Алмазы. Их свойства и применение. Промышленно-генетические типы месторождений

Гораздо более редкая по сравнению с графитом природная полиморфная модификация углерода - алмаз - кристаллизуется в кубической сингонии. Имея идентичный с графитом химический состав (С), алмаз, благодаря иному, значительно более плотному расположению своих атомов в кристаллической решетке, характеризуется резко отличными свойствами: высочайшей твердостью (10 по шкале Мооса) и жесткостью, высоким показателем преломления, сильной дисперсией и углом полного внутреннего отражения. Алмаз нерастворим ни в кислотах, ни в щелочах, а поэтому устойчив в природных условиях. Он хорошо проводит тепло и плохо - электричество.

Существуют два вида алмазного сырья: ювелирное и техническое. К ювелирным относят достаточно крупные кристаллы совершенной формы, окраски, исключительной прозрачности, без трещин, включений и иных дефектов. Минимальный размер ювелирных алмазов 0,05 карата (0,01 г); крупными считаются камни более 10 каратов; если масса алмаза превышает 50 каратов - ему присваивается название.

В общей массе алмазного сырья свыше 75% приходится на долю технических алмазов, среди которых различают борт, баллас, карбонадо. Борт - мелкие неправильные кристаллы, сростки, непригодные для ювелирных целей. Баллас - шарообразные мелкозернистые агрегаты с более твердой, чем ядро, оболочкой. Карбонадо - тонкозернистые, пористые агрегаты черного, серого или зеленоватого цветов. Технические алмазы используются для изготовления всевозможных резцов, сверл, наконечников, подшипников, в часовом производстве, фильер для волочения проволоки, армирования буровых коронок и др. Свыше 3/4 всех технических алмазов идет для получения порошка и на изготовление шлифовальных кругов, дисковых пил и др.

В природе образование алмазов тесно связано с продуктами платформенного магматизма - кимберлитами и лампроитами, выполняющими так называемые трубки, прослеживаемые на значительную глубину среди пород платформенного чехла и кристаллических образований фундамента. На примере наиболее детально изученных южноафриканских кимберлитовых трубок в их обобщенном разрезе различают кратерную, диатремовую и канальную части. В общем случае кимберлиты представляют собой обычно серпентинизированную и карбонатизированную ультраосновную породу с повышенным содержанием щелочей (при преобладании калия над натрием), глинозема и титана, имеющую порфировую либо кластически порфировидную структуру с вкрапленниками оливина в окружении тонкозернистого агрегата серпентина, талька, кальцита, флогопита, перовскита, магнетита, ильменита, апатита и других минералов. Характерной чертой кимберлитов является присутствие в них обломков вмещающих пород чехла, фундамента и мантии.

Геолого-промышленные типы:

1. Кимберлитовые и лампроитовые трубки, сложенные как массивными, так и разнообразными обломочными образованиями, обычно характеризуются гнездово-кластерным распределением, подчиненным зонам глубинных разломов в кристаллическом фундаменте окраинных частей древних платформ и их складчатых обрамлений. Далеко не все трубки являются алмазоносными. Площади выхода наиболее крупных из них на поверхность (или под покров вышележащих слоистых толщ) достигают десятков-первых сотен га, глубина разработки - сотни, редко до 1000 м. Очень богатые трубки содержат 3-4 карат алмазов на 1 т кимберлита. Обычно содержания алмазов в трубке с глубиной снижаются. Самая верхняя выветрелая часть трубокнаиболее обогащена алмазами по сравнению с ниже залегающей синей землей и неизмененным кимберлитом. Алмазоносные кимберлитовые трубки известны в Южной Африке, на Сибирской и Восточно-Европейской платформах. Лампроитовые трубки выявлены в Западной Австралии.

2. Современные аллювиальные и морские россыпи. В первых алмазы концентрируются в гравелитах и галечниках речного русла, поймы и террас; максимальные их концентрации фиксируются в приконтактовой части залежей. Содержание алмазов заметно снижается по мере удаления от коренных источников (обычно кимберлитовых тел). Содержания алмазов в них местами могут достигать десяти каратов и более. Заир, Ангола, Зап. Африка, штат Минас-Жераис. К этому типу россыпей относится Иреляхская на Сибирской платформе. Выдающимися мировыми представителями морских россыпей являются образования Атлантического побережья Южной Африки на территории ЮАР и Намибии.

3. Алмазная минерализация ударнометаморфического типа обусловлена твердофазовым переходом присутствовавшего в породах графита при шоковых давлениях, возникающих при ударе космического тела. Морфология мельчайших зерен импактитных алмазов нередко унаследуется от формы зерна замещаемого графита; иногда они представлены лонсдейлитом. Попигайский кратер.