany te dawno wymarły, ich nadziemna część w wyniku procesów erozyjnych zniknęła bez śladu, ale skały, kamienie i inne substancje zamrożone w kominie nigdzie nie zniknęły.

Fakt, że te otwory zawierają ogromną ilość diamentów, naukowcy dowiedzieli się dopiero w połowie ubiegłego wieku, kiedy kontynent afrykański odkryto ogromne złoże diamentów, zwane fajką kimberlitową (później odkryto, że takie naturalne formacje zawierają około 90% naturalnych rezerw planety diamentów).

Ludzie nie mogli zignorować takiego wydarzenia - i na całym świecie rozpoczęły się aktywne poszukiwania takich złóż. Niektóre kraje, takie jak Botswana, Rosja, Kanada, Republika Południowej Afryki, Angola, miały szczęście i po odkryciu pożądanej skały niemal natychmiast zaczęły rozwijać obiecujące znaleziska, kopiąc głęboką dziurę i tworząc ogromny lejek.

Następnie naukowcy zauważyli ciekawa funkcja podobne dziury: latające helikoptery i inne samolot nad kraterami stworzonymi przez człowieka jest niezwykle niebezpieczne, ponieważ ogromna dziura dosłownie wciąga je w siebie.

Edukacja

Jeśli chodzi o proces powstawania fajki kimberlitowej i zawartych w niej diamentów, wygląda to dość interesująco. Kilka miliardów lat temu w trzewiach ziemi nastąpił przełom roztworów magmowych i gazów (ciekawe, że nie w cienkie miejsce skorupa ziemska o grubości około 10 km, a eksplozja przebiła potężną platformę o grubości 40 km).

W rezultacie pojawił się stożkowaty kanał, bardziej przypominający kieliszek do szampana: im głębiej schodzi pod ziemię, tym staje się węższy i na pewnej głębokości przechodzi w żyłę.

Otwarcie krateru tego kanału wynosi zwykle od pięciuset metrów do półtora kilometra. Po erupcji brekcje (fragmenty wulkaniczne) i szaro-zielony tuf, tzw. kimberlit, skała składająca się z flogopitu, granatu, oliwinu, węglanów i innych minerałów, zakrzepły w ujściu tego krateru.

Kiedy te minerały wyjdą powierzchnia ziemi w inny sposób ich kształt to zawsze dobrze oszlifowane kryształy. Ale w składzie kimberlitu nie ma takich twarzy, a ziarna mają zaokrąglony kształt. Jeśli chodzi o diamenty, pojawiają się one na powierzchni już w gotowej formie z ostrymi krawędziami, które można wykorzystać do cięcia szkła bez obróbki.

Pomimo faktu, że fajka kimberlitowa jest zwykle wypełniona klejnotami o 10%, wydobycie diamentów ze skały jest dość pracochłonnym procesem, ponieważ z jednej tony kimberlitu, czyli 0,2 g, wydobywa się tylko około 1 karata klejnotów.

Pierwsza fajka kimberlitowa, zwana Wielką Dziurą, została znaleziona w połowie XIX wieku. w Afryce Południowej, w prowincji Kimberley (stąd nazwa zarówno skały zawierającej diamenty, jak i samego otworu wentylacyjnego). Złoże to jest jednocześnie największym kamieniołomem, który został stworzony przez człowieka bez użycia jakiejkolwiek technologii.

Do tworzenia w skorupa Ziemska dziury tej wielkości, zaangażowanych było ponad 50 tysięcy górników, którzy rozwinęli kamieniołom za pomocą łopat i kilofów. W rezultacie w ciągu 50 lat z trzewi ziemi wydobyto ponad 22 miliony ton ziemi i wydobyto ponad 2,7 tysiąca kg diamentów (około 14,5 miliona karatów).

Pomimo faktu, że w tej chwili złoże „Big Hole” całkowicie się wyczerpało, kamieniołom diamentów nadal pozostaje lokalnym punktem orientacyjnym, ponieważ od ponad wieku zachowuje chwałę największej dziury wykonanej przez człowieka na świecie: jego powierzchnia wynosi około 17 ha, obwód dziury ma 1,6 km, a szerokość 463 m.

Jeśli chodzi o głębokość, to obecnie nie jest zbyt duża, ale schodziła do 240 m. Kiedy zaprzestano wydobywania diamentów, złoże zostało przykryte do 215 m, po czym podziemne strumienie wypełniły dno kamieniołomu wody i stworzył jezioro. W tej chwili otwór ma głębokość 40 m.

Kamieniołom „Mir”

W połowie ubiegłego stulecia na terenie Jakucji w Rosji geolodzy znaleźli jednocześnie kilka rur kimberlitowych - pierwszą była Zarnica, odkryta w 1954 roku. Było w niej niewiele klejnotów, ale odkrycie tego otworu skłoniło geologów do kontynuowania ich eksploracja.

I jak się okazało, nie na próżno: już w następnym roku odkryto w tych okolicach jedno z największych na naszej planecie złóż diamentów o nazwie „Mir” (na mapie można je znaleźć w pobliżu miasta Mirny pod następującymi współrzędnymi : 62° 31'42" s. 113°59'39"E). Warto zauważyć, że to tutaj znaleziono największy klejnot Rosji pod nazwą „XXVI Kongres KPZR” o wadze 342,5 karatów (to nieco ponad 68 gramów).

Władze kraju przywiązywały wielką wagę do rozwoju tej mirskiej fajki kimberlitowej, przyciągały ogromną liczbę ludzi - a po pewnym czasie najpierw wśród dzikiego i bezludnego regionu zbudowano wieś, a następnie miasto Mirny, położone bardziej niż tysiąc kilometrów od Jakucka. Osada została natychmiast umieszczona w taki sposób, że rura kimberlitowa znajdowała się tuż obok Mirnego.

Prace nad zagospodarowaniem pola Mir w warunkach wiecznej zmarzliny (zimą temperatura wynosi tu często -60°C) były niezwykle trudne - bardzo trudno było pracować z ziemią, a glebę trzeba było podkopywać dynamitem. W ciągu kilku lat kamieniołom wydobywał rocznie około 2 kg diamentów, z czego 20% miało wartość jubilerską, a pozostałe wykorzystywano do celów przemysłowych.

W tej chwili uważa się, że kamieniołom Mir jest eksploatowany największa liczba diamentów w Rosji i jednej czwartej wszystkich diamentów na naszej planecie (i to pomimo faktu, że pod względem wielkości jest nadal nieco gorszy od innego podobnego złoża znalezionego w tych częściach - fajki kimberlitowej Udachnoy): jego średnica wynosi 1,2 km, a głębokość - 525 m.

Kilka lat temu wydobycie diamentów w kamieniołomie zostało wstrzymane po osiągnięciu przez otwór głębokości krytycznej, a całość prac została przeniesiona do podziemnej kopalni Mir. Praca pod ziemią jest trudna sama w sobie, aw tym przypadku dodatkowo komplikuje ją fakt, że Wody gruntowe stale zalewają kopalnię, w wyniku czego musi ona być stale wypompowywana i kierowana w naturalne uskoki, które zostały znalezione w skorupie ziemskiej.

Prace w rurze Mir kimberlit nie zostaną w najbliższym czasie wstrzymane, ponieważ geolodzy odkryli, że ogromne ilości diamentów zalegają na głębokości przekraczającej jeden kilometr, a zatem złoże Mir może być eksploatowane przez ponad trzydzieści lat.

Kamieniołom „Udachnaja”

Największa rura kimberlitowa w Rosji znajduje się również na terenie Jakucji, 20 km od koła podbiegunowego (można ją znaleźć na mapie pod następującymi współrzędnymi: 66°25′ N 112°19′ E). Jego parametry to:

Szerokość - 2 tysiące m;
Długość - 1,6 tys. m;
Głębokość - 530 m.

Otwór ten w rzeczywistości składa się z dwóch sąsiadujących ze sobą rur - zachodniej i wschodniej. Zgodnie z ich cechami klejnoty z różnych otworów wentylacyjnych znacznie się od siebie różnią.

Pomimo faktu, że kamieniołom diamentów został otwarty w połowie lat 50-tych, został aktywnie rozwinięty dopiero na początku lat 80-tych. W tej chwili klejnoty wydobywa się w sposób otwarty, ale ponieważ głębokość złoża stała się krytyczna dla tego typu zagospodarowania, niedawno zaczęła tu działać podziemna kopalnia.

Eksperci twierdzą, że większość diamentów z fajki Udachnaya Kimberlite została już wydobyta z trzewi ziemi, a niektóre znaleziska są niesamowite. Na przykład ostatnio znaleziono tu kamień, w którym znaleziono około 30 tysięcy diamentów, czyli milion razy więcej niż ich zwykłe stężenie.