Первые результаты изучения крупных алмазов из промышленных месторождений Якутии

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

В прошлом веке малопродуктивные кимберлиты с очень низким содержанием алмазов в тонне обработанной руды не представляли коммерческого интереса у крупных мировых компаний в силу низкой экономической рентабельности разработки таких рудопроявлений. Переломным моментом во взглядах на перспективность освоения подобных месторождений послужило обнаружение в низкоалмазоносных телах Карове (Ботсвана) и Летсенг (Лесото) крупных дорогостоящих кристаллов, и тогда в отработку были вовлечены объекты с невысоким содержанием алмазов в кимберлитах, но с повышенной долей крупных высокосортных кристаллов.

На сегодняшний день на территории Сибирской платформы в Якутской алмазоносной провинции (ЯАП) известно большое количество кимберлитовых трубок c низкой и убогой алмазоносностью, разработка которых экономически не оправдана. В то же время существуют примеры месторождений (трубки Зарница, Деймос, Комсомольская), где основной вклад в высокую среднюю стоимость алмазного сырья оказывают находки крупных кристаллов. Известно, что алмазы больших размеров встречаются редко. Особо крупные алмазы традиционно продаются поштучно на аукционах, где пользуются большим спросом в силу своей уникальности, а следовательно, имеют высокую стоимость.

За более чем пятидесятилетнюю историю акционерной компании “АЛРОСА” (ПАО) (до 1992 года ПНО “ЯКУТАЛМАЗ”) накоплен значительный объем информации о результатах изучения таких редких ценных кристаллов. Алмазам-гигантам хорошего качества, вес которых достигает 50 и более карат, часто присваивали собственные имена, связанные со значимыми событиями или именами выдающихся людей, тем самым выделяя их как “именные алмазы”. Необходимо отметить, что с 2005 г. было принято решение не присваивать “имена” таким алмазам, а указывать наименование факту извлечения алмаза.

В связи с особенностью образования крупных алмазов, мировое научное сообщество выделяет их в отдельную группу (Bowen, Ferraris et al., 2009; Moore, 2014), для таких алмазов принято применять аббревиатуру “CLIPPIR” (Cullinan-like, Large, Inclusion-Poor, Pure, Irregular, and Resorbed), что соответствует их основным характеристическим особенностям – “Подобный Куллинану, Крупный, Бедный на включения, Чистый, Неправильной формы и Растворенный”.

Изучение крупных алмазов достаточно проблематично, особенно разрушающими методами, вследствие их высокой стоимости и ограниченного доступа к ним. Исследованиям крупных алмазов посвящена небольшая серия публикаций (Evan et al., 2016; Smith et al., 2016; D’Haenens-Johansson et al., 2017), в которых предпринята попытка установить генезис таких кристаллов на основании исследования включений в них. Важное доказательство того, что крупные алмазы кристаллизовались из восстановительной металлической жидкой фазы, было найдено при определении включений затвердевшего Fe-Ni-C-S расплава, сопровождаемого тонким жидким слоем метана–водорода и иногда мэйджоритовым гранатом (Evan et al., 2016). В опубликованных данных часто сообщается о сверхглубинном происхождении алмазов-гигантов (Smith et al., 2016). Имеются сведения, что крупные алмазы из кимберлитов тр. Карове в основном не содержат азота и относятся к типу IIa по физической классификации (Вечерин и др, 1997), либо содержат азот в высокоагрегированной форме (тип IaB). Также ранее установлено, что среди крупных индивидов встречаются алмазы перидотитового и эклогитового парагенезисов, относящиеся к типу IIa (Moore, 2014). На представительной коллекции алмазов крупностью +10.8 карат показано, что доля алмазов типа IIa резко возрастает при рассмотрении только алмазов крупных классов (Evan et al., 2017).

В последние годы на примере изучения включений в алмазах из кимберлитов Карове было показано, что в основном это эклогитовые алмазы (53%). Алмазов перидотитового парагенезиса установлено несколько меньше (44%), и всего 2% алмазов обладают признаками сублитосферного происхождения. Индивидуальным отличием месторождения Карове можно считать наличие алмазов с включениями эклогитового мэйджоритового граната (Motsamai et al., 2018).

Изучение крупных алмазов позволяет решать научные задачи, связанные с определением их генезиса, а также прогнозировать качество алмазного сырья. Достаточно высокое их содержание в месторождении существенно повышает среднюю стоимость алмазного сырья, однако процесс обнаружения таких алмазов весьма сложный и дорогостоящий. Для того чтобы оценить кимберлитовое тело по критерию перспективности обнаружения крупных алмазов, требуется колоссальное вложение средств в разведочные работы. Такие алмазы в кимберлитовом теле присутствуют достаточно редко, поэтому спрогнозировать их наличие в изучаемой породе – сложная задача.

Чтобы сформировать статистически представительный результат исследований по изучению, морфологическим, структурным, физическим и минералого-геохимическим характеристикам крупных алмазов с привязкой к конкретному месторождению, в АК “АЛРОСА” (ПАО) в 2022 г. проведено раздельное обогащение руд основных отрабатываемых кимберлитовых трубок и песков россыпей Якутии. Данная работа направлена на детальное изучение извлеченных крупных алмазов весом более 10.8 карат. Целью работы является получение новых данных по характеристикам крупных алмазов Якутии для создания статистически значимой модели распределения и типоморфных особенностей алмазов в изученных месторождениях.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

В данной работе проведено исследование крупных алмазов из четырнадцати промышленных месторождений ЯАП. Коллекция общим весом 6657 карат состояла из 377 образцов алмазов ювелирного и околоювелирного качества весом более 10.8 карат каждый, отобранных из разрабатываемых АК “АЛРОСА” (ПАО) коренных и россыпных месторождений четырех алмазоносных районов Сибирской платформы (СП): Далдыно-Алакитского (ДААР), Мунского (МАР), Среднемархинского (СМАР) и Малоботуобинского (МБАР). Согласно классификации (ГОСТ Р 51519.1–99), используемой в АК “АЛРОСА” для сортировки алмазного сырья, класс крупности +10.8 карат – самый крупный весовой размер алмазов.

Образцы для исследования (фиг. 1) были извлечены при экспериментальном раздельном обогащении руд промышленных кимберлитовых трубок: Айхал в количестве 28 шт., Заря – 3 шт., Юбилейная – 42 шт., Зарница – 9 шт., Удачная – 32 шт., Заполярная – 10 шт., Деймос – 10 шт., Ботуобинская – 30 шт., Нюрбинская – 50 шт., Интернациональная – 50 шт. и россыпей: Нюрбинская (пески) – 20 шт., Водораздельные галечники – 11 шт., отложения р. Ирелях – 45 шт. Алмазы индустриальной серии (Boart) не вошли в коллекцию для изучения, отбирались только кристаллы ювелирного и околоювелирного качества.

Фиг. 1. Фотографии изученных алмазов (а, б) (цвет ФЛ) – тр. Интернациональная (№242); (в, г) (цвет ФЛ) – тр. Нюрбинская (№167); (д, е) (цвет ФЛ) – тр. Удачная (№79); (ж) – тр. Ботуобинская (№135); (з) – тр. Ботуобинская (№125).

Для анализа типоморфных характеристик алмазов и содержания крупных кристаллов в месторождении взяты результаты изучения алмазов из геологических проб коренных месторождений, при этом крупные алмазы были представлены классом +1.8 карат, достаточно представительным в количественном отношении.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение алмазов проводилось с применением методов микроскопии и спектроскопии. В рамках данной работы проведено исследование особенностей морфологии, оптико-спектроскопических свойств и качественных характеристик алмазов, а также фазового состава минеральных включений в них.

Минералогическое описание алмазов выполнено с помощью бинокуляра Leica Wild M420 и бинокулярного микроскопа Leica M205 с высокочувствительной цифровой видеокамерой Leica DFC495 под управлением лицензионного ПО “Leica Application Suite” (LAS) version 4.1.0 build 1264.

Изучение окраски алмазов проводилось в диапазоне волн 380–850 нм на спектрофотометре Shimadzu UV2550 (Япония) с широким диапазоном изменения спектральной щели – от 0.1 до 5 нм.

Для возбуждения фотолюминесценции при характеристике цвета свечения использован лазер АИЛ-3 с длиной волны 337 нм. Съемка спектров фотолюминесценции кристаллов алмазов выполнена с использованием возможностей КР-микроскопа InVia. Источник возбуждения лазер КР-микроскопа, λ 325 нм, мощность 20 мВт.

Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР-спектроскопия, Рамановская спектроскопия). Съемка спектров комбинационного рассеяния включений в алмазах выполнена на КР-микроскопе Renishaw InVia (Великобритания). Все спектры были сняты при комнатной температуре. Источник возбуждения – твердотельный лазер КР-микроскопа, λ = 532 нм, мощность – 100 мВт. Использовалась отражательная голографическая дифракционная решетка 1800 лин/мм, измеряемый спектральный диапазон при возбуждающем излучении 532 нм составлял 0 ÷ 1800 см^–1. Объектив 50× (Leica). Приемником излучения служила Пельтье-охлаждаемая CCD-матрица 1024 × 256, размер пикселя 26 мкм. Заявленное производителем спектральное разрешение, не ниже 0.5 см^–1 в видимом диапазоне (при использовании соответствующих комбинаций источников света, объективов и решеток), воспроизводимость не ниже 0.1 см^–1.

ИК-спектроскопические исследования (съемка инфракрасных спектров) алмазов проводились на ИК-Фурье-спектрометре Bruker VERTEX 70 в комплексе с ИК-микроскопом Hyperion 2000. Диапазон измерений 400–5500 см^-1. Была выполнена съемка интегральных (со всего объема кристалла) спектров. Нормирование спектров осуществлялось по поглощению в двухфононной области (Бокий и др, 1986; Zaitsev, 2001). По спектрам определялись концентрации С-, А-, В1-, В2-дефектов алмазов. Коэффициенты поглощения на частотах 1973 и 2500 см^–1 соответственно, α1973= 12.5 см^–1 и α2500 = 4.9 см^–1 были выбраны в качестве параметров внутреннего стандарта.

Идентификация минеральных включений проведена методом комбинационного рассеяния (Рамановская спектроскопия).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Большинство изученных алмазов относится к I разновидности по Ю.Л. Орлову (Орлов, 1973). Кристаллы алмаза октаэдрической формы были встречены во всех месторождениях, наибольшее количество отмечено в месторождениях МБАР (табл. 1, стр. 374–383). Алмазы переходной формы ряда октаэдр-ромбододекаэдр установлены в 13 из 14 месторождениях (фиг. 2а). Реже встречаются ламинарные ромбододекаэдры, округлые додекаэдроиды, кубы и комбинационные формы. Из других разновидностей по Ю.Л. Орлову были выявлены кубы III разновидности (тр. Заря), алмазы в оболочке IV разновидности (трубки Айхал, Ботуобинская и Нюрбинская) и поликристаллические сростки VIII разновидности (тр. Айхал, рос. р. Ирелях).

Фиг. 2. Основные характеристики изученных крупных алмазов из месторождений Якутии.

1 – тр. Айхал, 2 – тр. Заря, 3 – тр. Юбилейная, 4 – тр. Зарница, 5 – тр. Удачная, 6 – тр. Заполярная, 7 – тр. Деймос, 8 – тр. Новинка, 9 – тр. Ботуобинская, 10 – тр. Нюрбинская, 11 – рос. Нюрбинская-пески, 12 – тр. Интернациональная, 13 – рос. Водораздельные галечники, 14 – отложения р. Ирелях;

а – габитус: О октаэдр, O-D переходная форма ряда октаэдр-додекаэдр, R ламинарный ромбододекаэдр, D округ-лый додекаэдроид, C куб, COR комбинационная форма, III рв, IV рв, VIII рв – разновидности по Ю.Л. Орлову;

б – группы по цвету: Cl – бесцветные, Lt Yl – светло-желтые, Yl – желтые, Dk Yl – насыщенно-желтые, Lt Brn – светло-коричневые, Dk Brn – темно-коричневые, Gry – серые, Blk – черные, Ctd – алмазы в оболочке;

в – сортность: Gem – ювелирные алмазы; Near Gem – околоювелирные алмазы;

г – цвета фотолюминесценции: Bl – сине-голубой; Pnk – розово-сиреневый; Y-G – желто-зеленый; Vl – фиолетовый.

При визуальном изучении поверхности алмаза описаны различные виды скульптур (табл. 1, стр. 374–383). Особенно выделяется трубка Нюрбинская (92% алмазов со скульптурами). Чаще встречаются фигуры травления в виде треугольных впадин (максимальное количество в трубках Нюрбинская, Зарница и Интернациональная), а также “шрамы” – каналы травления различной протяженности и глубины. По количеству шрамов на поверхности доминируют алмазы трубки Айхал и Зарница. Отмечены также четырехугольные впадины (максимальное количество в тр. Айхал), каверны (тр. Заполярная), полосы пластической деформации (тр. Зарница), черепитчатая скульптура (тр. Зарница) и коррозия (рос. Новинка). Наибольшее количество алмазов без скульптур отмечено в тр. Ботуобинская.

Среди крупных алмазов встречаются кристаллы различной окраски: бесцветные, желтые и коричневые разной насыщенности, серые, черные (фиг. 2б). В большинстве месторождений преобладают алмазы желтого ряда, чаще слабонасыщенные. Особенно много таких алмазов в месторождениях МБАР. В трубках Айхал, Ботуобинская и Нюрбинская зафиксированы алмазы в оболочке (IV разновидность по классификации Ю.Л. Орлова) с насыщенным желто-зеленым цветом внешней зоны и более светлым ядром.

Большинство крупных алмазов содержат минеральные включения (91%). Наиболее распространены графит и различные сульфиды, содержащиеся в 83% изученных алмазов. В КР-спектрах включения графита имеют одну интенсивную полосу около 1580 см^-1 (G-полоса). В связи с тем, что нет методики расчета минерального состава сульфидных включений по данным КР-спектроскопии, в работе все сульфидные включения объединены в единую группу.

Остальные обнаруженные включения представлены как минералами перидотитовой ассоциации (оливин, хромит, малиновый пироп, энстатит), так и эклогитовой(оранжевый гранат, омфацит). В крупных алмазах нами были обнаружены включения, встречающиеся в алмазах довольно редко, – например флогопит. Флогопит в виде кристаллов октаэдрической формы был отмечен в алмазах трубок Юбилейная, Ботуобинская, Нюрбинская, Интернациональная и россыпи Водораздельные галечники. Октаэдрический габитус флогопита, предположительно, связан с наследованием формы минерала-хозяина. Известно, что частота встречаемости включений флогопита в алмазах сравнительно низкая (0.1%) (Соболев и др., 2009; Meyer, 1987). Вместе с тем флогопит является ведущим индикатором мантийного метасоматоза (O’Reilly, Griffin, 2013), что с учетом повышенной распространенности таковых в изученных нами алмазах (до 10% в некоторых месторождениях) (табл. 1) может свидетельствовать о ведущей роли летучих компонентов в образовании крупных алмазов и указывает на значительные отличия от алмазов “CLIPPIR”.

На стоимость алмазов влияют их размер, кристаллографическая форма, наличие дефектов в виде трещин и включений, прозрачность и цвет (ГОСТ Р 51519.1–99). Крупные алмазы ювелирного качества отмечены во всех месторождениях, наиболее высокая доля приходится на россыпные месторождения, что связано с естественной природной сортировкой (фиг. 2в).

В изученных алмазах преобладающими цветами фотолюминесценции являются сине-голубой и розово-сиреневый (фиг 1, фиг. 2г), причем среди алмазов Далдыно-Алакитского и Мунского районов доминируют кристаллы с сине-голубой фотолюминесценцией, а Малоботуобинского и Средне-Мархинского – с розово-сиреневой. Такое соотношение алмазов по цветам фотолюминесценции соответствует данным из большого массива мелких алмазов (База данных “RSEARCH – АЛМАЗЫ”) (Забелин и др., 2016) из геологических проб соответствующих месторождений, а также ранее опубликованным работам (Зинчук и др., 2001; Зинчук, Бардухинов, 2021, 2022_1–3). В большинстве месторождений были отмечены алмазы с желто-зеленой фотолюминесценцией, фиолетовой и единичный случай с желтой (тр. Ботуобинская), а также несветящиеся индивиды (максимальное количество – в трубках Ботуобинская и Айхал). Отмечены также алмазы с зональным свечением – комбинацией двух цветов фотолюминесценции в разных зонах, однако такие образцы присутствуют не во всех изученных месторождениях.

Изучение фотолюминесцентной спектроскопии крупных алмазов показало, что в спектрах свечения 357 кристаллов (94%) присутствует полоса N3 (415 нм), в 241 алмазах (64%) она доминирует, определяя розово-сиреневый, синий (голубой) цвет свечения (табл. 1, стр. 374–383). Полосы Н3 (503 нм) зарегистрированы в спектрах люминесценции у 70 алмазов (19%) и 12% алмазов, она доминируют в спектрах. Кристаллов с бесструктурной полосой люминесценции с максимумом 640 нм 127 кристаллов (34%).

В таблице (табл. 1, стр. 374–383) представлены результаты определения общего содержания азота (суммарное содержание азота в А и В1 формах), концентрация азота в А-форме, В1-форме, B% (агрегация азота), интенсивность поглощения B2-центра, положение полосы B2-центра, интенсивность поглощения на линии 3107 см^-1 (H-центр).

В целом содержание общего азота в крупных алмазах находится в широком диапазоне и варьирует от 0 до 1142 at. ppm (фиг. 3, табл. 1). Преобладают кристаллы со средней концентрацией структурного азота 400–950 at. ppm и агрегацией 20–40%. При этом в выборках из месторождений ДААР, СМАР и МАР обнаружено 19 безазотных алмазов (N_tot менее 25 at. ppm), представленные ламинарными ромбододекаэдрами, переходными формами и кубическим габитусом I разновидности по Орлову Ю.Л. (Орлов, 1973).

Фиг. 3. Распределение значений концентрации суммарного азота (N_tot) и степени агрегации азота (%В) в крупных алмазах из промышленных месторождений Якутии. Значения нанесены на диаграмму Тейлора (Taylor, 1990). Месторождения сгруппированы по трем диаграммам с учетом вариации примеси азота (от узкой до широкой).

На диаграмме распределения алмазов по концентрации суммарного азота (N_tot) и степени агрегации (B%) (фиг. 3) месторождения ДААР образуют обширное облако точек, что может указывать на формирование таких алмазов в результате нескольких этапов алмазообразования. Как видно из фиг. 4, содержание крупных алмазов в месторождении коррелирует с уровнем агрегации алмазов, зависящим от особенностей роста или постростовых изменений алмаза. В то же время крупные алмазы из СМАР и МБАР на диаграмме (фиг. 3) достаточно плотно сгруппированы, в частности данные по алмазам из тр. Интернациональная практически одинаковые, что свидетельствует о единых температурно-временных параметрах и мантийных условиях образования алмаза. Таким образом, можно предположить, что наиболее продуктивными на крупные алмазы являются те месторождения, в которых большинство алмазов принадлежат одной популяции – среднеазотным низкоагрегированным алмазам (температуры формирования алмаза ~1100^оС).

Фиг. 4. Корреляционные зависимости основных характеристик алмазов.

Месторождения: см. фиг. 2.

Примечание: округлые додекаэдры, %; алмазоносность, кар/т; содержание алмазов класса +1.8 карат в алмазном сырье, %; средняя цена алмазов, $/кар (данные ЦСА, 2022 г.); N_tot средний, at.ppm – усредненное содержание азота в алмазах; средняя агрегация, % – усредненная агрегация примеси азота.

Отличительной особенностью изученных алмазов является очень низкая интенсивность или полное отсутствие линии 3107 cм^–1 в ИК-спектрах, которую обычно связывают c примесью водорода, в виде дефекта VN₃H (Goss et al., 2014). В наших исследованиях только для 11 кристаллов зафиксированы коэффициенты поглощения более 2 см^–1, при этом установлено, что в одном кристалле интенсивность полосы 3107 см^–1 достигала 4.9 см^–1. Новые исследования водородсодержащих центров современными методами SIMS (масс-спектрометрия вторичных ионов) показали, что только часть водорода находится в оптически-активной форме и может быть определена спектральными методами (Каминский и др., 2020). В то же время в работах (Хачатрян и др., 2008; Fritsch, Hainschwang et al., 2007; Хачатрян, Анашкина, 2021) концентрацию водородсодержащих дефектов, определенную методом ИК-спектроскопии, связывают с механизмами роста и мантийными условиями алмазообразования. Экспериментально установлено, что при определенных условиях образование алмаза происходит в результате реакции диссоциации метана. Побочным продуктом данного процесса является водород (Sokol et al., 2017; Kolesnikov et al., 2009), который может входить в структуру алмаза, что с учетом наших данных о низком содержании водорода в крупных алмазах, свидетельствует о неблагоприятном факторе наличия повышенных концентраций водорода при алмазообразовании крупных индивидов. На этом основании можно сделать вывод о том, что повышенные значения концентрации водорода в алмазах не только отрицательно сказываются на общей алмазоносности месторождения, но и в целом контролируют снижение содержания крупных алмазов.

Согласно морфологическому критерию алмазоносности, сформулированному В.И. Коптилем (Зинчук, Коптиль и др., 2001), если доля кривогранных додекаэдроидов превышает 18–20%, кимберлитовое тело можно отнести к категории низкоалмазоносных. Помимо этого, в литературе описана корреляция между распределением азота и водорода в алмазах и алмазоносностью месторождения (Хачатрян, Анашкина, 2021). С одной стороны, указанные зависимости могут иметь место для части Якутских месторождений, с другой стороны – для месторождений, имеющих широкие вариации концентрации азота (несколько генераций алмазов, разделенных по времени и температуре), применять усредненные значения, по нашему мнению, не совсем корректно.

В нашей работе предпринята попытка на основании изучения крупных алмазов сопоставить различные типоморфные характеристики алмазов в месторождении с содержанием крупных кристаллов. Необходимо отметить, что усредненные данные по азоту приведены для выборок алмазов с агрегацией примеси ниже 30%, так как проведенное исследование крупных алмазов показало доминирование низкоагрегированных алмазов. На фиг. 4 отображены результаты изучения алмазов из геологических проб коренных месторождений (База данных “RSEARCH – АЛМАЗЫ”) с представительным количеством изученных алмазов всех классов крупности по трубкам: тр. Айхал – 806 шт., тр. Заря – 3440 шт., тр. Юбилейная – 3105 шт., тр. Зарница – 4089 шт., тр. Удачная – 6299 шт., тр. Заполярная (2664 шт.), тр. Деймос (181 шт.), тр. Новинка (3235 шт.), тр. Ботуобинская (1504 шт.), тр. Нюрбинская – 6050 шт., тр. Интернациональная – 3141 шт. (Забелин, Ковальчук и др., 2016). Все значения представлены в условных единицах. На фиг. 4 трубки расположены в порядке увеличения доли округлых алмазов. Установлено, что содержание алмазов в этих трубках обратно пропорционально количеству округлых додекаэдроидов.

Наряду с морфологией алмаза на фиг. 4 вынесены усредненные данные по общему содержанию азота и его агрегации (База данных “RSEARCH – АЛМАЗЫ”), а также содержание крупных алмазов класса +1.8 карат, достаточно представительного в количественном отношении. Как видно из рисунка, с ростом содержания азота в алмазах увеличивается доля крупных алмазов в месторождении. Напротив, по агрегации азота в алмазах, как показателю постростовой истории, отмечена отрицательная зависимость с содержанием крупных алмазов.

На примере месторождений Мунского района (трубки Деймос, Заполярная и Новинка) отчетливо наблюдается обратная зависимость между концентрацией азота и алмазоносностью в связи с тем, что именно в этих кимберлитовых телах значительно выше доля округлых алмазов, отражающая степень воздействия на алмазы процессов растворения и, соответственно, специфичные условия эволюции алмазов данных месторождений. В этом ключе месторождения Деймос, Заполярная и Новинка представляют особый интерес, так как при низкой суммарной алмазоносности в них часто находят крупные и особо крупные (более 50 карат) алмазы.

Статистические результаты по содержанию крупных алмазов (+1.8 карат) показывают, что для высокоалмазоносных месторождений Интернациональная, Ботуобинская, Нюрбинская и Айхал наблюдается обратная корреляция между количеством округлых алмазов и долей крупных, содержанием и ценой алмазного сырья (фиг. 4). Напротив, для остальных рассматриваемых месторождений с повышенной долей додекаэдроидов прослеживается почти прямая зависимость. Это можно объяснить тем, что процентное содержание округлых додекаэдров, которые являются формой растворения (Сонин, Жимулев, 2002), показывает степень влияния процессов растворения в месторождении – чем больше их количество, тем интенсивнее происходили процессы и тем меньше алмазного сырья наблюдается в трубке. Так как растворению без остатка в первую очередь подвергаются мелкие алмазы, то меняется распределение кристаллов по классам крупности в пробе, вследствие чего закономерно возрастает доля крупных алмазов по отношению к остальным классам крупности. Средняя цена алмазов по месторождениям зависит от многих факторов – форма кристаллов, наличие дефектов, цветовые характеристики. Однако распределение по крупности – самый важный фактор, влияющий на стоимость алмазного сырья. На фиг. 4 прослеживается прямая зависимость средней цены алмазов от количества крупных кристаллов в изучаемых месторождениях. Несколько искажают картину показатели трубок Ботуобинская и Юбилейная вследствие высокого качества и стоимости алмазов крупных классов, резко повышающих среднюю цену алмазного сырья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые проведено изучение представительного количества алмазов массой более 10.8 карат из промышленных месторождений Якутии, извлеченных в процессе раздельного обогащения руды каждой изучаемой кимберлитовой трубки.

На основании полученных данных можно прогнозировать наличие крупных алмазов при предварительной оценке месторождений. Так, по нашему мнению, сочетание определенным образом морфологических и оптико-спектроскопических параметров алмазов из геологических коллекций может указывать на вероятность обнаружения крупных индивидов.

Определены типоморфные особенности изученных алмазов для тел с различным содержанием крупных алмазов и качеством алмазного сырья. Среди алмазов геологических коллекций установлено широкое распространение октаэдров для кимберлитовых тел с высокой долей крупных алмазов; с понижением содержания крупных алмазов в кимберлитах растет доля переходных форм и округлых додекаэдров. Для большинства кимберлитовых трубок, где доля среднеазотных (500–800 ppm) низкоагрегированных (до 30%) кристаллов повышена (более 50%) в сочетании с пониженным содержанием примеси водорода (H_ср до 1.5 см^–1) и округлых додекаэдров (менее 20%), можно ожидать наличие крупных алмазов. Наряду с этим для кимберлитов с высоким содержанием округлых алмазов (более 20%) и повышенным усредненным значением азота (для группы низкоагрегированных алмазов) также существует вероятность обнаружения крупных кристаллов, что, по нашему мнению, связано с процессами природного растворения мелких кристаллов. В таких месторождениях возрастает количество алмазов крупных классов в добытой партии и, соответственно, средней цены за карат алмазного сырья. Именно поэтому добыча алмазного сырья из месторождений с низкой (убогой) алмазоносностью (тр. Зарница, Деймос) рентабельна за счет повышенной доли алмазов крупных классов.

В дальнейших работах по этому направлению необходимо провести ревизию известных кимберлитовых тел ЯАП на наличие крупных и особо крупных алмазов по данным геологических коллекций.

Проведенное исследование показало аномальную распространенность включений флогопита в крупных алмазах (до 10% в некоторых месторождениях), что может косвенно свидетельствовать об их образовании в процессах мантийного метасоматоза при активном участии летучих компонентов.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают глубокую признательность коллективу лаборатории комплексного изучения алмазов Вилюйской ГРЭ за помощь в проведении исследований. Особую благодарность выражаем за предоставленную информационную поддержку и организационно-сопроводительную работу коллективу Центра сортировки алмазов в лице директора С.С. Лаврентьева и главным геологам Горно-обогатительных комбинатов В.Г. Мухоплеву, И.А. Зайцеву и А.С. Коноплеву.

Таблица 1. Основные характеристики образцов крупных алмазов из промышленных месторождений Якутии