Под термином «алмазоносные конгломераты» понимается широкий спектр ископаемых образований от докембрийского до верхнемелового возраста, представляющих собой в различной мере литифицированные алмазосодержащие породы различного генезиса (аллювиальные, прибрежно-морские, пролювиально-озерные и др.), включающие собственно конгломераты, гравелиты, песчаники или слабосцементированные пески с гравием и редкой галькой. За рубежом, в Африке и в Бразилии, самостоятельное промышленное значение имеют и отрабатываются только коры выветривания, развитые по этим конгломератам. В России алмазоносные конгломераты палеозойского и мезозойского возраста известны на Урале (Ишковский участок), на Тимане (Ичет-Ю), в Кютюнгдинском, Приленском и других районах Сибирской платформы, однако они не имеют пока самостоятельного промышленного значения в силу низких содержаний алмазов и/или малой мощности пласта (10-50 см) либо из-за сложных горно-геологических условий.
Единственной разрабатываемой россыпью алмазов этого типа является упоминавшееся выше месторождение Водораздельные галечник и в бассейне р. Ирелях в Мирненском районе. Месторождение расположено в непосредственно близости от коренного месторождения алмазов кимберлитовой трубки Мир (см. рис. 116). Она размещается в юго-восточной части древней структурно-эрозионной депрессии шириной до 15 км и глубиной до 50 м, приуроченной к зоне Мирненского глубинного разлома.
Алмазоносные породы имеют нижнеюрский возраст. Их формированию предшествовал длительный региональный перерыв в осадконакоплении, выравнивание рельефа и порообразование, пришедшее на средний-поздний триас, затронувшее перекрывающие кимберлиты верхнепермские образования и сами кимберлиты.
Россыпь имеет сложный делювиально-пролювиальный и пролювиально-озерный генезис и сформировалась на протяжении нескольких эрозионно-аккумулятивных циклов. Это глубокозалегающая (до 42 м) россыпь сложного многоярусного строения, насчитывающая от четырех до шести самостоятельных пластов (залежей) мощностью 1.5-15 м, разделенных пустыми породами (рис. 119).
Ее формирование происходило в условиях многократно возникавшего и осушавшегося озерного бассейна, с периодически менявшейся литодинамической обстановкой. Грубообломочные фации начала каждого ритма сменяются в разрезе мелкозернистыми осадками и венчаются углистыми глинами или углями. К грубообломочным, крупнозернистым осадкам и приурочены промышленные алмазоносные залежи, главные из которых — «Нижняя» и «Основная» — заключают более 90% запасов россыпи. Тонкозернистые алевритовые, глинистые, углистые осадки, разделяющие продуктивные залежи, слабо алмазоносны и только непосредственно вблизи контакта с кимберлитами содержат повышенные количества алмазов.
Нижняя залежь россыпи (см. рис. 119) залегает на глинистой коре выветривания подстилающих карбонатных пород верхнего кембрия. Она сложена делювиально-пролювиальными глинистыми галечно-гравийными песками (табл.9.3), мощностью 0.3-6.2 м (в среднем 2 м), местами имеет четкую наклонную слоистость. В плане Нижняя россыпь имеет форму изогнутого шлейфа, площадью более 2000 м2.
Галечный материал представлен исключительно устойчивыми к выветриванию породами (кремни, кварц, кварцит и др.) преимущественно экзотического состава, переотложенными из выветрелого базального горизонта верхнепермских отложений. Пески преимущественно кварцевые, глины — каолинитовые. В составе тяжелой фракции преобладают минералы, устойчивые к химическому выветриванию, — альмандин, ильменит, и минералы кимберлитового комплекса. Среди последних, особенно вблизи источника сноса, преобладают пикро-ильменит (содержания 20-900 г/т) и пироп (5-100 г/т). Их зерна имеют хорошую сохранность, без следов механического износа, но с поверхностными скульптурами химического растворения,
Распределение алмазов в залежи весьма неравномерное, струйчатое и линзовидное. Длина отдельных струй и линз составляет 0.2-1.5 км, ширина — 50-200 м. Содержание алмазов по пробам колеблется от 0.0 до 4.2 кар/м3, коэффициент вариации 140%; повышенные содержания алмазов характерны для пристрежневых частей струй пролювиального конуса выноса, в разрезе — для нижней части продуктивного пласта. Алмазы идентичные кимберлитам, без следов износа. Преобладают кристаллы размерностью -4+2 мм.
Залежь Основная отделена от Нижней пачкой углистых глин в центральной части депрессии либо залегает непосредственно на глинах коры выветривания карбонатных пород верхнего кембрия — в борту депрессии вблизи трубки Мир (см. рис.119), Ее формирование происходило главным образом за счет размыва алмазоносных кимберлитовых пород на фоне дифференцированных движений, вызвавших прогибание депрессии и оживление денудационных процессов по ее бортам. Рис. 120,А иллюстрирует палеорельеф днища депрессии в период формирования залежи Основной; он представлял собой замкнутую котловину с наименьшими отметками в западной части, где сформировался основной озерный водоем, соединявшийся протоками с более мелкими озерными ваннами, располагавшимися в южной, юго-восточной и юго-западной частях депрессии.
Залежь Основная приурочена к пролювиальным образованиям западного борта депрессии и озерным осадкам основной котловины. Она имеет переменную мощность от 0,5 до 8 м (в среднем около 5 м) и неправильную пластовую форму в плане. Продуктивный пласт россыпи сложен разнозернистыми глинистыми песками с рассеянной галькой, гравием (см. табл.9.3); последние местами образуют тонкие слои и линзы мощностью 0.2-0.3 M и гнезда, насыщенные визуально видимыми пикроильменитом и пиропом. От Нижней залежи эта россыпь отличается более грубозернистым составом, причем среди галечного материала велика доля (46,6%) слабо окатанных обломков местных пород (известняки, известковистые песчаники, редко долериты) и снижена доля окатанной гальки экзотических пород, в составе которых, наряду с кремнями, кварцем и кварцитом, появляются кислые эффузивы и порфириты. В целом осадки, слагающие залежь, менее зрелые в литологическом отношении, о чем свидетельствуют кварц-полевошпатовый состав песчаной фракции, гидрослюдисто-монтмориллонитовый состав глинистой фракции и присутствие таких неустойчивых пород, как кимберлиты, и минералов, как флогопит и серпентинит.
В тяжелой фракции, наряду с альмандином и ильменитом, преобладают минералы кимберлитового комплекса; пикроильменит (содержания 40-4000 г/т), пироп (10-400 г/т), хромпикотит (от зн. до 100 г/т). Максимальные содержания и крупность этих минералов характерны для западной части россыпи. Все минералы-спутники алмаза имеют хорошую сохранность, без заметного механического износа; для них характерна первичная шагреневая поверхность, реликты келифитовых кайм (на пиропах); зерна со скульптурами химического выветривания редки. Кроме указанных минералов, присутствуют также аутигенные пирит, стяжения марказита и сидерита, образовавшиеся в условиях озерного бассейна. Общий выход тяжелой фракции составляет около 1%.
Концентрации алмазов в россыпи распределены весьма неравномерно (см. рис. 120,Б), колеблясь а отдельных пробах от 0.2 до 3.0 кар/м3. Максимальные содержания алмазов отмечаются в пролювиальных и прибрежно-озерных образованиях западного склона депрессии, а в восточной части — в стоковых ложбинах, соединяющих главный озерный водоем с более мелкими ваннами. Алмазы концентрируются в струях и линзах протяженностью 0,51 км и шириной 200-400 м. В разрезе повышенные концентрации алмазов в большей мере тяготеют к основанию продуктивного пласта и галечно-гравийным прослоям.
По своим типоморфным свойствам алмазы россыпи практически идентичны таковым из коренных источников. Им свойственны средний размер (доминирующий по массе класс крупности -4+2 мм), отсутствие сортировки, значительное (около 70%) количество сколотых, трещиноватых кристаллов. Преобладают октаэдры (70%), переходные формы (26%) и ромбододекаэдры (4%).
Образование залежи Основной прекратилось по мере затухания дифференцированных движений, снижения темпов денудации на борту депрессии и постепенного заполнения и зарастания озерного бассейна, о чем свидетельствует тонкозернистый состав перекрывающих залежь осадков и присутствие в них пачек углистых глин и углей (см. рис. 119). Выше расположенные залежи Б и А, связанные с двумя последующими эрозионно-аккумулятивными циклами, незначительны по площади и запасам алмазов.
Несмотря на глубокое залегание, сложный характер и высокую глинистость и промывистость песков (содержание шламовой фракции -0.5 мм составляет в целом по россыпи до 90-98%), россыпное месторождение Водораздельные галечники эксплуатируется на протяжении более 30 лет.
Известно, что проблема алмазоносных конгломератов — одна из важнейших в геологии алмазоносных россыпей, не только как важнейшего типа источников питания, но и связи с поисками собственных промышленных месторождений. Поиски ископаемых платформенных россыпных формаций указанного типа ведутся на Сибирской и Восточно-Европейской платформе на протяжении почти трех десятилетий, однако не принесли пока желаемого результата. Вместе с тем нельзя не отметить некоторые весьма обнадеживающие результаты, в частности находки высокосортных ювелирных алмазов в средне-верхнедевонских терригенных формациях Тимана.
Одним из таких объектов является комплексная редкометалльно-алмаз-золотоносная россыпь Ичет-Ю в бассейне р. Пижмы в пределах Волъско-Вымской гряды Среднего Tимана, представляющая собой сложное полигенное образование, приуроченное к основанию базальной толщи (пижемской свиты) среднедевонской трангрессивной пачки, залегающей на размытой поверхности малоручейской свиты с угловым и стратиграфическим несогласием. Продуктивный пласт приурочен к практически мономинеральным кварцевым гравелитам, конгломератам и крупнозернистым песчаникам с «плавующей» галькой и гравием кварца, разделенным прослоями средне- и мелкозернистых песчаников сгруженного и пудлингового типов. Отличительная особенность состава продуктивного пласта — преобладание гидротермального хрусталевидного голубого кварца, как окатанного, так и совершенно неокатанного, над метаморфогенным кварцем, характерным для вмещающих пород. Россыпи бассейна р. Пижмы возникли в процессе накопления пролювиально-аллювиальных осадков конусов выноса с последующей концентрацией тяжелых минералов в волноприбойной зоне; предполагается также участие вторичного эолового обогащения рудного пласта.
Продуктивный пласт россыпей характеризуется алмаз-золото-редкометалльно-титановой минерализацией. Выход тяжелой фракции от 2 до 25 кг/м3, причем она почти на 100% образована полезными минералами (ильменит, ильменорутил, монацит, куларит, циркон, золото, алмазы) и имеет характер маломощной, пластовой выдержанной залежи (типа «рифа», по представлениям некоторых исследователей) с неравномерным содержанием полезных минералов.
Алмазы — основной по ценности продукт, сопутствующий золоту в россыпях. Гранулометрически алмазы представлены классами —6+4 мм (по числу зерен — 20%), —4+2 мм (67,5%), —2+1 мм (12.5%). Средняя масса алмазов класса —8+4 мм — 124.2 мг, класса —4+2 мм — 30.85 мг, класса —2+1 мм 3.9 мг. Масса отдельных кристаллов достигает 2.2 кар.. В целом для россыпи характерны присутствие, наряду с бесцветными разностями, алмазов бледно-зеленого цвета и преобладание камней без признаков износа (33%) или слабоизмененных (28%). Распределение алмазов в россыпи весьма сложное, гнездовое, прячем повышенные концентрации их не всегда совпадают с наиболее высокими содержаниями золота. В частности установлена концентрация найденных в ней высокосортных алмазов в отдельных карманах, приуроченных к неровностям плотика россыпи. Алмазы — основной по ценности продукт, сопутствующий золоту в россыпях.
В результате работ Вычегодской ГРЭ ПГО «Полярноуралгеология» установлена также реальная алмазоносность средне-верхнедевонской базальной кварцева-песчаюй формации Джемипарминской структуры на Южном Тимане, в которой, помимо находок алмазов вишерского типа, установлено также присутствие минералов кимберлитового комплекса: пиропа, оливина, перовскита, хромита, свидетельствующее в пользу близкого расположения первоисточников магматического происхождения.
В качестве новой алмазоносной провинции, где возможно в перспективе обнаружение погребенных алмазоносных россыпей формации алмазоносных конгломератов, является центральная часть Восточно-Европейской платформы, прежде всего площади, примыкающие к площадям с потенциальным кимберлитовым магматизмом (Осташковское в Тверской области и др.), а также площадям, на которых имеются находки алмазов и их спутников (Нелидовская, Ливенская, Калужская и др.).
