Помоги проекту - поделись книгой:
ДОЛГИЙ ПУТЬ ПРЕВРАЩЕНИЯ
Алмазные месторождения и методы их поисков
В последние два десятилетия кимберлиты привлекли к себе повышенное внимание ученых-геологов всего мира. И дело тут не только в том, что эта порода является единственным источником алмазов. Кимберлит представляет исключительный интерес и сам по себе как редкостная горная порода.
Вспомним, что средний радиус земного шара составляет 6370 км. Тысячи километров! В то же время проходка скважины глубиной даже 4–5 км является весьма трудным и дорогостоящим делом. Рекордсмен в этом отношении — известная Кольская сверхглубокая скважина (собственно, это не привычная буровая вышка, а целый завод), проектная глубина которой составляет 15 км. Таким образом, непосредственному изучению доступна лишь тончайшая «пленка» на поверхности Земли. Но уже установлено наукой, что процессы, вызывающие землетрясения, извержения вулканов, воздымание и опускание громадных территорий, формирование различных пород и месторождений полезных ископаемых, т. е. процессы, формирующие лик нашей Земли как геологического тела, зарождаются на глубинах в сотни километров, в пределах так называемой мантии Земли.
Увидеть непосредственно то, что происходит в мантии, мы не можем. Остается уповать на косвенные методы, на поиск и изучение пород, формирование которых непосредственно связано с глубинными, мантийными, процессами. Ученые установили, что светлые, богатые кварцем граниты (точнее, силикатные расплавы — магмы, при остывании которых вблизи поверхности земли возникали граниты) образовывались на глубинах в первые десятки километров. Еще более глубинными являются плотные темные базальты. Ну, а самая-самая глубинная порода — это кимберлит; его источник расположен ниже отметки 150 км. Кроме того, поднимаясь к поверхности, кимберлитовая магма захватывает по дороге и образцы мантийных пород (так называемые ксенолиты), которые мы потом находим в кимберлитовых трубках. Таким образом, кимберлит является практически уникальным источником информации о наиболее глубинных (а потому и наиболее важных) процессах, протекающих в недрах нашей планеты.
Кимберлитам посвящены тысячи статей и книг, регулярно собираются по их поводу международные научные конференции. Однако до сих пор мы не можем сказать, что знаем все о том, как же образовывались кимберлиты и находящиеся в них алмазы. Некоторые ключевые закономерности все же установлены достаточно твердо (на научном языке это означает, что данные положения разделяются подавляющим большинством исследователей и позволяют делать надежные прогнозы).
С геологической точки зрения вся территория континентов земного шара подразделяется на платформенные и складчатые области. Складчатые области — это горные сооружения, где широко проявлены землетрясения, магматизм, горообразовательные процессы, словом, это области, где геологическая жизнь протекает наиболее бурно. Платформы, наоборот, представляют собой равнинные территории, живущие в геологическом плане намного спокойнее. Для них характерно как бы двухэтажное строение. Нижний этаж называется кристаллическим фундаментом и сложен массивными кристаллическими породами. Верхний этаж мощностью до нескольких километров — это осадочный чехол, он сложен горизонтально залегающими песчаниками, алевролитами, глинами, известняками. Магматические проявления здесь немногочисленны и связаны с крупными трещинами — разломами, проникающими до глубин верхней мантии.
Кимберлиты приурочены только к районам платформ. Большинство ученых сходится на том, что алмазоносная, чрезвычайно богатая летучими компонентами (водой и углекислотой) кимберлитовая магма зарождается в мантии под платформами на глубине свыше 150 км и затем поднимается к поверхности, используя более проницаемые зоны глубинных разломов в качестве каналов. По мере подъема проницаемость земной коры уменьшается, и на глубине около 2 км, вблизи границы кристаллического фундамента и осадочного чехла, магма останавливается, будучи не в силах пробить «крышку» из плотных массивных пород. Но снизу продолжается подток магматического материала и газов. Давление в герметически замкнутой камере постепенно нарастает, и в конце концов происходит то же, что и с паровым котлом, когда давление пара превышает допустимые пределы, — он взрывается. Могучая газовая струя мгновенно пробивает массивную «крышку», просверливая в ней вертикальную трубообразную полость. Затем полость заполняется поднимающейся магмой. Магма застывает, и возникает то, что мы называем кимберлитовой трубкой, или диатремой. Кимберлиты же, заполнившие сначала вертикальные трещины, по которым они поднимались, а затем и некоторые горизонтальные трещины, образуют протяженные плитообразные тела, которые называются соответственно дайками и силлами (рис. 10).
Рис. 10.
В момент взрыва выброшенные из трубки куски пород образуют вокруг нее кольцевой насыпной вал. Понижение в рельефе постепенно заполняется водой — формируется кратерное озеро, в котором накапливаются тонкослоистые озерные отложения, перекрывающие кимберлиты. Вертикальный разрез такой идеализированной кимберлитовой трубки приведен на рис. 11.
Рис. 11.
Обнаружение целиком сохранившейся кимберлитовой трубки — большая редкость. Трубки под влиянием таких действующих на поверхности природных агентов, как перепад температур, ветер, вода, подвергаются эрозии, т. е. попросту разрушаются. Их верхние части как бы срезаются, уничтожаются. Величина уничтоженной части трубки (размер эрозионного среза) варьирует в очень широких пределах. Понятно, что чем она больше, тем меньший интерес представляет трубка в качестве коренного месторождения алмазов. Однако при этом возрастает количество алмазов, высвобождаемых из разрушаемых кимберлитов, и увеличивается вероятность образования алмазных россыпей в окрестностях трубки.
Трубки сложены кимберлитом — тонко зернистой породой, окрашенной в самые разнообразные цвета. На сравнительно однородном фоне четко выделяются блестящие крупные (до 1 см и больше) включения так называемых минералов — спутников алмаза: смоляно-черного ильменита, кроваво-красного пиропа, реже светло-зеленого оливина и изумрудно-зеленого хромдиопсида. Часто кимберлиты содержат множество обломков вмещающих пород и в таком случае называются кимберлитовыми брекчиями. В кимберлитах находятся и алмазы. Однако даже в самых богатых кимберлитовых трубках Южной Африки содержание алмазов не превышает 1 карата на 1 т породы. А это означает, что алмазы составляют менее 0,0001 % объема породы. В геологии минералы, входящие в состав породы в количестве менее 1 %, называются акцессорными, т. е. примесными. С этой точки зрения алмаз можно смело называть ультраакцессорием!
Кимберлиты, как уже говорилось, размываются реками, ручьями, временными водотоками, разрушаются ветрами, дождями, при резких перепадах температур, а в былые времена и ледниками. В результате алмазы высвобождаются из кимберлитов, попадают в глинистые, песчаные и валунно-галечные отложения и, скапливаясь где-то, образуют месторождения, которые называются россыпными. В зависимости от того, на какое расстояние и каким образом алмазы переместились из кимберлитов в россыпи, последние разделяют на элювиальные, пролювиальные, аллювиальные, делювиальные, прибрежно-морские, дельтовые, эоловые.
Те алмазы, которые остались непосредственно на поверхности кимберлитовых тел, образуют россыпи, которые называются элювиальными. Алмазы, находящиеся в нижележащих кимберлитах, включены в породу, и их трудно оттуда отобрать, в элювиальной же россыпи они находятся в свободном состоянии и извлекаются без больших усилий. Обычно мощность элювиальной россыпи на кимберлитах составляет несколько метров, хотя есть случаи, когда кимберлиты находятся на плоских равнинах и россыпи достигают мощности 10 м и более.
Элювиальные россыпи характеризуются своеобразным строением и разным содержанием алмазов в определенных горизонтах. Чаще всего верхняя часть разреза представлена глиной желтого цвета, так называемой «желтой землей». В ней сосредоточено наибольшее количество алмазов. Средняя часть россыпи представлена «синей землей», т. е. горизонтом синих глин с редкой щебенкой кимберлитов. Алмазов в этом горизонте меньше в 2–3 раза как за счет присутствия щебенки кимберлитов, так и за счет того, что из этого слоя не происходит выноса глинистого материала, как в верхнем горизонте, иначе говоря, не наблюдается уменьшения объема породы и относительного обогащения алмазами. Третий — нижний — горизонт (структурный элювий) постепенно переходит в неразрушенные кимберлиты. В нем содержание алмазов примерно такое же, как и в кимберлитах.
На склонах возвышенностей формируются делювиальные россыпи. Алмазы в них перемещены от кимберлитов вниз по склону на расстояние до 2–3 км (в зависимости от его крутизны и длины). Обломочный материал слабо отсортирован и по составу соответствует коренному ложу, т. е. неперемещенным породам, в которые «врезано» русло реки и на которых накапливается обломочный материал. Как правило, эти россыпи беднее коренного источника и элювиальных россыпей, поскольку алмазоносный материал разубоживается за счет материала боковых пород. Делювиальные россыпи представляют собой тела плащевидной, конусообразной формы.
Пролювиальные россыпи образуются временно действующими потоками, обусловленными большей частью ливневыми дождями или снеготаянием. Вследствие кратковременности таких потоков отложения этих россыпей плохо отсортированы, алмазы распределены неравномерно.
Аллювиальные россыпи образуются в речных долинах при переносе водой продуктов разрушения алмазоносных пород. Обломочный материал обычно в той или иной степени окатан и относительно хорошо отсортирован. Происходит также некоторая сортировка алмазов как по крупности, так и по приуроченности их к определенным горизонтам аллювия. Основная масса алмазов встречается в грубообломочных отложениях. Содержания алмазов в россыпях весьма различны. Они могут в несколько раз превышать содержания в первоисточниках. Среди аллювиальных россыпей по условиям залегания выделяются русловые, косовые, долинные и террасовые (рис. 12).
Рис. 12.
Прибрежно-морские россыпи залегают вдоль береговой линии морей. Образование их связано с привносом алмазов реками с континента либо происходит за счет размыва расположенных на берегу коренных месторождений или древних россыпей. Это довольно редкий вид россыпей. Это связано с тем, что транспортируемые реками алмазы лишь в исключительных случаях достигают побережья. Прибрежно-морские россыпи обычно имеют незначительную ширину (50—300 м), но прослеживаются на значительные расстояния, измеряемые десятками километров. Содержание алмазов и средняя величина кристаллов закономерно убывают по мере удаления от источника размыва или от устья реки, приносившей алмазы. По отношению к уровню воды расположение россыпей бывает различное. Современная россыпь обычно залегает на уровне моря или несколько ниже его.
Более древние россыпи могут быть террасовыми, если уровень моря в последующее время понизился, или погребенными и подводными, если он повысился.
Дельтовые россыпи залегают в дельтах рек при впадении их в моря или лагуны и образованы путем выноса обломочного материала речными потоками. Богатые месторождения этого типа до сих пор не обнаружены. Однако среди дельтовых отложений со слабой алмазоносностью иногда встречаются обогащенные «струи» с промышленными содержаниями алмазов.
Эоловые россыпи развиты в пустынных областях. Они возникают на поверхности «сухих» рек за счет выдувания мелких и легких частиц пород. В результате возникают ложбины выдувания шириной сотни метров, длиной несколько километров и глубиной несколько метров. На дне этих ложбин скапливается крупный и тяжелый материал, а вместе с ним и алмазы. Под влиянием ветров алмазы частично передвигаются вдоль ложбин и концентрируются по их склонам.
Кроме россыпей перечисленных генетических типов, существуют россыпи смешанного происхождения, которые обладают переходными особенностями соответствующих генетических типов.
Теперь мы уже имеем некоторое представление о том, что такое месторождение алмазов, а также знаем, как их искали раньше. Как же ищут их сейчас?
XX век — век науки и техники. И это отразилось, конечно, в геологии. Если раньше поисками алмазов занимались старатели — люди, накопившие практический опыт такой работы или которым передавался опыт по наследству, то сейчас алмазы стали искать на базе научных разработок с помощью высокоточных инструментов на земле, с воздуха, а в последнее время и из космоса. Разработаны целые научно обоснованные поисковые комплексы для районов с различной геологической обстановкой.
Всю премудрость предсказания открытия алмазных месторождений наука вложила в так называемые поисковые критерии и поисковые признаки.
Сначала, как уже отмечалось, выделяют платформенные области. Затем в пределах платформ выбираются локальные площади и регионы, внутри которых прогнозируется наличие кимберлитовых трубок, это прежде всего зоны глубинных разломов в земной коре, достигающих мантии. Такие зоны образуются на стыке участков земли, испытывающих соответственно поднятие и опускание.
Надо сказать, что в пределах зон разломов кимберлитовые трубки располагаются обычно группами, образуя кимберлитовые поля. В каждом поле находится от единиц до нескольких десятков кимберлитовых трубок. Предполагается, что отдельные кимберлитовые поля связаны с обособленными глубинными магматическими очагами.
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.
Поиски кимберлитов проводятся также обломочно-речным методом, заключающимся в обнаружении и прослеживании обломков кимберлитов. Дело в том, что кимберлиты являются нестойкими породами, они разрушаются уже на поверхности и склонах самих кимберлитовых трубок. В руслах рек обломки кимберлитов встречаются на расстоянии не более 5—10 км от трубок. Обычно обломки малочисленны и обнаруживаются с большим трудом. Однако если на склоне или в русле реки найден обломок кимберлита, то это значит, что кимберлитовая трубка близко.
В описанном выше виде шлиховой метод поисков кимберлитов по минералам — спутникам алмаза эффективен лишь в районах со сравнительно простым геологическим строением, когда кимберлитовые трубки, размываемые водой, непосредственно выходят на поверхность земли.
Но район исследования может иметь и более сложную историю геологического развития. Например, представим, что возникшие сотни миллионов лет назад на каком-то участке кимберлитовые трубки размывались древними водотоками с образованием россыпей. Затем земная поверхность опустилась и была залита морем. В водном бассейне отложились различные осадочные породы (песчаники, глины, известняки), захоронившие под собой все, что было раньше, в том числе кимберлиты и россыпи. Затем под влиянием внутренних сил Земли море отступило и этот участок снова поднялся и превратился в сушу. Возникает новая речная сеть. Вода размывает все породы и добирается, наконец, до кимберлитов и россыпей. Образуются новые россыпи, в которых присутствуют как минералы-спутники из коренных кимберлитов, так и из древних россыпей, которые в данном случае выступают как бы в качестве промежуточного накопителя минералов-спутников (они и называются промежуточными коллекторами). Такой процесс может повторяться неоднократно, и в результате возникает целый набор разновозрастных россыпей и промежуточных коллекторов.
И вот геолог работает в алмазоносном районе с таким запутанным геологическим прошлым. Здесь уже известно несколько кимберлитовых трубок, ставится задача — отыскать новую. Из речного аллювия отбирается шлих, а в нем обнаруживается множество минералов-спутников. Казалось бы, все ясно: надо мыть шлихи дальше, идти по «дорожке». Однако на самом деле все оказывается гораздо сложнее. Ведь в этот шлих попали минералы и из уже известных кимберлитовых тел, и из целого ряда разновозрастных промежуточных коллекторов. Геологу необходимо точно сказать: эти гранаты и пикроильмениты из такой-то трубки, эти — из такой-то, а вот те, судя по их особенностям, явно привнесены из промежуточного коллектора. И если после такого анализа остаются минералы, которые не увязываются ни с каким известным источником, только тогда можно предположить, что мы обнаружили звено искомой поисковой «дорожки».
Расшифровка результатов шлихового опробования — дело весьма непростое. Минералы-спутники изучаются разнообразными методами с использованием самой современной точной аппаратуры. Здесь геолог превращается в физика, химика, математика. И все это для того, чтобы точно определить, в каком направлении сделать следующий шаг, где лежит и куда ведет заветная «дорожка».
Широко применяются в последнее время геофизические методы поисков кимберлитов. Они основаны на том, что такие физические свойства кимберлитов и вмещающих их пород, как плотность, намагниченность, электропроводность. «прозрачность» для акустических колебаний и радиоволн, несколько различны и это современными приборами можно уловить. Особо ценны геофизические методы при поисках в так называемых закрытых районах, где кимберлиты не выходят на поверхность и перекрыты более молодыми осадочными породами. В этих случаях приборы фиксируют на фоне геофизического поля изометричную аномалию, так называемую аномалию трубочного типа. Затем эти аномалии проверяют наземными исследованиями с помощью бурения.
Геофизические методы обладают еще одним большим преимуществом: они могут быть применены с воздуха в аэроварианте, когда аппаратура монтируется на самолетах или вертолетах. Это позволяет оперативно и качественно проводить геофизическую съемку крупных и труднодоступных территорий.
В настоящее время значительную часть кимберлитовых трубок находят с помощью геофизических методов. Таковы, например, в Якутии трубки «Электра» и «Аэромагнитная», обнаруженные с помощью соответственно электроразведки и аэромагнитной разведки.
С каждым годом все более разрабатываются геохимические методы поисков. Некоторые химические элементы, которыми особенно богата кимберлитовая магма, различными путями мигрируют во вмещающие породы, образуя вокруг кимберлитовых трубок своеобразные зоны — геохимические ореолы, в которых содержания этих элементов заметно повышены. Современные методы анализа позволяют выявлять эти ореолы. Площадь их в несколько раз превышает площадь кимберлитовых тел. Ясно, что найти такой геохимический ореол легче, чем обнаружить саму кимберлитовую трубку.
Большую помощь в поисках алмазных месторождений оказывают аэрофотосъемка, а в последние годы и космическая съемка. На снимках довольно четко выделяются разломы, к которым приурочены кимберлитовые трубки, а иногда и сами трубки. Чаще, однако, на аэро- и космоснимках дешифрируются фотоаномалии трубочного типа — округлые пятна, отличающиеся цветом, густотой и высотой растительности и т. д. Установление природы фотоаномалий проводится геологами непосредственно в поле (в необходимых случаях с привлечением бурения).
Методы прогноза и поиска алмазных месторождений непрерывно совершенствуются, появляются их модификации. Ученые-геологи стремятся овладеть так называемым локальным прогнозом, при котором можно было бы точно указать небольшой (несколько квадратных километров) участок, в пределах которого расположена алмазоносная кимберлитовая трубка (или россыпное месторождение).
Как же все-таки добываются алмазы?
Ряд способов (зачастую весьма оригинальных) добычи алмазов в древности известен нам из легенд, сказок, преданий, записок очевидцев. При этом, несмотря на явный ореол сказочности, сопровождающий описание некоторых из этих способов, можно видеть, что они основаны на реальных свойствах алмазов, в частности на их способности прилипать к некоторым видам жиров.
В великом античном творении — древнегреческой эпической поэме «Одиссея» рассказывается, как, бродя по одному из островов в поисках источника пресной воды, царь острова Итака Одиссей и его спутники обнаружили глубокую яму. Заглянув в нее, Одиссей уронил туда меч, рукоятка которого была украшена драгоценными камнями. Один из спутников Одиссея вызвался достать меч из ямы. Он спустился в яму на веревке и обнаружил воткнувшийся в землю меч. При этом его поразило, что на дне ямы сверкало множество мелких ярких камешков. Заткнув меч за пояс, воин прихватил горсть этой земли, и в этот момент его ужалила змея. Тут только воин разглядел, что помимо камешков в яме были еще целые клубки ядовитых змей. Он громко закричал от боли и ужаса, и его быстро вытащили наверх.
Перед смертью воин успел сказать Одиссею, что в яме обилие блестящих камешков и много змей. Разжав ладонь умершего, Одиссей узнал в камешках алмазы. Но как достать их из кишащей змеями ямы? Не зря, однако, царь Итаки славился своим умом и носил прозвище «хитроумный Улисс». Он заметал, что в небе парило много орлов и грифов, а на галере еще оставались живые свиньи. Одиссей приказал зарезать несколько свиней, набросать куски мяса возле ямы и в яму, а сам с товарищами спрятался рядом в кустах. Птицы быстро растащили мясо, лежавшее около ямы, и стали нырять за ним в яму. Поднимающихся из ямы с добычей птиц Одиссей приказал подбивать стрелами. Когда затем он вынул куски мяса из когтей хищников, все увидели, что к жиру свинины прилипло множество алмазов.
Аналогичным образом поступали и герои арабской сказки о Синдбаде-мореходе, чтобы добыть алмазы, рассыпанные на дне глубокого ущелья и охраняемые скопищами ядовитых змей. Они тоже бросали на дно ущелья куски сырого жирного мяса, к которым прилипали алмазы. Отовсюду слетались орлы, привлеченные мясным запахом. Они хватали куски мяса и поднимались к своим гнездам. Герои сказки карабкались по кручам, добирались до орлиных гнезд и с боем отнимали у хищников их добычу.
Такого рода легенды были широко распространены. Описания подобного способа добычи алмазов приводятся в сочинениях греческого философа Эпифания Кипрского, русском «Азбуковнике», записках Марко Поло.
Способность алмаза сгорать на воздухе при высоких (850— 1000 °C) температурах также послужила основанием для создания одной из легенд о добыче алмазов. Так, в одной из провинций Южного Китая алмазы добывались будто бы следующим способом: люди ходили в соломенных лаптях по алмазоносному песку, алмазы впивались в солому, после чего лапти сжигались и из пепла извлекались алмазы.
Ясно, однако, что вряд ли упомянутые выше способы были пригодны для промышленной добычи алмазов. Алмазы тем не менее добывались, и в заметных количествах. Как же происходил процесс добычи на самом деле?
Побывавший в Индии англичанин Метгольд писал: «…мы пошли на копи, расположенные в двух милях от города Голконды. На них работало около 30 тысяч человек: одни рыли землю, другие насыпали ее в корзины, третьи вычерпывали воду из ям, четвертые относили землю на сглаженные и утоптанные площадки и разравнивали ее в виде слоя толщиной от четырех до пяти дюймов, для быстрейшего высыхания. На следующий день рабочие тщательно перебирали подсохшую землю и выбирали попадавшиеся камни. Землю рыли в глубину в виде квадратных и прямоугольных ям. Появлявшуюся в них воду вычерпывали ведрами, которые передавали друг другу с большой быстротой…»
В течение многих столетий для добычи алмазов использовался рабский ручной труд. В результате обвалов, болезней, недоедания и по другим причинам (мало ли от чего может умереть раб!) гибли многие тысячи алмазодобытчиков.
Однако в древние и средние века разрабатывались исключительно россыпные месторождения, где глубина горных выработок была в целом незначительной. Добыча же алмазов из открытых позднее в Южной Африке коренных месторождений стала еще более опасной, особенно при работе по системе отводов. Каждый старатель разрабатывал свой участок (отвод), не считаясь с интересами и безопасностью соседей. Различия в прочности грунта, а также в умении и трудолюбии старателей приводили к тому, что каждый отвод углублялся с различной скоростью, и одни участки принимали вид колодцев, а другие торчали в форме башен. Естественно, что нередко эти «башни» просто-напросто обрушивались. Для вывозки алмазоносной породы среди отводов оставлялись дороги, возвышающиеся наподобие дамб. По мере углубления котлована края дамб также осыпались, заваливая близлежащие участки.
Из каждого отвода алмазосодержащая порода транспортировалась наверх с помощью ведер и ковшей, скользивших по стальным канатам. Большое количество канатов и их тесное переплетение создавали впечатление, что котлован покрыт гигантской паутиной.
Вот как описывались очевидцами в 1880 г. алмазные копи в Кимберли: «…перед нами открывается внизу огромная пропасть, громадный зияющий котел овальной формы. Вокруг по краю копи работает около 10 тысяч человек. Внизу на глубине копошатся черные пигмеи. Через весь этот громадный колодец от краев до дна тянется густая сеть бесчисленных железных проволок; некоторые опускаются почти вертикально, другие протянуты далеко в центр. По этим проволокам с помощью стоящих наверху приводов вытаскиваются со дна колодца ведра с алмазоносной землей. Наверху землю провеивают через сита, качающиеся подобно детским люлькам, на сетках которых остаются алмазы…».
По мере того как котлован углублялся, увеличивались масштабы и разрушительные последствия обвалов: каждый из них приводил к многочисленным человеческим жертвам. Поэтому стали переходить от открытых разработок к эксплуатации месторождений подземным способом. Но это требовало проходки глубоких шахт, применения сложного дорогого оборудования, что было не под силу ни отдельным старателям, ни их небольшим артелям. Тогда на авансцену выступали крупные капиталистические компании, обладавшие необходимыми финансовыми средствами.
Разработка кимберлитовой трубки подземным способом производится следующим образом. На некотором расстоянии от трубки проходят вертикальную шахту, ствол которой соединяется с телом трубки горизонтальным тоннелем — главной штольней. Пробивают также несколько других горизонтальных выработок — вспомогательных штолен. Эта система штолен позволяет выбрать блок кимберлитов высотой до 200 м. Затем шахту углубляют на 200 м и весь цикл работ повторяется.
После того как алмазодобычей занялись крупные капиталистические предприятия, в значительной части горные работы были механизированы, но главный принцип — «черная работа для черных» — продолжал выдерживаться неукоснительно. Академик А. Е. Ферсман писал: «Весь труд по добыче алмазов держится на десятках тысяч кафров, живущих в особо отгороженных колючей проволокой сараях… сотни миллионов долларов крупных алмазных синдикатов, сотни тысяч загубленных жизней рабочих …».
До конца смены рабочие заперты в тесных и душных шахтах. Осуществляется строжайший контроль и производятся обыски надсмотрщиками. Скрытая телевизионная аппаратура позволяет охране тайком наблюдать за каждым движением рабочих на таких важных операциях, как добыча, сортировка и упаковка алмазов. Телевизионная «полиция» сочетается с рентгеновскими установками, через которые обязаны пройти все выходящие из шахт рабочие.
Вооруженная охрана стреляет даже по птицам, залетающим на места работ. Правда, для этого есть определенные основания. Как известно, птицы зачастую склевывают мелкие камешки. В зобу одного из голубей, убитого охранником рудника в Южной Африке, обнаружили 43 мелких алмаза общей массой 5,5 карата. А в Якутии работница алмазного рудника, охотясь, подстрелила куропатку, в желудке которой оказались камешки, в том числе высококачественный алмаз массой 0,5 карата.
Алмазодобывающие компании для борьбы с подпольной утечкой алмазов широко пользовались и пользуются услугами провокаторов, которые входят в доверие к рабочим и выдают себя за скупщиков краденых драгоценностей. Боролись с воровством алмазов и другими путями; например в ЮАР был издан закон, по которому покупать алмазы имели право лишь лица, получившие специальное разрешение. Всякий другой при обнаружении у него необработанных алмазов подвергался крупному штрафу.
В настоящее время верхние горизонты большей части алмазоносных кимберлитовых трубок отрабатываются открытым способом. Так как верхняя граница карьера значительно шире, чем контуры трубки, то этим полностью исключается возможность обвалов стенок карьера. Стенки карьера имеют достаточно небольшой наклон и ступенчатый профиль. Спиралевидной лентой обвивает весь карьер проложенная по этим «ступенькам» дорога, по которой днем и ночью медленно двигаются могучие многотонные автомобили: сначала вниз, где мощные экскаваторы загружают их разрыхленным взрывами кимберлитом, затем вверх, доставляя руду на обогатительные фабрики (рис. 13).
Рис. 13.
На фабриках кимберлит сначала дробится с помощью специальных мельниц. Затем раздробленный материал поступает в промывочные машины, каждая из которых является одновременно мешалкой и центрифугой и обеспечивает смыв легких частиц. Оставшаяся часть разделяется на несколько порций (фракций) по величине зерен (как говорят специалисты, на несколько классов крупности) и направляется в отсадочные аппараты. В итоге всех этих операций получают концентрат, объем которого во много раз меньше, чем объем исходной пробы кимберлита.
Следующая задача — извлечь из этого концентрата алмазы. И вот здесь-то вступает в действие древнейший способ Синдбада-морехода — Одиссея, правда, в его несколько модифицированном, современном виде.
Французский журналист Жан Виллан, побывавший на одном из южноафриканских алмазных рудников, принадлежавших компании «Де Бирс», так описывал свои впечатления от обстановки, в которой производится извлечение алмазов на этой стадии: «дубовая дверь со сложными запорами. Кнопка звонка передает внутрь секретный опознавательный знак, пароль. Шаркающие шаги, позвякивание ключей. Мы в тесной клетушке: из-за стеклянной перегородки глазами кобры за нами следит охранник. Входная дверь снова захлопывается, щелкают замки, и мое имя заносится в книгу. Ее относят к какому-то незримому, всегда бдящему церберу, потом она возвращается, и перед нами раскрывается следующая дверь — к легендарным „гризи тейблз“ — столам с покрытой жиром поверхностью (рис. 14).
Рис. 14.
Решетки, решетки, решетки… А за ними наклонно поставленные, покрытые толстым слоем жира плоскости, по которым струятся, поплескивая, кристально чистые водопады. То тут, то там на „гризи тейблз“ что-то блеснет в текущей воде, и алмаз застревает в клейком ложе ручейка. Появляется пожилой человек в шерстяном пуловере без карманов, за которым наблюдает другой, еще более пожилой человек в жилете уже с карманами. У первого в руках лопаточка. Он торжественно открывает двойной висячий замок на окованном медными обручами бочонке и не спеша начинает очищать „гризи тейблз“. Осторожными движениями он отправляет зернистую массу в раскрытое горло бочонка. Так он собирает в течение дня около 3 тысяч каратов алмазов…»
В 1939 г. советский ученый М. Г. Богомольский предложил использовать для обнаружения и извлечения алмазов рентгенолюминесценцию, так как рентгеновские лучи вызывают свечение всех без исключения находящихся в руде алмазов. На практике это происходит следующим образом. Распределенный по степени крупности материал из бункера подается на ленту транспортера, передвигающуюся в закрытом аппарате. На ленту направляются рентгеновские лучи, которые вызывают люминесценцию алмазов, а также некоторых других минералов. Однако люминесценция алмазов в рентгеновских лучах настолько своеобразна, что четко отличается обычно от свечения других минералов. Оператор, наблюдая за ходом процесса через закрытое стекло, останавливает транспортер и вставленным в закрытый аппарат пинцетом (внешне это напоминает хирургическую операцию, проводимую в современной герметической камере высокого давления) снимает зерно алмаза и опускает его в специальный ящик, откуда алмазы достаются уже после отключения рентгеновского аппарата.
При больших объемах материала процесс отбора алмазов методом рентгенолюминесценции обычно автоматизирован. Разрыхленная алмазоносная порода из бункера движется по транспортеру, в конце которого облучается тремя узкими пучками рентгеновских лучей, отстоящих один от другого на расстоянии 10 мм. Попадая в просвечиваемую зону, алмаз начинает светиться. Световая вспышка улавливается фотоумножителями, преобразующими ее в электрический сигнал, подаваемый на пульт управления. Раздается звонок, транспортер останавливается, и специальное устройство мгновенно отсекает алмаз от породы. Он попадает в копилку-бункер, а порода после нескольких повторных проверок уходит в отвал. Вся операция автоматизирована полностью.
Сортировка алмазов производится так, что работающие на этой операции даже не прикасаются к ним. Алмазы с обогатительной фабрики по специальному желобу поступают в закрытый стеклянный ящик, в одну из стенок которого вмонтированы перчатки, в которые сортировщик всовывает руки. Перчатки сделаны из очень прочного материала, их нельзя вывернуть наизнанку. На сортировке трудятся только рабочие с особой остротой зрения. Обычно они сидят лицом к северу, так как для процедуры сортировки наиболее благоприятен непрямой ровный свет.
Добыча алмазов в крупных аллювиальных россыпях сейчас также практически полностью механизирована. Для этого на выбранном участке долины реки строят плотину и создают временное водохранилище с постоянным уровнем воды. На водохранилище монтируют драгу, по сути дела, плавучую обогатительную фабрику, оборудованную мощной землечерпалкой.
С помощью драги алмазоносные речные отложения поднимаются со дня реки, промываются и обогащаются. Оставшаяся после извлечения алмазов пустая порода переносится ленточными транспортерами и сбрасывается в воду за кормой плавучего завода. Передвигаясь шаг за шагом, драга пропускает через свои агрегаты огромное количество алмазоносного материала. Стоимость переработки 1 м3 породы при дражном способе добычи намного меньше, чем при эксплуатации коренного месторождения, поэтому оказывается экономически рентабельной даже разработка россыпей с существенно более низкими содержаниями алмазов, чем в кимберлитах.
В финансовых дебрях
Итак, мы уже рассмотрели два этапа длинного сложного пути, который алмазы проходят до потребления; во-первых, они должны быть найдены и, во-вторых, извлечены из алмазоносной породы. Далее этим не столь уж красивым на первый взгляд камешкам, прежде чем превратиться в умелых руках в сверкающие драгоценности предстоит пройти сложными каналами мирового алмазного рынка.
Перенесемся опять в XIX век в Южную Африку. Найдены первые алмазы, начался алмазный бум. Среди различного рода авантюристов в 1873 г. в Кимберли появился некто Сесил Джон Родс, сын бедного английского священника. Мечтая, как и все, о деньгах и славе, он тем не менее опоздал к началу дележа: почти все алмазоносные земли были уже расхватаны и находились во владении как отдельных старателей, так и множества мелких алмазодобывающих компаний. Да и, честно говоря, Родс ничего не смыслил в горном деле.
Однако Сесил Джон не пал духом. Он открыл плохонькую лавчонку, где занялся мелкой спекуляцией и перепродажей краденых алмазов. Скопив некоторую сумму, этот молодой человек, не брезгуя подкупом, шантажом, а при случае грабежами да и попросту убийствами, скупил несколько десятков алмазоносных участков. Среди них был и участок братьев Де Бирс, простых бурских фермеров. В свое время они приобрели ферму всего лишь за 50 фунтов стерлингов. И когда за их скромный участок предложили 6 тысяч фунтов, то в горячке тех сумасшедших дней братья не устояли и продали его. Позднее эта плохонькая ферма превратилась в рудник Кимберли!
Вокруг Родса сгруппировались такие же, как он, ловкие дельцы, не гнушавшиеся в борьбе с конкурентами никакими средствами. Так возникла знаменитая компания «Де Бирс консолидейтед манз», или просто «Де Бирс», ставшая на многие годы фактической правительницей в этой части земного шара.
Поделиться книгой: