ТОЧНО ТАК, КАК В ПРИРОДЕ!
О работе сибирских ученых по экспериментальному синтезу
микроалмазов, подобных природным, из алмазоносных метаморфических
пород в Казахстане.
Академик Н.Соболев
Член-корреспондент РАН В.Шацкий
Институт минералогии и петрографии СО РАН
Алмаз как минерал, добываемый из россыпей уже более тысячи лет, а
затем - из кимберлитовых трубок, впервые найденных в Южной
Африке 30 лет тому назад, всегда связывали с определением самого
ценного ювелирного украшения - бриллианта. Однако широко
известно, что лишь 25-30% добываемых алмазов во всем мире
пригодно для изготовления бриллиантов. Большинство же алмазов
используется только в технике.
В 70-х годах прошлого века знания об алмазах, их значение для
геологических построений претерпело существенные изменения. Это
связано с открытием алмазоносных метаморфических пород в
Казахстане. Алмазы оказались настолько мелкими, что в самих
породах оставались невидимыми до тех пор, пока в Институте
минералогии и петрографии СО РАН не был разработан комплекс
методов, позволивших не только увидеть их в больших количествах
непосредственно под микроскопом, но и доказать, что эти
мельчайшие алмазы, средний размер которых не превышает 0,01-002
мм, были захвачены 530 млн лет назад главными породообразующими
минералами метаморфических пород, преимущественно гранатами, а
также цирконами и в меньшей степени пироксенами и
законсервированы в них от губительных воздействий высоких
температур в период дальнейшей геологической истории этих пород.
Детальные минералого-петрографические исследования, проведенные в
институте, позволили обосновать кристаллизацию алмаза в поле его
термодинамической стабильности. Выявилось очень важное
геологическое следствие - породы земной коры могут погружаться
на глубины, превышающие 120 км, и возвращаться на поверхность.
Исследования внешнего облика (морфологии) кристаллов этих
мельчайших алмазов и сопоставление их с алмазами из кимберлитов,
средний размер которых больше на несколько порядков,
продемонстрировали удивительное сходство всех алмазов по этому
признаку.
Тем не менее, остается ряд вопросов, требующих дальнейшего
обсуждения. Среди них можно выделить следующие: на каком этапе
метаморфизма росли микроалмазы, какова среда кристаллизации этих
минералов, в чем причина контрастного распределения алмазов в
метаморфических породах?
Ответы на эти вопросы может дать исследование самих алмазов. Но
при этом надо учитывать, что размеры даже наиболее крупных
кристаллов не превышают 0,02 мм, а основная масса имеет размер
около 0,002 мм. В последние годы при сотрудничестве с зарубежными
коллегами удалось получить ряд результатов, проливающих свет на
условия кристаллизации микроалмазов. Изучение микроалмазов из
пироксен-карбонатных и гранат-пироксеновых пород методами ИК
фурье-спектроскопии и масс-спектрометрии дали свидетельства
присутствия в микроалмазах включений карбонатов и флюидных
включений, в составе которых преобладают вода и азот. Были
получены данные, позволяющие отличать микроалмазы
метаморфогенного происхождения от алмазов из кимберлитов. Эти
данные проливают свет на коренные источники месторождений
россыпных микроалмазов на Украине и в Австралии.
Для исследования процессов природного минералообразования большое
значение имеют данные экспериментального моделирования процессов
алмазообразования. В связи с этим в нашей лаборатории
кристаллизации и минералогии алмаза были проведены эксперименты,
в которых в качестве среды кристаллизации алмаза использовались
пироксен-карбонатные алмазоносные метаморфические породы.
Проведенные опыты при давлениях 55-70 тысяч атмосфер и
1400-1700 градусов Цельсия впервые показали возможность прямой
кристаллизации алмаза из карбонатно-силикатных расплавов. Более
того, экспериментально созданы такие условия, при которых
синтезированные алмазы оказались внутри кристаллов граната. Точно
так, как в алмазоносных породах!
Исследования микроалмазов показали, что для их образования, так
же, как и для кимберлитовых алмазов, важную роль играют
карбонаты. Как нами предполагалось, и ранее такие породы не были
уникальными. Они имеют глобальное распространение, отражая
сложную геодинамическую историю складчатых поясов Земли.
стр.
|
