Группа формаций алмазоносных россыпей — К данной

Группа формаций алмазоносных россыпей • - К данной группе относятся следующие россыпные формации: элювиальные, делювиальные, пролювиальные, аллювиальные, озерные, морские, подземных карстовых пещер, ледниковые и эоловые. Из них наибольшее промышленное значение имеют элювиальные и аллювиальные.

Элювиальные и элювиально-делювиальные россыпи Элювиальные россыпи представлены двумя субформациями: россыпей на кимберлитах (рассмотрены ранее в связи с их большим практическим значением) и россыпей на древних промежуточных коллекторах. Последние представлены плашеобразными рудными телами, залегающими на древних (докембрийских) конгломератах или других более молодых промежуточных коллекторах алмазов. Например, уральские россыпные алмазы нередко залегают над такатинскими гравелитами. Россыпи на докембрийских конгломератах разрабатываются в Кот-Дивуаре, ЮАР, Индии. Содержание алмазов в них довольно высокое и достигает 2, 3 кар/м 3. Элювиально-делювиальные россыпи представлены вторичными кимберлитовыми брекчиями. Они образуются в результате цементации обломков кимберлитов под влиянием вторичных экзогенных процессов (ожелезнение, карбонатизация и т. д. ). Эти образования обычно выполняют карстовые углубления в карбонатных толщах. Наиболее крупные месторождения известны в Заире. Здесь мощность алмазоносной толщи достигает 80 м, содержание алмазов – до 10, 5 кар/м 3.

Формации делювиальных и пролювиальных россыпей • Формация делювиальных россыпей имеет большое промышленное значение. Среди отложений этой формации выделено две субформации: а) россыпей, генетически связанных с кимберлитами и лампроитами, и б) россыпей, связанных с промежуточными коллекторами. • Россыпи данной формации распространены в ЮАР, Заире, Танзании, Зимбабве. Содержание алмазов достигает 9 кар/м 3. • Формация пролювиальных россыпей распространена преимущественно в аридных районах (Заир). Содержание алмазов достигает 1, 2 кар/м 3. • Россыпи подземных карстовых пещер разведаны в России, Заире и ЮАР. В них алмазоносные рыхлые сильно глинистые отложения консервируются в карстовых воронках и пещерах. Формирование этих отложений происходило благодаря деятельности подземных карстовых потоков и карстовых озер. Диаметр наиболее крупных карстовых форм достигает 60 м, высота – 15 м.

Аллювиальные россыпи • • Аллювиальные россыпи очень широко распространены и присутствуют во всех алмазоносных провинциях. Однако промышленное значение их разное – от очень бедных россыпей (0, 05 и менее кар/м 3) до весьма богатых (до 1 кар/м 3). Запасы также различны. Зонами концентрации алмазов являются галечники и гравийники русловой фации. Типы концентрации – приплотиковые, реже – надплотиковые и даже косовые. Распределение алмазов в русловых отложениях чаще струйчатое, причем струи ориентированы по течению потока. Размеры струй составляют десятки метров, ширина – несколько метров. Кроме того, алмазы концентрируются в линзах, прослоях, гнездах, часто в углублениях плотика. Содержание и средняя крупность алмазов довольно быстро снижаются с удалением от источника питания. В среднем при удалении на каждые 2 -4 км содержание уменьшается в 10 раз. Существует прямая зависимость концентрации алмазов от выхода валунов и крупной гальки, обратная зависимость – с мощностью аллювия. Для аллювиальных россыпей характерно преобладание ювелирных разностей алмазов, доля которых нередко превышает 75%. В гранулометрическом спектре аллювиальных алмазов преобладает класс 8 -4 или 4 -2 мм.

Гранулометрический состав алмазов россыпи р. Верхний Биллях, % Классы, мм 8 -4 Доля, % 10, 7 4 -2 2 -1 1 -0, 5 48, 1 37, 2 4, 0

Морские россыпи • • Среди морских россыпей различают три формации: 1) дельтовые, 2) прибрежно-морские и 3) шельфовые. Дельтовые россыпи характерны для коротких полугорных речек, размывающих в верховьях кимберлитовые или лампроитовые тела. Встречаются сравнительно редко и характерны для Атлантического побережья Африки. Прибрежно-морские россыпи наиболее типичны также для Атлантического побережья Африки. Классическим примером является прибрежно-морская россыпь ЮАР и Намибии, расположенная вдоль побережья южнее устья р. Оранжевой. Ее протяженность достигает 2 тыс. км. При среднем содержании алмазов в этой россыпи около 2 кар/м 3 среднее содержание на отдельных участках достигает первых сотен кар/м 3. Наиболее богатые прослои мощностью от 0, 2 до 0, 9 м содержат алмазы в количестве 100 -300 кар/м 3, причем доля ювелирных сортов достигает 95%. Шельфовые россыпи известны и эксплуатируются в Намибии на глубинах от 60 до 120 м. Среднее содержание алмазов составляет 1, 4 кар/м 3, средняя их масса 0, 5 карата, практически все они ювелирного качества. Наиболее богатые линзы находятся в ложбинах и других неровностях морского дна. Они пополняются после каждого шторма.

Ледниковые и эоловые россыпи • Ледниковые россыпи известны в Бразилии. Они представлены флювиогляциальными конгломератами кембрийского возраста. Кроме того, они приурочены к кембрийским и пермским тиллитам. Мощность алмазоносных толщ не велика – не более 2 м, содержание алмазов – до 0, 5 кар/м 3. • Эоловые россыпи открыты в Намибии. Они представлены остаточными алмазоносными отложениями, в которых концентрация алмазов резко возросла за счет деятельности ветра. При сильных потоках ветра, дующего длительное время в постоянном направлении мощность отложений уменьшается, а алмазы концентрируются в маломощном горизонте. Мощность алмазоносных пластов достигает 7, 5 м, содержание алмазов – до 60 кар/м 3. Условием для образования эоловых россыпей является аридный климат.

Б) Непромышленные формации алмазов Формация алмазоносных импактитов Данная формация представляет собой проявления алмазов в импактитах и территориально приурочена к крупным астроблемам. Импактные алмазы образуются в момент удара метеорита о земную поверхность за счет мгновенного повышения давления и температуры. В данной формации алмазы представлены тремя морфологическими типами: 1) «сланцеватыми» , 2) «янтарными» и 3) «сахаровидными» . «Сланцеватые» алмазы являются параморфозами по графиту. Они полупрозрачны или непрозрачны, имеют матовый блеск, перламутровый отлив. Окраска зерен желто-бурая, серая, зеленоватожелтая. Частицы алмаза сильно деформированы, имеют полосы скольжения на поверхности. Облик зерен сланцеватый. Твердость этих зерен часто выше, чем у кимберлитовых алмазов. В кристаллической решетке обязательно присутствует примесь гексагональной модификации углерода – лонсдейлита, а также графита. «Янтарные» зерна имеют коричневый или черный цвет, неправильную форму. Они образуются в результате замещения прослоек угля в толще песчаника. «Сахаровидные» зерна алмаза отличаются белой окраской, микроагрегатным строением и имеют пониженную плотность (до 3, 3 г/см 3).

Практическое значение импактных алмазов • Все импактные алмазы относятся к техническим сортам. Причиной прежде всего являются небольшие размеры зерен. Обычно они не превышают 0, 5 мм, основная масса – от 0, 1 до 0, 3 мм. • Спутниками импактных алмазов являются другие импактные минералы – коэсит, стишовит, муассанит. • Единственное в России разведанное месторождение импактных алмазов находится на Таймыре, в районе Попигайского кратера. С ним же генетически связана и аллювиальная россыпь. Месторождение до сих пор не разрабатывается из-за низкой конъюнктуры на технические алмазы, высокой конкуренцией со стороны искусственных алмазов и труднодоступностью района. • На Урале значительное количество импактных алмазов найдено сотрудниками Пермского университета в бассейне р. Яйвы.

Формация алмазоносных гнейсов Данная формация является единственной формацией корового происхождения. Представлена Кумдыкольским месторождением технических алмазов (Казахстан). Кроме того, алмазы в гнейсах обнаружены недавно в Германии. Алмазоносность в пределах Кумдыкольского месторождения приуроена к гранат -биотитовым и биотитовым гнейсам, а также к микрогнейсам и эклогитам метаморфического комплекса Кокчетавского срединного массива. В рудных телах интенсивно развиты процессы метасоматоза, под влиянием которых за счет эклогитов образовались породы гранат-пироксенового состава, а за счет карбонатных пород – пироксен-карбонатного. Основные концентрации алмазов установлены в приразломных зонах. Формирование здесь рудных тел происходило при умеренных температурах и давлениях. Источником углерода предположительно являлся углеродсодержащий мантийный флюид. Возраст месторождения – раннерифейский. Алмазы представлены мельчайшими частичками размером обычно 10 -50 мкм, редко до 250 мкм. Это кристаллики в форме кубов и октаэдров, скелетные и сфероидальные образования, сростки. Цвет зеленовато-серый, грязно-серый. Часть зерен алмазов находится в качестве включений в других минералах – цирконе, рутиле, пироксенах, гранатах. Содержания очень высокие – в 1 кг рудного тела находится до нескольких тысяч кристалликов алмаза. Месторождение не разрабатывается по тем же причинам.

Применение алмазов • Алмазы используют в ювелирном деле (ювелирные сорта) и технике. Основные области применения технических алмазов: • Металлообработка (изготовление фильеров для получения тонкой проволоки, алмазные резцы, сверла, наконечники, метчики на станках, профилометры), • Приборостроение (твердометры, счетчики, детали), • Бурение (буровые коронки). • Радиотехника (подложки для полупроводниковых схем, полупроводники, головки в видеомагнитофонах). • Машиностроение (подшипники длительного фнкционирования), • Медицинская промышленность (алмазные скальпели), • Шлифовальное дело (алмазный порошок, алмазные круги), • Ювелирное дело (алмазные пасты, порошки)

Потребление технических алмазов в США (%) • • Машиностроение – 27 Горное дело – 18 Строительство – 17 Шлифовальное дело – 16 Производство керамики – 13 Транспортное оборудование – 6 Прочие направления - 3

Экономика • Мировое производство алмазов превышает 350 млн карат, из них свыше 100 млн карат составляет добыча природных камней и более 250 млн карат – производство синтетических алмазов. • По добыче природных камней страны мира располагаются в следующем порядке (данные 1994 г. ): - Австралия – 43, 8 млн карат Общая стоимость добытых алма- Заир - 17, 0 зов составила 5, 5 млрд долл. , - Ботсвана - 15, 5 искусственных – 0, 5 млрд $. - Россия - 11, 5 Средняя цена 1 карата природ- ЮАР - 10, 9 ных алмазов – 50 $, синтетиче- Намибия - 1, 7 ских – 2 $. - Ангола 1, 4 Всего алмазы добывают 25 стран. - Китай 1, 0 В США добыча не ведется.

Добыча технических и производство синтетических алмазов • В 1990 г. технических алмазов было добыто (в млн карат): - Австралия – 17, 3; Заир – 15, 3; СССР – 7, 5; Ботсвана – 5, 2; ЮАР – 4, 9; Китай – 0, 8. Главными производителями искусственных алмазов в мире являются компании «Де Бирс» и «Дженерал электрик» . Почти все эти алмазы относятся к техническим сортам. В небольшом количестве выращены и ювелирные алмазы, их себестоимость намного выше, чем природных. В 1991 г. были значительно расширены мощности по производству синтетических алмазов в США, Ирландии, ЮАР и Швеции. Они также производятся в Японии и России. Потребление синтетических алмазов в мире возросло с 60 -х годов прошлого века более, чем в 300 раз. Этому способствовало постоянное совершенствование технологии производства и снижение цен на них.

Экономика (продолжение) • • По стоимости добытых алмазов страны мира располагаются в следующем порядке (млрд $): Россия – 1, 6; Ботсвана – 1, 4; ЮАР – 0, 55; Австралия – 0, 32; Заир – 0, 22. Отсюда следует, что стоимость добытых алмазов определяется долей ювелирных сортов, технические (пример – Австралия) существенного влияния на мировой рынок не оказывают. Так, высококачественные алмазы массой более 1 карата добываются в основном в пяти странах: Ботсване – 27, 8% всего их количества, Россия – 23, 1%, ЮАР – 20, 8%, Намибия – 11, 6%, Ангола – 4, 6%, остальные страны – около 12%. К настоящему времени в мире выявлено более 1000 кимберлитовых и лампроитовых тел. Из них алмазоносных лишь около 200, т. е. каждая пятая. Промышленная алмазоносность доказана всего в нескольких десятках трубок. Сейчас в мире разрабатываются 25 кимберлитовых и 2 лампроитовые трубки. Мировая добыча алмазов складывается из вклада менее 10 трубок. Так, из трубки Аргайл (Австралия) в 1994 г. было добыто 42, 8 млн карат. В России более 6 млн карат добывается из трубки Удачная. Вся добыча алмазов Ботсваны (15, 5 млн кар) обеспечивается разработкой всего трех трубок. В ЮАР большую часть добываемых алмазов поставляют две трубки – Финш и Премьер (6, 6 млн кар).

Ретроспектива алмазного рынка • Динамика мировой добычи алмазов особенно резко активизировалась на рубеже XIX и XX веков в связи с открытием кимберлитов в Южной Африке: Год 1870 1920 1970 1990 2000 Добыча, млн кар 0, 3 3, 0 42 98 120 Увеличение добычи сопровождалось изменением соотношения между добычей алмазов из россыпных и коренных месторождений: в 1960 г. россыпи поставляли более 80% алмазов, в 1990 г. – 25%. Стоимость алмазов на мировом рынке на протяжении последних десятилетий неуклонно возрастала. Наиболее сильно возросла цена на ювелирные алмазы в 70 -х годах XX века. Так, цена 1 кар бриллиантов высшего сорта в 1976 г. равнялась 7 тыс. $, а уже в 1980 г. – 63 тыс. $. Затем она несколько снизилась.

Спрос на ювелирные алмазы • До начала 80 -х годов XX века ювелирные сорта алмазов составляли 20 -30% общей их добычи. В 1983 г. решением международного картеля (Де Бирс) в ювелирную группы были включены т. н. полуювелирные камни и эта доля поднялась до 55%. • Стоимость ювелирных камней в 10 раз выше, чем полуювелирных, а последних – в 10 раз выше, чем технических. • Сейчас в мире ежегодно продается 50 -60 ювелирных изделий с бриллиантами. Их суммарная стоимость равна более 7 млрд $. • Путь алмаза от извлечения из породы на обогатительной фабрике до продажи в виде ювелирного изделия в среднем составляет 2, 5 года. • Для того, чтобы получить бриллиант массой 1 карат в среднем приходится перерабатывать 100 тыс. т алмазоносной породы.

Современный рынок • В настоящее время (2006 г. ) мировым лидером по добыче алмазов является Африканский континент (53% мировой добычи): • Ботсвана – 34, 3 млн карат, 93 доллара, карат • ЮАР - 14, 9 « « 91 « « • Ангола - 9, 2 « « 123 « « • Намибия - 2, 4 « « 375 « « • Зимбабве - 1, 0 « « 32 « « • Всего добывают алмазы 13 стран. • Однако среди стран единоличным лидером по добыче алмазов в мире является Россия – 38, 6 млн карат в 2006 г. • Самыми дорогими являются алмазы, добываемые в Лесото – 743 доллара за карат.

Современный рынок • В настоящее время разведочные и горнодобычные работы на территории Африки ведутся большим количеством многонациональных компаний (так, в Анголе их около 20). • В 2006 г. На разведку новых алмазных месторождений в Африке было потрачено 900 млн долларов. • Добыча алмазов в России: • 2003 г. – 33, 0 млн карат 2009 г. - 34, 8 млн карат • 2004 г. - 38, 9 « « 2010 г. - 34, 9 « « • 2005 г. - 38, 0 « « 2011 г. - 35, 1 « « • 2006 г. - 38, 4 « « Средняя стоимость алмазов составила • 2007 г. - 38, 3 « « в 2011 г 76 долларов за карат. • 2008 г. - 36, 9 « « • Таким образом, Россия пока остается мировым лидером по добыче алмазов, но в 2010 г. уступила лидерство по их стоимости.

Мировой рынок • Добыча алмазов по странам мира в 2010 г. : • 1) Россия – 34, 9 млн карат • 2) Ботсвана - 22, 0 « « • 3) ДР Конго - 20, 2 « « • 4) ЮАР - 13, 7 « « • 5) Канада - 11, 8 « « • 6) Австралия - 10, 0 « « • 7) Зимбабве - 8, 4 « « • 8) Ангола - 8, 4 « « Эти 8 стран добывают около 84% общемировой добычи алмазов.

Мировой рынок • В 2005 -2006 гг. мировая добыча алмазов достигла рекордного уровня – около 200 млн карат. Затем она постоянно снижалась и в 2010 г. составила 133 млн карат. Характерно, падение добычи алмазов происходит во всех алмазодобывающих странах. • Причиной является выработка легкодоступных богатых месторождений и масштабный переход на менее производительный и более затратный подземный способ добычи.

Благородный корунд • Общая характеристика • Корунд – Al 2 O 3, сингония тригональная, твердость 2 060 кг/мм 2, спайность отсутствует, но имеется отдельность по базопинакоиду, блеск стеклянный сильный, плотность 3, 95 -4, 1 г/см 3. Характерные элементы-примеси: Fe, Ti, Cr, Mn, Ca и др. К ювелирным сортам относят рубин и сапфир. К техническим сортам относят мелкие кристаллы, трещиноватые, дефектные и с включениями камни. • К рубинам относят прозрачные кристаллы от светло-красной до малиновой окраски с разными оттенками. В основном кораска обусловлена примесью хрома в количестве от 0, 1 до 4%. Примесь Fe 3+ придает рубину пурпурный и бурый оттенки, U 3+ фиолетовый. • К сапфирам относят все ювелирные сорта корунда, кроме красных. Их окраска обусловлена обычно Fe и Ti. Примесь V вызывает дихроичность.

Разности сапфиров • • • Собственно сапфир – синий, голубой разных оттенков Лейкосапфир – белый Розовый сапфир Восточный изумруд – зеленый Восточный аметист – фиолетовый Восточный топаз – желтый Восточный хризолит – желто-зеленый Восточный аквамарин – зеленовато-голубой Восточный гиацинт – желто-оранжевый Александритоподобный сапфир – дихроичный (зеленый при естественном свете и красно-фиолетовый – при искусственном) • Астрерикс – разности с астеризмом (внутренний эффект яркой 6 -лучевой звезды)

Основные формации № Формация Характеристика камня Месторождения 1 Сапфироносных пегматитов Пластинчатые, призматические и бочонковидные синие и зеленые кристаллы сапфира Ильменские горы, Канада, Шри Ланка, Бирма 2 Сапфироносных плагиоклазитов в мраморах Кристаллы сапфира разной окраски и рубина размером до 3 см Сумджам (Индия) 3 Корундовых плагиклазитов в ультрамафитах Масса кристаллов сапфира и рубина до 1 кар (5 см) Танзания (бас. р. Умбы), Индия, США (Корундом. Хилл, Кулсаги), ЮАР, Россия (Макар-Рузь, Рай-Из) 4 Рубина в магнезиальных скарнах Призматические и бочонковидные рубины массой до 15 кар Ньяма (Могокский район), Пакистан, Афганистан, Таиланд 5 Сапфира в силикатных скарнах Кристаллы сапфира размером до 1 см Канди (Шри-Ланка) 6 Сафироносных щелочных лампрофиров Кристаллы сапфира массой до 4 карат Його-Галч (США) 7 Элювиальных россыпей То же Його-Галч 8 All и Del россыпей Сапфир массой до 25 карат Кампучия, Таиланд,

Особенности формаций • • • Формация сапфироносных пегматитов имеет небольшое промышленное значение в связи с небольшими запасами и трудностью разработки. Генетически связана с сиенитами и миаскитами. Последние сопровождаются пегматитовыми жилами мощностью от 0, 5 до 5 м, протяженностью от первых десятков до первых сотен метров. Кристаллы сапфира в пегматитах являются акцессорными минералами. Формация сапфироносных плагиоклазитов в мраморах, наоборот, имеет большое промышленное значение. Рудные тела имеют форму жил и линз длиной до 10 м и мощностью до 1 м. Кристаллы сапфира возникли гидротермальным путем в результате контактовометасоматического замещения (реакция десиликации гранитоидных пегматитов). Например, в месторождении Сумджам сапфир находится в полевошпатовых зонах даек, пронизывающих доломитовые мраморы. Полевошпатовые зоны сопровождаются тремолитовой оболочкой. Формация корундовых плагиклазитов в ультрамафитах – месторождения имеют зональное строение: плагиоклазиты последовательно оторочены зонами слюд, хлорита, актинолита и талька. Благородный корунд приурочены к зоне слюдитов. Вмещающие ультрамафиты представлены мелкими телами, пронизывающими гнейс-амфиболитовую толщу.

Особенности формаций (продолжение) • • • Формация рубина в магнезиальных скарнах – месторождения образуются в мраморах вблизи прослоев гнейсов, амфиболитов, даек кислых и основных изверженных пород. Форма рудных тел жило- и гнездообразная. Месторождения Могокского района Бирмы являются наиболее известными в мире. Рубиноносные зоны здесь имеют значительную протяженность и развиты на контакте доломит-кальцитовых мраморов с дайками гранитов и телами гранитных пегматитов. В мраморах наблюдаются прослои гнейсов. Общая площадь рубиноносного района Бирмы составляет около 400 км 2. Формация сапфира в силикатных скарнах – имеет небольшое промышленное значение. Рудные тела имеют гнездообразную форму, приурочены к эндоскарновой зоне сиенитов. Скарны имеют флогопитскаполит-плагиоклазовый минеральный состав. Формация сапфироносных щелочных лампрофиров – также не имеет большого значения, но является важным источником питания россыпей. Месторождение Його-Галч приурочено дайкам лампрофиров, распространенных на площади 8 км 2. С поверхности лампрофиры выветрелы на глубину до нескольких метров, что облегчает их разработку. Сапфир (ювелирный и технический) в лампрофирах является акцессорным минералом.

Геологические ситуации

Россыпи сапфира • • • Формация элювиальных россыпей – месторождения генетически связаны с сапфироносными щелочными лампрофирами и имеет большое промышленное значение. Разработка ведется только в месторождении Його-Галч. Благодаря слабой химической устойчивости лампрофиров концентрация сапфира в элювии значительно возрастает, запасы в месторождении значительны, а их разработка рентабельна. Формация аллювиальных и аллювиально-делювиальных россыпей – месторождения генетически связаны с сапфироносными базальтами и имеют большое промышленное значение. Исходные базальты отличаются повышенной щелочностью и глиноземистостью. Сапфир в них является акцессорием и отличается характерным «оплавленным» обликом, разнообразием окраски (синяя, зеленая, желтая, иногда зональная). Он мог образоваться в базальтах в процессе ассимиляции базальтовой магмой высокглиноземистых кристаллических сланцев. В образованных россыпях мощность пласта достигает нескольких метров. В россыпи Пайлин (Кампучия) кристаллы сапфира находятся в оторочке из вулканического стекла. Сопутствующими минералами являются гранаты, плеонаст, циркон. В россыпи Бо-Кео встречается много ювелирного циркона, содержание которого выше, чем сапфира.

Благородный корунд (применение) • Ювелирный рубин и сапфир используют в ювелирных изделиях. • Технические сорта используют в шлифовальном деле в качестве дешевого шлифовального порошка. Значительная часть идет в виде добавок к бетону при изготовлении лестничных ступеней, что придает им высокую износостойкость. Некоторые сорта применяют при изготовлении фильер для волочения проволоки. • Синтетический рубин высшего сорта применяется для изготовления лазеров, в точных приборах и часах. Искусственный корунд очень ценится в виде подложек микроэлементных схем, в термоустойчивых конструктивных материалах.

Экономика • Промышленная добыча благородного корунда в больших масштабах ведется в Ньяме, Шри-Ланке, Индии, Австралии, Таиланде, Танзании, Мадагаскаре, Кении. • Длительное время центрами его добычи были Индия и соседние страны, затем страны Африки. Например, в 60 -70 -х годах ХХ века за 10 лет в Индии было добыто около 1, 5 т высококачественного сапфира. С середины 70 -х гг. мировое лидерство перешло к Австралии, на которую в настоящее время приходится более 80% мировой добычи сапфиров. Здесь в 1972 г. было добыто 1, 7 т ювелирных сортов сапфира. Рубин добывается в меньшем количестве, преимущественно в Ньяме. • Главные центры производства синтетического рубина и сапфира – Швейцария, Франция, ФРГ, США, Великобритания. • Стоимость 1 карата рубина от 200 до 10 тыс. $, синего сапфира – от 100 до 2 тыс. $, других цветов – от 20 до 600 $. Выше всего ценится небесно-голубой сапфир из штатов Джалипы и Кашмира (Индия).

Благородный берилл • Берилл – формула Be 3 Al 2 [Si 6 O 18]. Cингония гексагональная, блеск стеклянный слабый, спайность несовершенная по призме, твердость около 1800 кг/мм 2. Плотность 2, 6 -2, 9 г/см 3. • Отличается значительной изоморфной емкостью. Основные примеси: Fe, Cr, V, Mg, Na, Li, Cs, Rb, Cu. Характерно также присутствие цеолитной воды в количестве 1 -2% (максимально до 3%). Она удаляется только при нагревании до 900 -1200 град. С без нарушения строения кристаллической решетки. • Весьма кислотостойкий, тугоплавкий (температура плавления свыше 2000 град. С).

Разности благородного берилла Название Окраска Примеси Особенности Изумруд Ярко-зеленая Cr (0, 15 -0, 6%), V (до 3%), Fe Fe придает желтый или голубой оттенок. Обычны включения флогопита, талька, рутила Аквамарин Голубая, голубоватозеленая, синяя Fe 3+ На солнце бледнеет. При прокаливании приобретает красивую небесно-голубую окраску Максисберилл Индигово-синяя Fe 3+, Na, K, Cu На окраску сильно влияют дефекты решетки Биксбит Земляничнокрасная Fe 3+ - Гелиодор Золотистожелтая Fe 3+ Обладает астеризмом. При нагреве до 400 о. С окраска исчезает Воробьевит Розовая Mn, Li, Cs Оттенки вишневый, краснобурый, фиолетовый. На солнце бледнеет Ростерит Бледно-розовая Na, Li, Cs Иногда бесцветный Обыкновен- Желтая, Fe -

Основные формации № Формация Характеристика камня Месторождения 1 Редкометальных пегматитов Аквамарин, гелиодор, воробьевит, реже изумруд Украина, США (Вайт, Ст. Плантация, Пала-Чиф), Норвегия (Эйдсволл), Бразилия (Оуру. Прету, Говернадор)) 2 Мусковит-редкометал. пегмат. Берилл извлекается попутно с мусковитом США (Стоунхем), Мадагаскар, Зимбабве, Россия 3 Изумрудоносных железисто-магнезиальных слюдитов Изумруд размером 3 -5 см Россия (Изумрудные Копи), Родезия (Новелло-Клаймс), Пакистан (Сват), Зимбабве, ЮАР, Индия 4 Грейзеновая Аквамарин, гелиодор, размер 2 -20 см; топаз 5 Изумрудоносных черных глинистых сланцев и карб. пород Изумруд до 3 см 6 Элювиальных и el-del россыпей 7 Аллювиальных россыпей Колумбия (Музо, Коскуэс, Чивор), Бразилия (Баия), Афганистан (Панджшер) Мадагаскар, Украина, Бразилия Аквамарин 110, 5 кг, изумруд Зимбабве, Бразилия, Австралия, Колумбия

Основные особенности формаций • Формация редкометальных пегматитов. Месторождения приурочены к т. н. камерным пегматитам, т. е. пегматитам с полостями (камерами, миаролами, занорышами). В них присутствуют аквамарин, гелиодор, воробьевит и очень редко изумруд. Месторождения комплексные: основные полезные ископаемые – морион, топаз, раухтопаз, а также разности благородного берилла, реже – турмалин, сподумен, редкие металлы. Пегматитовые тела имеют форму жил, линз, трубок, иногда изометричны. Для них типично зональное строение с кварцевым ядром (рис. ). Полости с топазом и бериллом соседствуют с кварцевым ядром. Вмещающими породами обычно являются граниты (месторождение Вайт, США), гнейсы и амфиболиты (Оуру-Прету, Бразилия), кристаллические сланцы (Пала-Чиф, США; Говернадор, Бразилия). При наличии в месторождении изумруда вмещающие породы представлены мафитами и ультрамафитами (Ст. Плантация, США; Эйдсволл, Норвегия).

Геологическая ситуация

Описание формаций (продолжение) • • Формация мусковит-редкометальных пегматитов. Во многих отношениях аналогична предыдущей, но отличается от нее отсутствием полостей (безполостные пегматиты). В месторождениях данной формации кристаллы благородного берилла извлекают попутно с мусковитом. Форма и строение пегматитовых тел такие же – жилы и линзы с кварцевым ядром, зональное строение. Вмещающие породы – кристаллические сланцы, гнейсы, граниты. Примером является группа месторождений Мадагаскара (рис. ). Формация изумрудоносных железисто-магнезиальных слюдитов. Имеет большое промышленное значение как важнейший источник изумруда. Месторождения представлены контактовыми зонами на границе ультрамафитов и гранитоидов. Рудоносные слюдиты являются продуктом метасоматоза и приурочены в основном к эндоконтактовой зоне, т. е. формируются за счет замещения гранитоидов. Однако и ультрамафиты сильно преобразуются в процессе метасоматоза за счет серпентинизации и оталькования. Форма рудных тел – жилы мощностью от 0, 2 до 10 м и протяженностью в сотни метров. Слюды представлены флогопитом и биотитом. Кристаллы изумруда в слюдитах образуются одновременно со слюдами в результате реакции обмена: хром поступал из ультрамафитов, бериллий – из гранитоидов (рис. – Новелло. Клаймс). Изумруд присутствует не только в слюдитах, но и во вмещающих кристаллических сланцах. Обычно кристаллы имеют правильную призматическую форму, реже – искаженную уплощенную. Распределение драгоценного камня в рудных телах неравномерное, что необходимо учитывать при разведке (Изумрудные Копи).

Основные формации (продолжение) • • Грейзеновая формация. Имеет небольшое промышленное значение как источник ювелирных сортов благородного берилла. Рудоносные грейзены образуются на контакте лейкократовых гранит-порфиров и аплитовидных гранитов, содержат мусковит, топаз, кварц. Форма рудных тел сложная: четко-видная, линзообразная, жильная. Протяженность – до нескольких сотен метров. Полезными компонентами в грейзенах являются аквамарин, гелиодор, зеленый берилл размером до 20 см. Кристаллы ювелирных сортов приурочены к стенкам мелких полостей и гнезд в грейзенах. Вместе с бериллами встречаются и голубые топазы. Формация изумрудоносных черных глинистых сланцев и карбонатных пород. Имеет большое промышленное значение. Форма рудных тел – жилы мощностью до 0, 2 м и протяженностью до 60 м. Кристаллы изумруда размером до 3 см нарастают на стенки полостей в виде друз вместе с баритом, альбитом, гетитом, кварцем и кальци-том. Источником хрома являлись вмещающие породы и тела ультрамафитов. Характерно, что рудоносные черные углистые сланцы обогащены карбонатами, а карбонатные породы – углистым веществом. К данной формации относятся широко известные в мире месторождения Колумбии, Бразилии и Афганистана.

Геологические разрезы и карты

Россыпные формации • • Формация элювиальных и элювиально-делювильных россыпей. Имеет небольшое значение. Месторождения разрабатываются совместно с коренными породами на начальном этапе их эксплуатации. Элювиальные россыпи благородного берилла известны на Мадагаскаре, Украине и приурочены к пегматитам. Элювиальноделювиальные россыпи с аквамариноми другими самоцветами разрабатываются в Бразилии, они связаны с черносланцевой формацией. Формация аллювиальных россыпей. Имеет существенное значение как источник некоторых видов благородного берилла. Преобладают террасовые и долинные россыпи. Берилл концентрируется в песчаногравийных и галечных отложениях в виде отдельных галек. Россыпи изумруда известны в Зимбабве, Бразилии и Австралии. Недавно открыты россыпи с мелкими кристаллами изумруда уникального качества в Колумбии. Россыпи с аквамарином известны в Бразилии. Так, из россыпи р. Марамбайи был добыт кристалл аквамарина массой 110, 5 кг. Высококачественные кристаллы аквамарина, гелиодора и зеленого берилла добываются из россыпи р. Жекитиньонья.

Применение • Благородный берилл в основном используют в ювелирном деле. Обычный размер товарного продукта – 2 -5 см в длину и 1 -1, 5 см в поперечнике. К камням высшего качества относят густозеленые разности изумруда размером более 2 см. • Находки уникальных по размеру кристаллов благородного берилла крайне редки. В 1956 г. в месторождении Сомерсет (ЮАР) добыт кристалл берилла массой 4, 5 кг размером 35 х14 см. В минералогическом музее им. Ферсмана экспонируется прозрачный кристалл изумруда густо-зеленого цвета размером 6, 5 х12 см и массой 2, 2 кг ( «Кочубеевский изумруд» ). В Колумбии был добыт изумруд массой около 1, 5 кг. • Технические сорта берилла применяют в лазерах, но только после активации парамагнитными примесями. Минимальные размеры кристаллов берилла, применяемых в технике, составляют 2 х2 х2 мм.

Экономика • Добыча изумруда ведется в 10 странах мира: Колумбии, России, Украине, Замбии, ЮАР, Пакистане, Индии, Бразилии, Танзании и Австралии. • Лидерство на мировом рынке долгое время принадлежало Колумбии (до 80% и более мировой добычи). Так, в 1973 г. в Колумбии было добыто ювелирных изумрудов более 8 кг. Со второй половины 70 -х годов прошлого века большой популярностью стали пользоваться африканские камни (особенно из Замбии – месторождения Мику, а также из Зимбабве и ЮАР). Например, в ЮАР в 1976 г. было добыто 487 кг берилла. Из других стран следует отметить активную разработку месторождения Сват в Пакистане (по 2 кг ежегодно). • Огранка камней ведется в Индии, ФРГ, Великобритании, Израиле. Бельгии. • Розничные цены на ограненные камни высшего качества составляют: изумруд – от 250 до 7 тыс. $ за карат, аквамарин – 20 -300 $.

Топаз • • Общая характеристика. Формула Al 2[Si. O 4] (OH, F)2. Сингония ромбическая. Спайность совершенная по пинакоиду. Блеск стеклянный. Твердость 1400 кг/мм 2. Обычные примеси: Fe, Cr, Ti, V, K, Na, Ge, Ca, Mg. Наиболее характерная окраска – бесцветные, зеленоватые, голубоватые, желтые, розовые, красные разности. Выделяют следующие разновидности драгоценных камней: - саксонский хризолит - зеленоватый, - саксонский топаз – винно-желтый, - бразильский рубин – красный, - индийский топаз – голубоватый. Окраска обусловлена примесями, дефектами кристаллической решетки, особенностями изоморфизма. Так, голубая окраска обусловлена совместным присутствием катионов железа разной валентности, розовая – трехвалентным железом, красно-фиолетовая – хромом. Окраска меняется при нагревании. Для топаза очень характерно разнообразие кристаллографических форм. Всего установлено более 140 простых форм. Выделены следующие разности по форме кристаллов: - мурзинский тип (комбинация призмы с сильно развитым пинакоидом), - ильменский тип (призмы, пинакоид и дипирамида), - коростенский тип (призмы), - шерловогорский тип (неразвитые призмы).

Основные формации № п/п Название формации Характеристика камня Месторождения 1 Топазоносных камерных пегматитов Размеры десятки сантиметров, масса до 100 кг и более Украина, Забайкалье (Адун-Чолонское месторождение) 2 Грейзеновая Размером до 10 см Забайкалье 3 Топазоносных кислых эффузивов Размер до 20 см США (месторождение Томас) 4 Топазоносные россыпи Размер до 30 см, масса до 100 кг Украина, Бразилия, ЮАР, Мадагаскар

Характеристика формаций • Формация топазоносных камерных пегматитов. Основной источник ювелирных топазов. Наиболее крупное месторождение находится в Житомирской области, Украина. Топазоносные полнодифференцированные пегматиты размещаются в гранитах типа рапакиви. Камеры достигают 10 м в длину. Топазы приурочены к полевошпатовой зоне и зоне замещения. Самый большой топаз имел массу 117 кг, винно-желтого цвета, дефектный, размером 82 х35 см (не сохранился). В Адун. Чолонском месторождении найден кристалл размером 41 см. • Грейзеновая формация. Представлена аквамариновыми слюдисто-топаз-кварцевыми грейзенами в лейкократовых гранитах. Классическим примером являются месторождения Забайкалья, известные с 1723 г. Грейзеновые тела по минеральному составу разделяют на три типа: кварцмусковитовые, кварц-топазовые и кварц-топаз-мусковитовые. Наиболее богатые топазовые жилы имеют длину до 200 м.

Характеристика формаций (продолжение) • • Формация топазоносных кислых эффузивов. Здесь топаз устилает стенки полостей в кислых (риолитовых) лавах в виде друз. Полости образуются в результате выделения газов после излияния лавы. Топаз представлен хорошо образованными прозрачными кристаллами винножелтого, бледно-голубого цвета и бесцветными разностями размером до 20 см. Топах ассоциирует с гранатами, гематитом, флюоритом и кальцитом. Генезис этих проявлений гидротермальный. Однако промыш-ленное значение формации невелико. Формация элювиальных, элювиально-делювиальных и аллювиальных россыпей. Элювиальные и элювиальноделювиальные россыпи залегают в древних корах выветрива-ния топазоносных пегматитов. Например, на Украине это мезозойские коры мощностью до 30 м на полях камерных пегматитов Коростенского плутона. Лучшими в мире считаются желтые и буровато-красные топазы Бразилии размером до 30 см и массой до 100 кг. Аллювиальные россыпи менее характерны и встречаются в Бразилии. Наиболее богатые россыпи представлены несколькими продуктивными слоями белых галечников. В них присутствуют окатанные кристаллы топаза желтого цвета размером до 10 см.

Применение. Экономика • Топазы применяют главным образом в ювелирном деле. Минимальный размер блока, пригодного к обработке, составляет 2 х2 х2 мм. Кристаллы высшего качества имеют размеры 12 х15 х15 мм и более при наличии интенсивной окраски (голубой, розовой и винно-желтой). К низшим сортам относят индивиды бледной окраски. • Наиболее известные месторождения разрабатываются в Бразилии, России, Украине, Мадагаскаре, США, Австралии, Ньяме, Шри-Ланке; в небольшом объеме – в ФРГ, Японии, Пакистане. Добыча топазов в Бразилии составляет 3 -5 т в год. • Широко применяют методы облагораживания. Так, при радиоактивном облучении бесцветные топазы приобретают коричнево-оранжевый или янтарный цвет. • Особенно ценятся розовые топазы. Их стоимость оценивается в 20 -250 $ за карат, голубые и оранжевые топазы стоят 10 -100 $ за карат.

Турмалин • Общая характеристика. Формула Na. Mg 6[B 3 Al 3 Si 6 O 25](OH)5. Cингония тригональная, спайность несовершенная, твердость около 1200 кг/мм 2. Блеск стеклянный. Отличается сильным плеохроизмом с изменением окраски. Обладает пиро- и пьезоэлектрическим эффектом. Характерные примеси – Cr, Ti, Fe, Mn, V, K, Li, Ca. Изоморфная емкость турмалина огромна: выделяется 12 вариантов изоморфизма. Характерны дефекты в области одновалентного катиона (вакансии), вызывающие окраску.

Геологические карты