Обсуждение результатов

Типизация алмазов. На основе данных по ИК-спектроскопии и имеющихся данных о внешней морфологии в исследуемой коллекции алмазов, извлеченных из пород верхнего триаса, были выделены условно три типа алмазов [Яковлев, 2013]. Ниже вкратце приведены характеризующие их признаки:

Алмазы первого типа (тип I) характеризуется тем, что кристаллизовались из расплава и не подверглись отжигу, связанному с метаморфическими процессами в период нахождения в мантии. Алмазы второго типа (тип II) кристаллизовались из расплава и подверглись в период нахождения в мантии закалке, обусловленной привносом вещества в их среду кристаллизации. Алмазы третьего типа (тип III) после того как кристаллизовались в мантии и были транспортированы к приповерхностным слоям литосферы, подверглись посткристаллизационным процессам.

Морфологические особенности. Алмазы №12 и №14 обладают схожей морфологией, полупрозрачные. Алмаз №14 имеет желтую окраску, тогда как алмаз №12 фактически бесцветен и деформирован. Исходя из этого, можно предположить, что алмаз №12 подвергся термическому воздействию при температуре около 800С в результате чего он и приобрел желтую окраску, тогда как полосы пластической деформации на алмазе №14 очевидно являются признаком процесса полигонизации кристалла.

Рис.2 Диаграмма. Градиенты равновесной температуры образования кристаллов алмаза из аллювия р. Лены в долине ее нижнего течения

на диаграмме, построенной по методике [Taylor, 1990]:

○ - алмазы ромбододекаэдрического габитуса; ◊ – алмазы тетраэдрического габитуса

Особенности дефектно-примесного состава. Повышенное содержание в структуре алмазов № 1, 2, 9, 11 собственных дефектов (междоузельные атомы углерода) указывает на сложность (в т.ч. многостадийность) процесса агрегирования азота в них. Так, существует мнение, что процесс скапливания атомов в позициях междоузелья предопределяет возникновение В2-дефекта. Они могут также “запечатлять” и стадию распада последнего [Васильев, 2007].

Степень агрегированности азота и концентрация азотных агрегатов. Согласно полученным результатам, для алмазов исследуемой коллекции характерно наличие основных структурно-примесных центров С, А, В1, В2 и Н. Концентрация азотных агрегатов в алмазах №9, 11, 15 ромбододекаэдрического габитуса не превышает 450 at.ppm. Для алмазом №1, 2, 12, 14 тетраэдрического габитуса верхним пределом выделена граница в 800 at.ppm Степень агрегированности примеси (%NB1) меняется от 25 до 72. Полученные результаты в целом согласуются с имеющимся фактическим материалом из ранее проводимых исследований [Хачатрян, Зинчук, 2005]. По ИК-спектрам рассчитана концентрация А и В1 - агрегатов для каждого из образцов. Данные о содержании азотных агрегатов представлены в таблице №1 (рис. 3).

Выводы.

Длительность агрегирования азота в алмазе в его центральной части под температурой 1200 ^○С при общей концентрации А- и В - агрегатов в 309 at.ppm составило около 217 млн. лет. Таким образом, есть основание для предположения, что начало агрегирования азота в кристалле совпало по времени с началом кристаллизации цирконов в туффитах, возраст которых датируется 229 млн. лет [Граханов и др., 2011]. Следовательно, алмаз и циркон, вероятно, образуют одну парагенетическую ассоциацию, образовавшуюся в один этап внедрения магматического расплава.

Образцы №1, 2, 12 характеризуются схожими морфологическими особенностями. Алмазы содержат эквивалентное количество агрегированного азота в структуре (N_tot~500at.ppm), находящегося при этом в одном агрегированном состоянии (%NB1~50%). В виду сказанного образцы с данными порядковыми номерами могут быть отнесены к одному виду (усл. вид А). Тип алмаза II.

Кристалл № 14 обладает тетраэдрическим габитусом как и алмазы №1, 2, 12. Соломенно-желтый цвет, вероятно, возник при высокотемпературном отжиге (Т≥800°С) кристалла, обусловленным воздействием на алмаз посторостовых процессов. С учетом сказанного, алмаз №14 на данном этапе исследования отнесен к отдельному виду (вид Б). Тип алмаза III.

Алмазы № 9, 11 в целом обладают схожей морфологией. Азот пребывает в одном агрегированном состоянии. Таким образом, алмазы №9, 11 предварительно отнесены к одному виду (вид В) – ромбододекаэдрические алмазы. Тип алмаза II.

Кристалл № 15 среди остальных камней коллекции выделяется наличием гранного шва, желтым цветом, прозрачностью и чистотой. Азот в алмазе находится в более высокоагрегированном состоянии (%NB~70%) по сравнению с другими камнями. Отсюда алмаз №15 отнесен к отдельному виду (вид Г). Тип алмаза I.

Заключение.

1. Выделены следующие генетические типы алмазов:

Первый тип: №15; Второй тип:№1, 2, 9, 11, 12; Третий тип: №14.

2. Выделены четыре вида алмаза

3. Цирконы и алмазы из туффитов триаса имеют один родоначальный источник.

Рис.3 Табл. 1 Содержание примеси азота в структуре алмазов из исследуемой коллекции.

Слова благодарности:

Автор выражает благодарность Граханову С.А. за любезно предоставленную коллекцию алмазов для исследований.

Автор признателен м.н.с Биллер А.Я., к.г-м.н Королевой О.В., м.н.с Молоткову А.Е., к.г-м.н Павлушину А.Д. за ценные советы, всестороннюю помощь и поддержку.

Список литературы:

1. Афанасьев В.П., Елисеев А.П., Надолинный В.А. и др. Минералогия и некоторые вопросы генезиса алмазов V и VII разновидностей (по классификации Ю.Л. Орлова) // Вестник Воронежского ун-та, 2000, № 5, С. 80-97.

2. Васильев Е.А. Планарные оптически-активные центры алмазов как индикаторы условий алмазообразования // Автореферат диссертации. С. Петербург, 2007. 20 с.

3. Винс В.Г., Елисеев А.П. Влияние отжига при высоких давлениях и температурах на дефектно - примесную структуру природных алмазов // Перспективные материалы, 2010, №1, C. 49-58.

4. Гаранин В.К. Введение в минералогию алмазоносных месторождений. М.: МГУ, 1989, 208 с.

5. Граханов С.А. Особенности формирования и закономерности размещения россыпей алмазов северо-востока // диссертация. Якутск, 2007. 309 с.

6. Граханов С.А., Смелов А.П., Егоров К.Н., Голубев Ю.К. Осадочно-вулканогенная природа основания карнийского яруса – источника алмазов северо-востока Сибирской Платформы // Отечественная геология, 2010, №5, С. 3-12.

7. Кононов О.В., Марфунин А.C., Тарасевич Б.Н., Хачятрян Г.К. Природа азотных дефектов и методы расчета концентрации азота в микрокристаллах алмаза.// Известия наук о Земле РАЕН. 2006. Вып. 14. C. 53-68.

8. Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. М.: Наука», 1973. 223 с.

9. Павлушин А.Д., Граханов С.А., Смелов А.П. Парагенетические ассоциации минералов на поверхности кристаллов алмаза из отложений карнийского яруса северо-востока Сибирской платформы// Отечественная геология, 2010, №5, С. 45-51.

10. Смелов А.П., Биллер А.Я., Зайцев А.И. Соотношение различных кристаллографических типов алмаза в туффитах карнийского яруса северо-восточной части Якутской кимберлитовой провинции // Отечественная геология, 2011, С. 50-55.

11. Соболев Е.В., Лисойван В.И. Азотные центры и рост кристаллов природного алмаза // Проблемы петрологии земной коры и верхней мантии. Новосибирск, Наука, 1978, С. 245-255.

12. Соболев В.С. Избранные труды. Петрология верхней мантии и происхождение алмазов. Новосибирск, Наука. 1989. – 252 С. 19-24

13. Cтепанов А.С., Шацкий В.С., Зедгенизов Д.А., Соболев Н.В. Причины разнообразия морфологии и примесного состава алмазов из эклогита трубки Удачная // Геология и геофизика, 2007, т. 48, № 9, c. 974.988

14. Хачатрян Г.К., Зинчук Н.Н., В.И. Коптиль. Структурные дефекты в алмазах Северо-Востока Сибирской платформы и их типоморфное значение // Геология алмаза – настоящее и будущее: Воронежский государственный университет, 2005. С. 1607-1615.

15. Хачатрян Г. К. Усовершенствованная методика оценки концентрации азота в алмазе и ее практическое применение // Геологические аспекты минерально-сырьевой базы АК “Алроса“: Современное состояние, перспективы, решения. Мирный, 2003. С. 319–322.

16. Яковлев В.Г. Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России // материалы всероссийской научно-практической конференции, 2-4 апреля 2013 г. Якутск: ИПК СВФУ, 2013, т.2, С. 279-284.

17. Charette J.J. Essai de classification des bandes d.absorption infrarouge du diamant // Physica, 1961, v.27 (11), p. 1061-1073.

18. Davies, G. (1976): The A nitrogen aggregate in diamond: its symmetry and possible structrure. J. Phys C9, p. 537-542.

19. Evans T. Aggregation of nitrogen in diamond // The properties of natural and synthetic diamond, 1992, p. 259-290.

20. Kayser W., Bond W.L. Nitrogen, a major impurity in common type I diamond. // Phys. Rev.-1959. - Vol. 15, - p. 857-863.

21. Khachatryan, G.K., Kaminsky, F.V. (2003) 'Equilibrium' and 'non-equilibrium' diamonds from deposits in the East European Platform as revealed by infrared absorption data. Canadian Mineralogist, v. 41 (1), p. 171-184.

22. Iakoubovskii K., Adriaenssen G.J. Optical characterization of natural Argyle diamonds // Diamond and Related Materials, 2002, v.11, p. 125-131.

23. Taylor W.R., Jaques A.L., Ridd M. Nitrogen-defect aggregation characteristics of some Australasian diamonds: time-temperature constraints on the source regions of pipe and alluvial diamonds // Amer. Miner., 1990, v. 75, p. 1290-1310.

24. Woods G.S., Collins A.T. Infrared absorption spectra of hydrogen complexes in type I diamonds // J. Phys. Chem. Solids, 1983, v.44, №5, p. 471-475.