Геология неметаллов

Производство, добыча алмазов

Мировая добыча всех алмазов, используемых в промышленности в 1957 г., достигла 20 800 тыс. карат, самой высокой цифры по сравнению с предыдущими годами. На долю месторождений Конго, которые являются главными источниками алмазов на протяжении более 25 лет, из этого количества приходится 15100 тыс, карат, или 72% мировой добычи. Остальную часть мировой добычи практически полностью составляет добыча алмазов на других африканских месторождениях, главным образом месторождениях Ганы и Южно-Африканской Республики. На месторождения, расположенные за пределами африканского континента, главным образом на бразильские, приходится около 1 % общей мировой добычи алмазов

Промышленность США является самым крупным потребителем технических алмазов. В 1957 г. в США было импортировано около 12 млн. карат алмазов на сумму почти 50 млн. долл., причем стоимость алмазов за один карат составила 4,17 долл., а за 1 фунт—10 тыс. долл. Ввиду того что алмазы представляют собой стратегическое сырье, а США полностью зависят от иностранных месторождений, правительство расширяет государственные запасы алмазов.

Месторождения Конго

Всемирно известные ювелирные алмазы связаны с изверженными породами и встречаются в широко известных ким- берлитовых «трубках» в Южной Африке, однако технические алмазы в основном добываются из осадочных отложений в районе, расположенном примерно в 1500 милях севернее этих трубок, в южной части Конго ( 10.1, Л) (Colonna, Fisher, 1947; Veatch, 1935). Этот алмазоносный район представляет собой плато, занимающее южное крыло огромного водосборного бассейна Конго. Плато имеет слабый наклон к северу и спускается от высоты 3000 футов у границы Конго с Анголой до 1700 футов у северной границы алмазоносного района. Оно частично изрезано серией параллельных рек, текущих в северном направлении и впадающих в реку Касаи. На севере описываемого района река Касаи поворачивает к западу и впадает в реку Конго. Река Касаи — главный приток реки Конго ( 10.1, Б).

Район месторождений расположен всего в нескольких градусах южнее экватора и характеризуется теплым влажным климатом. Долины заросли глухими лесными массивами с густым подлеском, а пологие водоразделы покрыты лугами с редкими низкими деревьями. В противоположность тропическим лесным зарослям с дождливым климатом центральных районов Конго, расположенных к северу, климат описываемого района вполне благоприятен для европейских жителей.

В геологическом строении этого алмазоносного района участвуют четыре главные толщи пород (сверху вниз):

4. Поверхностные пески и галечники. В долинах рек распространены плейстоценовые и современные террасовые и долинные галечниковые отложения, из которых добываются алмазы. В некоторых местах водораздельные участки сложены мощной толщей горизонтально лежащих песков и галечников олигоценового возраста.

3. Серия Верхний Карру (триас); по Витчу (Veatch, 1935)— пласты Лубилаш. Эта толща представлена главным образом мягкими красноцветными песчаниками мощностью 1500—2000 футов. Среди песчаников, особенно в нижней части толщи, встречаются линзы и невыдержанные пласты крупнообломочных алмазоносных конгломератов. Отложения серии Карру представляют собой эоловые поверхностные и речные песчаные осадки сухого климата. Они. имеют очень слабое региональное падение к северу по направлению к центральной части бассейна Конго и представляют собой материнский материал большей части более молодых отложений песка и гравия.

2. Протерозойские отложения. Эти отложения разделяются на различные толщи, которым даны местные наименования. Протерозойские породы представлены неизмененными или слабометаморфизованными осадочными отложениями, среди которых встречаются известняки, доломиты, глинистые сланцы и красноцветные полевошпатовые песчаники. В них не встречается никаких ископаемых организмов, кроме водорослей.

1. Комплекс кристаллических пород фундамента (ранний докембрий).

Отложения серии Карру выполняют современный бассейн Конго, но это не древний бассейн осадконакопления, а одна из структур, образовавшихся значительно позднее. Согласно Витчу (Veatch, 1935, стр. 158—164), поверхность докембрий- ских пород, на которой происходило накопление осадков серии Карру, имела пологий наклон в юго-восточном направлении от приподнятых участков, расположенных далее к северо-западу от района месторождений. Поэтому триасовые реки текли в ином направлении, чем современные, а именно в поперечном или почти в обратном. Относительные превышения поверхности докембрийских пород составляли тогда по меньшей мере 600 футов.

Триасовые реки протекали по вполне зрелым долинам, в которых происходило накопление крупнообломочных, неотсортированных алмазоносных гравийных осадков. На южном склоне водосборного бассейна Конго современные реки местами размывают эту тонкую кромку отложений серии Карру и переоткладывают их вновь в виде русловых осадков. Таким образом, современные аллювиальные россыпные месторождения алмазов произошли за счет алмазоносных триасовых конгломератов, однако первоначальный источник триасовых алмазов остается неизвестным. Витч (Veatch, 1935, стр. 164) предполагает, что первоначальным источником алмазов, вероятно, являются в основном «докем- брийские породы, залегающие севернее и западнее современных месторождений». Как будет показано ниже, имеются данные о том, что такие первичные источники алмазов, возможно, расположены в пределах самого алмазоносного района и, по- видимому, они по возрасту значительно моложе докембрия.

Наибольшее практическое значение имеют два алмазоносных участка (фиг, 10,1,5)., Западный участок, известный под названием Касаи — Лунда, представлен россыпными месторождениями, расположенными в низинах и на террасах притоков реки Касаи, которые впадают в нее в среднем течении. Алмазоносный участок Касаи — Лунда расположен частично на территории республики Конго, а частично на территории Анголы. На этой площади в несколько тысяч квадратных миль разбросано около 30—35 рудников. Более половины всех добываемых алмазов в районе Касаи — Лунда представлено ювелирными разновидностями, но они небольшие по размеру и не самого лучшего качества. Второй алмазоносный участок, имеющий большое практическое значение, расположен в 200 милях восточнее первого. Он известен как концессия Бесека.

Этот участок расположен на реке Бушимае, а в центре его находится поселок Бакванга. Большая часть дробленого борта импортируется в США именно с этого месторождения, которое представляет собой вообще главнейший источник алмазов, используемых в промышленности капиталистических стран. Поэтому йиже приводится более детальное описание этого месторождения.

Месторождение Бакванга

Рудничный поселок Бакванга построен на выположенной стрелке, называемой Диселе, которая расположена между рекой Бушимае и ее притоком Канши ( 10.2). Поселок расположен на высоте 300 футов от уровня реки Бушимае. В долинах обеих рек встречаются аллювиальные россыпи алмазов, разработка которых началась в 1921 г. (Colonna, Fisher, 1947; De Magnee, 1949; Murdock, 1955).

Вскоре после 1921 г.. обнаружили алмазные россыпи на склонах долин рек, которые также стали разрабатывать. Склоны долин сложены базальными гравийными отложениями серии Карру, перемешанными с угловатыми обломками кремня и известняка, происшедшими из коренных протерозойских известняков. Эти залежи месторождения Бакванга, очевидно, представляют собой часть русла реки триасового возраста, которая размывала подстилающие известняки и закарстовы- вала их. Гравийные осадки с брекчиями обрушения, сложенными обломками известняка и кремня, накапливались в депрессиях и карстовых воронках среди известняков. В результате образовывались алмазоносные брекчированные породы, представленные смешанными переотложенными и остаточными отложениями. Считают, что эти отложения исключительно богаты алмазами.

В 1946 г. на стрелке Диселе были заложены глубокие разведочные шурфы с целью установления границ распространения алмазоносных брекчий. Неожиданно некоторые шурфы вскрыли породы, похожие на «желтую землю» кимберлитовых алмазоносных полей в Южной Африке. «Желтая земля» представляет собой сильно выветрелую и разложенную разновидность кимберлитов, близких к перидотитам и характерных для интрузивных некков или «трубок». Обычно кимберлито- йые породы сильно брекчированы, й они описывались как «инъекционные брекчии ультрабазитов» (Wilson, 1948, стр. 329). Кимберлитовые породы в районе Бакванга, как было установлено, содержат угловатые обломки известняков и доломитов, обломки кристаллических сланцев и прочно сцементированных песчаников (вероятно, происшедших из протерозойских отложений, которые залегают ниже известняков и обломков гранитов. Кроме того, были найдены обломки »клогита — пироксеново-гранатовой адроды, типичной для кимберлитов из месторождений Южной Африки. В этих породах обычно присутствуют также в больших количествах минералы тяжелой фракции, особенно алмаза, черный ильменит и красный гранат. На основании результатов, получрцных при электропрофилировании в районе Бакванга по всем залежам кимберлитовых пород, геофизик де Манье (De Magnee, 1949) пришел к выводу о том, что эти породы выполняют истинную кимберлитовую «трубку», подобную «трубкам» классических алмазных месторождений Южной Африки. Однако по возрасту она значительно древнее последних.

В результате дальнейшей детальной разведки месторождения компанией «Бесека» было вскрыто еще четыре такие залежи кимберлита, которые расположены на одной линии, протягивающейся к западу от трубки в районе поселка Бакванга. Эти залежи кимберлита перекрываются мягкими песчаниками серии Карру мощностью почти до 60 футов, которые 8аходят на стрелку Диселе с западной стороны ( 10.2).

Хотя эти брекчироранные породы имеют явное сходство с кимберлитами, они все же, по-видимому, не являются истинными кимберлитами, как предполагалось сначала. Согласно сообщению Мердока (Murdock, 195,5), такие залежи, вероятно, приурочены к карстовым провалам и широким глубоким воронкам в подстилающих известняках, а местами они даже переслаиваются с базальными песчаниками серии Карру. Очевидно, эти залежи кимберлитоподобных пород представляют собой просто расширенные участки осадочных отложений (переотложенных кимберлитов), которые отличаются от обычных осадочных пород наличием несомненных признаке» кимберлитовых интрузий. Если картина палеогеографии вр& мени отложения осадков серии Карру, нарисованная Витче», верна, то предполагаемые кимберлитовые трубки должны находиться преимущественно северо-западнее этого месторождения, в тех местах, откуда текли реки триасового возраста (Veatch, 1935). В середине 1955 г. в районе месторождения Бакванга была произведена аэромагнитная съемка, с помощью которой пытались выяснить природу этих кимберлитовых залежей.

Добыча технических алмазов на месторождении Бакванга в 1948 г. составила 5300 тыс. карат, а в 1957 г. — 14 млн. карат. Столь резкое увеличение добычи обусловлено двумя причинами. Одна из них заключается в открытии кимберлитовых брекчий на стрелке Диселе, которые оказались очень богатыми алмазами со средним содержанием извлекаемых алмазов 8—9 карат на кубометр породы. Вторая причина заключается в повсеместной механизации горных работ. Для удаления вскрыши и переработки алмазоносных пород стали применяться экскаваторы, механические лопаты, скреперы и тракторные скреперы. Почти все эти машины приводятся в действие электричеством, которое дает новая гидроэлектростанция, расположенная на реке Лубилаш примерно в 15 милях северо-восточнее поселка Бакванга. К 1954 г. было удалено почти 94% вскрышных пород и переработано 80% залежей алмазоносных брекчий.

Суммарная добыча алмазов на месторождении Бакванга к концу 1953 г. достигла более 150 млн. карат, или около 30 т алмазов. Свыше 95% этого количества приходится на долю технических алмазов. Запасы месторождения, по данным 1955 г., оцениваются в 300 млн. карат (Murdock, 1955). Они были подсчитаны тремя компаниями, разрабатывающими месторождения Касаи — Лунда и Бакванга, на основании данных трехгодичных геологических исследований в бассейне реки Касаи выше места впадения в нее реки Санкуру ( 10.1, Б).

Добытые алмазоносные породы сначала промываются в карьерах. Обогащенное таким образом сырье собирается в запломбированные стальные баки емкостью 1 .и3 и отправляется на центральную обогатительную фабрику, располо^ женную около поселка Бакванга. На этой фабрике сырьё фракционируют в тяжелых средах (см. стр. 151), причем ц качестве тяжелой среды" используется эмульсия ферросилиций с плотностью 2,9. Полученный концентрат тяжелых минералов41 подвергается магнитной сепарации. Немагнитная фракция распределяется на восковых столах, с которых алмаз отбирается уже вручную. Алмазы прилипают к воску, тогда как другие минералы не прилипают к нему и смываются водой