От алмаза до бриллианта

После выделения перспективных участков наступает пора специализированных геолого-поисковых работ, которые начинаются с маршрутов. Маршруты намечаются после тщательного анализа предыдущих геологоразведочных работ; в ходе маршрута ведется поиск кимберлитов и минералов — спутников алмаза: пиропа, пикроильменита (ильменита с повышенным содержанием Mg) и хромдиопсида, а также, естественно, и самих алмазов. Маршруты прокладываются в первую очередь по долинам рек, где обычно вскрываются породы и где можно увидеть все особенности их строения, есть возможность провести опробование. Поскольку по рекам алмазы концентрируются в гравийногалечных образованиях, поэтому сначала ищут последние, а затем уже опробуют эти образования на алмазы. Как правило, алмазов больше там, где концентрируется наиболее грубообломочный материал.

Для констатации алмазов необходимо отбирать пробы больших размеров — массой от нескольких до десятков тонн. И если в 1 т есть одно-два зерна алмазов, это удача. Но как выделить это зерно среди миллионов других? Для этого существует специальная методика. Установлено, что наиболее часто встречаются алмазы размером от 1 до 4 мм. Поэтому всю породу (гравийно-галечно-песчаный материал) просеивают на ситах с ячейками 1, 2 и 4 мм. Полученные фракции (от 1 до 4 мм) оставляют для дальнейшей обработки, остальные выбрасывают. Таким образом, уже на первой стадии опробования исследуемый материал сокращается более чем наполовину. Затем оставшуюся часть пробы разделяют по плотности. Так как для алмаза она равна 3,5 г/см³, то делят эту часть пробы на две неравные части: в одну попадают минералы с плотностью больше 3,5, в другую — с меньшей. На этой стадии объем пробы сокращается в сотни и тысячи раз. Оставшийся так называемый концентрат пробы имеет массу, измеряемую килограммами. И все же количество зерен минералов и пород, среди которых есть единичные кристаллы алмазов, в концентрате очень велико. Визуально обнаружить эти алмазы очень трудно. Для этого используется специальная аппаратура, основанная на таких свойствах алмазов, как свечение в рентгеновских лучах, а также способность прилипания к определенным видам жиров.

Из описанного выше можно видеть, что по находкам алмазов искать алмазные месторождения — дело очень трудоемкое. Специалисты стараются ускорить и облегчить процесс поисков. Для этого используют шлиховое опробование[2]. Оно предназначено для поисков не самих алмазов, а их минералов-спутников: чтобы по «дорожкам», указанным этими минералами, приходить к месторождениям. В Советском Союзе первые такие дорожки наметили ленинградские ученые Н. Н. Сарсадских и Л. А. Попугаева. Как мы уже писали, в Якутии ими были встречены характерные для кимберлитов минералы пироп и пикроильменит, которые указали им путь к первой открытой в СССР кимберлитовой трубке «Зарница».

Методика отбора шлихов такова. У реки или ручья зачерпывается исходный материал объемом 10–20 л и очень осторожно промывается на лотках или ковшах. Осторожность и тщательность промывки необходимы для того, чтобы избежать потерь минералов-спутников. Шлихи отбираются на тех участках русла рек, которые благоприятны для максимальной концентрации минералов — спутников алмаза. Обычно это окончания плёсовых участков на сопряжении с перекатами. В поперечном сечении русла повышенные содержания этих минералов наблюдаются в пристержневой части потока, где отлагается более крупный аллювий. На галечных косах рекомендуется отбирать шлих в головных частях. Известно также, что маломощный аллювий обогащен минералами — спутниками алмазов больше, чем аллювий значительной мощности. Большое влияние на концентрацию алмазов и их минералов-спутников оказывает характер ложа русла.

Днище с провалами, ребристостью и другими неровностями способствует их «улавливанию». Все это необходимо учитывать при выборе места для отбора шлиховой пробы.

Шлихи отбираются последовательно, обычно снизу вверх по реке. При этом опробуется аллювий как основной реки, так и всех ее притоков. Шлихи тут же на маршруте просматриваются, и в случае, если «пироповая дорожка» ведет по одному из притоков, ее прослеживают до конца.

Детальное изучение минералов-спутников показало, что по характеру их механического износа, в частности степени окатанности, можно примерно определить, на каком расстоянии находится кимберлитовая трубка. Дальность переноса пиропа и пикроильменита может достигать 150–200 км, а оливин и хромдиопсид измельчаются и исчезают в шлихах уже на первом десятке километров переноса. Поэтому присутствие в шлихах оливина и хромдиопсида может быть признаком близости кимберлитовой трубки. Об этом же свидетельствует и сохранность на зернах пиропа специфической так называемой келифитовой каймы. Эта кайма крайне неустойчива и исчезает в процессе переноса очень быстро.