Кроме россыпей перечисленных генетических типов, существуют россыпи смешанного происхождения, которые обладают переходными особенностями соответствующих генетических типов.
Теперь мы уже имеем некоторое представление о том, что такое месторождение алмазов, а также знаем, как их искали раньше. Как же ищут их сейчас?
XX век — век науки и техники. И это отразилось, конечно, в геологии. Если раньше поисками алмазов занимались старатели — люди, накопившие практический опыт такой работы или которым передавался опыт по наследству, то сейчас алмазы стали искать на базе научных разработок с помощью высокоточных инструментов на земле, с воздуха, а в последнее время и из космоса. Разработаны целые научно обоснованные поисковые комплексы для районов с различной геологической обстановкой.
Всю премудрость предсказания открытия алмазных месторождений наука вложила в так называемые поисковые критерии и поисковые признаки.
Сначала, как уже отмечалось, выделяют платформенные области. Затем в пределах платформ выбираются локальные площади и регионы, внутри которых прогнозируется наличие кимберлитовых трубок, это прежде всего зоны глубинных разломов в земной коре, достигающих мантии. Такие зоны образуются на стыке участков земли, испытывающих соответственно поднятие и опускание.
Надо сказать, что в пределах зон разломов кимберлитовые трубки располагаются обычно группами, образуя кимберлитовые поля. В каждом поле находится от единиц до нескольких десятков кимберлитовых трубок. Предполагается, что отдельные кимберлитовые поля связаны с обособленными глубинными магматическими очагами.
После выделения перспективных участков наступает пора специализированных геолого-поисковых работ, которые начинаются с маршрутов. Маршруты намечаются после тщательного анализа предыдущих геологоразведочных работ; в ходе маршрута ведется поиск кимберлитов и минералов — спутников алмаза: пиропа, пикроильменита (ильменита с повышенным содержанием Mg) и хромдиопсида, а также, естественно, и самих алмазов. Маршруты прокладываются в первую очередь по долинам рек, где обычно вскрываются породы и где можно увидеть все особенности их строения, есть возможность провести опробование. Поскольку по рекам алмазы концентрируются в гравийногалечных образованиях, поэтому сначала ищут последние, а затем уже опробуют эти образования на алмазы. Как правило, алмазов больше там, где концентрируется наиболее грубообломочный материал.
Для констатации алмазов необходимо отбирать пробы больших размеров — массой от нескольких до десятков тонн. И если в 1 т есть одно-два зерна алмазов, это удача. Но как выделить это зерно среди миллионов других? Для этого существует специальная методика. Установлено, что наиболее часто встречаются алмазы размером от 1 до 4 мм. Поэтому всю породу (гравийно-галечно-песчаный материал) просеивают на ситах с ячейками 1, 2 и 4 мм. Полученные фракции (от 1 до 4 мм) оставляют для дальнейшей обработки, остальные выбрасывают. Таким образом, уже на первой стадии опробования исследуемый материал сокращается более чем наполовину. Затем оставшуюся часть пробы разделяют по плотности. Так как для алмаза она равна 3,5 г/см3, то делят эту часть пробы на две неравные части: в одну попадают минералы с плотностью больше 3,5, в другую — с меньшей. На этой стадии объем пробы сокращается в сотни и тысячи раз. Оставшийся так называемый концентрат пробы имеет массу, измеряемую килограммами. И все же количество зерен минералов и пород, среди которых есть единичные кристаллы алмазов, в концентрате очень велико. Визуально обнаружить эти алмазы очень трудно. Для этого используется специальная аппаратура, основанная на таких свойствах алмазов, как свечение в рентгеновских лучах, а также способность прилипания к определенным видам жиров.
Из описанного выше можно видеть, что по находкам алмазов искать алмазные месторождения — дело очень трудоемкое. Специалисты стараются ускорить и облегчить процесс поисков. Для этого используют шлиховое опробование[2]. Оно предназначено для поисков не самих алмазов, а их минералов-спутников: чтобы по «дорожкам», указанным этими минералами, приходить к месторождениям. В Советском Союзе первые такие дорожки наметили ленинградские ученые Н. Н. Сарсадских и Л. А. Попугаева. Как мы уже писали, в Якутии ими были встречены характерные для кимберлитов минералы пироп и пикроильменит, которые указали им путь к первой открытой в СССР кимберлитовой трубке «Зарница».
Методика отбора шлихов такова. У реки или ручья зачерпывается исходный материал объемом 10–20 л и очень осторожно промывается на лотках или ковшах. Осторожность и тщательность промывки необходимы для того, чтобы избежать потерь минералов-спутников. Шлихи отбираются на тех участках русла рек, которые благоприятны для максимальной концентрации минералов — спутников алмаза. Обычно это окончания плёсовых участков на сопряжении с перекатами. В поперечном сечении русла повышенные содержания этих минералов наблюдаются в пристержневой части потока, где отлагается более крупный аллювий. На галечных косах рекомендуется отбирать шлих в головных частях. Известно также, что маломощный аллювий обогащен минералами — спутниками алмазов больше, чем аллювий значительной мощности. Большое влияние на концентрацию алмазов и их минералов-спутников оказывает характер ложа русла.
Днище с провалами, ребристостью и другими неровностями способствует их «улавливанию». Все это необходимо учитывать при выборе места для отбора шлиховой пробы.
Шлихи отбираются последовательно, обычно снизу вверх по реке. При этом опробуется аллювий как основной реки, так и всех ее притоков. Шлихи тут же на маршруте просматриваются, и в случае, если «пироповая дорожка» ведет по одному из притоков, ее прослеживают до конца.
Детальное изучение минералов-спутников показало, что по характеру их механического износа, в частности степени окатанности, можно примерно определить, на каком расстоянии находится кимберлитовая трубка. Дальность переноса пиропа и пикроильменита может достигать 150–200 км, а оливин и хромдиопсид измельчаются и исчезают в шлихах уже на первом десятке километров переноса. Поэтому присутствие в шлихах оливина и хромдиопсида может быть признаком близости кимберлитовой трубки. Об этом же свидетельствует и сохранность на зернах пиропа специфической так называемой келифитовой каймы. Эта кайма крайне неустойчива и исчезает в процессе переноса очень быстро.
Поиски кимберлитов проводятся также обломочно-речным методом, заключающимся в обнаружении и прослеживании обломков кимберлитов. Дело в том, что кимберлиты являются нестойкими породами, они разрушаются уже на поверхности и склонах самих кимберлитовых трубок. В руслах рек обломки кимберлитов встречаются на расстоянии не более 5—10 км от трубок. Обычно обломки малочисленны и обнаруживаются с большим трудом. Однако если на склоне или в русле реки найден обломок кимберлита, то это значит, что кимберлитовая трубка близко.
В описанном выше виде шлиховой метод поисков кимберлитов по минералам — спутникам алмаза эффективен лишь в районах со сравнительно простым геологическим строением, когда кимберлитовые трубки, размываемые водой, непосредственно выходят на поверхность земли.
Но район исследования может иметь и более сложную историю геологического развития. Например, представим, что возникшие сотни миллионов лет назад на каком-то участке кимберлитовые трубки размывались древними водотоками с образованием россыпей. Затем земная поверхность опустилась и была залита морем. В водном бассейне отложились различные осадочные породы (песчаники, глины, известняки), захоронившие под собой все, что было раньше, в том числе кимберлиты и россыпи. Затем под влиянием внутренних сил Земли море отступило и этот участок снова поднялся и превратился в сушу. Возникает новая речная сеть. Вода размывает все породы и добирается, наконец, до кимберлитов и россыпей. Образуются новые россыпи, в которых присутствуют как минералы-спутники из коренных кимберлитов, так и из древних россыпей, которые в данном случае выступают как бы в качестве промежуточного накопителя минералов-спутников (они и называются промежуточными коллекторами). Такой процесс может повторяться неоднократно, и в результате возникает целый набор разновозрастных россыпей и промежуточных коллекторов.
