Устойчиво растущее потребление алмазного сырья мировым рынком, а так же истощение крупных алмазных месторождений требует воспроизводства сырьевой базы для его добычи. Ведущими месторождениями алмазов являются коренные кимберлитовые трубки, но на ряду с этим высокая рентабельность и быстрая окупаемость затрат привлекает значительные инвестиции в добычу алмазов из россыпей во всем мире. Такие известные горнорудные районы, как Урал, Намибия и Бельгийское Конго, десятилетиями являясь источниками алмазов, далеко не исчерпали свой потенциал. Помимо выше отмеченного, новые технологии и высокие цены на ювелирное сырье позволяют рентабельно добывать алмазы из относительно небогатых, но имеющих существенные запасы объектов. Древние конгломераты, эрозионно-карстовые депрессии и современные аллювиальные россыпи магистральных рек, зачастую, и характеризуются такими параметрами, где следует учесть и такие благоприятные факторы, как относительно крупный средний вес камней, высокое качество сырья, расположение месторождений в экономически развитых районах.
К настоящему времени, накоплен огромный фактический материал по геоморфологии, литологии, петрографии, минералогии и распределения алмазов в россыпях в России и за рубежом. Однако многие генетические проблемы, связанные с источниками алмазов в россыпях и их геологической позицией, по-прежнему недостаточно изучены или являются объектом многолетних дискуссий. Сложная геологическая история района может искажать поисковую картину и маскировать связь с кимберлитовыми телами, что чревато пропуском коренных первоисточников. Нередка и обратная ситуация, когда неверная интерпретация эволюции россыпей приводит к ошибочной стратегии и методике поисковых работ, что приводит к необоснованным затратам средств и усилий для безуспешных поисков коренных первоисточников в заведомо неперспективных районах.
Установление закономерностей в перераспределении алмазов, минералов-индикаторов кимберлитов и их гидродинамических спутников в результате различных экзогенных процессов, возможностей их высвобождения, миграции, сортировки и локализации, а так же их механического и химического изменения под воздействием многократных циклов размыва, транспортировки и захоронения.
ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В основу диссертации положены результаты, полученные автором в ходе двухлетних полевых и камеральных работ на Западном склоне Урала, двухлетний опыт работы на буровом судне на шельфе Намибии и почти пятилетних работ в нескольких алмазодобывающих районах Демократической Республики Конго.
Экспертная оценка алмазоносного потенциала россыпей Западного склона Урала проводилась по заказу МПР РФ в составе отделе алмазных месторождений Центрального Научно-Исследовательского Геологоразведочного института цветных и благородных металлов (ЦНИГРИ). В тесном сотрудничестве с производственными организациями автор принимал непосредственное участие, как в производстве, так и в планировании полевых работ, им отобрано большинство проб и проведена обработка результатов. Часть аналитических материалов была любезно предоставлена лабораторией месторождений алмазов Геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и компанией Sun Mining. Фондовый материал по россыпям Урала был собран автором в Российском Геологическом Фонде, Москва.
При проведении изысканий в алмазоносных районах ДРК и Намибии автор являлся ответственным исполнителем исследований и принимал личное участие на всех этапах работ - при выборе концессий, поисковых и геологоразведочных работах и эксплуатации месторождений. В результате полевых работ были собраны и изучены данные по распределению алмазов в исследуемых объектах. Представительные выборки минералов-индикаторов кимберлитов и их минералогическое описание были получены из отобранных проб в сотрудничестве с отделом алмазных месторождений Центрального Научно-Исследовательского Геологоразведочного института цветных и благородных металлов (ЦНИГРИ), а извлеченные минералы были проанализированы и сфотографированы на базе аналитических лабораторий компании MINNTEX, Johannesburg и University of Capetown, а так же МГУ. Вся доступная информация по предшествующим исследованиям была собрана и учтена при написании этой работы. Большой объем первичных, аналитических и графических материалов был проанализирован и систематизирован при работе с геологическими фондами CRGM (Centre de Recherches Geologiques et Minieres) в Киншасе, ДРК. В итоге, автор располагал представительными материалами по продуктивности разновозрастных россыпей Конго и Намибии. Использованы так же любезно предоставленные Клочковым И. А. , Корниловым Д. В., Подчасовым В. М. и Савельевым В. П. материалы по россыпям алмазов в Конго и Анголы. Полезная информация в сравнительном плане была получена так же при анализе появившейся в последние десятилетия отечественной и зарубежной литературы.
В ходе работы над диссертацией автором было собрано, первично обработано, проанализировано и обобщено более 10000 проб, проведено более 5000 анализов тяжелой фракции из шлихов и концентратов, отобраны минеральные монофракции и описаны сотни зерен минералов-индикаторов кимберлитов. Морфологическое изучение минералов-спутников (более 250) выполнено и сфотографировано на растровом электронном микроскопе JSM-820 фирмы (Япония). Определение химического состава минералов выполнено на растровом электронном микроскопе JSM-820, снабженном энергодисперсионным полупроводниковым детектором AN-85 S фирмы (Великобритания) с компьютерной системой для обработки анализов. Полученные в ходе геологоразведочных и добычных работ алмазы (около тысячи из Намибии и порядка 500 из ДРК) были изучены и описаны в полевых условиях под бинокулярной лупой МБС-9. Так же были привлечены данные по нескольким миллионам (!) карат, добытых в Конго и в Намибии, а так же на Урале. Автором на основе полученных материалов были созданы картографические и фактографические базы данных в ГИС MapInfo 8.5 и Arc View 3.2 по всем регионам. В эти базы данных вошла информация по всему объему аналитических работ, имеющиеся космоснимки и картографический материал по геологическому строению территорий.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.
В силу закрытости алмазного бизнеса информация о геологическом строении и экономических показателях россыпей западного побережья Южной Африки, собранная за почти вековую историю добычи алмазов, была практически недоступна для научного геологического сообщества. Личный двухлетний опыт автора, принявшего активное участие в разведке и добыче алмазов из морских россыпей Намибии, а так же анализ публикаций по этой теме позволяют обрисовать детальную картину эволюции этих месторождений. Эта научная работа является одной из немногих в отечественной научной литературе попыток свести воедино данные по качественным и количественным характеристикам алмазов в россыпях, показать источники поступления этих алмазов и факторы, формирующие россыпи, а так же дать прогнозные характеристики структурно-геоморфологических ловушек, благоприятных для формирования экономически значимых концентраций алмазов.
Для россыпных провинций ДРК был впервые собран представительный банк данных для разновозрастных россыпей. Несмотря на то, что алмазы на территории добывались с начала XX века, изучение алмазных россыпей на этой территории носило, скорее эмпирический характер. Исследования геологов носили узкоспециальный характер, направленный на извлечение максимальной выгоды из уже известных алмазоносных объектов. Длительный период военных действий и череда военных переворотов и политической нестабильности сделали эту территорию недоступной для планомерных геологических изысканий. Автор принял участие в составе нескольких экспедиций, впервые за долгий период проводивших полномасштабный комплекс геологических изысканий в провинциях Восточная и Западная Касаи. Таким образом, собранный и проанализированный современными методами материал является по сути одной из первых по-настоящему научных отечественных работ по геолого-генетическому строению алмазных россыпей ДРК в приграничных с Анголой районах.
Проанализированы основные факторы и условия формирования алмазоносных россыпей и изменения минералов-индикаторов кимберлитов в условиях агрессивной коры выветривания. Получены новые данные по химизму минералов-индикаторов кимберлитов, свидетельствующие о потенциально высокой продуктивности кимберлитовых тел, питающих россыпи. На основании представительного количества анализов рассмотрены закономерности перераспределения алмазов и их спутников в ряду меловых кимберлитов - верхнемеловых конгломератов - комплекса четвертичных россыпей. Собранный и обработанный фактический материал позволил аргументировать наличие дополнительных кимберлитовых первоисточников в непосредственной близости от изучаемых россыпных объектов, а так же показать эволюцию и закономерности формирования глубокозалегающих, но экономически значимых для региона, верхнемеловых и раннечетвертичных россыпей.
Для Уральского региона исследований был собран и обобщен обширный материал, охватывающий весь генетический спектр разновозрастных россыпей алмаза, от силурийских конгломератов до современного аллювия. Этот материал послужил, в соответствии с заказом МПР РФ, основой для создания картографической и фактографической баз данных, включающих геологические и минералогические характеристики россыпных образований. Проведенный анализ всех известных россыпных объектов позволил установить основные закономерности размещения, строения и состава алмазных Уральских россыпей. Выявлена и научно обоснована предполагаемая генетическая связь докембрийских кимберлитовых трубок, силурийских и девонских конгломератов и неоген-четвертичного россыпного комплекса, а так же показано отсутствие связи россыпей с так называемыми <туффизитами> и другими магматическими образованиями района.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
Практическая значимость выполненных исследований заключается в разработке геолого-генетических моделей россыпной алмазоносности, как для Урала, так и для Намибии и ДРК. В свою очередь, предложенные модели в существенной мере дополняют (для Урала и Намибии), или пересматривают (для ДРK) представления об экономической значимости разновозрастных россыпей. Реконструкция развития россыпных районов позволяют локализовать местоположение питающих их кимберлитовых тел. В конечном счете, предложенные модели позволили применить правильную стратегию и методику поисков коренных источников и отбраковать заведомо бесперспективные территории, в случае Урала, или наоборот, выдвинуть новые площади в качестве первоочередных, в случае ДРК.
Опыт работы на буровом и добывающем судах в 2004-2006 у побережья Намибии позволил создать четкую концепцию развития алмазоносных россыпей района. Работая в составе профессиональной интернациональной геологической команды, автор принял участие в обнаружении, разведке и отработки подводных россыпей, а так же в осмыслении полученных результатов изучения этих месторождений, которые и в настоящее время составляют сырьевую базу компании Sakawe Diamond Corporation. Разработанная геологической командой методика прогнозирования и обнаружения благоприятных позиций для формирования экономических концентраций алмазов позволили Компании занять одно из лидирующих положений в алмазодобывающем секторе побережья Намибии.
В результате экспедиционных работ в ДРК были собраны, изучены и проанализированы представительные объемы разнообразных образцов и проб. Результаты аналитических исследований 2001г. частично отражены в отчете (Никитин Ю.А., Шмаков И.И., 2001). Исследования геологоразведочного полевого сезона 2002 г позволили оконтурить и обсчитать промышленные современную аллювиальную россыпь и глубокозалегающее месторождение алмазов в древних конгломератах, которые были успешно отработаны в 2002-2003 г.г. Эти материалы легли в основу отчета (Шмаков И.И., 2003). Геологические изыскания сезона 2003-2004, наоборот, показали крайне низкую перспективность лицензионных участков, что позволило уменьшить риск инвестиций в предложенные концессии и мотивировать перенос работ на другие, более перспективные, площади. Результаты работ изложены в отчете (Шмаков И.И., Грет О.А., 2004).
В ходе геологоразведочных работ 2006-2008 на территории южных провинций Конго, автор принимает активное участие в организации и руководстве геологоразведочными исследованиями для интернациональной компании Southern Era Diamonds Inc. Грамотная разработка поисковой модели месторождений и эффективная методика их разведки позволила Компании обнаружить и оценить алмазные россыпи в старом горнорудном районе, пропущенных либо недооцененных предыдущими добывающими компаниями. Компания выходит на стадию промышленной добычи алмазов, что позволяет ей занять позицию практически единственного успешного горнорудного предприятия региона. Результаты работ в настоящий момент публикуются в годовом отчете компании (Southern Era Diamonds Inc Annual).
Материалы проведенных исследований на Урале позволили дать экспертное заключение для Министерства Природных Ресурсов РФ с выделением перспективных направлений развития поисковых работ для разновозрастных россыпей и пересмотреть их экономическую значимость, а так же обосновать прекращение непродуктивных трат средств и усилий на исследования в области <туффизитовой> тематики. Результаты работ и заключения частично изложены в промежуточном отчете (Голубев Ю.К., Ваганов В.И., 2000).
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
1. Прибрежно-морские алмазные россыпи Южной Африки являются россыпями дальнего сноса и переотложения. Источниками питания этих россыпей являются, в основном, глубоко эродированные меловые кимберлитовые тела центральной части Южной Африки, а так же, более древние трубки и ледниково-осадочные отложения различного возраста. Алмазы транспортировались к западному побережью реками, и вдоль него, направленными на север морскими течениями и ветрами. Благоприятное сочетание транспортных потоков алмазов, геоморфологических и структурных ловушек сформировало экономически значимые концентрации алмазов на разновозрастных террасах океанского побережья.
2. Кайнозойские алмазоносные россыпи Конго сформировались за счет размыва верхнемеловых конгломератов, которые в свою очередь образовались, частично, путем денудации меловых трубок на территории Анголы и их дальнейшей транспортировки алмазов реками на север. Наличие свежих минералов-индикаторов кимберлитов свидетельствует о наличии местных коренных источников алмазов на территории Конго. Присутствие алмазов с признаками древности и датировка кимберлитовых цирконов, указывает на дополнительное питание алмазных россыпей из более древних коренных источников и/или ледниковых отложений.
3. Мезо-кайнозойские россыпи Урала сформировались за счет размыва и переотложения алмазов из палеозойских вторичных коллекторов, которые в свою очередь были образованы в результате ледниковых, аллювиальных и морских процессов, в ходе которых алмазы транспортировались с запада и многократно переотлагались. Возраст предполагаемых коренных источников должен быть до-вендский
Первое защищаемое положение рассмотрено в главе 2; второе - в главе 3, третье - в главе 4, сравнительная характеристика россыпей дана в главе 5. В небольшом по объему введении представлены защищаемые положения, описаны методики и объемы проведенных исследований. В главе 1 представлены основные понятия, геолого-генетические типы алмазных россыпей, их классификация и модели. В заключении даны основные выводы и рекомендации по результатам исследований.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ.
Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения общим объемом 255 страница, в том числе, 33 рисунка, 10 таблиц, и список литературы, включающий 162 наименования.
ПУБЛИКАЦИЯ И ОПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.
По теме диссертации опубликовано пять работ, из них две в реферируемых журналах. Еще несколько находятся в печати. Материалы диссертации так же были использованы при написании коллективной монографии: Подчасов В.М., Евсеев М.Н., Богатых И.Я., Минорин В.Е., Черенков В.Г., Россыпи алмазов мира. - М.: ООО <Геоинформмарк>, 2005. - 747с. Помимо этого, результаты исследований изложены в 6 производственных отчетах и заключениях.
Результаты исследований обсуждались в 2007 на научной конференции в Индии, "Fluvial and marine processes of Cenozoic and formation of placers", на презентациях Московского госуниверситета, а также на конференциях Министерства Геологии и Шахт республики Конго и на заседаниях геологического общества Намибии.
БЛАГОДАРНОСТИ
Выполненные исследования, на всем своем протяжении, курировались и проводились под руководством: д.г.-м.н., академика ЕАЕН, лауреата премии Правительства РФ в области науки и техники В.К. Гаранина, заведующего лабораторией месторождений алмаза Геологического Факультета МГУ, и д.г.-м.н., профессора Старостина В. И., заведующего Кафедрой геологии и геохимии месторождений полезных ископаемых ГФ МГУ, чьи добрые советы и консультации в значительной степени стимулировали завершение данной работы.
За постоянную поддержку и творческую помощь автор искренне признателен своим коллегам по совместной работе и наставникам д.г.-м.н. Афанасьеву В.П., к.г.-м.н. Минорину В.Е. и Подчасову В.М.Отдельно хотелось бы выразить благодарность Е.Н. Божко, К.В.Гаранину, Dr.G.Franceschini и M. Muniswamy, моим коллегам, наставникам и соавторам по написанию ряда работ, а так же J.P. Abson и руководству компании Southern Era Diamonds Inc., которые пошли навстречу желанию автора завершить написание диссертации. В разное время вопросы, затронутые в диссертации, обсуждались с Вагановым В.И., Гараниным К.В., Годуном К.В., Гречишниковым Д.М., Дак А.И., Емельяновым В.С., Иванушкиным Ф.С., Кирмасовым А.В., Клочковым И.А., Куртлацким В.В., Лаломовым. А.А., Макаровым Д.Ю., Мухиным П.А., Никитиным Ю.А., Патык-Кара Н.Г., Савельевым В.П., Самохиным А.А., Феофиловым С.Ю., Филатовым А.Ю., Цаликовым К.М., Черенковым В.Г., A.Moore, R.Spaggiari, J.Ward. В решении многих технических задач, связанных с проведением аналитических работ и описательным проб, постоянное содействие оказывали Дьячкова И.Н, Колесникова Т.И, Щербакова Т.Е. Аналитические материалы по составу минералов-индикаторов кимберлитов, собранные по Уралу, были получены от Еналиевой М.А, Синкина В.П., Чуйко В.А. Фотографии алмазов и их описание было любезно предоставлены Захарченко О.Д. Часть аналитических материалов и электронная микрофотография была сделана при содействии Dr.J.S. Compton.
Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность всем упомянутым коллегам, а так же многим другим специалистам, с которыми приходилось контактировать при разведке и подготовке месторождения к промышленному освоению.
Выражаю признательность и благодарность своей супруге Е.С. Шмаковой и сыну Шмакову Я.И за помощь, терпение и выдержку.
Своей работой автор отдает долг памяти наставникам, известным геологам-алмазникам России Богатых И.Я, Минорина В.Е и Патык-Кара Н.Г.
