Кимберлитовые трубки, из которых добывают алмазы, – результат извержений подземных вулканов, произошедших миллионы лет назад. Под воздействием высоких температур и огромного давления углерод получил прочную кристаллическую решетку и превратился в драгоценный камень. Впоследствии открытие этого свойства позволило наладить производство искусственных алмазов. Но натуральные камни, разумеется, гораздо ценнее.
На фото – вид основного карьера Удачнинского горнообогатительного комбината – «Удачный». Горные работы на одноименном месторождении были начаты в 1971 г. и в течение последних 25 лет комбинат является ведущим предприятием алмазодобывающей отрасли России и одним из крупнейших открытых карьеров в мире. В 2010 г. на долю Удачнинского ГОКа пришлось 33,8% алмазодобычи в стоимостном выражении и 12,5% горных работ из общего объема по группе «Алроса».
Первая масштабная промышленная добыча алмазов началась на юге Африки порядка ста лет назад. В России кимберлитовые трубки были открыты только в середине прошлого века – в Якутии. Это открытие положило начало «Алросе» – сегодня мировому лидеру по добыче алмазов. Так, прогнозные запасы компании составляют около трети от общемировых, а разведанных хватит для поддержания текущего уровня добычи в течение 25 лет без снижения качества сырья. Если в цифрах, то запасы алмазов на принадлежащих «Алросе» месторождениях составляют (по данным, опубликованным в мае 2011 года) 1,23 млрд карат по российской классификации (1,014 млрд – доказанных и 0,211 млрд – вероятных).
Последние пять лет компания ежегодно направляла на геологоразведочные работы от 2,5 до 3,5 млрд руб. В 2011 г. затраты на геологоразведку составили около 4 млрд руб., а в 2012 г. на эти цели планируется направить свыше 5,36 млрд руб.
На своих месторождениях «Алроса» добывает около 35 млн карат алмазов в год, являясь крупнейшим в мире производителем этого сырья в физическом выражении: на ее долю приходится около 97% российской добычи и 25% мировой. При этом содержание алмазов в руде кимберлитовых трубок традиционно невелико – обычно несколько карат на тонну. Якутские месторождения в этом плане выигрышны, и считаются одними из наиболее богатых по содержанию.
В 2010 г. объем реализации алмазов и бриллиантового сырья «Алросы» составил $3,48 млрд, а в 2011-м, по предварительным данным, компания продала продукции на $5 млрд – рекордный показатель за всю ее историю. Выручка компании в первой половине 2011 г. по МСФО составила 66,15 млрд руб. (+3% к предыдущему году), а чистая прибыль увеличилась в пять раз до 26,27 млрд.
Кимберлитовые трубки имеют форму конуса, расширяющегося кверху, поэтому их отработку обычно начинают с карьерной добычи. Проектная глубина карьера «Удачный», изображенного на этих фотографиях, – 600 м. Чтобы подняться со дна карьера на поверхность, самосвал по «серпантину» преодолевает путь длиной около 10 км.
А вот так ведется добыча в карьерах. Буровая установка делает скважину, в которую закладывается взрывчатое вещество (на фото – процесс закладки). Кстати, хотя алмаз и является самым твердым минералом, он достаточно хрупок. Поэтому при взрывных работах используются щадящие технологии, позволяющие максимально сохранить целостность кристаллов. После взрыва фрагменты породы грузятся в самосвалы и вывозятся на обогатительную фабрику.
Основные предприятия компании расположены в Западной Якутии, на территории четырех районов Республики Саха (Якутия) – Мирнинского, Ленского, Анабарского, Нюрбинского – в одном из наиболее суровых регионов планеты, с резко континентальным климатом, большим перепадом температур, в зоне вечной мерзлоты. В Удачном зима длится до 8 месяцев, температура зимой порой опускается до -60 С. Поэтому большая часть техники сделана под заказ – это машины, адаптированные к работе в условиях низких температур. В итоге работы на месторождениях ведутся круглый год в любых погодных условиях. В карьерных работах одновременно задействовано большое количество техники – колесные погрузчики, самосвалы, экскаваторы. Большегрузных самосвалов в парке «Алросы» всего около 300, грузоподъемностью от 40 до 136 т. – в основном, «БелАЗы», есть также Cat и Komatsu.
После достижения определенной глубины запасы в пределах карьера исчерпываются, разработка открытым способом становится нерентабельной. В среднем карьеры разрабатываются до глубины около 600 м. Однако кимберлитовые трубки залегают под землей на глубину до 1,5 км. Для дальнейшей отработки строится рудник. Подземная добыча более затратна по сравнению с карьером, однако это единственный экономически выгодный способ добраться до глубоко залегающих запасов. В перспективе «Алроса» собирается существенно увеличить долю подземной добычи алмазов. Сейчас компания завершает открытую разработку карьера «Удачный» и параллельно ведет строительство подземного рудника. Ожидается, что он будет запущен в 2014 г.
Стоимость перехода к подземной добыче алмазов оценивается в $3–4 млрд, но в дальнейшем это должно привести к сокращению издержек. Во многом из-за строительства подземных рудников долг «Алросы» к острой фазе кризиса 2008 г. вырос на 64% до 134,4 млрд руб. Но государство компанию в беде не оставило: она попала в список системообразующих предприятий, непрофильные газовые активы купил ВТБ за $620 млн, а когда спрос на алмазы упал, продукцию «Алросы» стал покупать Гохран.
При слове «алмазные копи» невольно представляешь себе красивую картинку: пещера, в стенах которой драгоценные камни переливаются всеми цветами радуги. На самом деле алмазный рудник – не самое романтичное место на земле. Стены отнюдь не искрятся алмазным блеском, а глядя на руду, вообще сложно предположить, что в ней сокрыты будущие «лучшие друзья девушек». На фото – рабочие в одной из вентиляционных горизонтальных выработок будущего подземного рудника, глубина – 380 метров.
Строительство рудников проходит в уникальных горно-геологических условиях. Помимо вечной мерзлоты, оно осложняется агрессивными подземными водами, которые за счет высокой минерализации способны не только размывать стены горных выработок, но и разъедать (!) колесные шины самосвалов. Кроме того, на месторождениях «Алросы» присутствуют битумо- и нефтепроявления, которые также осложняют добычу алмазов.
Параллельно ведется строительство наземных объектов будущего рудника – например, вентиляционных и калориферных установок. Подземный рудник «Удачный» станет одним из крупнейших в мире – его производительность ожидается на уровне 4 млн т руды в год. Это не первый подземный рудник компании: с 1999 г. «Алроса» работает на руднике «Интернациональный». Кроме того, в августе 2009 г. компания ввела в эксплуатацию подземный рудник «Мир». Ожидается, что когда все рудники выйдут на полную мощность, доля подземной добычи в общем объеме операций «Алросы» вырастет до 40%. Всего в России компания ведет добычу алмазов на 9 коренных и 10 россыпных месторождениях, расположенных в Якутии и Архангельской области. Кроме того, компания владеет алмазодобывающим предприятием «Катока» в Анголе – вместе с местной госкомпанией «Эндиама».
Как будет выглядеть подземная добыча на «Удачном» через 2–3 года? Для примера – фотография уже работающего рудника «Мир». Добыча алмазной руды под землей ведется в основном комбайновой проходкой (на фото). Также специалисты компании изучают и возможность применения традиционной для горнодобычи шпуровой отбойки – когда породу разрушают взрывчаткой, заложенной в пробуренные скважины. Далее схема та же: погрузочные машины забирают руду и вывозят на поверхность, откуда она попадет на обогатительную фабрику. Теперь на нее отправимся и мы.
Начальная стадия обогащения алмазной руды выглядит так же, как и для любого другого минерала. Изначально на фабрику попадают большие куски породы размером до нескольких метров. После крупного дробления в щековых или конусных дробилках руда подается на мельницы мокрого самоизмельчения (на фото), где с использованием воды фрагменты породы размером до 1,5 м дробятся до размера 0,5 м и менее.
Контрольный пакет акций «Алросы» (51%) находится в федеральной собственности (с 2006 по 2008 г. 10% этого пакета принадлежали ВТБ), 32% акций принадлежат правительству Якутии, 8% контролируют улусы этого субъекта федерации. В апреле 2011 г. компания была преобразована из ЗАО в ОАО, чтобы иметь возможность привлекать средства на рынке. С середины прошлого года акции «Алросы» торгуются на российских биржах, но объем сделок по ним невелик из-за низкой ликвидности (на биржу попали лишь акции миноритариев). Осенью 2011 г. в число акционеров «Алросы» вошла «Нафта-Москва» Сулеймана Керимова, скупившая на рынке около 1% акций компании.
На следующем этапе спиральные классификаторы разделяют сырье в зависимости от его плотности и размера. Принцип работы очень прост. Вода подхватывает мелкие частицы и уносит в слив. Крупные частицы (размером до нескольких сантиметров) вода унести уже не в может – они оседают в нижней части резервуара, после чего спираль поднимает их наверх.
Теперь нужно как-то вычленить алмазы из мелких кусков руды, полученных после дробления. Куски руды среднего размера направляются в отсадочные машины и на тяжелосреднее обогащение: под воздействием пульсации воды кристаллы алмазов вычленяются и оседают тяжелой фракцией. Мелкий «порошок» проходит через пневмофлотацию, в ходе которой, взаимодействуя с реагентами, мелкие кристаллы алмазов прилипают к пузырькам пены.
На следующем этапе все сырье пройдет основную процедуру – рентгенолюминесцентную сепарацию (РЛС).
Вот только показать, что происходит внутри сепаратора в процессе его работы, не получится: принцип РЛС основан на постоянном рентгеновском излучении. Заглядывать внутрь во время работы сепаратора, мягко говоря, небезопасно. Если описывать на словах, то в основе метода лежит уникальное свойство алмаза – это единственный минерал, который люминесцирует в рентгеновских лучах. По ленте транспортера внутри сепаратора постоянно движется измельченная руда, облучаемая рентгеном. Как только в зону облучения попадает алмаз, фотоэлементы фиксируют люминесцентную вспышку и поток воздуха «выбивает» сверкнувший фрагмент в отдельный резервуар.
Разумеется, поток воздуха внутри сепаратора не может отделить только один маленький кристалл – вместе с ним отсеивается и какое-то количество пустой породы. По сути, весь процесс обогащения руды направлен только на то, чтобы минимизировать количество этого «пустого» материала и потом облегчить ручную обработку. Причем «ручную» в буквальном смысле слова: специалисты выбирают кристаллы, чистят их и проводят так называемую «конечную доводку». Как бы ни популярно сейчас было желание автоматизировать вообще все производственные процессы, но вот в алмазодобыче обойтись без человеческого фактора совершенно невозможно. Численность сотрудников компании (на декабрь 2010 г.) – более 31 000 человек.
А вот чьи это были руки.
Так или иначе, но именно при Федоре Андрееве «Алроса» стала готовиться к IPO, и компания была включена в программу приватизации на 2012–2013 гг. В настоящее время она ждет правительственного решения о параметрах и сроках приватизации. Представители Якутии заявляли, что республика не видит препятствий для приватизации части пакета, но настаивает, что контроль должен остаться за государством. Недавно акционеры договорились, что на рынке будет продано только 14% акций (по 7% от Росимущества и Минимущества Якутии), за которые планируется выручить около $1 млрд. Предположительно размещение пройдет осенью 2012 г. или весной 2013 г. на ММВБ-РТС.
Из цеха конечной доводки все алмазное сырье направляется в Центр сортировки в Мирный. Здесь сырье разбивают по основным группам и дают ему первичную оценку, после чего оно может направляться на продажу через Единую сбытовую организацию «Алросы».
Кстати, около половины продукции «Алросы» реализуется за пределами России. До недавнего времени компания продавала свои алмазы на мировой рынок, пользуясь услугами монополиста De Beers. Однако в начале 2009 г. они прекратили сотрудничество и «Алроса» начала реорганизацию своей сбытовой системы, предусматривающую продажи по прямым контрактам и равный подход к зарубежным и российским покупателям, проработала клиентскую базу и ввела практику «длинных» контрактов.
В целом сырье с каждого из месторождений имеет свои отличительные признаки. Опытные эксперты при взгляде на алмаз могут определить, с какого именно рудника он прибыл. Но это касается только общих признаков. Двух одинаковых алмазов не существует. Потому не существует и организованных биржевых торгов алмазами, например, как золотом или медью – это не стандартизированный товар, каждый камень имеет уникальные характеристики.
Такая уникальность заметно осложняет и сортировку, и оценку. При оценке эксперты берут за основу три характеристики: размер, цвет и чистоту (отсутствие внутри включений, прозрачность). Самые дорогие камни – «чистой воды», абсолютно прозрачные и не имеющие выраженного цвета. Каждая из характеристик имеет разные градации. В результате, в зависимости от размера, цвета и других параметров получается около 8000 возможных позиций алмазного сырья.
Эти изящные, внешне хрупкие, невероятно красивые камни со способностью отражать и преломлять лучи, разбрасывая вокруг себя волшебные искры света, выбросила когда-то через вулканические жерла на поверхность планеты Земля. В наше время вулканы эти давно потухли, их надземная часть в результате эрозионных процессов исчезла без следа, а вот горные породы, камни и другие вещества, застывшие в жерле, никуда не пропали.
То, что в этих жерлах содержится огромное количество алмазов, учёные узнали лишь в середине прошлого века, когда на территории африканского континента было найдено огромное алмазное месторождение, прозванное кимберлитовой трубкой (впоследствии было обнаружено, что в подобных природных образованиях содержится около 90% запасов природных алмазов планеты).
Подобное событие люди оставить без внимания не могли – и по всему миру начались активные поиски подобных месторождений. Некоторым странам, таким как Ботсвана, Россия, Канада, ЮАР, Ангола повезло, и они, обнаружив искомую породу практически сразу начинали разрабатывать перспективные находки, вырывая глубокую яму и создавая огромных размеров воронку.
Впоследствии учёные заметили интересную особенность подобных дыр: летать вертолётам и другим летательным аппаратам над рукотворными кратерами крайне опасно, поскольку огромная дыра буквально всасывает их в себя.
Образование
Что касается процесса образования кимберлитовой трубки и алмазов в ней, то выглядит он довольно интересно. Несколько миллиардов лет назад в недрах земли произошёл прорыв магматических растворов и газов (причём интересно, что случился он не в тонком месте земной коры, толщина которой составляет около 10 км, а взрыв пробил мощную платформу толщиной в 40 км).
В результате этого появился канал конической формы, более похожий на бокал для шампанского: чем глубже она уходит под землю, тем уже становится и на определённой глубине переходит в жилу.
Отверстие кратера этого канала обычно от пятисот метров до полутора километров. После извержения в жерле этого кратера застыли брекчии (вулканические обломки) и туф серо-зеленого цвета, так называемый кимберлит – горная порода, состоящая из флогопита, граната, оливина, карбонатов и других минералов.
Когда эти минералы выходят на земную поверхность другим способом, их форма всегда представляет собой хорошо огранённые кристаллы. Но вот в составе кимберлита таких граней нет, а зёрна являют собой округлую форму. Что касается алмазов, то они появляются на поверхности уже в готовом виде с острыми гранями, которыми без обработки можно резать стекло.
Несмотря на то что кимберлитовая трубка обычно заполнена самоцветами на 10%, добыча алмазов из породы являет собой довольно трудоёмкий процесс, поскольку из одной тонны кимберлита добывают лишь около 1 карата самоцветов, что составляет 0,2 г.
Первая кимберлитовая трубка, получившая название «Большая дыра», была найдена в середине XIX в. в ЮАР, в провинции Кимберли (откуда и пошло название как содержащей алмазы породы, так и самого жерла). Это месторождение также является самым большим карьером, который был создан людьми без применения какой-либо техники.
Чтобы создать в земной коре дыру такого масштаба, было задействовано более 50 тыс. горняков, которые разрабатывали карьер при помощи лопат и кирок. В результате за пятьдесят лет из недр земли было извлечено более 22 млн. т грунта и добыто более 2,7 тыс. кг алмазов (около 14,5 млн. карат).
Несмотря на то что в настоящий момент месторождение «Большая дыра» полностью исчерпало себя, алмазный карьер до сих пор остаётся местной достопримечательностью, поскольку вот уже более века удерживает славу наибольшей рукотворной дыры нашего мира: площадь его составляет около 17 га, по периметру дыра имеет 1,6 км, а ширина 463 м.
Что касается глубины, то в настоящее время она не очень велика, но раньше уходила вниз на 240 м. Когда добывать алмазы перестали, месторождение засыпали до 215 м, после чего дно карьера подземные ручьи заполнили водой и создали озеро. В настоящий момент дыра обладает глубиной в 40 м.
Карьер «Мир»
В середине прошлого века на территории Якутии в России геологи нашли сразу несколько кимберлитовых трубок – первой была «Зарница», обнаруженная в 1954 г. Самоцветов в ней было обнаружили немного, но находка этого жерла побудила геологов продолжить поисковые работы.
И как оказалось, не зря: уже на следующий год в этих краях было обнаружено одно из крупнейших алмазных месторождений нашей планеты под названием «Мир» (на карте найти его можно недалеко от города Мирный по следующим координатам: 62°31’42″с. ш. 113°59’39″в.д). Примечательно, что именно здесь был найден самый крупный самоцвет России под названием «XXVI съезд КПСС» весом в 342,5 карат (это немногим больше 68 гр.).
Разработке этой кимберлитовой трубке «Мир» власти страны уделили огромное внимание, привлекли огромное количество людей – и через некоторое время среди дикого и необжитого края был построен сначала посёлок, а затем город Мирный, расположенный более чем в тысячи километрах от Якутска. Поселение сразу разместили так, что кимберлитовая трубка оказалась прямо возле Мирного.
Работы по разработке месторождения «Мир» в условиях вечной мерзлоты (зимой температура здесь нередко бывает -60°C) были чрезвычайно тяжелы – с землёй работать было очень тяжело и грунт приходилось подрывать динамитом. Уже через несколько лет, карьер давал около 2 кг алмазов в год, из них 20% имели ювелирную ценность, а остальные были задействованы в промышленных целях.
В данный момент, считается, что в карьере «Мир» добывают наибольшее количество алмазов в России и четверть всех алмазов нашей планеты (и это, притом, что по своим размерам он все же несколько уступает другому подобному месторождению, найденному в этих краях – кимберлитовой трубке «Удачной»): диаметр его составляет 1,2 км, а глубина – 525 м.
Несколько лет назад добыча алмазом в карьере после того как глубина дыры достигла критических размеров была прекращена, все работы перешли в подземный рудник «Мир». Работа под землей тяжела сама по себе, а в данном случае усложняется ещё и тем, что подземные воды постоянно подтапливают рудник, в результате чего её приходится постоянно беспрерывно выкачивать и направлять в естественные разломы, которые были найдены в земной коре.
Работы в кимберлитовой трубке «Мир» в ближайшее время останавливать не собираются, поскольку геологи обнаружили, что огромное количество алмазов залегает на глубине, превышающей один километр, а потому месторождение «Мир» вполне можно разрабатывать ещё более тридцати лет.
Карьер «Удачная»
Самая крупная кимберлитовая трубка России также расположена на территории Якутии, в 20 км от северного полярного круга (на карте её можно найти по следующим координатам: 66°25′ с. ш. 112°19′ в. д.). Её параметры составляют:
- Ширина – 2 тыс. м;
- Длина – 1,6 тыс. м;
- Глубина – 530 м.
Эта дыра в действительности состоит из двух примыкающих друг к другу трубок – Западной и Восточной. По своим характеристикам самоцветы из разных жерл довольно-таки сильно отличаются друг от друга.
Несмотря на то что этот алмазный карьер был открыт в середине 50-х годов, активно разрабатывать его стали лишь в начале восьмидесятых. В данный момент самоцветы добывают открытым способом, но поскольку глубина месторождения стала критической для этого типа разработок, недавно здесь начал работать подземный рудник.
Специалисты утверждают, что большую часть алмазов из Кимберлитовой трубки «Удачная» из недр земли уже изъята, при этом некоторые находки поразительны. Например, недавно здесь был найден камень, в котором было обнаружено около 30 тыс. алмазов, что в миллион раз превышает их обычную концентрацию.
На мой взгляд, существующая на сегодняшний день гипотеза, объясняющая, как образуются кимберлитовые трубки, не является удовлетворительной. Однако я не геолог, и не собираюсь критиковать многоуважаемых ученых авторов, которые, конечно же, лучше меня знают, что такое кимберлитовые трубки. Я просто хочу высказать еще одну гипотезу, как в принципе могут образовываться кимберлитовые трубки. И эта гипотеза, на мой взгляд, выглядит более логичной.
В настоящее время образование алмазов связывают с кимберлитовыми трубками, происхождение которых, как полагают геологи, связано с выбросом на поверхность магматических пород с глубин до 200 километров .
Обычно в кимберлитовых трубках обнаруживают вещества, которых обычно не существует на поверхности земли: «породу перидотит, кристаллы оливина и - лишь изредка, в одной трубке из ста, - алмазы». Кимберлитом принято называть ультраосновную горную породу, которая заполняет трубки взрыва.
Не пытаясь критиковать геологов и их гипотезы, по поводу образования алмазосодержащих кимберлитовых трубок, с моей стороны не будет большой натяжкой предположение, что кимберлитовые трубки образуются не снизу вверх, а сверху вниз, в результате электроразрядных взрывов метеоритов.
Можно полагать, что в этом случае алмазосодержащая кимберлитовая трубка образуется при прохождении гигантской мощности электрического разряда в совокупности с колоссальным давлением самого взрыва через углеродсодержащие (графитовые) породы, если, конечно, они имеются на месте эпицентра взрыва.
Несмотря на некоторую экстравагантность, эта экзотическая гипотеза не противоречит признаваемому в настоящее время механизму искусственного получения алмазов. И эта гипотеза мне кажется единственно справедливой.
По современным энциклопедическим научным сведениям , кимберлитоваятрубка, или трубка взрыва — это вертикальное, или близкое к вертикальному, геологическое тело, образовавшееся при прорыве газов сквозь земную кору. Кимберлитовая трубка заполнена кимберлитом и представляет собой трубообразный канал с поперечником 0,4-1 км, по которому преимущественно на древних платформах произошел прорыв магматических растворов и газов. Этот канал имеет вид гигантского столба, оканчивающегося в верхней части раздувом конической формы. В глубине коническое тело сужается, напоминая по форме гигантскую морковь , и на какой-то глубине переходит в жилу . Только до десяти процентов вновь открытых кимберлитовых трубок являются алмазосодержащими. Алмазы добывают в ЮАР, Индии, и в Якутии. За последние десятилетия в Якутии открыто около двухсот кимберлитовых трубок. Кимберлитовые трубки считают древними вулканами, наземная часть которых была разрушена в результате эрозивных процессов . По оценкам специалистов, около девяноста процентов запасов алмазов коренных источников содержат кимберлитовые трубки, остальные — в лампроитовых трубках. Давайте прервемся.
Не проще ли считать, что эта гигантская «морковь», является оплавленным следом столба гигантского электроразрядного взрыва, создавшего в природных условиях гигантскую электрическую подземную печь для производства алмазов под колоссальным давлением чудовищной мощности космического взрыва.
Ведь параметры космических взрывов как нельзя лучше соответствуют условиям получения искусственных алмазов. Вот как выглядит разработка одной из кимберлитовых трубок в Якутии. Алмазная кимберлитовая трубка «Мир». Добыч а алмазоносной руды открытым способом, происходит, как правило, на глубинах до 550 метров. Например, карьер кимберлитовой трубки «Мир» имеет глубину 525 м и является одним из крупнейших в мире. Крупнейший алмаз, найденный в России, был добыт на руднике «Мир» 23 декабря 1980 года. Он весил 342,5 карата (более 68 г) и называется «XXVI съезд КПСС» .Указанная информация о кимберлитовых алмазосодержащих трубках позволяет предполагать, что для их образования электроразрядный взрыв должен быть очень большой мощности, а электрический разряд проникать на глубину до километра и больше. И если моя гипотеза верна, и кимберлитовые трубки действительно образуются в результате электроразрядных взрывов метеоритов, то для исследователей это значительно облегчит поиск эпицентров космических катастроф. Напомню, что наиболее известные кимберлитовые трубки находятся в Капской провинции ЮАР, вблизи города Кимберли.
В России кимберлитовые трубки обнаружены на реке Ирелях (приток Вилюя).
И я прошу запомнить эту информацию, ибо в последующих статьях, она получит свое логичное продолжение.
Я с удовольствием дарю свою гипотезу геологам, а читателям, желающим продолжения рассказа, придется подождать выхода в свет моей очередной книги. И если моя гипотеза окажется верной, то гигантские алмазосодержащие кимберлитовые трубки могут находиться под Великими озерами Америки.
Некогда крупнейший в мире алмазный карьер – кимберлитовая трубка «Мир» сотворен руками человека в царстве вечной мерзлоты по адресу: город Мирный, Республика Саха (Якутия). Над рукотворным кратером категорически запрещен пролет летательных аппаратов: гигантская воронка диаметром 1 200 метров и глубиной 525 метров, инициируя нисходящие воздушные потоки, засасывает вертолеты.
Республика Саха (Якутия) фантастически богатая полезными ископаемыми геологическая провинция. Аналогов ей нет не только в России, но и во всем мире. Все это вызывает нескрываемую зависть наших иностранных друзей и партнеров. «Это несправедливо, что Господь Бог вознаградил землю, где зимой температура достигает минус 70 градусов такими богатствами!» – весьма часто утверждают государственные деятели и ученые мужи дальнего и ближнего Зарубежья.+
В якутском фольклоре есть сказание о том, что решив справедливо поделить по Земле драгоценные материалы и камни, Бог пролетал в зимнюю стужу над Якутией и обморозил руки, в результате чего из развязанного мешка с драгоценными камнями рассыпались по горам, долинам рек и тундре золото и алмазы, серебро и платина, и множество других благородных полезных ископаемых.+
Но долгое время алмазные месторождения, которыми так богата Якутия, оставались недоступны. Ещё совсем недавно на эти земли, где царит многолетняя мерзлота, не ступала нога человека. И это неудивительно: по абсолютной величине минимальной температуры Якутия не имеет равных себе регионов во всём Северном полушарии.+
Алмазы и «Кузькина мать»
Начало интенсивному поиску алмазов в Якутии положила «холодная война». В то время в Советском Союзе резко возросла потребность в стратегическом сырье, применяемом в оборонной промышленности. На его закупку за рубежом стране требовались средства, которые можно было получить от продажи драгоценных камней, уже получивших известность на мировом рынке.+
Однако ничтожные россыпи драгоценного камня на Урале не могли удовлетворить запросы советского правительства в необходимых средствах. В то же время маститые советские ученые упрямо утверждали: есть признаки, указывающие на наличие кимберлитовых трубок в якутской земле.+
Образование кимберлитовой трубки происходит во время извержения вулкана, когда сквозь земную кору, газы из недр земли вырываются наружу. Форма такой трубки напоминает воронку или бокал. Вулканический взрыв выносит из недр Земли кимберлит породу, иногда содержащую алмазы. Порода названа так в честь города Кимберли в Южной Африке, где в 1871 году был найден алмаз весом 85 карат (16,7 грамм), что вызвало Алмазную лихорадку.+
Многочисленные геологические экспедиции были отряжены в Якутии только с одной целью: найти кимберлитовую трубку промышленного значения.+
Осенью 1948 года группа геологов во главе с Г. Фанштейном начала поисковые работы на реках Чона и Вилюй и 7-го августа 1949 года они нашли первый алмаз на песчаной косе, названной Соколиной, а дальнейшие еще более 20 кристаллов и выявили здесь алмазоносную россыпь. В результате поисковых работ в 1950-1953 годах было обнаружено несколько алмазоносных россыпей в Якутии.+
Все это указывало на то что кимберлитовые трубки в Якутии есть. И наконец, несколько лет геологических поисков увенчалась успехом. 21-го августа следующего 1954 года геолог Лариса Попугаева с рабочим Федором Беликовым открыли первую в СССР кимберлитовую трубку и назвали ее «Зарница». Но это месторождение мало соответствовало промышленному назначению.+
13 июня 1955 года геологи экспедиции Ю.И.Хабардина и Е.Н.Елагиной искавшие в Якутии кимберлитовую трубку, увидели высокую лиственницу, корни у которой обнажил оползень. Лиса прорыла под ним глубокую нору. По характерному синеватому цвету разбросанной лисой земли геологи поняли, что это кимберлит. Такова легенда.+
В действительности поисковики руководствовались прогнозной картой, составленной геологами Н.А.Амкинной и Н.В.Кинд.+
Знаменитая радиограмма, переданная ими руководству экспедиции об обнаружении кимберлита , была кодированной: «Закурили трубку мира, табак отличный. Авдеенко, Елагина, Хабардин». Как водится, в те времена первым подписал радиограмму секретарь парторганизации.+
Месторождение алмазов стало находкой чрезвычайной важности. «Табачок» в трубке действительно оказался неплохим: более 80% всех добытых в этой шахте алмазов весили по 5 карат каждый (по 1 грамму). В потенциале, развитие алмазной промышленности должно было вдвое повысить экономический потенциал Советского Союза.+
Все это позволило Никите Сергеевичу Хрущеву не только громко постучать обувью по трибуне ООН, но и сделать стратегическое заявление, которое бросило в холодный пот всех супостатов Советского Союза: «Агрессорам-капиталистам пора показать «кузькину мать», скоро наша Родина займёт лидирующее положение на международном валютном рынке, освоив новые месторождения алмазов в Якутии для скорейшего создания материально-технической базы коммунизма в СССР». +
Кимберлитовая трубка «Мир» – самое богатое алмазное месторождение в мире
Начало промышленной разработки алмазов относится к 1957 году. Понятно, что месторождение приходилось разрабатывалось в крайне тяжелых климатических условиях, и для того чтобы прорваться вглубь вечной мерзлоты, землю приходилось взрывать с помощью динамита.+
Однако уже в 1960 году годовая добыча алмазов составляла 2 килограмма, а пятая часть из них была ювелирного качества.+
Алмазы после соответствующей огранки превращались в удивительные по красоте бриллианты, которые использовались для создания ювелирных украшений. +
Советские граждане, планирующие вступление в брак, могли позволить себе купить изысканные обручальные кольца с бриллиантами, в которых алмазы были добыты в Якутской кимберлитовой трубке «Мир».+
Остальные 80% добытых алмазов нашли применение в промышленных целях, так как по шкале эталонных минералов твердости Мооса это самый крепкий в мире минерал, обладающий самой высокой теплопроводностью, дисперсией и преломлением.+
Самый крупнейший по объему добычи алмазов карьер
Адрес: Россия, Якутия, г. Мирный
Открыто: 1955 год
Начало добычи: 1957 год
Окончание добычи открытым способом: 2001 год
Глубина: 525 м
Диаметр: 1,2 км
Владелец: ЗАО АК АЛРОСА (Алмазы Россия-Саха)+
Как и подобает всякому чуду, об алмазном карьере «Мир» сложены легенды. Говорят, что находясь внизу, человек ощущает головокружение, но когда поднимается наверх, то испытывает эйфорию. Похожий на бездонную пропасть, рудник манит к себе, гипнотизирует. Некоторые люди мечтают спрыгнуть на дно карьера с парашютом.+
Можно только изумиться, сколько усилий вложено в разработку карьера. Взять хотя бы проблему агрессивных вод, насыщенных метаном, сероводородом и нефтью, которые прибывают со скоростью 3500 кубометров в сутки. Так ведь если бы не была создана уникальная тампонажная завеса, то карьер неминуемо затопило бы.+
В период с 1957 по 2001 годы в карьере «Мир» было добыто алмазов на 17 миллиардов долларов. За эти годы карьер так расширился, что грузовикам приходилось проезжать по спиралевидной дороге 8 километров от дна до поверхности.+
Владеющая карьером «Мир» российская компания АЛРОСА в 2001 году прекратила добычу руды открытым способом, так как этот способ стал опасным и неэффективным.+
Учёные выяснили, что алмазы залегают на глубине более 1 километра, а на такой глубине для добычи подходит не карьер, а подземный рудник, который выдал на проектную мощность один миллион тонн руды в год уже в 2012 году. Всего разработка месторождения планируется еще в течение 34 лет.+
Надо по хозяйски использовать законсервированный карьер
Если отработанный карьер отдать на волю стихии, он не только окажется бесполезным, но и со временем может стать опасным. Высокие стены таят в себе угрозу оползней, и однажды карьер может поглотить прилегающие, в том числе застроенные, территории.+
Идея построить в отработанном алмазном карьере «Мир» полностью автономный город кажется пределом утопических мечтаний, вот только авторов этой концепции – сотрудников архитектурного бюро «Элис» – никак пустопорожними мечтателями не назовешь. Руководитель бюро Николай Лютомский – опытнейший архитектор, начинавший еще в «Моспроекте-1». Идею подсказала студентка МАрхИ Елена Цыренова - уроженка города Мирный. Она предложила своему научному руководителю Н. Лютомскому тему диплома: «Туристическая гостиница недалеко от кромки выработанного алмазного карьера Мир».+
И хоть циклопическая дыра в земле посреди вечной мерзлоты и в самом деле привлекает внимание туристов, руководитель посоветовал Елене вместе с архитекторами АБ «Элис» поучаствовать в разработке настоящего подземного города.+
Учёные думают над проектом экогорода в ныне пустующей огромной яме
В связи с оползневой опасностью откосов существующего карьера по проекту необходимо будет произвести срезку грунта с образованием котлована в форме перевернутого усеченного конуса с диаметром основания порядка 250 м. При разработке котлована освободится грунтовый массив, которым будет произведена частичная засыпка карьера до отметки, превышающей уровень грунтовых вод. Подземные воды встречаются в карьере в интервале глубин от 280−320 до 426−525 м от поверхности. Чтобы избежать обводнения котлована и подземных конструкций, потребуется возвести противофильтрационные завесы по периметру дна котлована в виде «стены в грунте».+
Руководитель московского архитектурного бюро Николай Лютомский рассказывает о своих планах: «Главная часть проекта – огромная бетонная конструкция, которая станет своего рода «пробкой» для бывшего карьера и будет распирать его изнутри. Сверху котлован перекроют светопрозрачным куполом, на котором будут установлены солнечные батареи. Климат в Якутии суровый, но там много ясных дней и батареи смогут вырабатывать около 200 МВт электроэнергии, которая должна обеспечить с лихвой нужды будущего города. Кроме того, можно использовать тепло Земли. +
Зимой в Мирном воздух охлаждается до -60°С, но на глубине ниже 150 метров (то есть ниже вечной мерзлоты) температура грунта плюсовая, что добавляет проекту энергоэффективности.+
Пространство города предлагается разделить на три яруса: нижний – для выращивания сельхозпродукции (так называемая вертикальная ферма), средний – лесопарковая зона, очищающая воздух, и верхний для постоянного пребывания людей, имеющий жилую функцию и служащий для размещения административных и социокультурных зданий и сооружений.+
Общая площадь города составит 3 миллиона квадратных метров, и здесь смогут жить до 10 000 человек – туристов, обслуживающего персонала и работников ферм».+
Алмазный карьер «Мир» входил в список кандидатов конкурса «Семь чудес России», организованного при участии газеты «Известия», телеканала «Россия» и радиостанции «Маяк». Он не удостоилась звания победителя, но это не умаляет его значения в истории России и огромного вклада в достижения нашей страны.+
Борис Скупов
Орлиный камень
Абу-Рейхан Бируни, исследовавший мир тысячу лет назад и прославленный в веках, рассуждая о самоцветах, писал: «Орлиным камнем зовется алмаз, но носить алмазы орла приучает человек. Отыскав в горах гнездо, собиратели камней накрывают его стеклом. Орел, не умея отодвинуть преграды, вынужден приносить алмазы и бросать их с высоты в гнездо – по-другому стекла ему не одолеть. Собрав принесенные птицей камни, люди убирают стекло, и орел успокаивается. Через некоторое время гнездо снова накрывают стеклом, и орел уже без промедления принимается таскать алмазы, чтобы удалить барьер между ним и птенцами...»В легенде этой нет даже намека на правду. Алмазы из породных осыпей редко имеют острые грани, способные резать стекло. Несмотря на твердость, алмаз недостаточно прочен, чтобы без вреда для себя перенести падение с большой высоты. И главное: легенда никак не отвечает на вопрос, где орел берет алмазы? Ведь далеко не всякие горы таят россыпи драгоценных камней...
Откуда берутся алмазы?
Первые алмазы добывались из речных наслоений. Размывая коренные месторождения самоцветного камня, реки способны уносить вымываемые обломки за тысячи километров от их родины. Кристаллы алмазов, перенеся столь далекий путь, окатываются: ребра сглаживаются, грани выщербляются. Однако ювелирное качество подобных камней всегда высокое: дефектные кристаллы попросту разрушаются под воздействием внешних сил.Стремясь добраться до природных залежей светоносного минерала, человек не раз и не два предпринимал настоящие раскопки в поисках алмазных жил. Однако перелопачивание грунта алмазоносных речных наносов давало скромные караты на кубометр пустой породы, и никак не помогало ответить на вопрос: откуда берутся алмазы?
Желтые алмазы Оранжевой реки
В 1866-м году крупные алмазы были найдены на берегах реки Оранжевая, текущей на юге Африки. Находки так обнадежили собственников земли, что они предприняли недюжинные геологоразведочные усилия. Исследования дали результат: место компактного залегания алмазов обнаружилось!Вскоре месторождение кипело жизнью. Десятки тысяч самодеятельных старателей рыли карьер, пересевали грунт, сдавали найденные кристаллы скупщикам. Оживление деловой активности привлекло внимание властей: в 1873-м году граф Кимберли объявил алмазоносные земли собственностью британской короны, а старательскому поселку даровал свое имя.
Горные породы, содержавшие в себе алмазы, стали называться кимберлитом, а геологические образования, дающие миру месторождения сверкающего натурального камня, получили название кимберлитовых трубок.
В форме бокала
Кимберлитовая трубка являет собой уходящий вглубь колодец, верхняя часть которого напоминает расширяющийся раструб, а нижняя представляет собой узкую трубу. По форме это образование удивительно похоже на обычный винный бокал – однако, с непропорционально длинной ножкой.Кимберлит – порода, наполняющая этот гигантский колодец – состоит из разномасштабных обломков залегающих в округе минералов, неравномерно распределенных в высокощелочной среде, поднятой их глубоких недр планеты.
Оливин, прозрачная разновидность которого называется хризотилом и является драгоценным камнем, входит в кимберлит его наиболее объемной составной частью. Огненно-красные гранаты и слоистые флогопиты – кристаллы, обязательно присутствующие в кимберлитовых массивах.
Сам по себе кимберлит темен, практически черен, выражено отливает синевой или зеленью. Содержащиеся в нем кристаллы прозрачного углерода имеют правильную ромбовидную форму и выглядят свежо и ново – что резко противоречит устоявшимся еще в прошлом веке теориям генезиса алмазов...
Куда ведет кимберлитовая трубка?
Современная наука не обладает точными сведениями о природе кимберлитовых трубок. Незнание, однако, не мешает разыскивать их (на данный момент известно более 1500 геологических образований вертикально-трубчатого типа), и разрабатывать. Не более 10% уходящих в недра «колодцев» содержат в своих породах кристаллизованный углерод. Тем не менее, от 20-ти до 25-ти тонн алмазов человечеством добывается ежегодно!До последнего времени царили гипотезы об образовании драгоценного минерала на глубинах от 150-ти до 600-т километров. Теоретически именно там температура и давление соответствуют параметрам кристаллизации углерода. Однако подтверждений у этих теорий мало, а опровержения весомы.
Загадки кимберлитов
В отличие от ныне действующих вулканов, кимберлитовые трубки располагаются там, где раскаленным, разжиженным и газообразным веществам мантии сложнее всего прорваться наружу. Кимберлиты пронизывают огромную толщу платформ земной коры и уходят еще ниже, на глубины до полуторасот километров!Вулканы же «выпускают пар» там, где расплавленным породам проще всего пробиться наверх из глубины: в переходных зонах вокруг континентальных плит океаническая кора и тонка (около десяти километров), и растрескана. Как же удается жидкому веществу мантии пробиться сквозь самые прочные наслоения земной коры и образовать кимберлитовую трубку?
На всех континентах Земли кимберлитовые трубки «прошивают» – словно гвоздь доску – прочнейшие кристаллические щиты – и часто застывают, не дойдя до поверхности несколько сот или даже десятков метров рыхлых осадочных пород. Почему? Четкого ответа нет.
Говоря о кимберлитовых трубках, геологи применяют понятие объемного следа взрывного процесса. Между тем, взрыв – то есть лавинообразно быстрое высвобождение энергии – дает совершенно иные последствия. Взрывная камера, образующаяся в скальных породах, тяготеет к сферической форме – но ни одна кимберлитовая трубка не имеет даже относительного подобия сфероидам. Значит, прободение земной коры в период образования кимберлитовой трубки не имело взрывного характера? Как же оно шло?
С формой породных осколков, слагающих кимберлит, связана еще одна проблема понимания природы образования этих исполинских колодцев. Кристаллы апатита, пиропа, циркона, ильменита, часто встречающиеся в кимберлитах, всегда округлы – окатаны словно морская галька. При этом следов плавления кристаллических веществ (кроме как в тонком поверхностном слое камня) не обнаруживается. Значит, стесывание острых углов и стачивание граней произошло в процессе движения кимберлитовой массы.
Почему же тогда кристаллы алмазов, поднимаемые, по теории, из многосоткилометровой глубины, не имеют следов действия разрушительных сил? Твердость минерала препятствует появлению признаков абразивного износа, однако твердость не есть прочность. Силы, задействованные при образовании кимберлитовой трубки, должны разрушать алмазы – хотя бы частично, хотя бы некоторый процент от общего количества добываемых кристаллов! Но этого не происходит. Алмазы – единственные кристаллы, находимые в каменном «фарше» кимберлита в состоянии новехонько блестящих свежеотчеканенных монет!
Получается, кимберлитовая трубка – и есть «завод» по производству алмазов?
Газовые иглы и горячие точки
Разогнанные до огромной скорости, обладающие невероятной кинетической энергией твердосплавные болванки не в состоянии пробить броню современной военной техники. Толстые листы сверхпрочной стали, прошивает, тем не менее, разогретый и сжатый газ: так действует кумулятивный снаряд. Прошивает, а не прожигает: высочайшее давление, приложенное к ограниченной площади, сообщает металлу текучесть, и уже сквозь разжиженный материал газ продавливается струёй.Примерно так же, по мнению доктора геолого-минералогических наук, профессора Александра Портнова, происходит образование кимберлитовой трубки. Газовые (в основном водородно-метановые) пузыри, собирающиеся в верхних слоях мантии, как раз и играют главную роль в генезисе кимберлитовых трубок.
Условия, создающиеся в месте подпора кристаллического континентального щита скоплением газа, вполне достаточны для образования игольно тонкого (в масштабах планеты) прокола, обеспечивающего возможность подъема мантийных газов к поверхности земной тверди.
Давление во многие десятки тысяч атмосфер, присущее подобным скоплениям газа, способно разрушить и раздвинуть каменные монолиты – по крайней мере, на отдельных участках. Прободение не происходит одномоментно: взаимодействие сжатого перегретого газа и пород континентальной платформы длительно, а для успешного прорыва водородно-метановой смеси требуется соединение нескольких обстоятельств – иначе пузырь, растратив энергию, может зависнуть в глубине недр медленно остывающей газовой линзой.
В литосфере Земли имеются так называемые «горячие точки» - области конвекционного выноса тепловой энергии из многосоткилометровых планетных глубин к приповерхностным слоям. Те же самые процессы текут и в разогретой жидкости – так что наличие конвективного теплового «фонтана» в полужидкой массе тела нашей планеты вполне можно уподобить струям горячей воды в закипающем чайнике.
Разница, однако, состоит в том, что поверхность воды в чайнике свободна, а разжиженное вещество мантии сверху укрыто толстым слоем каменного «льда». Но интенсивность тепловыделения в точках конвекции такова, что сообщаемой твердой коре энергии достает для ее размягчения.
Бьют такие «родники» внутрипланетного жара по нескольку десятков миллионов лет. И если сравнительно тонкая океаническая кора проплавляется им насквозь, то в несколько раз более толстая континентальная кора лишь частично утрачивает прочность под воздействием тепла – но целостности не теряет. До тех пор, пока в месте ее разогрева не появится газовый пузырь...
Газовая игла пронзает камень
Диаметр «ножки» бокала кимберлитовой трубки на больших глубинах исчисляется метрами – при протяженности канала в 100-150 км. Лишь по выходу раскаленного (и сжатого до плотности больше чем у воды) газа в относительно рыхлые осадочные породы происходит расширение потока. Образуется конус, придающий кимберлитовой трубке сходство с бокалом.Однако ближе к поверхности, на глубине нескольких десятков или сотен метров, уже значительно ослабший по силе, но все еще объемный и горячий газовый поток встречается с зоной, напоминающей (применительно к кристаллическому монолиту континентального щита) пористую губку. Не встречая сопротивления, мантийный газ расширяется, «продувает» раскрошенные породы на обширной площади вокруг верхнего края кимберлитового бокала – и растворяется в атмосфере планеты.
Следы подобного взаимодействия видны отчетливо. На расстоянии до полукилометра от кимберлитовой трубки кристаллические минералы претерпевают изменения химического состава. В результате у них появляется (или многократно усиливается) природная люминесценция.
Апатит, обычно светящийся в ультрафиолете желтым, обретает голубой цвет свечения – и свойство это характерно лишь для апатитов, найденных близ кимберлитовой трубки. Циркон, редко когда проявляющий способность к люминесценции, после контакта с мантийными газами начинает светиться отчетливо и ярко.
И хотя цвета драгоценных камней при усилении люминесценции остаются неизменными, увеличение их яркости при дневном и искусственном освещении не остается незамеченным. Выполненные из таких минералов ювелирные вставки оцениваются дороже.
Усиливается способность к переизлучению света и у других кристаллических минералов, залегающих близ верхнего оголовка кимберлитовой трубки. Объясняется подобный феномен химической активностью мантийного газа и наличием в его составе таких металлов как европий, цирконий, церий. Именно они, внедряясь в структуру кристаллических образований, заставляют тусклые природные камни светиться под лучами солнца.
Но откуда в кимберлите алмазы?
Если бы алмазы образовывались до просачивания мантийного газа на поверхность, то вид у самого драгоценного самоцвета был бы примерно таким же, как и у других кристаллов, находимых в кимберлитах.Более того: на поверхности камней, перенесших чудовищный трансфер из адской глубины на уровень залегания осадочных пород, наблюдаются характерные следы. Разогретые газовые потоки подплавляют и деформируют поверхностные слои кристаллов, и они покрываются специфическими складками. Такого рода «шагрень» типична для метеоритов и лопастей турбин.
Алмазы же никаких следов внешнего воздействия не несут – хотя перемещаясь, к примеру, вместе с речной галькой, окатываются, теряя природную форму ромбоида. Значит, совершенство формы алмазных кристаллов подтверждает гипотезу об их образовании непосредственно в теле кимберлитовой трубки!
Но как все происходит? По представлениям геологов . Между тем в мантии планеты графиту взяться неоткуда и находиться «запрещено»: при таких температурах и давлениях углерод нестабилен, и не может принимать вид графита.
Ученые просто забыли, что более полувека назад в Советском Союзе были произведены успешные опыты по низкотемпературному синтезу алмаза из метана. Что попросту подтверждает возможность образования алмазов в среде газового флюида, поднимающегося из мантии к поверхности планеты.
В процессе снижения давления газа по мере его подъема к поверхности, в формирующейся кимберлитовой трубке возникают условия для «примыкания» свободных валентных связей атома углерода к другим таким же атомам. Так образуются гигантские молекулы углерода, состоящие из бесчисленного количества атомов и идентифицируемые нами как алмазы.
Однако благоприятные для синтеза алмазов условия возникают далеко не всегда. Вот почему лишь 5-10% кимберлитовых трубок содержат кристаллический углерод.
Дополнительным подтверждением данной теории служат исследования возраста минералов, находимых в кимберлите. Возраст той самой знаменитой трубки возле города Кимберли составляет 85 млн. лет. А гранаты (пиропы), найденные в ней, образованы более трех миллиардов лет назад! Трубка «Удачная» (Якутия) насчитывает 425 млн. лет возраста. Клинопироксену, входящему в состав удачненского кимберлита, один миллиард сто сорок девять миллионов лет. Однако возраст якутских алмазов точно соответствует возрастам «родительских» трубок...
Существует немало иных доказательств, свидетельствующих об одновременном образовании алмазов и кимберлитов, наполняющих бездонные «колодцы». Так что надежды на наличие у нашей планеты мифического алмазоносного слоя на большой глубине – по меньшей мере
