В начале прошлого века в 1905 году в Африке был найден самый крупный алмаз в мире. Его вес составил 3106,75 карата или 621 грамм. Кристал назвали в честь владельца рудника Куллинан и подарили английскому королю Эдуарду VII на день рождения.
В алмазе имелись трещины и из него нельзя было сделать один гигантский бриллиант. Чтобы правильно расколоть камень призвали самого лучшего гранильщика в Европе, который мог отшлифовать крохотный участок на поверхности камня, заглянуть внутрь и определить место единственного удара.
Мастер изучал Куллинан несколько месяцев, а потом сделал едва заметную царапину. Затем в присутствии знаменитых ювелиров он приставил к царапине стамеску, нанес удар и... потерял сознание. Несмотря на волнение, удар оказался точным: камень "раскрылся" на десять частей, одна из которых впоследствии стала крупнейшим бриллиантом в мире. Лишь в 90-х годах был получен еще один драгоценный камень, превосходящий его на 15 карат.
Это красивая история о красивом камне. Но, как известно, за красотой стоят вещи куда более прозаичные. Сегодня предлагаю узнать, как добывают алмазы в наше время. Давайте спустимся в шахту трубки "Интернациональная", откуда ежедневно поднимают два ведра алмазов...
Прежде чем начать рассказ о добыче, предлагаю разобраться в том как алмазы образуются и причем здесь дыра в земле:
3. 
Алмазы рождаются в подземных каналах, образованных на месте бывших вулканов. Эти образования называются кимберлитовые трубки, они похожи на морковь в земле. В них находится специальные породы (кимберлиты) в которых и образуются алмазы. Вулканы, послужившие началом образования трубок настолько древние, что уровень земли в то время был намного выше:
4. 
"Елочки" над трубками, это не сибирская тайга, а модели маленьких шахт, с помощью которых определяют размеры трубок:
5. 
Алмазы добывают открытым и шахтным способами. В первом случае капают огромный карьер. На макете, если присмотреться есть желтые точки. Это огромные Белазы, которые вывозят породу на поверхность. Рано или поздно, когда карьер достигает определенных размеров, добывать открытым способом становится затратно и тогда переходят к шахтному. В этом случае вокруг рудного тела роют шахты по типу винтовой лестницы:
6. 
Рудные тела могут выглядеть по-разному. Где-то есть один ствол, а где-то несколько:
7. 
Трубку искали в 1955 году в обстановке строгой секретности. Обнаружив ее, геологи отправили в Москву знаменитую телеграмму, которая и дала название месторождению:
8. 
Так выглядел Мирный в первые годы - просто палаточный лагерь. Прослеживаются две улицы: Московская, которую строили москвичи, и Ленинградская, которую строили жители Северной столицы. В 1956 году началась промышленная эксплуатация трубки. Открытые горные работы на ней завершились в 2001-м, и громадная воронка стала яркой достопримечательностью города. Сегодня карьер глубиной 525 метров и шириной 1200 метров виден даже из космоса:
9. 
Ленинградская улица в первые годы:
10. 
Жили геологи хоть и в палатках, но весьма обустроенных:
11. 
Я спускался в шахту трубки "Интернациональная". Модель рудника. Желтым закрашены участки которые уже выработаны, зеленым - те которые выработать предстоит. Добывают так: на нужном уровне прорывают в рудном теле несколько тоннелей с равными промежутками, словно тыкают вилкой в сосиску. Потом в пустоты заливают бетоном, чтобы порода не обрушилась. Затем операцию повторяют снова:
12. 
Перед тем как спуститься в шахту, надо прослушать технику безопасности. Показывают видео с инструкцией:
13. 
Примеры экипировки шахтера. У всех на шее висит "спасатель", если вдруг случится обрушение или какое-то ЧП, "спасатель" способен подавать кислород на шесть часов дыхания. Запрещается снимать и удаляться от него далее чем на три метра:
14. 
"Спасатели" выдают в ламповой. Тут же следят за тем сколько человек спустилось в шахту и сколько поднялось. Вместе со спасателем выдают фонарик и каску:
15. 
Все по строгим спискам:
16. 
Фонарик работает на одном заряде около суток:
17. 
Пока они лежат на стойке, аккумуляторы заряжаются:
18. 
"Зал ожидания" перед спуском. Лифт вверх-вниз ходит несколько раз в день по расписанию и вся смена собирается в зале, чтобы потом вместе спуститься:
19. 
Проход в шахту лифта. Дверь герметична, как на подводной лодке:
20. 
21. 
Спускаемся на глубину около километра:
22. 
Спуск занял минут пять - точно не засекал:
23. 
Один из "горизонтов" который подводит к руднику. На стене написано -560 метров, имеется в виду ниже уровня моря. Так как Мирный сам стоит на высоте 400 метров, то получается что под землю мы спустились почти на километр (960 метров):
24. 
Пульт управления лифтом:
25. 
Затем смена выходит на уровень и идет по тоннелю:
26. 
Проходим под ресничками как чемоданы в багажное отделение аэропорта:
27. 
На глубине километра под землей ходит маршрутка:
28. 
Похож на Хаммер:
29. 
Водитель:
30. 
За проезд передайте!
31. 
За пять минут доезжаем до рудника. Под сводом тоннеля вентиляционная труба. Дышится легко и свободно:
32. 
Возле рудника от остановки маршрутки вверх и вниз уходят ответвления к руднику:
33. 
Поднимаемся немного выше, где в данный момент проходит разработка:
34. 
Вот. Это кимберлит:
35. 
Чуть позднее сфотографировал кимберлит в музее:
36. 
Красные вкрапления - это пироп, верный спутник алмазов:
37. 
Кимберлитовое тело "грызется" специальным комбайном:
38. 
Шарошка и след от нее в породе:
39. 
40. 
41. 
Затем поднимается наверх:
42. 
За комбайном стоит бульдозер и подбирает руду:
43. 
Мотор Мерседес:
44. 
Руда сгружается в вагончики и доставляется на поверхность. Оттуда ее перевозят на горно-обогатительный комбинат:
45. 
Место ремонта техники. Это все тоже под землей и на том же уровне:
46. 
На выходе из шахты необходимо вымыть сапоги:
47. 
48. 
Мужики в ожидании "лифтера":
49. 
Я спросил: а что если найдешь алмаз в шахте? Ребята сказали, увидеть алмаз в породе практически невозможно (никто не припомнил таких случаев). Кроме того, это уголовное преступление и никто не решится на него пойти:
50. 
Поднявшись на поверхность, работники идут в ламповую, сдают фонарики, спасатели и переодеваются:
51. 
52. 
Столовая:
53. 
53. 
54. 
55. 
56. 
Что же происходит потом? Руду дробят, отделяя породу от алмазов (многоуровневая и сложная технология), после чего драгоценные камни сортируют по размерам и цвету:
57. 
Ценный чемоданчик с сортированными алмазами:
58. 
Ну и Алмазное Сердце России. По данным пробирной палаты при Минфине, в прошлом году в России было добыто около 38 миллионов карат, из которых на экспорт было отправлено 35,3 миллиона карат необработанных алмазов. Крупнейшими экспортерами российских алмазов являются Бельгия и Индия:
59. 
Где ныне располагается современный Гонконг. Это произошло в третьем веке до нашей эры. Спустя только 22 столетия драгоценный камень впервые был найден на территории России. Именно в 1829 году на Урале 14-летний подросток нашел алмаз. В историю этот крепостной вошел как Павел Попов. Находка произошла случайно, он всего лишь промывал грунт в поисках золота и обнаружил в своем лотке этот чудо-камень. Именно эта находка обеспечила парню вольную. Алмаз обладает весьма специфическими качествами, за что и ценится:
- кристально чистая структура камня;
- невероятная плотность и твердость;
- его большая редкость.
Все вышеперечисленные качества делают камень по-настоящему ценным и желанным. Сегодня мы поведаем вам о том, где добывают алмазы в России и как это происходит.
Кладезь драгоценностей
Михаил Ломоносов, всемирно известный российский ученый, еще в 18 веке утверждал, что на территории великой и необъятной России находятся залежи одного из прочнейших камней. Но это была всего лишь теория, которую все проигнорировали и не придали ей должного значения. В тридцатые годы ХХ века авторитетный якутский исследователь по имени Староватов Петр делал множественные заявления и обращения в крупные учреждения по поводу своих догадок, что в очерченной им территории есть залежи драгоценных камней. , что это просто выдумки. В 1992 году Староватова признали первооткрывателем месторождения алмазов.
После этих событий извлечение камней из недр земли происходило вручную, без должного снаряжения и необходимых приспособлений. Все, что брали с собой геологи, которые выходили на поиски, это:
- компас;
- кирка;
- омыватель;
- дневник для записей;
- рюкзак.
Не слишком подходящие инструменты для такого дела. Но это все, что у них было. Тем не менее, они достигали положительных результатов, благодаря богатым залежам этого камня. На косе «Соколиной» был найден первый кристаллик. Нужно подчеркнуть, что это было всего лишь рассыпное месторождение. В этом же месте обнаружили еще дюжину подобных кристаллов. Именно после этого была составлена зашифрованная телеграмма, которая имела название «Олень». В ней содержалось весьма своеобразное послание, которое сбивало с толку простого читателя: «В Якутии умер олень, мы нашли и второго, третьего, пятого десятого..., после чего началась эпидемия». Посвященные радовались этим словам.
«АЛРОСА» – это солиднейшая компания, поставляющая 90% всех имеющихся драгоценностей на современный российский рынок. Кстати, она является правоприемницей треста «Якуталмаз». На сегодняшний момент у АЛРОСА имеется несколько горно-обогатительных комбинатов. Собранное сырье поступает в специальный центр распределения, он был организован в 1990 году. Именно здесь камни проходят первичный этап обязательной обработки, оценку и взвешивание. После этих действий готовое сырье, отправляют на заводы по обработке и огранке в Москве или непосредственно в Якутии.
Процесс классификации является весьма непростым, но очень сбалансированным комплексом действий, который разделен на совершенно разные этапы. В этом месте сохраняется очень обширная коллекция добытых алмазов. Кроме того, здесь представлены самые крупные экземпляры, которые когда-либо были обнаружены людьми.
Обработкой руды занимается специальная фабрика №8, она принимает сырье из двух месторождений. Это трубки «Комсомольская» и «Айхал» . Именно первая является самой богатейшей, но с весьма скромными объемами. Нюрбинский блок, который расположен в соседнем районе – самый молодой из всех существующих. Именно на этой фабрике установлено лучшее оборудование. Непосредственно на севере существуют несколько рассыпных месторождений алмазов на стыках Олененского и Анабарского районов.
Непрекращающуюся работу продолжает и Удачнинская фабрика , под номером 12. Здесь установлена выдающаяся мельница самоизмельчения. Она имеет особую конфигурацию, за счет чего обладает некоторыми достоинствами. После того, как произошла рудо подготовка, все отобранные алмазы проходят обогатительный цикл. Это достаточно кропотливый и очень важный момент. Алмазы аккуратно помещаются на люминесцентные аппараты, после чего происходит их облучение рентгеновскими лучами. На долю секунды они вспыхивают. Благодаря этому действию, часть ненужной породы отсекается. Касательно более мелких алмазов, то к ним применяются гравитационные аппараты. Отсортировка маленьких драгоценных камней происходит благодаря адамасу, который легче воды в 3,5 раза или специальным жирам. Далее происходит огранка готового камня, сортировка, согласно цветовым палитрам и его оценка.
Теперь вы знаете, где добывают алмазы в России и как происходит их обработка.
Алмазы, которые добывают из кимберлитовых трубок являются результатом 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.
Сегодня мы с вами посмотрим как в нашей стране добывают то, что становится частью драгоценных украшений и является предметом желания любой женщины.
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., в 2012 г. - 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.
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.
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.
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.
Следующая стадия обогащения – грохот, названный так за шум, которым сопровождается работа. «Грохот» – это огромное вибрирующее сито с отверстиями разного размера, позволяющее сортировать сырье по разным фракциям. Разделение сырья по размерным группам необходимо, поскольку в дальнейшем каждая из них будет обогащаться по-разному.
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 , 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.
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.
Вопрос, как найти алмазы, скорее, не технический, а относится к проблеме везения. Да, в истории известно множество случаев, когда человек вытаскивал такой «счастливый билет» и находил целое месторождение драгоценного камня, но для этого надо иметь фантастическое везение. В то же время, чтобы не пропустить свой счастливый случай, следует немного знать о том, что такое необработанный алмаз. Свой шанс на удачу можно повысить и некоторыми активными действиями.
Существует миф, что алмазы разбросаны штучно практически по всей поверхности Земли, особенно в горных районах, и достаточно только решить простую задачу, как найти алмаз, который лежит под ногами. Но это только миф, на самом деле алмазы встречаются в природе очень редко по ряду объективных причин.
Особенности расположения алмазов
Алмаз – это минерал, представляющий собой разновидность чистого углерода, структура которого имеет очень плотную атомную упаковку. Такая уникальность строения обеспечивается воздействием экстремальных факторов: температура – 1100-1300ºС, давление – 30-50 кбар. В земных условиях такое воздействие в природной среде достигается только на глубине более 100 км в течение длительного срока.
Минерал образует кристалл в форме правильного октаэдра (шестигранника) с гладкими блестящими сторонами; в редких случаях – в виде куба. Главное физическое свойство – твердость, превосходящая твердость всех известных натуральных веществ. В то же время камень можно достаточно просто расколоть в направлении, параллельном кристаллическим граням.
Главная ювелирная характеристика алмаза – прозрачность; в этом случае его называют камнем «чистой воды». При этом качественный алмаз, погруженный в воду, будет совершенно незаметен. Желтый и серый цвет создает мутность кристалла, и такой самоцвет относится к камням «нечистой воды». Ценность алмаза повышают голубой и красный оттенки, а к наиболее редким относятся золотистые и пурпурно-красные экземпляры. Настоящий ювелирный бриллиант получается после огранки драгоценного камня.
Образование алмазов происходит на огромной глубине в течение миллионов лет, а затем они выносятся на поверхность или на уровне, близком к поверхности, за счет вулканических или тектонических процессов, а также при прорыве газовой струи. В зоне досягаемости для человека минерал оказывается в составе различных горных пород. Порой, содержание драгоценного вещества составляет менее 1 карата на тонну породы.
Алмазы могут находиться в следующих видах:
- Россыпь: распределенное на обширной территории скопление обломочного материала различного состава, в который вкраплены алмазные зерна разной величины. Такие россыпи появляются вследствие длительного разрушения основной (коренной) массы горной породы.
- Кимберлитовая трубка: коренная горная порода – кимберлит, которая представляет собой огромный вертикальный столб застывшей магматической породы, поднятой из глубины при вулканическом процессе или за счет прорыва газа. В такой трубке содержится значительное количество кристаллов алмаза разного размера. Кимберлит считается основным источником драгоценного минерала.
- Лампроитовые дайки или трубки: небольшие по объему скопления минералов (вертикального или горизонтального расположения) на основе кальция, алюминия и натрия, в которые в виде рассеянного компонента может входить алмаз.
- Эклогиты: горная порода на основе пироксена с содержанием омфацита и граната, а также кварца и рутила. В таких породах могут (в редких случаях) располагаться алмазные зерна.
- Базальты – горная порода магматического типа, которая (очень редко) может иметь алмазные вкрапления.
Принципы поиска алмазов
Чтобы попытаться решить вопрос, как найти алмазы, надо следовать определенному порядку: теоретическое определение района поиска; практическое очерчивание участка; идентификация минерала по основным признакам. Прежде всего, проводится теоретический анализ различных районов для определения наиболее перспективного для начала поиска. В этом отношении можно представить несколько рекомендаций. Алмазы могут проявиться только на территориях, относящихся к геологическим платформам: горизонтальное расположение пластов горных пород, спокойный рельеф; и никогда не присутствуют на складчатых земных поверхностях. При выборе района следует учитывать следующие реальные признаки: нашел ли кто-нибудь здесь хотя бы один алмаз; наличие алмазных приисков в прежние времена; нахождение такого признака, как минерал пироп (минерал класса гранатов); присутствие базальтовых выходов.
На следующем этапе решения вопроса, как найти алмазы, проводится практическая оценка района поиска с определением конкретного участка. С этой целью используются простые геологические, геофизические и геохимические методы поиска. При первичном анализе для сужения зоны работ находят основные сопроводительные признаки.
Шлиховое опробование
Первейшим и самым простым способом геологического анализа является способ шлихового опробования. Для реализации способа необходимы лоток, лопата и совок. Вначале выбирается примечательное место на берегу речки или широкого ручья – отлогий участок песчано-галечного типа. С помощью лопаты снимается верхний слой на глубину около 20 см. Затем совком почва насыпается в лоток и его погружают в воду для размягчения глинистых компонентов.
Методом колебательных и вращательных движений промывается лоток для избавления от легких веществ. В лотке остаются более тяжелые минералы, которые легко различимы в песочном остатке. Проводится визуальный анализ собранных камней, не следует сразу искать алмазы; необходимо выявить сопутствующие минералы, которых гораздо больше в количественном составе россыпи.
К таким минералам смело можно отнести пироп кроваво-красного цвета, ильменит смолянисто-черного цвета и пироксен изумрудно-зеленого цвета. Эти сопутствующие вещества легко откалываются от основной породы и разносятся водным потоком. Размер их может составлять от 1 до 5 мм. Однако следует учитывать, что вынос пиропа и ильменита от алмазного скопления может составлять до 10 км, а отдаление пироксена – до 2 км от кимберлита.
Отбор шлиховой пробы берется через каждые 800-1000 м, начиная с устья речки и направляясь к ее истоку. Если размер сопутствующих минералов стабильно увеличивается, то кимберлит можно найти с большой вероятностью. В случае когда минералы неожиданно прекращают свое проявление, выход кимберлита следует искать в промежутке между точками взятия пробы, но в стороне от русла речки.
Во многом аналогичен шлиховой пробе мелкообъемный способ. Он ведется с применением объемного шлихового лотка, а размер одной пробы составляет 2-3 м³ почвы. Такой способ позволяет заглубить уровень отбора шлихта. Чаще всего для промывания грунта используется система из двух сит: верхнее – с крупной ячейкой, нижнее – с мелкими отверстиями.
Геофизические методы
Основной геофизический способ поиска алмазов основан на том, что над алмазной трубкой возникает повышенная напряженность магнитного поля. Алмазные выходы находят с помощью магнитометров. Сама магнитная разведка осуществляется путем захвата наибольшего количества точек, в т.ч. желательно на максимальной высоте рельефа. Сложность способа повышается при определении возмущения магнитного поля на глубине – в этом случае для уточнения источника магнитной аномалии приходится копать шурф, который вполне может оказаться случайным. В заболоченных местах проблему создают молодые илистые образования, которые вызывают магнитные помехи.
Геохимический способ
Самый простой геохимический способ основан на том, что кимберлитовая порода содержит повышенное количество вкраплений никеля, хрома, кобальта, марганца и цинка (почти в 50 раз выше, чем в обычных осадочных породах).
При разрушении кимберлита его осколочные элементы распространяются на расстояние до 1 км, что и дает возможность взятия проб для химического анализа во многих местах. Такая проба берется в объеме около 100 г грунта; проводится исследование на выявление интересующих веществ.
Как добывают алмазы?
Алмазом принято считать наиболее твердый природный минерал из всех известных, молекулярно являющийся формой углерода. Среди драгоценных камней алмаз прочно занимает одно из самых главных мест, а ограненные алмазы, или бриллианты, считаются самыми главными драгоценностями. Как добывают алмазы?
Природа и месторождения алмазов
По своей природе алмаз является очень твердым диэлектриком, который обладает высокой износостойкостью и упругостью, а также способностью к люминесценции. Подавляющее число алмазов имеет желтый или коричневый цвет, но в природе также встречаются розовые, зеленые, синие и даже красные алмазы (в мире насчитывается порядка 10 таких алмазов). Алмазы применяют в изготовлении сверл и резцов, в ядерной промышленности, а также при производстве микроэлектроники для компьютеров и часов.
Прежде чем понять, как получают алмаз, нужно знать природу образования этих драгоценных камней. Современные ученые придерживаются мантийной теории происхождения алмазов, согласно которой углеродные атомы формируются в алмазную кристаллическую решетку под большим давлением под землей на глубине больше 200 км. Впоследствии такие алмазные породы выталкиваются вулканической магмой на поверхность земли в так называемых «трубках взрыва». Помимо этого, эти драгоценные камни встречаются в речных россыпях, поэтому в горной промышленности такие залежи алмазов принято считать вторичным типом алмазного месторождения.
Изначально алмазы добывались на протяжении многих столетий именно из россыпей в Индии в легендарных копях Голконды, но к XVIII веку индийские алмазные месторождения истощились. С 1725 года главной алмазодобывающей страной стала Бразилия, которая поставляла алмазные кристаллы высокого качества из разветвленной сети речных россыпей. Но через 150 лет добыча алмазов кардинально поменялась благодаря тому, что в 1867 году в Южной Африке в местечке Кимберли была найдена первая «трубка взрыва». Именно поэтому в дальнейшем месторождения алмазов стали называть кимберлитовыми трубками, а современная алмазодобывающая промышленность целиком и полностью построена на добыче алмазов из кимберлитовых и лампроитовых трубок.
Сейчас в мире насчитывается около 35 алмазодобывающих стран, среди которых лидирующими считаются Ботсвана, Россия, Канада, ЮАР. Ангола и Намибия. В России самыми богатыми считаются месторождения алмазов в Якутии, Архангельской области и Пермском крае.
Этапы добычи алмазов
Добыча алмазов считается очень затратным и сложным процессом, который первоначально требует больших финансовых вложений. Для того чтобы понять, как добывают алмазы, нужно рассмотреть все этапы организации добычи алмазов от начала до конца:
- Разведывательный этап. Не один год, а иногда и десятилетие уходит на то, чтобы сначала найти месторождение алмаза и добыть первый его экземпляр, подтверждающий залежи драгоценного камня именно на этой территории.
- Инфраструктурный этап. После подтверждения запасов алмазов, подготавливается площадка, на которой будет происходить разработка камня, закупается техника и все необходимое оборудование, создается жилая инфраструктура для людей, которые будут заниматься добычей и обработкой камня. Так, для подготовки площадки используют следующие способы:
- если кимберлитовая трубка залегает на дне океана, то последующая добыча алмазов будет совершаться при помощи специальных роботов, оснащенных электронным управлением, которые при извлечении горной породы сразу же находят драгоценные камни и упаковывают их в закрытые контейнеры;
- если кимберлитовая трубка находится глубоко под землей, то разработка алмазов ведется с использованием закрытых подземных рудников, что считается чрезвычайно опасным и сложным производством алмазов, которое требует еще больших вложений.
- Фабричный этап. Как только будет создана вся необходимая инфраструктура, начинается строительство обогатительной фабрики, где алмазы будут извлекаться из горной породы. Кроме этого, руководство занимается подбором персонала, который будет обслуживать все стадии алмазодобывающего процесса.
- Добывающий этап. Этот этап считается одновременно заключительным и начинающим, ведь именно на нем запускается все производство от добычи до обработки алмазов. Как добывают алмазы на этом этапе? Согласно распространенной технологии добычи и обработки алмазов, весь процесс состоит из следующих этапов:
- первичное размельчение руды до объемов 50-150 мм, просеивание и сортировка руды на алмазный кимберлит и сопутствующую породу (этот этап совершается на самом руднике с помощью специальных мобильных установок);
- вторичное размельчение руды до объемов 1-32 мм, просеивание, сортировка руды на 4 категории чистого алмазного кимберлита (1-4 мм, 4-8 мм, 8-16 мм, 16-32 мм) и отделение его от сопутствующих пород (этот этап совершается на фабрике);
- отправка в сортировочный цех, где с помощью специальной технологии происходит окончательный осмотр и отбор алмазов по диаметру, классу и весу.
- Как правило, после завершения процесса сортировки, извлеченные при помощи различных технологий, алмазы становятся предметом торговли.
Технологии добычи алмазов
- Как получают алмаз? Среди современных технологий отделения и сортировки алмазов особой популярностью пользуются следующие:
- Использование жировых установок. Жировые установки считаются довольно примитивными, так как при сортировке алмазов используются столы, покрытые слоем жира, на которые пускают алмазный кимберлит, смешанный с водой. В результате горная порода уносится вместе с водой, а алмазы, прилипшие к жировой поверхности, собираются вручную.
- Использование рентгеновских установок. Рентгеновские установки считаются более совершенными, так как при облучении руды алмазы начинают светиться голубым светом, что приводит в действие пневматический толкатель, автоматически отсекающий драгоценные камни.
- Использование электромагнитных установок. Так как алмаз практически не притягивается магнитами, а горная порода, в которой его находят, наоборот, имеет значительную степень магнитного излучения, то при помощи электромагнитных установок драгоценные камни легко отделяются от горной руды.
- Использование суспензионных установок. Этот способ применяют при извлечении драгоценных камней из алмазных россыпей путем помещения алмазосодержащей породы в жидкость с большой плотностью (ферросицилий). При этом тяжелые камни уходят на дно, а легкие остаются на поверхности и впоследствии проходят стадию обогащения.
- Использование установок с пенным флотатором. Этот способ используется в производстве алмазной пыли, когда горную алмазосодержащую породу перерабатывают в цехах с жерновами. Так как кимберлит имеет меньшую твердость, то полученную алмазную пыль извлекают при помощи установки с пенным флотатором.