2. Геологическая характеристика месторождения

Кимберлитовая трубка - это самый большой алмазный карьер, который находится в Якутии. Здесь добывается одна четвертая часть всех алмазов в мире.

Ближайшие города: Мирный, Сунтар, Ленск

Координаты: 62°31'42 «№113°59'39 «E

В настоящее время на борту карьера ведётся строительство подземного рудника с одноимённым названием, для отработки оставшихся подкарьерных запасов, выемка которых открытым способом нерентабельна. В ходе своей работы карьер 3 раза реконструировался, были созданы уникальная тампонажная завеса, предотвращавшая поступление агрессивных рассолов из Метегеро-Ичерского водоносного комплекса, а также система водоотлива 32250 м? воды в сутки (около 1 млн. м? в месяц). Геологическая разведка показала, что глубина залегания алмазов превышает километр, поэтому в настоящее время компания АЛРОСА, разрабатывающая месторождение, строит на месторождении подземный рудник. Для строительства подземного рудника и будущей безопасной отработки верхних подземных горизонтов дно законсервированного карьера было засыпано специальным предохранительным слоем породы. Эта «подушка», или «целик», не поддается разрывным давлениям, ее толщина - 45 метров.

Погодные условия:

• Средняя температура июля: 19,0°C. Абсолютный максимум температуры: +38,4°C (зарегистрирован 17 июля 2011 года).

• Средняя температура января: -39,6°C. Абсолютный минимум температуры: -64,4°C (зарегистрирован 5 февраля 1891 года).

Кимберлитовая трубка «Мир», представляющая собой коренное месторождение алмазов, расположена в Мало-Батуобинском районе, в долине р. Иирэлээх и прорезается логом Хабардина.

По характеру геологического проявления она представляет собой вертикально уходящее на глубину трубообразное тело, сложенное брекчиевидной породой, состоящей из обломков собственно кимберлита и разнообразных включений других пород и минералов. Особую роль среди этих обломков (как и в кимберлитах Африки) играет гранат, приближающийся по составу к пиропу и являющийся характерным поисковым минералом при шлиховом опробовании.

Кимберлитовая трубка в плане имеет форму неправильного овала, вытянутого по длинной оси в северо-западном направлении. Как большинство классических трубок Южной Африки, таких как «Кимберлей», «Де-Беерс» и других, трубка «Мир» на глубину постепенно сужается. В разрезе трубка имеет воронкообразную форму с падением стенок от близкого к вертикальному с северо-восточной стороны до сравнительно наклонного с северо-западной, с углами падения до 60-75°.

Материал, выполняющий трубку, представляет собой типичные брекчии, сцементированные серпентин-карбонатным цементом. Основную массу наряду с обломками собственно кимберлитов и фенокристаллами оливина составляют ксенолиты пород осадочного происхождения, захваченные преимущественно из нижележащих горизонтов осадочного комплекса, и обломки траппов. Кристаллические породы изверженного происхождения и эклогиты очень редки и в общей массе пород составляют незначительный объем. Наряду с преобладающей массой ксенолитов, имеющих размеры от долей до 10-30 см в поперечнике, встречены две глыбы известняка усть-кутского яруса, огромных размеров (до 5 м в поперечнике), известных в Южной Африке под названием «плавучих рифов».

Из родственных включений кимберлитов на отдельных участках в трубке «Мир» встречаются своеобразные сильно измененные перидотиты с пиропом, оливиниты и змеевики. Включения эклогитов очень редки, а кристаллические сланцы архейского комплекса, столь распространенные в кимберлитах Далдыно-Алакитского района, здесь практически отсутствуют. Среди посторонних включений резко преобладают карбонатные породы усть-кутского яруса и диабазы. Реже встречаются включения кварцитов и песчаников. Количество их относительно невелико и составляет в среднем не более 5-10% по отношению к вмещающему кимберлиту. Включения осадочных пород представлены доломитами и мергелями. Обломки их обычно округлой формы, реже угловатые. Размеры обломков варьируют в пределах от нескольких миллиметров до 10-16 см. Встречаются слабо или почти не измененные осадочные породы, сохранившие свою первоначальную структуру (мелкоолитовую, строматолитовую и т.п.). Иногда вокруг таких обломков наблюдается тонкая сине-зеленая кайма измененной породы. Кроме того, отмечаются ороговикованные разности. Однако настоящие контактовые роговики при петрографическом изучении не обнаружены.

Интересна находка в центральной части трубки ксенолита песчано-глинистой породы с включениями остроугольных обломков аргиллитов, то разрушенных до состояния глины, то очень плотных, ороговикованных. По внешнему виду эта порода очень напоминает отложения нижнеюрского возраста, залегающие в непосредственной близости от трубки. Размеры видимой части ксенолита 1,5X1,3 м.

Обломки диабазов представлены обычно афанитовыми и мелкозернистыми разностями. Они имеют угловатую, реже округлую форму и достигают 20-25 см в поперечнике. Встречены и крупные глыбы диабаза размером 1,5X0,5 м. Эти породы почти не изменены действием кимберлитовой магмы. Сам кимберлит вокруг включений несколько уплотнен и как бы «припаян» к последним.

Посторонние включения распределены в массе кимберлита неравномерно. Можно отметить, что в целом наибольшее количество вмещающих карбонатных пород наблюдается в периферических частях трубки. Скопления обломков диабаза встречаются как в приконтактовой, так и во внутренней части трубки.

Осадочные породы в контакте с кимберлитом претерпевают целый ряд видимых изменений как механического, так и гидротермального характера. Механические факторы проявились в появлении ореола тектонических брекчий во вмещающих породах на контакте с кимберлитовым телом. Это объясняется внедрением кимберлитовой магмы, сопровождающимся взрывом, естественным дроблением при этом боковых интрудированных пород и расширением трубы при весьма интенсивном процессе серпентинизации всей массы породы. Расширение объема привело к повторному дроблению боковых пород и движению всей трубы кверху с образованием характерных «зеркал скольжения». Ослабленные зоны дробления послужили прекрасными путями проникновения гидротерм, которые способствовали интенсивному изменению вблизи контакта вмещающих пород и самого кимберлита.

Так, известковистые доломиты в контакте с кимберлитом заметно ороговикованы и уплотнены, а мергелистые известняки, наоборот, превращены в вязкие мергелистые глины. Зона тектонических брекчий представлена преимущественно образованиями, состоящими из обломков вмещающих пород, слабо сцементированных милонитизированной глинистой массой, пропитанной гидроокислами железа. Нередко встречаются прожилки кальцита, кварца и битуминозного вещества, пропитывающего трещиноватый кальцит медового цвета. Отмечены также проявления сульфидов - пирита и галенита.

Несмотря на перечисленные типы гидротермальных проявлений, следует подчеркнуть их весьма низкотемпературный характер воздействия на боковые породы и, следовательно, еще раз подтвердить мнение о том, что кимберлитовый материал не имел высоких температур при своем внедрении в трубки.

Экзогенные процессы способствовали интенсивному переотложению углекислого кальция и пропитыванию кимберлитов, в результате чего приконтактовые зоны трубки были в значительной степени карбонатизированы и приобрели светлые тона. С удалением от контактов и особенно с глубиной карбонатизация постепенно, но явно уступает место серпентинизации, кимберлиты заметно уплотняются и принимают облик темной, ультраосновной изверженной породы.

Характер поверхностных изменений в кимберлите самых верхних частей трубки отражает в основном процесс выветривания пород и превращения последних в глиноподобную, жирную на ощупь массу, обычно пропитанную гидроокислами железа. При этом минералы претерпевают в той или иной степени изменения, выражающиеся в следующем: флогопит превращается в хлорит, пироксены замещаются хлорито-подобным веществом и карбонатом, ильменит покрывается белой коркой лейкоксена, а магнетит лимонитизируется; наиболее устойчивым минералом является пироп. Наивысшая степень изменения минералов выражается в их превращении в агрегат гидроокислов железа, глинистого вещества и карбонатов.

Верхние горизонты кимберлитов были вскрыты шурфами, глубиной от 4 до 20 м, а характер поведения рудного тела прослежен сетью колонковых скважин на глубину от 100 до 400 м и одной скважины - до 600 м.

От поверхности до глубины 2,5 м прослеживается делювиально-элювиальный слой, представленный преимущественно мелкозернистым, глинистым песком или дресвой кимберлита и содержащий обломки твердого кимберлита, известняков и диабазов. Эти отложения имеют зеленовато-серую или зеленовато-желтую окраску. На отдельных участках наблюдается грубая слоистость. Ближе к контакту размер обломочного материала увеличивается и состав обломков становится более однородным, сплошь представляя породы усть-кутского яруса. Местами обломки перекрывают полностью элювий кимберлита, образуя сплошной стой, мощностью до 1,5 м.

Делювиально-элювиальные отложения трубки на глубине 1,5-2 м сменяются сильно разрушенными кимберлитами, представляющими собой довольно рыхлые породы зеленовато-голубоватых и желтых тонов, в которых простым глазом различаются зерна пиропа, чешуйки хлорита, ильменит, магнетит и иногда кристаллы алмаза.

Рыхлые образования сменяются на глубине 5-6 м крупноглыбовым материалом, порода приобретает значительную плотность, переходя в монолитный кимберлит.

В кимберлитовой трубке по структурным и текстурным признакам четко выделяются два вида кимберлита: мелкообломочный кимберлит типа кристаллокластического туфа и грубообломочные разности, напоминающие типичные вулканические туфобрекчии. Тело трубки сложено в основном породой первого типа, грубообломочные разности слагают в них обособленные участки в виде округлых и вытянутых в плане блоков, напоминающих известные «столбы» в кимберлитах Африки. От мелкообломочных кимберлитов последние отличаются увеличением размеров основных компонентов породы и повышенным содержанием обломков пикритовых порфиритов и включений змеевиков, а также более резко выраженной угловатостью обломков. Детальная характеристика этих двух типов кимберлитов будет дана ниже при петрографическом описании кимберлитовой трубки в целом.

По степени изменения кимберлитов можно выделить несколько зон, внешне различающихся между собой только по окраске.

Зона наиболее интенсивного изменения кимберлита приурочена к контакту трубки и имеет на поверхности ширину от 10 до 50 м. Кимберлит полностью разрушен и относится к типу крайнего изменения, характерного для «желтой» земли. Породы этой зоны в значительной степени пропитаны карбонатом и содержат незначительный процент серпентина, а в непосредственной близости от контакта превращены в глиноподобную массу, окрашенную в бурый цвет гидроокислами железа. О проявлении зоны на глубину данных пока недостаточно, но, судя по результатам бурения, уже на горизонте 33-35 м зона сужается до 2-10 м.

На большей части площади трубки (~30%) распространены зеленые кимберлиты, плотность которых по сравнению с желтым кимберлитом значительно выше. На глубине около 30 м от поверхности зеленые кимберлиты сменяются в северо-западной части трубки голубыми, а в юго-восточной зеленовато-черными. Взаимоотношения между зелеными и голубыми кимберлитами детально не прослежены, но, по-видимому, смена одних другими происходит постепенно.

Кимберлит голубого цвета представляет собой массивную довольно плотную породу с полностью разрушенным оливином; карбонатизация породы в целом уступает место серпентинизации, которая становится доминирующей.

Зеленые и голубые кимберлиты сходны с «синей» землей Южной Африки. В связи с иными климатическими условиями настоящая «синяя» земля в сибирских трубках отсутствует.

В юго-восточной части трубки на дневную поверхность выходят зелено-черные кимберлиты в виде овала размером 50X60 м. Они отличаются от своих глубинных аналогов большей степенью выветрелости и полной серпентинизацией оливина.

В северо-восточной части трубки шурфом и скважиной подсечена довольно мощная (до 1 м) тектоническая зона, представляющая собой брекчию дробления в кимберлитах, сцементированную кварцем. Кроме того, на северо-западном склоне лога Хабардина встречаются голубовато-серые сильно измененные кимберлиты, необнаруженные на противоположном склоне, которые почти до глубины 150 м не содержат свежего оливина. Различие в строении обоих склонов наводит на мысль о существовании тектонического нарушения, проходящего вдоль лога Хабардина и рассекающего тела трубки на две части. Подобное предположение до некоторой степени подтверждается наличием указанных выше тектонических брекчий в самом логу, где материал дробления и истирания сцементирован кварцем. При геологической съемке, проведенной Н.В. Кинд, за пределами трубки был выявлен сброс, вплотную подходящий к ней с северо-востока, так что дальнейшее продолжение сброса вдоль лога Хабардина является, по-видимому, вполне естественным и согласуется как с геологическими, так и с петрологическими наблюдениями.

Трубка «Мир» наиболее богата алмазами среди всех трубок, известных на территории Сибирской платформы.

Вопрос о возрасте кимберлитовой трубки «Мир» не может быть решен, если исходить только из соотношений кимберлита с окружающими осадочными породами, так как при этом можно говорить только о посленижнеордовикском возрасте. Однако присутствие в кимберлите большого количества обломков траппов служит указанием на послепермский и даже послетриасовый возраст трубки. Внедрение траппов на этой территории произошло в основном в триасе, поскольку они прорывают отложения продуктивной (P1) и туфогенной (Р2-Т) свит. Имеются данные о доюрском возрасте якутских кимберлитов и в частности кимберлита трубки «Мир», так как в нижней юре встречены алмазы.

Если исходить из доюрского, но послепермского возраста кимберлитов, то глубина среза оказывается сравнительно небольшой, так как мощности отложений продуктивной и туфогенной свит на данной территории, расположенной на краю юго-восточного борта Тунгусской синеклизы, весьма невелики и вряд ли превышали в доюрское время 100-150 м.

Запасы полезного ископаемого. За годы разработки открытым (карьерным) способом из месторождения добыто алмазов, по неофициальным данным, на 17 млрд долл. США, вывезено около 350 млн. м3 породы.

Месторождение характеризуется весьма сложными гидрогеологическими условиями, что в первую очередь связано с наличием в толще массива пород мощного водоносного горизонта. Основной водоносный комплекс приурочен к породам метегерской и ичерской свит. Кровлей водоносного комплекса является граница многолетнемерзлых пород верхоленской свиты. Абсолютная отметка кровли минус 5 ... плюс 20 м. Подошва горизонта находится на абсолютной отметке минус 130 ... 150 м. абс. Общая мощность водоносного комплекса составляет порядка 150 м. Подземные воды метегеро-ичерского комплекса имеют хлоридно-натриевый состав, минерализацию от 85 до 130 г/л, содержат растворенные газы (азот – 70-90%, метан – 5%, сероводород – 2-3%). Осложняющим фактором является присутствие в рассолах сероводорода, средние концентрации которого в рассолах за весь период наблюдений за функционированием системы водопонижения на карьера "Мир" составляют 100-120 мг/л.

Отработка нижних горизонтов месторождения должна быть осуществлена без допуска рассолов метегеро-ичерского водоносного комплекса в горные выработки. Это связано с тем, что соприкосновение рассолов с соляной толщей чарской свиты может привести к интенсивному растворению солей, образованию полостей в массиве пород с последующим лавинообразным нарастанием поступления воды и затоплением рудника.

При подземной разработке рудного тела возможны притоки подземных вод метегероичерского водоносного комплекса и поверхностных атмосферных осадков. Приблизительно водопритоки составляют в объеме 170-240 м3/ч.