Включения невыясненного состава

При описании различных разновидностей кристаллов алмаза было показано, что в алмазах с оболочками имеется большое количество микроскопических включений во внешней зоне этих кристаллов. Образование оболо­чек происходит по той причине, что на грани ранее образовавшихся кристаллов алмаза высаживаются микроскопические включе­ния, которые в некоторых случаях почти сплошь покрывают их грани. При дальнейшем росте алмаза эти включения обильно на­сыщают всю внешнюю зону или отдельные ее слои. М. Сиил (Seal 1966) сделал электронномикроскопический снимок и показал, что отдельные включения группируются в «гроздья» размером до 10 μ.

Такие гроздья состоят из неправильных по очертанию зерен разме­ром 1-2 μ (рис. 8). С помощью электронного микроанализатора удалось установить присутствие в этих включениях Si и О. Коли­чественные отношения этих двух элементов колебались в широких пределах. В некоторых случаях включения были богаты Si, но со­держали очень мало О, т. е. между ними не было установлено стехиометрических соотношений. В одном из включений, кроме этого, были установлены К и Са. М. Сиил предположил, что эти включе­ния представляют собой карбид кремния, но сделал оговорку, что окончательно это нельзя считать установленным.

Проведенные эмиссионные и нейтронио-активационные анализы показали, что алмазы с оболочками содержат повышен­ное содержание кремния по сравнению с обычными кристаллами (см. гл. III). При проведении специальных исследований поведе­ния алмазов с оболочками при нагревании нами установлено, что при температуре 1000-1100° С оболочки с включениями становят­ся черными. Изучение таких алмазов под микроскопом показало, что черными становятся только включения, тогда как сам алмаз остается прозрачным. При большой плотности включений в обо­лочках создается впечатление, что вся внешняя зона кристалла стала черной. Очевидно, явление почернения включений можно объяснить следующим образом. Кислород, который устанавлива­ется в непостоянных количествах при анализе включений, вероят­но, только ассоциирует с ними, но не входит в их состав. Как из­вестно (Phaal, 1965), графитизация алмаза с поверхности в при­сутствии кислорода может начаться при 650° С и происходит ин­тенсивно при 1000° С. Причиной почернения включений может быть взаимодействие ассоциирующего с ними кислорода с внут­ренней поверхностью алмаза, соприкасающейся с включениями, так как это происходит и на поверхности кристалла. Для подтверждения этого вывода бы­ло произведено рентгенографическое исследование. На дебаеграммах были установлены отчетливые линии алмаза и очень слабые графита, что подтверждает вывод о совершенно незначительной графитизации алмаза, происходящей только вокруг включений вы­шеописанным способом. Что представляют собой микроскопиче­ские включения, во внешних оболочках этой разновидности кри­сталлов алмаза, остается еще до сих пор неясным.²⁰

Не совсем определенно выяснена природа черных пятен, кото­рые наблюдаются на включенных в кристаллы алмаза прозрачных кристалликах оливинов, гранатов и энстатита.(рис.4.3) Эти пятна, обнаруженные на оливинах в уральских алмазах, были опи­саны впервые в одной из работ (Орлов, 1959). Они наблюда­лись также на включениях в якутских алмазах, что отмечалось М. А. Гневушевым и Э. С. Николаевой (1961). Харрис (Harris, 1968), изучая включения в африканских алмазах, установил, что аналогичные пятна находятся также на включениях грната и эн­статита. Он отметил, что в большинстве случаев эти темные пятна имеют гексагональную форму. Сделанный ими анализ с помощью микроанализатора не обнаружил никаких элементов, в связи с чем Харрис сделал заключение, что они представляют собой микрокри­сталлики графита. Однако данных, полученных при исследовании природы этих пятен, еще недостаточно для окончательного вывода.

Совершенно не выяснена природа субмикроскопических вклю­чений, наблюдающихся в кристаллах алмаза и впервые наиболее детально описанных Шахом и Лангом (Shah, Lang, 1963).

В одном из бесцветных кристаллов алмаза ими было обнару­жено облакообразное замутнение. Шлиф толщиной 1,5 мм, сделан­ный из этого алмаза приблизительно параллельно плоскости куба, изучался под микроскопом и методом рентгенодифракционной то­пографии. Было установлено, что в центральной зоне находятся мельчайшие частицы. Ближе к периферии рядом с «облаком», со­стоящим из мельчайших частиц, находились относительно более крупные включения микроскопических зерен алмаза. По взаимоот­ношению дислокаций роста с частицами в центральной зоне уста­новлено, что эти частицы выделялись в алмазе уже после образо­вания кристалла. По размеру частицы распределялись в две груп­пы: от 1 мк и менее и около 5 мк. Химическая природа этих выде­лений не была установлена, но, возможно, что они являются суб­микроскопическими зернами алмаза.(рис.9)