Tехнология алмазосодержащих руд. Алмазы, кимберлиты, минералы кимберлитов. Минерально-сырьевая база алмазодобывающей промышленности мира

МИНИСТЕРСТВО ОБРА ЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
№ 1956
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»
Кафедра обогащения руд цветных и редких металлов
Б.Е. Горячев
Tехнология
алмазосодержащих руд
Алмазы, кимберлиты, минералы кимберлитов
Минерально-сырьевая база 
алмазодобывающей промышленности мира
Учебник
Допущено учебно-методическим объединением по образованию 
в области металлургии в качестве учебника для студентов
высших учебных заведений, обучающихся по направлению 
150100 – Металлургия
Москва  2010

УДК 765.00
 
Г67
Р е ц е н з е н т
д-р техн. наук, проф. Л.С. Стрижко
Горячев Б.Е.
Г67  
Технология алмазосодержащих руд. Алмазы, кимберлиты, минералы кимберлитов. Минерально-сырьевая база алмазодобывающей промышленности мира: Учебник – М.: Изд. Дом МИСиС, 
2010. – 326 с.
ISBN 978-5-87623-322-6
В учебнике рассмотрен комплекс физических, химических и физикохимических свойств природных алмазов, их минералогия, а также геология 
и минералогия кимберлитов как основного вида алмазосодержащих горных 
пород.
Предназначен для студентов, обучающихся по направлению «Металлургия», по профилю «Металлургия цветных металлов». Может быть рекомендован для подготовки специалистов по направлению «Обогащение полезных 
ископаемых».
УДК 765.00
ISBN 978-5-87623-322-6
© Б.Е. Горячев, 2010

ОГ
ЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ..................................................................................................................5
Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АЛМАЗАХ .................................................................8
 
1.1. История алмазов 
.......................................................................................................8
 
1.2. Исторические алмазы ............................................................................................10
 
1.3. Мировой алмазный рынок ....................................................................................20 
 
1.4. Кристаллы-гиганты................................................................................................24
 
1.5. Стоимость алмазов.................................................................................................30
 
 
1.5.1. Экспертная оценка бриллиантов ..................................................................31
 
 
1.5.2. Оценка стоимости бриллиантов ...................................................................45
 
Библиографический список .........................................................................................47
Глава 2. МИНЕРАЛОГИЯ АЛМАЗА ...............................................................................48
 
2.1. Разновидности кристаллов алмаза .......................................................................48
 
2.2. Структура алмаза ...................................................................................................63
 
2.3. Химический состав алмазов .................................................................................64
 
2.4. Свойства алмазов ...................................................................................................74
 
 
2.4.1. Физические свойства алмазов ......................................................................75
 
 
2.4.2. Химические свойства алмазов 
....................................................................109
 
Библиографический список .......................................................................................111
Глава 3. КОРЕННЫЕ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИЕ ПОРОДЫ .......................................114
 
3.1. Кимберлитовые горные породы .........................................................................114
 
3.2. Классификация кимберлитовых пород ..............................................................119
 
3.3. Петрография кимберлитовых пород ..................................................................138
 
3.4. Петрография родственных кимберлиту пород 
..................................................139
 
3.5. Петрография кимберлитов ..................................................................................154
 
Библиографический список .......................................................................................169
Глава 4. МИНЕРАЛОГИЯ КИМБЕРЛИТОВ .................................................................170
 
4.1. Особенности индикаторных минералов кимберлитов .....................................175
 
 
4.1.1. Оливин ..........................................................................................................175
 
 
4.1.2. Гранаты .........................................................................................................178
 
 
4.1.3. Флогопит 
.......................................................................................................182
 
 
4.1.4. Пироксены ....................................................................................................185
 
 
4.1.5. Ильменит, пикроильменит ..........................................................................188
 
 
4.1.6. Циркон 
...........................................................................................................193
 
4.2. Основные вторичные (постмагматические) минералы кимберлитов .............195 
 
 
4.2.1. Серпентин 
.....................................................................................................198
 
 
4.2.2. Карбонаты 
.....................................................................................................202
 
 
4.2.3. Оксиды ..........................................................................................................207
 
 
4.2.4. Характерные ассоциации постмагматических минералов
 
 
          в кимберлитах 
...............................................................................................212
 
Библиографический список .......................................................................................215
Глава 5. МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА АЛМАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ  
 
 
     ПРОМЫШЛЕННОСТИ МИРА .......................................................................217
 
5.1. Геолого-генетические типы коренных месторождений алмазов 
.....................219
 
5.2. Месторождения Африки......................................................................................230
3

 
 
5.2.1. Месторождения ЮАР ..................................................................................232
 
 
5.2.2. Месторождения Ботсваны 
...........................................................................243
 
 
5.2.3. Месторождения Танзании ...........................................................................249
 
 
5.2.4. Месторождения Анголы 
..............................................................................255
 
5.3. Месторождения России .......................................................................................271
 
 
5.3.1. Якутская алмазоносная провинция ............................................................273
 
 
5.3.2. Архангельская алмазоносная провинция ..................................................306
 
5.4. Перспективы развития минерально-сырьевой базы алмазодобывающей 
 
 
       промышленности в мире ................................................................................319
 
Библиографический список .......................................................................................323
4

ПРЕДИСЛОВИЕ
Алмаз – это минерал, состоящий практически из чистого углерода и обладающий кристаллической структурой, которая обеспечивает 
его уникальные свойства самого дорогого ювелирного камня и делает 
незаменимым в различных областях техники, начиная от бурения горных пород и применения алмазного инструмента в машиностроении 
и кончая полупроводниковыми приборами, используемыми в космических аппаратах.
Несмотря на то что алмаз известен человеку начиная с ранних стадий его развития, промышленная добыча алмазов связана с открытием коренных алмазосодержащих месторождений в Южной Африке в 
конце XIX – начале XX века. Современная алмазодобывающая промышленность России получила свое развитие с середины 20-го столетия, когда в Якутии были открыты первые кимберлитовые трубки 
Зарница, Мир и Удачная.
Природные алмазы являются довольно редкими полезными ископаемыми, их уникальные свойства приводят к тому, что промышленная добыча алмазов ведется во все увеличивающихся объемах. 
Современный алмазобриллиантовый комплекс представляет важную 
отрасль народного хозяйства Российской Федерации, который, наряду 
с нефте-, газо- и золотодобычей является одним из основных источников золотовалютных резервов страны. 
Технология обогащения алмазосодержащих руд является одной из 
составных частей сложной цепи производственных процессов превращения природных алмазов в бриллианты или различного рода 
технические изделия: от геологоразведочных работ, приводящих к открытию новых месторождений алмазов, до гранильного производства 
алмазов в бриллианты. 
Учитывая, что промышленное содержание алмазов в коренных 
месторождениях редко превышает 1 карат на тонну руды (0,2 г/т или 
2·10–5 %), а стоимость одного карата природного кристалла алмаза существенно зависит от его массы, в технологиях обогащения алмазосодержащих руд часто неэффективно применение традиционных методов и схем рудоподготовки и обогащения руд. 
Современная технология обогащения алмазосодержащих руд является классическим примером комбинированных схем обогащения, 
5

в которых с наибольшей эффективностью реализована контрастность 
свойств кристаллов природных алмазов и минералов, образующих 
минеральный комплекс кимберлитов. При этом рудоподготовка является «щадящей» и организована таким образом, чтобы при дезинтеграции рудной массы до заданной крупности разрушение крупных 
кристаллов алмаза было сведено к минимуму.
Для разработки схем обогащения алмазосодержащих руд и правильной эксплуатации оборудования на действующих обогатительных фабриках, перерабатывающих такие руды, необходимо учитывать всю совокупность особенностей алмазосодержащих руд. 
Прежде всего, это требует знания комплекса физических, химических и физико-химических свойств природных алмазов, их минералогии, а также геологии и минералогии кимберлитов как основного 
вида алмазосодержащих горных пород. Именно этому посвящена 
первая часть настоящего учебника, который предназначен для студентов, обучающихся по направлению «Металлургия», по профилю 
«Металлургия цветных металлов», а также может быть рекомендован для подготовки специалистов по направлению «Обогащение полезных ископаемых».
В первых двух главах первой части учебника «Общие сведения об 
алмазах» и «Минералогия алмаза» отражены история алмазов, характеристика мирового алмазного рынка и принципы оценки алмазов, 
а также подробно рассмотрена известная классификация природных алмазов Ю.Л. Орлова и вся совокупность физических, физикохимических и химических свойств алмаза. Это позволяет обосновать 
дальнейший выбор методов рудоподготовки и извлечения алмазов из 
алмазосодержащих руд и прогнозировать поведение алмазов в различных обогатительных процессах и аппаратах.
Третья и четвертая главы учебника «Коренные алмазосодержащие породы» и «Минералогия кимберлитов» посвящены геологии 
кимберлитовых трубок, описанию и классификации кимберлитов как 
основных пород коренных алмазосодержащих кимберлитов и минералогии кимберлитов. В последнем разделе подробно описана минералогия индикаторных и постмагматических минералов, слагающих 
кимберлиты. Знание этих разделов позволяет обосновать методы обогащения алмазосодержащих кимберлитов с получением черновых алмазных концентратов и методов их доводки.
6

В пятой главе учебника рассмотрена тема «Минерально-сырьевая 
база алмазодобывающей промышленности мира», в которой приведены геолого-генетические типы коренных месторождений алмазов и 
рассмотрена типизация коренных месторождений алмазов с позиций 
обогатительных технологий. Приведены данные по основным коренным алмазосодержащим месторождениям ЮАР, Ботсваны, Танзании 
и Анголы. Подробно рассмотрены месторождения Якутии и СевероЗапада России. Данная глава позволяет сформировать представления 
о современной минерально-сырьевой базе алмазобриллиантового 
комплекса как в России, так и в мире, общности и различиях отдельных кимберлитовых трубок.
Написание данного учебника стало возможным благодаря реализации совместного образовательного проекта в рамках сотрудничества 
в 2003 – 2008 гг. между ГТУ «МИСиС» (сейчас НИТУ «МИСиС») и 
ГРО «КАТОКА» (Республика Ангола), на протяжении которого автор 
неоднократно выезжал на крупнейшее в Анголе алмазодобывающее 
предприятие.
В основе данного учебника лежат известные монографии по геологии, петрологии и минералогии алмазосодержащих руд, авторами 
или соавторами которых являются В.А. Милашев, Е.В. Франценсон, 
Дж. Доусон, А.Д. Харькив, Н.Н. Зинчук, В.М. Зуев, В.И. Ваганов, а 
также монография Ю.Л. Орлова «Минералогия алмаза».
Автор выражает благодарность Генеральному директору ГРО «КАТОКА» доктору Ганга Жуниор за оказанное содействие при сборе материалов, а также работникам данного предприятия доктору Бенедиту 
Пауло, доктору Феликсу Тунго и канд. геол.-минер. наук В.Н. Зинченко за оказанную помощь и консультации. Автор особо признателен 
академику РАН В.А. Чантурия за постоянное внимание и советы при 
обсуждении содержания учебника и подборе необходимой литературы, особенно за предоставление ему редких и раритетных книг из 
своей личной библиотеки.
 
7

Г
ЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АЛМАЗАХ
1.1. История алмазов [1.1]
Красота прозрачных кристаллов алмаза, их яркий блеск и исключительная твердость привлекли внимание людей с незапамятных времен. Некоторые исследователи предполагают, что алмаз был найден в 
Индии около трех тысяч лет до нашей эры. Установлено, что за пять 
веков до нашей эры алмаз был известен древним грекам. Об этом свидетельствует находящаяся в Британском музее греческая бронзовая 
статуэтка с двумя неотшлифованными алмазами вместо глаз [1.2].
Твердость алмаза была хорошо известна древним. Об этом говорит 
само слово «алмаз», происходящее или от арабского слова «al-mas», 
«твердейший», или от греческого «άδάμάζ», «адамас», что в переводе 
означает «непреодолимый», «несокрушимый», «непобедимый».
В Индии – на родине старейших алмазов – древние индусы разделяли алмазы так же, как и людей, на четыре касты [1.1]:
Брахманов, к которым относились белые кристаллы алмаза;
 
–
Кшатрий – кристаллы алмаза с красноватым оттенком;
 
–
Войшье – зеленоватые кристаллы алмаза; 
 
–
Шудр – серые кристаллы алмаза.
 
–
Шудры оценивались в одну четверть, войшья – в половину, кшатрии 
– в три четверти стоимости брахманов. Такая оценка являлась первой 
попыткой сортировки алмазного сырья по окраске кристаллов.
Первое подробное описание алмаза дал римский естествоиспытатель 
Плиний Старший в своем труде «Естественная история ископаемых тел». 
Первая фраза Плиния об алмазе подчеркивает необычайную редкость и 
недоступность этого минерала: «Величайшую цену между человеческими 
вещами, а не только между драгоценными камнями, имеет алмаз, который 
долгое время только царям, да и то весьма немногим, был известен». Кроме уникальных механических свойств – «твердость алмаза несказанная», 
Плиний приписывает алмазу мистические медицинские свойства – «алмаз 
уничтожает действие яда, освобождает от пустых страхов».
Наряду с этим Плиний, описывая формы алмазов, указывает, что алмазные кристаллы напоминают «как бы две кегли, соединенные вместе 
своими основаниями», т.е. Плиний отмечает особенности формы некоторых округлых алмазов. Кроме того, автор уже тогда говорил о тех8

ническом использовании алмаза: «вырезыватели на камнях стараются 
приобрести тонкие пластинки алмаза и оправляют их в железо. Посредством их весьма легко продалбливается твердейшее вещество».
Первые успехи в точном познании алмаза связаны с методами его 
шлифовки, а также с использованием алмазного сырья для обработки других камней. В европейской литературе указывалось, что искусство шлифовать алмазы друг о друга было изобретено фламандцем 
Ван-Брекеном в 1454 г. Однако этот способ гораздо раньше был известен на Востоке в глубокой древности (в Индии, Ираке, Хорасане). 
О высокой культуре обработки камня говорится в книге «О драгоценных минералах» уроженца г. Хорезма Ал-Бируни (973–1048 гг.). 
О техническом применении алмаза он пишет: «Жители Ирака и Хорасана не различают сортов алмаза и их цвета, и все они для них одинаковы, так как их они употребляют только для сверления.… Алмаз обертывают в кусок свинца и осторожно бьют по нему, пока сила ударов 
не одолеет его и он, ослабев, перестанет сопротивляться им». Изготовленный таким образом порошок алмаза употреблялся для вырезывания 
изображений и надписей на твердых камнях. Для этого его замешивали 
с маслом и намазывали на край вращающегося медного диска [1.3].
До появления первых шлифованных алмазов в Европе мало интересовались этими драгоценными камнями. Положение резко изменилось с появлением на мировом рынке первых бриллиантов – алмазов 
с искусственно прошлифованными плоскостями. Одним из первых известных ограненных алмазов можно считать алмаз «Кох-и-нор» массой 
794,5 карата1, найденный в Индии в 1304 г., масса которого после первой огранки сократилась до 186 кар, а после второй – 108,3 кар.
Огненный блеск бриллиантов, игра всеми цветами радуги привлекли 
к ним всеобщее внимание, а исключительная редкость крупных алмазов, 
трудность и дороговизна их обработки в бриллианты сделали их цену 
настолько высокой, что такими драгоценными камнями владели цари, 
короли и отдельные вельможи. Именно такие бриллианты украшали и 
украшают атрибуты государственной власти – царский скипетр, корону.
Характерна судьба известного алмаза «Шах», который до огранки, 
предположительно, весил 95 кар, а после огранки – 88,7 кар. 
В кристаллографическом отношении «Шах» представлял большой 
октаэдр, сильно вытянутый вдоль одного из октаэдрических ребер. 
1 1 карат (кар) = 200 мг = 0,2 г.
9

Этим объясняется удлиненная форма камня. При его огранке часть 
природных граней осталась нетронутой, а другая часть была заменена отшлифованными плоскостями.
На трех отполированных площадках имеются выгравированные 
надписи на персидском языке [1.1]:
«Бурхам-Низам-Шах второй 1000 год» (1591),
 
–
«Сын Джехангир-Шаха, Джехан-Шах 1051 год» (1641),
 
–
«Владыка Коджар Фатх-Али-Шах Султан 1942 год» (1824).
 
–
Согласно теории академика АН СССР А.Е. Ферсмана, «Шах» 
был найден в Индии в конце XVI века и последовательно переходил 
от одного владельца к другому. Около 1739 г. алмаз был перевезен 
в Персию. В 1829 г. после убийства русского писателя А.С. Грибоедова (1795–1829 гг.), бывшего послом России в Персии, алмаз был 
передан персидским принцем Хосрев-Мирзой русскому императору 
Николаю I в качестве компенсации за убийство посла. 
 1.2. Исторические алмазы [1.4]
Количество алмазов весом более 100 кар в ограненном виде всегда 
ограничено, хотя и возросло с открытием южноафриканских алмазосодержащих месторождений. Даже не говоря о размерах кристаллов 
алмазов, их стоимость такова, что они являются атрибутом великого 
могущества и потенциальным источником благ и бедствий государств 
и народов. В былые времена уникальные кристаллы алмаза находились в руках слабых правителей, что вызывало зависть соседей и подвергало целые страны в войны. Так, могущество Наполеона могло бы 
пошатнуться, если бы он не получил заем под заклад принадлежащего ему известного алмаза «Питт».
Среди алмазодобывающих стран Индия является родиной исторических камней. Ниже описаны некоторые из них.
Считают, что алмаз «Кох-и-Нор» (рис. 1.1) был обнаружен в копях 
Голконды в Южной Индии и первоначально весил 800 кар. Легенда 
говорит, что камень попал в руки основателя династии Великих Моголов, затем принадлежал Шах-Джехану и украсил его церемониальный Павлиний трон. Персидский шах Надир при покорении Индии 
захватил этот алмаз и отвез его в Исфаган. После убийства шаха в 
1747 г., во время беспорядков в Исфагане и безуспешной попытки захвата власти обладателем этого алмаза стал афганец Ахмад Абдали, 
10