Кимберлит

Кимберлит — это ультраосновная магматическая горная порода, образовавшаяся в результате глубинного вулканизма, известная в первую очередь как основной источник алмазов. Название порода получила по городу Кимберли в ЮАР, где в 1870-х годах были обнаружены богатые алмазные месторождения. Кимберлиты залегают в виде трубок взрыва (диатрем), реже — даек и силлов, и имеют характерную брекчиевидную текстуру.

История открытия и изучения

Первые систематические описания кимберлита были сделаны в конце XIX века после начала алмазной лихорадки в Южной Африке. В 1871 году на ферме Колсберг (позже — Кимберли) была обнаружена алмазоносная порода, которую первоначально называли «голубой землёй» (blue ground) из-за её синевато-серого цвета при выветривании. В 1887 году британский геолог Генри Карвилл Льюис впервые предложил термин «кимберлит» для обозначения этой породы, указав на её вулканическое происхождение.

В первой половине XX века изучение кимберлитов велось в основном в Южной Африке, где были открыты крупнейшие трубки — «Кимберли», «Де Бирс», «Бултфонтейн» и «Дютойтспан». В 1950-х годах, после открытия алмазных месторождений в Якутии (СССР), началось интенсивное исследование кимберлитовых трубок на Сибирской платформе. Советские геологи, в частности В. С. Соболев и А. П. Бобриевич, разработали теоретические основы поиска кимберлитов в условиях многолетней мерзлоты, что привело к открытию трубок «Мир», «Удачная» и «Айхал».

В 1970-1980-х годах были открыты кимберлитовые поля в Австралии (трубка «Аргайл»), Канаде (провинция Саскачеван) и Анголе. Современные исследования кимберлитов сосредоточены на изучении их глубинного строения, механизмов внедрения и возраста, а также на разработке методов прогнозирования алмазоносности.

Геологическое строение и происхождение

Кимберлиты являются продуктом мантийного магматизма. Они образуются на глубинах 150–200 км (в зоне стабильности алмаза) при частичном плавлении мантийного вещества, обогащённого летучими компонентами (вода, углекислота). Магма, насыщенная газами, поднимается по трещинам в земной коре с большой скоростью (до 100 м/с), что приводит к взрывному прорыву на поверхность и формированию трубок взрыва.

Морфология тел

Основные формы залегания кимберлитов:

• Трубки взрыва (диатремы) — вертикальные или крутопадающие воронкообразные тела, расширяющиеся кверху. Диаметр трубок варьирует от нескольких метров до 1,5 км (трубка «Мваджуи» в Танзании). Глубина корневых зон достигает 2–3 км.
• Дайки — плитообразные тела, образовавшиеся при заполнении трещин. Дайки часто служат подводящими каналами для трубок.
• Силлы — пластовые интрузии, залегающие согласно слоям вмещающих пород.

Минеральный состав

Кимберлит состоит из вкрапленников (крупных кристаллов) и основной массы. Основные минералы:

• Оливин (до 50–60 % объёма) — часто серпентинизирован или карбонатизирован.
• Флогопит (слюда) — характерный минерал кимберлитов.
• Пироксены (диопсид, энстатит) — в меньших количествах.
• Карбонаты (кальцит, доломит) — продукт вторичных изменений.
• Акцессорные минералы: хромшпинелиды, пироп (красный гранат), ильменит, циркон, апатит.

Алмазы присутствуют в кимберлитах в виде вкрапленников, но их содержание крайне низкое: от 0,5 до 5 карат на тонну породы в промышленных месторождениях. Кристаллы алмаза имеют мантийное происхождение и захватываются магмой при её подъёме.

Текстура и структура

Кимберлиты имеют брекчиевидную текстуру — порода состоит из обломков (ксенолитов) вмещающих пород и мантийных пород (перидотитов, эклогитов), сцементированных тонкозернистой основной массой. Структура порфировая: на фоне мелкозернистой массы выделяются крупные кристаллы оливина и флогопита.

Классификация

Кимберлиты классифицируются по нескольким признакам:

По составу

• Кимберлит I типа (базальтоидный) — богат оливином и пироксенами, содержит мало слюды. Характерен для трубок Южной Африки.
• Кимберлит II типа (слюдяной) — обогащён флогопитом, содержит больше калия и летучих компонентов. Встречается в Якутии и на Кольском полуострове.

По степени алмазоносности

• Промышленные — содержание алмазов превышает 0,5 карата/т (например, трубка «Мир» — до 4 карат/т).
• Непромышленные — алмазы присутствуют, но в экономически невыгодных концентрациях.
• Пустые — алмазы отсутствуют или встречаются единичные кристаллы.

По возрасту

• Докембрийские (2,5–1,0 млрд лет) — древнейшие кимберлиты, известны в Канаде и Южной Африке.
• Палеозойские (400–250 млн лет) — широко распространены в Сибири.
• Мезозойские (200–100 млн лет) — характерны для Африки и Индии.
• Кайнозойские (менее 65 млн лет) — молодые кимберлиты, встречаются в Танзании и Лесото.

География распространения

Кимберлитовые провинции приурочены к древним платформам (кратонам) — устойчивым участкам земной коры. Основные регионы:

• Россия — Якутская алмазоносная провинция (трубки «Мир», «Удачная», «Интернациональная», «Айхал»), Архангельская область (трубка «Архангельская»).
• ЮАР — район Кимберли (трубки «Кимберли», «Де Бирс»), провинция Лимпопо.
• Ботсвана — трубка «Орапа» (крупнейшее по запасам месторождение алмазов в мире), «Джваненг».
• Канада — провинции Саскачеван и Северо-Западные территории (трубка «Экати»).
• Австралия — трубка «Аргайл» (известна розовыми алмазами, закрыта в 2020 году).
• Ангола — провинция Лунда-Норте.
• Танзания — трубка «Мваджуи».

Применение и значение

Основное практическое значение кимберлитов — добыча алмазов. Алмазы из кимберлитовых трубок используются:

• В ювелирной промышленности (бриллианты).
• В технике (абразивные материалы, буровые коронки, резцы).
• В электронике (теплоотводы, полупроводники).

Кимберлиты также являются источником информации о составе и строении верхней мантии Земли. Ксенолиты глубинных пород, захваченные кимберлитовой магмой, позволяют изучать мантийные процессы на глубинах до 200 км.

В геологии кимберлитовые трубки служат маркерами для поиска других полезных ископаемых (например, хромитов, никеля).

Экологические аспекты

Разработка кимберлитовых трубок открытым способом (карьеры) приводит к значительному нарушению ландшафта. Глубина карьеров на крупных месторождениях (например, «Мир» в Якутии — 525 м) создаёт проблемы с водоотливом и устойчивостью бортов. После отработки карьеры часто затопляются, что требует рекультивации.

В России действуют строгие экологические нормы для алмазодобывающих предприятий, включая рекультивацию земель и очистку сточных вод.

Интересные факты

• Самая крупная кимберлитовая трубка в мире — «Мваджуи» (Танзания), диаметр 1,5 км.
• В трубке «Кимберли» (ЮАР) в 1871–1914 годах было добыто более 14,5 млн карат алмазов.
• Кимберлиты Якутии были открыты в 1954 году геологом Ларисой Попугаевой, что стало важным достижением советской геологии.
• Алмазы из кимберлитов могут иметь возраст до 3,5 млрд лет, что делает их одними из древнейших минералов на Земле.

Источники

• Соболев В. С. «Геология и петрология кимберлитов». — Новосибирск: Наука, 1974.
• Бобриевич А. П. и др. «Алмазные месторождения Якутии». — М.: Госгеолтехиздат, 1959.
• Mitchell R. H. «Kimberlites: Mineralogy, Geochemistry, and Petrology». — New York: Plenum Press, 1986.
• Dawson J. B. «Kimberlites and Their Xenoliths». — Berlin: Springer-Verlag, 1980.
• Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации» (2023).