Алмазы Попигайского кратера: отложенный проект

Попигайский кратер — единственный в своём роде источник импактных алмазов, причисляемых к уникальному виду высокотехнологического сырья. Почему в России так и не приступили к отработке «космических» запасов?

Как нашли импактные алмазы

Долгое время единственным источником алмазов считались кимберлитовые породы. Однако в 1940-ых годах советские исследователи обнаружили в арктической зоне котловину неизвестного происхождения. Гигантская «червоточина» диаметром 100 км расположилась прямо на границе Красноярского края и Республики Саха (Якутия).

Открытие положило начало систематическому изучению объекта. Ряд геологических экспедиций, прошедший в 70-ых, позволил получить исчерпывающие данные: на их основе учёные смогли доказать, что имеют дело с кратером метеоритного происхождения, вмещающим в себе запасы необычного алмазного сырья.

Выяснилось, что Попигай был образован примерно 36 миллионов лет назад в результате падения крупного небесного тела на Землю. Мощный удар буквально расплавил горную породу, содержащую большое количество графита. Под воздействием высокого давления и температур он преобразовался в природный материал, представленный в виде смеси различных фаз углерода. Учёные нашли новую коренную породу импактных алмазов — полезных ископаемых, образовавшихся в результате ударно-взрывных процессов, происходящих при падении крупных метеоритов.

В ходе масштабной геологоразведочной экспедиции, прошедшей в 70-ых, исследователи выявили сразу два месторождения: Ударное и Скальное. Геологи досконально изучили участки и подсчитали их запасы: оказалось, что на этой территории в сумме залегает почти 150 млрд карат импактитов, что многократно превышает общемировой объём запасов алмазов. И, что самое поразительное, они занимают всего 0,5% от общей площади Попигайского метеоритного кратера. Таким образом, было сделано логичное предположение, что общие запасы котловины могут достигать триллионы карат.

Первые изучения импактных алмазов, проведённые в те времена, выявили их уникальные свойства. По сохранившимся данным, абразивная устойчивость и износостойкость «космического» сырья практически в 2 раза превышает аналогичные свойства природных и синтетических алмазов. Кроме того, оно обладает повышенной твёрдостью, способно выдерживать гораздо более высокие температуры (выше на 250°). Единственное, ювелирной ценности импактиты не представляют.

Алмазы с такими превосходными данными могли совершить революцию в индустрии (подчеркнём: не на алмазном рынке) уже во времена СССР. Одно время на Попигайском кратере велись попытки наладить добычу, однако по разным причинам проект отложили до лучших времён. Одна из них — дороговизна освоения участка из-за не развитой на арктических территориях инфраструктуры. В 1983 году заключение о нецелесообразности проекта выдало Министерство цветной металлургии СССР, курирующее алмазодобывающую отрасль. Есть мнение, что советские власти посчитали проект бесперспективным как раз таки потому, что попигайские алмазы не пригодны для применения в ювелирной промышленности.

После этого «дело» Попигайской астроблемы засекретили, собранные данные о кратере были опубликованы в свободном доступе уже в XXI веке.

Попигай, наши дни

Научное сообщество вновь заинтересовалось объектом и первым делом решило ещё раз перепроверить полученные ранее образцы попигайских алмазов, чтобы удостовериться в их необычных свойствах. Учёные Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН заполучили остатки импактитов у коммерческих структур и развернули масштабные исследования.

К ним подключился коллектив киевского Института сверхтвёрдых материалов им. В. Н. Бакуля. В 2011 году специалисты провели комплекс испытаний, по результатам которых доказали, что попигайские алмазы действительно имеют повышенную абразивную способность по сравнению с кимберлитовыми породами.

После обнародования данных в России наступила вторая волна обсуждений перспективности и экономической целесообразности освоения участка. Ведь в новых реалиях импактиты потенциально могли бы стать сырьём для производства абразивного материала, способного перевернуть с ног на голову высокотехнологические отрасли промышленности. Но прежде чем задуматься о начале промышленной добычи попигайских алмазов и создании производства, научному сообществу предстояло провести большой объём научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

В 2014 году в Институте геологии и минералогии СО РАН смогли изготовить из импактитов сверхпрочный материал, который по устойчивости на 20-53% превосходит аналоги из синтетических алмазов. В пресс-службе ИГМ СО РАН сообщали, что продукт способен обеспечить скорость резания более 140 м/мин. Учёные подчеркнули, что изделия с такими характеристиками очень важны для машиностроительной отрасли, а также для горнодобывающей промышленности, в частности, сферы бурения. За счёт своих свойств абразивный материал мог бы значительно повысить срок службы инструментов для алмазного бурения.

Данное открытие — пожалуй, одно из последних знаковых событий, попавших в поле обсуждения на общероссийском уровне. По крайней мере, было таковым до некоторых пор. О Попигайском кратере вспомнили вновь на фоне начала активной работы над проектом освоения расположенного поблизости Томторского месторождения редкоземельных металлов.

Наряду с обсуждением конкретных планов по данному участку промышленники решили вновь оценить целесообразность отработки запасов импактных алмазов. Более того, рассматривалась возможность комплексного подхода к освоению Попигая и Томтора.

В то время как у Томтора дело идёт полным ходом, Попигайский кратер остаётся ни с чем. Для реализации проекта необходимо привлечь инвестиции, чтобы обеспечить его средствами для строительства инфраструктуры для добычи и переработки руды, которая на данный момент отсутствует. Отдельной строкой стоит вопрос организации обогатительного передела. Технология обогащения «космической» породы не определена, так что первоочерёдная задача — определить вектор всей технологической цепочки, и только после этого можно задуматься о поиске инвесторов.

Вместе с тем нужно также оценить окупаемость проекта и обязательно «прощупать» рынок потенциальных клиентов, готовых покупать конечный продукт. А для этого сперва требуется не просто добыть и переработать сырьё, получить партию алмазной технической продукции с детальным описанием свойств, но ещё и определить её рыночную стоимость. И в этом плане Попигай рискует остаться без реального старта, поскольку рынок ещё не видел импактитов и никто не может дать гарантии того, что они составят реальную конкуренцию природным или синтетическим алмазам.

Теоретически отправной точкой для первых шагов на пути к созданию нового промышленного сегмента должны стать обнаруженные ещё в советские времена месторождения Скальное и Ударное. На сегодняшний день, по данным ФГБУ «Росгеолфонд», оба участка находятся в нераспределённом фонде и не переданы в освоение. Кроме того, запасы, поставленные на баланс, отнесены к категории «алмазное сырьё», что, по мнению учёных, тормозит всю работу.

В 2019 году сотрудники Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН предложили Минприроды РФ изменить статус запасов Попигайской котловины. По их мнению, пребывая в упомянутой категории, импактиты делают разработку месторождений очень дорогим. Учёные предложили перевести запасы кратера в категорию абразивного материала, чтобы придать проекту большую инвестиционную привлекательность.

Уже в 2020 году официальное издание СО РАН «Наука в Сибири» сообщило, что Сибирское отделение РАН ведёт переговоры с руководством акционерной финансовой корпорацией «Система» о возможности отработки попигайских алмазов. Предполагаемый срок реализации проекта был оценён в 3-4 года, что несколько «насторожило» учёных.

Тем не менее учёные смотрят на потенциал Попигая с позитивом и хотят вернуть к жизни отложенный проект. Так, в апреле 2021 года зампред СО РАН Николай Похиленко заявил ТАСС, что, если добыча на кратере будет организована, примерно через 10 лет спрос на импактные алмазы может достигнуть 1 миллиарда карат в год.

Опять же, для начала отработки алмазов на Попигайском кратере должен быть разработан вариант формирования технологической цепочки, который ко всему прочему характеризуется устойчивой финансовой динамикой. Поэтому летом 2021 года на Попигай вновь отправилась экспедиция геологов ИГМ СО РАН. В институте планируют построить на территории астроблемы опытную обогатительную установку и начать эксперименты по переработке руды. В дальнейшем учёные рассчитывают продолжить «вылазки» на территорию кратера, чтобы получать импактиты и отрабатывать технологию обогащения уже не в полевых условиях.