Россыпи алмазов Урала по генетическому типу отложений, их возрасту и морфологии представлены тремя группами: 1) плейстоцен-голоценовые аллювиальные россыпи речных долин и россыпи временных водотоков; 2) палеоген-неогеновые россыпи полигенетических отложений депрессий; 3) палеозойские, древние россыпи. По времени образования россыпи являются древними – ископаемые россыпи палеозоя (ордовик, силур, девон) и молодыми – кайнозойские россыпи депрессий и речных долин [1, 3, 4, 5].
Россыпи первой группы являются типичными аллювиальными россыпями. Средняя мощность торфов – 2, песков – 4 м. Пески представлены песчано-гравийно-галечным материалом с глиной и валунами. Иногда россыпи этой группы имеют переуглубленную долину и тогда мощности торфов увеличиваются в 10 и более раз. Россыпи временных водотоков, размывающие алмазоносные террасы, имеют повышенные содержания, но не значительны по размерам.
Россыпи депрессий находятся по разрезу в их нижних частях, по возрасту относятся к неогену. Они перекрыты ледниковыми, водно-ледниковыми, озерными и делювиальными отложениями плейстоцена. Пески представлены глинисто-песчано-гравийно-галечным материалом с дресвой, щебнем, валунами и отломами. Мощность торфов депрессий достигает 30 и более метров. Мощность песков составляет 5-12 м. Причем, мощность алмазоносного неогена составляет 1-2 м, но часто искусственно увеличена для повышения объема песков.
слои россыпей третьей группы сложены базальными мелкогалечными конгломератами, гравелитами, песчаниками с галькой и гравием сгруженными, часто дезинтегрироваными, выветрелыми до кор; по подошве напластования часто милониты и катаклазиты. Литология, парагенезис, структрно-текстурные особенности пород древних россыпей указывают на прибрежно-морские условия [1]. Мощность алмазоносных слоев составляет 0,5-10 м.
Среднестатистический уральский алмаз по 185 россыпям и проявлениям авторской базы данных имеет массу в 60 мг или 0,3 карата. Средняя масса алмазов промышленных россыпей составляет 0,7-1,0 карат. Встречаются алмазы массой 10-11 карат. Алмаз в 20 карат был найден в россыпи реки Большой Колчим при дражной разработке. В 2004 г. был найден алмаз в 35,4 карата в гравелитах нижнего девона – в россыпи третьей группы (Чуйко, Синкин, 2004) (рис. 1, 2).
Рис. 1. Алмаз в 35,4 карата в гравелитах тактинской свиты нижнего девона
Рис. 2. Тот же алмаз отдельно (размер длиной оси 22 мм по В.А. Чуйко и В.А. Синкину, 2004)
Уральские алмазы – это бесцветные, реже, зеленые, дымчатые, желтые, редко розовые и черные додекаэдроидры (табл. 1, рис. 3).
Таблица 1
Характеристики алмазов промышленных россыпей Северного Урала (по В.А. Кириллову, 1980)
Встречаемость алмазов в россыпях составляет 2 кристалла на 100 м3 песков и варьирует от 1 кристалла на 10 тыс. м3 до 30 и более кристаллов на 100 м3. Среднее содержание алмазов в промышленных россыпях незначительное: 7,0-10,0 мг/м3 (0,035-0,05 карат/м3). Алмазы, хорошо отсортированные крупные, средний класс крупности – 8-4 мм, количество ювелирных камней достигает 80%.
Рис. 3. Алмазы северного Урала примышленных россыпей,
черный алмаз по большой оси 12 мм
Средний эквивалентный диаметр алмазов всех россыпей Урала по Т.В. Харитонову (2004) составляет 2,5 мм. Эквивалентный диаметр алмазов россыпи реки Белой равен 1,5 мм, россыпей Северного Урала изменяется от 2,5 до 4,5 мм, с увеличением размера от молодых к древним россыпям.
По расстоянию от источника питания россыпи разделяются на россыпи ближнего, умеренного, дальнего сноса и переотложенные. Эти расстояния не абсолютизированы. Расстояние ближнего сноса может составлять n .10 км, умеренного от n .10 до 50 км, дальнего до n . 100 км и более км. Переотложенные россыпи не имеют видимой связи с источником и образуются в процессе неоднократного перемыва, сортировки и переотложения. [1, 2]. Между величиной сноса и классом крупности алмазов россыпей существует прямая зависимость, которая указывает на величину сноса от источника – кимберлита (рис. 4, рис. 5).
Рис. 4. Распределение алмазов по классам крупности в кимберлитах
Рис. 5. Модели россыпей распределение алмазов по классам крупности в россыпях различного сноса
По классам крупности россыпи Среднего Урала относятся к россыпям дальнего сноса, а россыпи Северного Урала к переотложенным россыпям (рис. 5, 6).
Рис. 5. Распределение алмазов по классам крупности плейстоценовых аллювиальных россыпей Урала
Рис. 6. Распределение алмазов по классам крупности Волынской депрессии и древной палеозойской россыпи – Ишковского участка
Содержания алмазов в россыпях падает при переходе от ближнего сноса к умеренному и среднему сносам. Затем стабилизируется в россыпях дальнего сноса и вновь понижается в прибрежно-морских. Средняя масса алмаза повышается, в связи с сортировкой. В конечной стадии сортировки, происходит превышение средней массы алмаза над его содержанием [1, 2]. Уральские промышленные россыпи, характеризуются превышением массы алмаза над его содержанием. Отношению содержания к массе (q = C/m) по промышленным россыпям составляет 0,05-0,5, с учетом проявлений 0,03. Этот коэффициент характеризует россыпи прибрежно-морского генезиса с хорошо отсортированными алмазами по массе (рис. 7, табл. 2). К примеру, у прибрежно-морских россыпей Намибии q = 0,3.
Рис. 7. Модели россыпей относительно коэффициента отношения содержания к массе алмазов (q = C/m), числа – значения коэффициента
Содержания уральских россыпей, при принятии целочисленных значений, отвечает закону распределения редких событий (закону Пуассона) и соответствует формуле:
P (с) = 
,
где P (с) – вероятность содержания (c).
Наибольшая вероятность 0,5 соответствует содержанию в 1,9 мг/м3. При увеличении содержания вероятность его очень быстро стремиться к нулю. Данное значения можно применять для районных кондиций.
Масса алмаза уральских россыпей не коррелирует с параметрами россыпной алмазоносностью, не смотря на то, что суммарная масса имеет высокую положительную корреляцию с количеством алмазов (0,89). Масса алмазов очень слабо связана с их содержаниями в россыпях (коэффициент корреляции – 0,5) (табл. 3).
Поисковый признак – связь с минералами-спутниками алмаза (МСА) действует в шлихах во фракциях 1,0-0,5 мм и менее (по опыту поисково-разведочных работ).
Таблица 2
Отношение содержания к массе алмазов россыпей различного генезиса и сноса материала алмазоносных провинций
|
Россыпи |
Содержание алмазов, карат/м3 |
С, мг/м3 |
m, мг |
q=C/m |
||
|
min |
max |
сред. |
||||
|
Элювиальные, элювиально-делювиальные и переотложенных кор выветривания кимберлитов |
1,5 |
21,3 |
2,7 |
505,0 |
31,3 |
16 |
|
Аллювиальные, делювиально-пролювиальные. Ближнего сноса |
0,08 |
4,2 |
3,3 |
660,0 |
13,8 |
48 |
|
Аллювиальные. Среднего и дальнего сноса |
0,4 |
1,5 |
0,9 |
177,4 |
38,1 |
5 |
|
Аллювиальные. Дальнего сноса |
0,4 |
1,2 |
0,8 |
164,3 |
41,7 |
4 |
|
Прибрежно-морские. Переотложенные |
0,2 |
0,5 |
0,4 |
76,7 |
138,7 |
0,6 |
Таблица 3
Коэффициенты корреляции параметров уральской алмазоносности
Таким образом, россыпи алмазов Урала, являются переотложенными россыпями и россыпями дальнего сноса с хорошо отсортированными алмазами по массе и размеру, «потерявшие» содержания алмазов. Древние россыпи образовались в прибрежно-морской обстановке. Молодые россыпи образовались за счет древних россыпей, наследуя свойства алмазоносности. Источники алмазов уральских россыпей не близкие по времени и пространству и относятся к интервалу: протерозой-ордовик.
Все месторождения алмазов Урала являются россыпями. В 1990-2010 годах на Урале геологи стали устанавливать месторождения алмазов иного генезиса – в туффизитах, но с алмазоносностью полностью идентичной россыпной, что вызывает большие сомнения в выборе генезиса этих месторождений.
Рецензенты:
Осовецкий Б.М., д.г.-м.н., профессор кафедры минералогии и петрографии Пермского государственного национального исследовательского университета, г. Пермь;
Наумова О.Б., д.г.-м.н., заведующий и профессор кафедры поисков и разведки месторождений полезных ископаемых Пермского государственного национального исследовательского университета, г. Пермь.