На какой высоте находятся алмазы¶

Алмазы — это минерал, кристаллическая форма углерода, образующаяся в земной мантии на глубинах от 150 до 250 километров, то есть на высоте порядка минус 150–250 км относительно поверхности Земли. В природе алмазы встречаются в двух типах месторождений: магматических (кимберлитовых и лампроитовых трубках) и россыпных, образованных при разрушении первичных трубок. Следует сразу оговорить, что термин «высота» в контексте алмазов обычно означает глубину залегания — алмазы находятся не выше поверхности Земли, а глубоко под ней, в верхней мантии.

¶Условия образования алмазов

Алмазы формируются в условиях высоких давлений и температур. Оптимальные параметры кристаллизации: давление 45–60 килобар (4,5–6 ГПа) и температура 900–1300 °C. Такие условия характерны для глубин 150–250 км под континентальными плитами, где располагается так называемая алмазоносная стабильная зона (перидотитовый слой верхней мантии). На меньших глубинах давление недостаточно для образования алмазной решётки, на больших — температура превышает устойчивость алмаза и он превращается в графит.

Образовавшиеся кристаллы поднимаются к поверхности вместе с магмой, движущейся по каналам в мантии. Скорость подъёма магмы в кимберлитовых трубках, по различным оценкам, составляет от нескольких до нескольких сотен метров в секунду — именно быстрое остывание позволяет алмазам сохранить свою кристаллическую структуру и не перейти в графит.

¶Месторождения

¶Кимберлитовые трубки

Основной источник добычи алмазов — кимберлитовые трубки взрывного происхождения. Они названы по месту первого описания в районе Кимберли (ЮАР), где в конце XIX века были открыты крупнейшие рудники «Большая дыра» (Big Hole) и «Кимберли». Трубки имеют воронкообразную форму и могут уходить на глубину до 1 км и более. В России основные кимберлитовые месторождения расположены в Якутии (месторождения «Мир», «Удачное», «Юбилейное»), а также в Архангельской области («Ломоносовское», «Гаринское»).

¶Лампроитовые трубки

Альтернативный тип магматических месторождений. Крупнейший пример — трубка «Аргайл» в Западной Австралии, долгое время бывшая крупнейшим алмазным рудником мира. В России лампроитовые тела известны в Мурманской области («Федорово-Панское» месторождение связано с кимберлитом, но в регионе встречаются и лампроиты).

¶Россыпные месторождения

При выветривании кимберлитовых трубок алмазы попадают в речные отложения и формируют россыпи. Крупнейшие россыпные месторождения исторически разрабатывались в ЮАР (река Вааль), Бразилии (штат Минас-Жерайс) и Индии. В России россыпи алмазов известны в Якутии и на Урале.

¶Алмазы в других частях планет

Интересно, что алмазы встречаются не только в земной мантии. В 2022 году учёные, анализируя сейсмические данные, обнаружили свидетельства скоплений алмазов на глубине около 400 км под континентами — в зоне перехода мантии. Это подтверждает, что углерод циркулирует в мантии и кристаллизуется при соответствующих условиях.

На других планетах алмазы также встречаются. На Уране и Нептуне, согласно расчётам физиков, в недрах планет могут существовать целые слои жидкого или твёрдого алмаза, образованные из метана под действием экстремальных давлений. На Сатурне и Юпитере возможен «алмазный дождь» — осаждение алмазных капель из углеродсодержащих газов. На Меркурии в кратерах ударного происхождения обнаружены микроскопические алмазы, образовавшиеся при ударе метеорита.

¶Добыча в России

Россия — один из крупнейших мировых производителей алмазов. Основная добыча сосредоточена в Якутии, где работают предприятия «Алроса». Крупнейшие рудники: «Удачный» (открытый карьер, глубина разработки более 400 м), «Мир» (шахта, глубина более 700 м, временно затоплена после аварии 2017 года), «Юбилейный» и «Нюрбинский» ГОК. В Архангельской области ведётся разработка Ломоносовского и Гаринского месторождений.

Суммарная добыча алмазов в России составляет около 40 млн карат в год, что ставит страну на одно из первых мест в мире по объёму добычи (по стоимости — на первое место).

¶Искусственные алмазы

Современные технологии позволяют выращивать алмазы в лабораторных условиях — методами высоких давлений и температур (ВДТ) или химического осаждения из газовой фазы (CVD). Искусственные алмазы имеют ту же кристаллическую структуру, что и природные, и используются в промышленности (для режущего инструмента, абразивов) и в ювелирном деле. В России производством синтетических алмазов занимается, в частности, НПО «Исток» (Подольск) и ряд других предприятий.

¶Интересные факты

• Наибольшая глубина, откуда известны природные алмазы в кимберлитовых трубках, — свыше 1 км (рудник «Виктория» в Канаде).
• Самый крупный в мире алмаз — «Куллинан» (3106,75 карат, найден в ЮАР в 1905 году), огранён в несколько камней, крупнейший из которых — «Звезда Африки» (530,2 карата) входит в королевскую регалию Великобритании.
• В Якутии на глубине более 500 м под землёй в шахте «Мир» был обнаружен реликтовый ледник — лёд возрастом около 300–400 млн лет.

Источники:

• Геологический энциклопедический словарь / под ред. В. В. Стратина. — М.: Недра, 1978.
• Харьков А. В., Харьков Н. А. Алмазы: природа, поиск, добыча, переработка. — М.: Издательство «Руда и металлы», 2005.
• Гурьевич К. С. Кимберлитовые трубки Якутии: геология и алмазоносность. — М.: Недра, 1996.
• Соболев Н. В. и др. Алмазы глубинных пород. — Новосибирск: Издательство СО РАН, 2004.
• Миронов А. Г. Геология и разведка месторождений алмазов. — М.: Недра, 1986.