Кимберлит одна из самых дискуссионных пород, на мой взгляд, поэтому и одна из самых интересных. Много вопросов, на которые нет однозначных ответов, зато есть множество теорий. Давайте разбираться.
Что такое кимберлит?
Кимберлит это магматическая горная порода, застывший магматический расплав, содержащий включения глубинных и осадочных пород.
Основная цементирующая масса магматического происхождения имеет неравномернозернистую порфировую структуру. И в ней находятся вкрапленники различных минералов и пород. При этом возраст минералов и обломков разных пород в кимберлитах разнится в сотни миллионов лет. Возраст называют по одним источникам - от 70 до 1200 млн лет, по другим данным от 45 млн. до 2 млрд. лет.
Что в составе?
В составе кимберлитов обнаружено очень много минералов. Основную массу образуют серпентин, карбонаты (кальцит, доломит), слюда, шпинелиды, перовскит, апатит и многие другие. Вкрапленники - магнезиальный оливин, хромит, ильменит, гранат пироп, флогопит, циркон и самый важный - алмаз. Откуда в кимберлите взялись вкрапленники? Одни учёные утверждают, что они кристаллизовались из кимберлитовой магмы, другие считают их обломками пород мантии.
Гранат пироп, кстати, распространенный вкрапленник в кимберлитах. Его содержание иногда достигает десятых долей процента. Уж не он ли содержится в моём образце? А вот и нет. Мой образец из Медвежьегорского района Карелии, и особенностью этого кимберлитового тела является отсутствие в его составе граната пиропа.
Химический состав кимберлитов различен даже в одном месторождении. Но соотношения важнейших компонентов кимберлита - кремния, магния и железа - изменяется в небольших пределах. В составе этой породы могут присутствовать титан, фосфор, алюминий.
Интересная особенность отличает кимберлиты от других магматических пород, например, гранитов, диоритов, сиенитов. Минеральные включения в этой породе по большей части округлые, со стёртыми гранями, как зёрна в хорошо окатанном речном песке или галечник в русле мощной горной реки. Большинство учёных сходятся во мнении, что к окатыванию обломков приводит механическое воздействие газового потока. Так же с помощью научных экспериментов было установлено, что газы при больших давлениях растворяют и перекристаллизовывают породы мантии. При этом из мелкозернистых могут образовываться крупнокристаллические массы.
Кимберлиты и алмазы.
Впервые кимберлиты были открыты и описаны в Южной Африке в конце 19 века, как порода коренных алмазных месторождений. И название свое получила в честь южноафриканского города Кимберли. Как выяснилось, кимберлиты являются единственными источниками первичных (или коренных) месторождений алмазов. Это важное открытие, т.к. до него алмазы добывали в россыпях. Но россыпные месторождения мелкие и вырабатываются быстро. В настоящее время более 75% мировой добычи алмазов приходится на долю коренных месторождений.
Но не все кимберлиты являются алмазоносными. В мире найдено более 1000 кимберлитовых тел, но алмазы установлены только в 200 из них, а эксплуатируемых месторождений только 23.
Месторождения кимберлитов.
Месторождения этой породы называют кимберлитовыми телами или трубками. Они приурочены к особым геологическим структурам – древним платформам или кратонам, и обнаружены на всех континентах, кроме Антарктиды.
Кимберлитовая трубка имеет форму огромной морковки с расширением конической формы в верхней части и сужением в нижней части, переходящим в дайку или жилу. Размеры кимберлитовых тел различны – от 146 га (трубка “Мвадуи”, Танзания) до 0,4 га (трубка “Робертс Виктор” в Южной Африке).
Первая кимберлитовая трубка в Сибири была найдена в 1954г. Её назвали Зарница. Через год открыли еще одну алмазоносную трубку Мир. Её начали разрабатывать первой. Сначала разработка велась открытым способом до 2001 года, потом с 2009 года по 2017 - подземным. В настоящее время подземный рудник Мир затоплен из-за аварии и добыча алмазов не ведётся. Карьер имеет глубину 735 м и диаметр 1,4 км.
В нашей стране кимберлитовые трубки, кроме знаменитых Якутских, открыты на территории Архангельской области на восточном побережье Белого моря. К настоящему времени на площади менее 20 000 км 2 выявлено более 60 трубок, 7 из них представляют интерес в плане промышленной добычи алмазов.
В Карелии в центральной части Заонежского полуострова тоже обнаружено кимберлитовое тело. Оттуда родом мой образец.
В Мурманской области на Кольском полуострове обнаружено несколько кимберлитовых трубок, но запасы алмазов в них не имеют промышленного значения.
Как образуются алмазы.
Алмазы обнаружены:
- в коренных первичных месторождениях - в кимберлитовых и лампроитовых трубках,
- в россыпях - вторичных месторождениях, которые образуются при разрушении коренных месторождений,
- в некоторых метеоритах и местах их падения (Попигайская астроблема - метеоритный кратер на севере Красноярского края, где находят месторождения технических алмазов).
Метеоритные алмазы называют импактными.
Откуда алмазы в метеоритах?
Теория 1. Алмазы изначально присутствуют в метеорите и при падении рассыпаются на поверхности земли или близко к ней.
Теория 2. Углерод в составе метеоритного вещества преобразуется в алмаз под воздействием нагрузок и силы трения, воздействующих на метеорит, в момент прохождения земной атмосферы.
Откуда алмазы в кимберлитовых трубках?
Теория 1. " Кимберлитовая трубка это алмазный лифт". Алмазы кристаллизовались на огромной глубине в ультраосновных породах и кимберлитовая магма транспортирует их к поверхности земли.
Теория 2. "Кимберлитовая трубка это фабрика алмазов". Алмазы образуются непосредственно в самой кимберлитовой трубке из углерода, содержащегося в магме. Внутри этой теории много разногласий относительно условия кристаллизации алмазов, например, споры о глубинах этого процесса. Одна из наиболее интересных теорий образования алмазов - флюидная.
А был ли взрыв в "трубке взрыва"? Флюидная теория образования алмазов.
Кимберлитовые тела называют "трубками взрыва". Есть мнение, что это подземная часть древних вулканов. При этом наземная их часть разрушена. Такое утверждение опровергает флюидная теория образования алмазов, подробно описанная профессором геолого-минералогических наук А.М. Портновым. Вкратце её суть: в мантии Земли под древними платформами происходит сжатие газовой смеси углерода, водорода и кислорода. Платформы газонепроницаемы и газовый пузырь, набрав необходимый объем, стремится вырваться на поверхность, движется вверх при очень высоком давлении. При падении давления активизируется ранее инертный кислород, стремительно развиваются окислительные реакции, горючая смесь самовозгорается и в процессе самоокисления газов в скоростных вихревых потоках кристаллизуется алмаз. Химическое уравнение этого процесса можно представить так: СН4 + О2= С + 2Н2О. Образующийся в результате этой реакции углерод при низких давлениях представлен углистым веществом и графитом, при более высоких - алмазом. Похожий процесс происходит на заводах, получающих сажу (наполнитель резины). Сажа тоже чистый углерод и её получение основано на неполном сгорании метана в условиях низкого давления. Алмазы - "сажа земли"! Как вам такое сравнение? Газ в кимберлитовой трубке, сгорая, превращается в воду и уменьшается в объеме, опадая в верхних горизонтах земной коры, не доходя до поверхности. То есть, возможно, никаких взрывов с выбросом магмы с алмазами и образованием кимберлитовых вулканов и не было вовсе. Ведь ни один вулкан на Земле (потухший или действующий) не имеет в основании кимберлитовую трубку. То есть по сути это трубка дегазации недр земли. И если условия в ней подходящие, то образуются алмазы. А кимберлитовые тела помогает вскрыть эрозия.
