Промышленная минерализация этого месторождения сосредоточена в третьем и четвертом базальтовых покровах нижненидымской подсвиты мощностью соответственно 12-15 и 14-18 м. Если подошва третьего покрова залегает практически горизонтально, то его кровля образует эллипсовидную депрессию с углами падения от 10 до 35њ и относительным понижением центральной части на 5-6 м. Размеры осей эллипса в плане составляют 48 и 35 м с ориентировкой длинной из них на северо-восток. В разрезе покрова снизу вверх массивные базальты со столбчатой отдельностью сменяются миндалекаменными и далее мандельштейнами.
Миндалекаменные базальты в пределах депрессии разбиты трещинами: концентрическими субперпрендикулярными кровле и пластовыми субпараллельными ей; при этом мощность миндалекаменной зоны в центральной части депрессии возрастает на 2-3 м, составляя 8 м. Субперпендикулярные трещины прослеживаются по простиранию до 15 м, по падению до 7 м; величина их раскрытия, максимальная в нижней части достигает 0,5 м. Трещины, субпараллельные кровле, вытянуты по простиранию и падению на 2-3 м и имеют значительную величину раскрытия (до 0,6 м). Места пересечения субперпендикулярных и субпараллельных трещин фиксируются полостями размером 1x2x2 м.
Депрессия кровли третьего покрова заполнена шаровыми лавами мощностью 4-6 м в ее центральной части, являющимися основанием четвертого покрова. Полости между сфероидами (около 0,1x0,2x0,3 м) частично заполнены витробазальтовой дресвой. Выше по разрезу шаровые лавы через зону надшаровых образований мощностью до 7 м сменяются массивными, а затем миндалекаменными базальтами четвертого покрова. Особенностью надшаровой зоны является наличие грибообразных полостей размером 0,3x1,0x2,0 м в миндалекаменных базальтах с зоной закалки по стенкам. Такие грибообразные полости наиболее широко проявлены над центральной частью эллипсовидной депрессии кровли третьего потока.
Приоткрытые полости обеих систем трещин, включая их пересечения, межшаровые пространства и грибообразные полости, характеризуются высокими содержаниями исландского шпата на этом месторождении.
По данным Е. Я.Киевленко, кристаллизация исландского шпата происходила из гидротермальных растворов при сравнительно низких температурах (180-40њC) и давлениях (до нескольких МПа) после окварцевания и образования основной массы цеолитов; иногда одновременно с кальцитообразованием имела место окологнездовая монтмориллонитизация горных пород. Минералообразующие растворы были слабокислыми (pH 5-5,5), высокоминерализованными (в среднем 145 г/л) хлоридно-натриево-кальциево-бикарбонатными; их газовая фаза включала пары воды и углекислый газ.
Глава 14. Алмазы.
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 (2,42), сильной дисперсией (0,063) и углом полного внутреннего отражения в 24њ50'. Он достаточно хрупок, что обусловлено его совершенной спайностью по октаэдру. Перечисленные оптические свойства предопределяют его так называемый алмазный блеск и исключительную игру цветов, возникающую при разложении белого света.
Алмаз нерастворим ни в кислотах, ни в щелочах, а поэтому устойчив в природных условиях. Он хорошо проводит тепло и плохо - электричество. Плотность алмаза составляет 3,513 г/см3, температура плавления - 3700-4000њC, температура сгорания на воздухе - 850-1000њC. При нагревании до 1200-1500њC без доступа воздуха алмаз переходит в графит.
В импактитах и метеоритах известна редкая мелкокристаллическая гексагональная разновидность алмаза - лонсдейлит, близкая к нему по своим свойствам.
Алмаз может встречаться в виде кристаллов и агрегатов. Наиболее распространенными формами кристаллов являются октаэдры и ромбододекаэдры; кристаллические агрегаты чаще всего микрозернистые и радиально-лучистые.
По окраске различают бесцветные кристаллы ("чистой воды"), бесцветные с голубым, желтым, зеленым, розовым, коричневатым и другими оттенками и окрашенные ("фантазийные") - синие, красные, зеленые, желтые. Существует технология искусственного окрашивания алмазов путем бомбардировки их электронами высоки~ энергий, g-облучением и др. Так, например, при g-облучении серые разновидности алмазов становятся голубыми, а бесцветные алмазы, содержащие азот, приобретают золотистую окраску.
В кристаллах алмаза нередки твердые включения оливина, ильменита, пиропа, графита и других минералов. Кроме того, в них отмечаются примеси воды, водорода, углеводородов, оксида углерода, углекислого газа и азота, выполняющие газово-жидкие включения. Различают азотные (0,25% N2) и безазотные (до 0,001% N2) алмазы, отличающиеся некоторыми свойствами.
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.
Крупные алмазы распиливают, подвергают огранке и шлифовке с получением бриллиантов, при этом теряется более 50% их массы. Назначение огранки, этой в буквальном смысле ювелирной работы, - придать камню наибольший блеск и игру цветов.
Стоимость бриллиантов достигает очень большой величины.
Самый крупный алмаз Куллинан (масса 3106 карат, размеры 10x6,5x5 см) голубого цвета был обнаружен в 1905 г. в южноафриканской трубке Премьер; он представлял обломок октаэдрического кристалла. После распиловки из него было получено большое количество мелких бриллиантов и два очень крупных: Звезда Африки (530,2 карат) и Куллинан-2 (317,4 карат). Общая масса бриллиантов, полученных из этого алмаза, составила 1063,65 карат.
Революционное изменение технологии огранки алмазов произошло в связи с внедрением лазерной техники: использование луча лазера для распиловки кристаллов экономично и почти неограниченно расширяет ассортимент огранки.
В общей массе алмазного сырья свыше 75% приходится на долю технических алмазов, среди которых различают борт, баллас, карбонадо и конго. 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. Конго - наиболее низкосортные мелкие алмазы, пригодные лишь в качестве абразивного материала.
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 связи со все возрастающими требованиями к точности и скорости обработки металлов технические алмазы широко применяются в машиностроении, электронной, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности.
Дефицит природных алмазов привел в 50-x гг. минувшего столетия к появлению их синтетических аналогов, широкомасштабное производство которых налажено в CШA, России, ЮАР, Ирландии, Японии, Швеции, Белоруссии и Китае.
Мелкие зерна технических алмазов получают из графита при высоких температурах и давлениях в присутствии металлических катализаторов. Синтетические алмазы имеют ряд типоморфных свойств, надежно их идентифицирующих. В частности, они обычно содержат примеси железа и никеля.
Существуют технологии получения синтетических алмазов с полупроводниковыми свойствами; такие алмазы сохраняют эти свойства до температуры 550њС (в отличие от 70њС для кремния), обладают высочайшей теплопроводностью (в пять раз большей, чем у меди), стойкостью в различных агрессивных средах, высокой чувствительностью (изменение сопротивления 1000-2000 ом/градус и быстродействием при малых размерах. Эти уникальные характеристики позволяют рассматривать такие синтетические алмазы как новый материал для электроники XXI века (создание всевозможных термосенсоров, датчиков температуры, влажности и т. п., способных работать в экстремальных условиях).
Мировая добыча природных и производство синтетических алмазов оцениваются в 500 млн кар/год, из которых на долю технических приходится около 90%. В свою очередь, среди технических алмазов доля синтетических составляет от 80 до 95%; их главными мировыми производителями являются компании "Де Бирс" и "Дженерал электрик".
|
Рис. 75. Графическая модель южноафриканских кимберлитовых трубок (по Дж. Хаусону с упрощением). 1 - туфы вулканического конуса; 2 - кратерные осадки; 3 - эксплозивные кимберлитовые брекчии (агломераты, туфы); 4 - интрузивные брекчии и кимберлиты; 5 - породы системы Карру (СЭ-Р-Т): а - основные лавы, б - сланцы, песчаники, в - долериты; 6 - система Вентесдорп (PR1): а - андезитовые лавы, б-конгломераты, кварциты; 7 - Первичная система (AR): а - сланцы, б - гранитогнейсы; 8 - границы систем; 9 - современная поверхность трубок и силлов в поле Кимберли. Части трубок: I - кратерная; II - диатремовая, III - канальная. |
В природе образование алмазов тесно связано с продуктами платформенного магматизма - кимберлитами и лампроитами, выполняющими так называемые трубки - конусообразные, суживающиеся вниз рвущие тела округлой, эллипсовидной, реже более сложной формы в плане, прослеживаемые на значительную глубину (до 2 км и более) 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 (рис. 75). Кратерные части выполнены обломочным материалом, поступавшим после образования трубки с ее бортов; они фиксируются лишь в немногих слабо эродированных трубках (Орапа в Ботсване, Мвадуи в Танзании). Для диатремовых частей, сложенных кимберлитами нескольких генераций и их туфами, свойственно обилие обломков самых различных пород. Канальные части образованы массивными или флюидальными кимберлитами с отчетливым ороговикованием в экзоконтактах.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |
Основные порталы (построено редакторами)