ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЯ АЛМАЗОВ.Алмазы, благодаря своим удивительным свойствам, издавна привлекали внимание людей.

До начала 18 века алмазы добывали только в Индии Алмазы - весьма редкие камни с уникальными свойствами, что определяло их очень высокую цену. Алмазы добывали из россыпей. Значительно позже алмазоносные россыпи были обнаружены в Индонезии и Бразилии, а в 20 веке и на всех других континентах, кроме Антарктиды.

В 1867 году были обнаружены первые алмазы в Южной Африке, а в 1870 году открыта и первая кимберлитовая трубка. В течение нескольких лет были открыты ещё несколько трубок. Одна из первых открытых трубок и сама порода, слагающая эту трубку, были названы в честь лорда Кимберли.

Целенаправленное геологическое изучение территории России привело к открытию в 1954 году первой кимберлитовой трубки Зарница на Сибирской платформе (в Якутии). Началось интенсивное исследование этой территории, которая в настоящее время является основным алмазодобывающим районом России.

Крупнейшее в мире по запасам технических алмазов месторождение было открыто в начале 1970-х годов в Попигайской астроблеме на севере Сибирской платформы. В 1980 году было открыто уникальное по содержанию алмазов микронных размеров месторождение в метаморфических породах в Казахстане. В конце 20 века были выявлены новые алмазоносные районы на северо-востоке Китая, на северо-западе Канады, в Архангельской области России. В последнее время круг алмазоносных территорий расширяется:перспективные на обнаружение месторождений алмазов районы выявлены в Финляндии, в Ленинградской, Псковской, Новгородской областях, центральных районах европейской части России.

Кроме природных алмазов в настоящее время широко используются синтетические алмазы: преимущественно технические. Объём их производства превышает объём добычи природного сырья. В последнее время выращивают синтетические алмазы ювелирного качества массой 4 карата и более (до 20 карат).

Алмаз является одной из полиморфных модификаций углерода, обладающей совокупностью уникальных свойств. Это определяет широкий круг использования алмаза: и в ювелирном деле, и в технике. Многие из этих свойств определяются специфическими термодинамическими условиями образования алмаза: высокие значения температуры и давления.

По твёрдости алмаз значительно превосходит все другие минералы. Это в существенной мере определяет его применение в технике и играет важную роль при использовании его в ювелирных целях.

Совершенная спайность алмаза приводит к его повышенной хрупкости. Эта особенность, с одной стороны, отрицательно влияет на прочность при использовании алмаза в технике – алмаз плохо переносит ударные нагрузки. С другой стороны, хрупкость алмаза широко используется в ювелирном деле при раскройке ювелирных алмазов перед их огранкой. Именно таким образом подготавливаются для огранки наиболее крупные алмазы, например, Куллинан (1905 г.), масса которого составляла 3106 карат (5 x 6,5 x 10 см).

Обрабатывать самый крупный алмаз в миребыло доверено лучшему гранильщику Европы Иозефу Асскеру. Одна из двух крупных частей алмаза Куллинан была в форме «груши», весом 530,2 карата, после огранки получила название «Звезда Африки» или «Куллинан-I». Сегодня это – самый крупный в мире бриллиант. Он находится в королевском скипетре Великобритании.

С высоким показателем преломления алмаза связана световая игра бриллиантов. Высокий показатель преломления позволяет использовать алмаз в медицине в качестве материала для изготовления искусственного хрусталика глаза.

Высокая дисперсия показателя преломления определяет цветовую игру огранённого алмаза, которая в совокупности со световой игрой придаёт бриллианту неповторимые ювелирные свойства.

Прозрачность – также важное свойство алмазов. В ювелирной промышленности используют только прозрачные алмазы. В технике из прозрачных алмазов изготавливают оптические окна для электронно-оптических приборов, работающих в широком спектральном диапазоне. Алмаз обладает высоким коэффициентом пропускания в широком диапазоне: от гамма- и рентгеновского излучения до ультрафиолетового.

Люминесцентные свойства алмазов используют при обогащении. Почти все разновидности алмазов обладают способностью люминесцировать («светиться») под воздействием рентгеновского излучения.

Окраска алмаза весьма разнообразна. Наиболее широко распространены алмазы желтоватых и коричневых оттенков. Их обычно ценят ниже, чем бесцветные алмазы. Гораздо реже встречаются алмазы с так называемыми «фантазийными» окрасками: яркой оранжевой, красной, розовой, синей или зеленой. Бриллианты из ярко окрашенных алмазов редки, и их цена может существенно превышать цену бесцветных бриллиантов аналогичной массы. В последнее время все шире используют различные методы модификации цвета алмазов с использованием нейтронного и других видов облучения в комбинации с их отжигом. Таким путём достигается прекрасный голубой цвет изначально жёлтых алмазов.

Алмаз обладает своеобразными поверхностными свойствами. Он не смачивается водой, но хорошо прилипает к различным жирам. Эта способность алмаза издавна использовалась для обогащения.

Алмаз обладает высокой теплопроводностью, у некоторых разновидностей алмазов она в несколько раз превышает теплопроводность металлов. Это свойство широко используется для диагностики алмазов. Высокая теплопроводность способствует интенсивному отводу тепла при применении технических алмазов в породоразрушающем инструменте.

Малоазотные алмазы (азот – типичная структурная примесь в алмазе) обладают уникальными полупроводниковыми свойствами, которые используются при изготовлении чувствительных индикаторов ультрафиолетового излучения для мониторинга состояния озонового слоя и производства других элементов оптической электроники.

Алмаз обладает низким коэффициентом трения, что улучшает технологические характеристики породоразрушающего инструмента.

Алмаз химически инертен: при температуре до 600⁰С он практически не реагирует даже с самыми сильными кислотами и щелочами.

Борт – это агрегат, состоящий из сростков мелких кристалликов алмаза и других минералов (до 20%). В якутском кимберлите был обнаружен агрегат, сложенный чёрным алмазом совместно с пиропом и хромдиопсидом, массой 2,5 кг. С учётом преобладания алмаза было предложено такую породу называть «алмазит».

Баллас – также агрегат зёрен алмаза, которые находятся преимущественно в двойниковом срастании с образованием сферолитов шаровидной формы.

Карбонадо – пористый агрегат микрокристаллов алмаза чёрного цвета обычно в срастании с графитом.

Все микрозернистые агрегаты алмаза отличаются повышенной прочностью за счёт уменьшения хрупкости, связанной с проявлением спайности в монокристаллах. Это определяет их высокую стойкость к ударным и тепловым нагрузкам, что является существенным преимуществом агрегатных алмазов при использовании в породоразрушающем инструменте.

Основные области использования алмазов в технике: буровой и камнерезный инструмент (в том числе шлифовальные и полировальные круги, пасты), резцы и свёрла (в том числе стеклорезы), фильеры, измерительные приборы, гравировальные иглы.

В 1954 году фирма «Дженерал электрик» начала промышленный синтез алмазов. В СССР первая промышленная партия алмазов была изготовлена в 1961 году. К настоящему времени синтетические алмазы для технического использования получают в большинстве развитых стран, но более 75% их мирового производства приходится на компании «Дженерал электрик» и «Де Бирс». В мировом промышленном потреблении технических алмазов доля синтетических составляет около 90%.

При использовании в камнерезном и буровом инструменте синтетические алмазы уступают природным. Это связано с меньшей прочностью синтетических кристаллов, которые обычно содержат многочисленные включения. В настоящее время разработана технология получения и искусственных агрегатных алмазов, что приближает их по эффективности использования в алмазном инструменте к природному сырью.

Генетические типы месторождений алмазов.

I.Коренные месторождения:

1) в магматических породах:

– в кимберлитах (кимберлит – субщелочная ультраосновная порода / основные минералы кимберлитов: оливин, флогопит, серпентин, кальцит и другие, акцессорные: алмаз, циркон, пироп и другие//образуют тела, представленные преимущественно трубками, дайками, силами);

– в лампроитах (это родственные кимберлитам ультраосновные породы с более высоким содержанием калия, повышенным содержанием кремнезёма, наличием вулканического стекла, являются приповерхностными субвулканическими образованиями);

2) в импактитах (Попигайская астроблема - метеоритный кратер, импактная структура / импактиты – особый класс горных пород, образовавшихся в результате ударно-взрывного (импактного) породообразования при высоких значениях температуры и давления и быстром их изменении);

3) в метаморфических породах (различные гнейсы и сланцы, частично эклогиты // 85% алмазов имеет микронный размер – менее 50 микрон (10⁻⁶ метра или 10⁻³ миллиметра).

II. Россыпные месторождения алмазов широко распространены во всех алмазоносных провинциях мира. В Бразилии это единственный разрабатываемый источник алмазов. В настоящее время в мире из россыпей добывается около 20% алмазов. В России – около 5%. Наиболее широко распространены аллювиальные и прибрежно-морские россыпи.

Алмазоносность: уникальная – более 3 карат/тонну,

высокая – 1-3 карат/тонну,

средняя – 0,3-1 карат/тонну,

низкая – менее 0,3 карат/тонну;

для россыпей – карат/м³.

Основные алмазодобывающие страны по массе добытых алмазов в млн.карат: Россия, Ботсвана, Конго (Заир), Австралия, ЮАР, Канада, Ангола; по стоимости в млрд.долларов: Ботсвана, Россия, Канада, ЮАР, Ангола, Конго (Заир). Суммарная мировая добыча составляет в последние годы около 130-160 млн.карат. Общемировые запасы алмазов оцениваются в 1,6-2 млрд.карат (около 3-4 т), прогнозные ресурсы – около 4,4 млрд.карат (около 800 т). На долю России приходится 37% мировых ресурсов и 34% разведанных запасов. Крупнейшими мировыми производителями алмазов являются три транснациональные горно-добывающие компании: «Де Бирс» («De Beers»), «Рио Тинто» («Rio Tinto») и «Би-Эйч-Пи» («BHP»), на долю которых приходится около 80% мировой добычи в натуральном выражении. В то же время по стоимости добываемых алмазов несомненными лидерами являются «Де Бирс» и «АЛРОСА».

Основным алмазодобывающимпредприятием в России является «АЛРОСА». Эта компания участвует в поисках, разведке и освоении месторождений алмазов.

Основными регионами алмазодобычи России являются следующие:

* Якутия - находится основная часть коренных месторождений алмазов; *Архангельская алмазоносная провинция (44 кимберлитовых тела);

* Урало-Тиманский регион (впервые в России найдены алмазы в золотоносных россыпях).

В настоящее время перспективные на обнаружение алмазов районы выявлены на всей территории северо-запада России: в Карелии, на Кольском полуострове, Ленинградской, Псковской, Новгородской областях. Работы по перспективной оценке алмазоносности этих территорий проводит компания «АЛРОСА».