разновидностей алмаза

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Октаэдрические кристаллы аналогичного типа наблюдались также в ксенолитах перидотитовых пород.

Изучение алмазов, найденных в ксенолитах глубинных пород, и их сравнение с алмазами непосредственно из кимберлитов имеют большую ценность для определения, могут ли алмазы кристаллизоваться из кимберлитовой магмы, или же они поступают в нее только из глубинных пород, разрушаемых в результате тектонических процессов близ канала движения кимберлитовой магмы.

Кристаллы алмаза из кимберлитовых трубок, содержащих алмазоносные ксенолиты глубинных пород, не относятся только к какой-либо одной разновидности, все разновидности алмазов, наблюдаемые в этих ксенолитах, также встречаются в кимберлитах. 13 настоящее время в кимберлитах не встречено специфических разновидностей алмаза, которые не были бы известны в ксенолитах глубинных пород. Следовательно, нет оснований для заключения, что эти алмазы кристаллизовались в кимберлитовой магме. Можно предположить, что в кимберлитовом расплаве и в глубинных породах кристаллизовались совершенно одинаковые разновидности алмаза, но это представляется маловероятным.

Изредка находят агрегаты различных разновидностей алмаза – алмазов с оболочкой (coated diamonds) в срастании с обычными прозрачными октаэдрическими кристаллами, серые алмазы кубического габитуса (разновидность III) в срастании с прозрачными бесцветными кристаллами. Другой пример – срастание относительно крупных прозрачных кристаллов с серым или черным поликристаллическим бортом. Наблюдались кристаллы с различными цветами зон: бесцветным ядром и желтой внешней частью. В таких агрегатах различные типы алмаза, очевидно, формировались при различных условиях. Сейчас у нас нет объяснения для таких «гибридных» агрегатов. Возможно, что некоторые кристаллы алмаза действительно росли в очаге кимберлитовой магмы, и чго в редких случаях кристаллы из различных мантийных пород образовывали срастания с этими новообразованными алмазами.

По мнению автора, в настоящее время нет сомнений в том, что алмазы привнесены в кимберлиты из мантийных пород. Кимберлитовый расплав, образованный на глубине, захватывает эти породы и выносит их из глубинных зон Земли. На определенной стадии газовые компоненты расплава воздействуют на алмазы, обусловливая их частичное окисление. Последнее явление подтверждается результатами изучения алмазов из ксенолитов глубинных пород.

Алмазоносные ксенолиты обычно обладают признаками разрушения: сложно разветвленной сетью залеченных трещин, иногда – системами параллельных трещин. Алмазы из некоторых сильно разрушенных ксенолитов имеют четкие признаки пластической деформации, а иногда даже полностью разрушены. Обломки разрушенных кристаллов иногда разобщены друг от друга, пространство между ними заполнено измененным материалом из пород. Ясно, что динамические процессы, обусловившие дезинтеграцию глубинных пород, ответственны также за присутствие большого количества естественных обломков и поврежденных кристаллов алмаза в кимберлитах, а также за развитие пластических деформаций в алмазах.

Как было отмечено выше, кристаллы алмаза в глубинных породах обладают разнообразными формами роста. Однако, часто на гранях кристаллов имеются следы растворения (округлые грани и вершины, тригоны травления). Чрезвычайно типичны каналы травления, сходные с изогнутыми, прямолинейными или полигональными трещинами, изолированными или образующими группы, пересекающимися под различными углами. Вполне очевидно, что образование этих каналов связано с образованием в породах трещин, вдоль которых окислители проникают в ксенолиты. Очевидно, что окисление алмазов происходит после разрушения алмазоносных пород, во время подъема расплава, включающего ксенолиты и отдельные кристаллы. Отдельные кристаллы, которые перед этим были извлечены из породы, подвергаются окислению со всех сторон; на этой стадии могут образоваться округлые кривогранные формы растворения кристаллов – додекаэдроиды. Алмазы, сохраняющиеся в небольших ксенолитах, защищены от воздействия окислителей и сохраняют свои первоначальные плоскогранные формы роста. Окислители проникают в трещиноватые ксенолиты вдоль трещин и воздействуют на кристаллы алмаза, что видно по следам травления на одной стороне кристалла или по изолированным участкам на нескольких гранях. Алмазы на поверхности ксенолитов подвергаются

166

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

интенсивному растворению, с одной стороны; в итоге появляются сложные, комбинационные формы, описанные в главе V как «псевдогемиморфные кристаллы». Таким образом, мы получаем объяснение тому факту, что в одной и той же кимберлитовой трубке могут присутствовать плоскогранные формы роста, округлые кривогранные формы растворения, кристаллы с ясными следами пластических деформаций и кристаллы без признаков этих процессов.

Глубина очага кимберлитовой магмы и распространенность в этой части мантии алмазоносных перидотитовых и эклогитовых пород определяют количественные соотношения разновидностей кристаллов алмаза в конкретной кимберлитовой трубке. Некоторые тела содержат преимущественно алмазы с включениями перидотитовой ассоциации, в других – эклогитового парагенезиса. С другой стороны, известно, например, что в трубке «Удачная» содержится большое количество кубических кристаллов, идентичных по форме, цвету и структуре алмазам, найденным

вксенолитах эклогитов из этой же трубки; тем не менее здесь имеются также алмазы с включениями оливина, хромшпинелида и других минералов перидотитовых пород. Специальные статистические подсчеты, вероятно, могут дать соотношение алмазов из эклогитового и перидотитового источника для каждой трубки.

Возможно ли, чтобы алмазы в кимберлитах были вынесены из глубинных мантийных пород? Ланг (Lang, 1970), на основании теоретических соображений пришел к заключению о высоком (до 1%) содержании алмазов в верхней мантии. Исследование алмазоносных ксенолитов показало, что в некоторых случаях содержание в них алмазов действительно достигает и даже превышает эту цифру. Поскольку в кимберлитах содержание алмазов весьма низкое (0,000001- 0,00001%), представляется весьма вероятным, что алмазы поступают в кимберлиты из раздробленных алмазоносных пород. Поднимающаяся кимберлитовая магма выносит ксенолиты этих пород и их минералы в верхние зоны Земли.

Мысль о том, что алмазы в кимберлитах обязаны своим образованием дезинтеграции глубинных пород, была впервые высказана Боннеем (Воппеу, 1899) на основании находки алмазов

вэклогитовом ксенолите из кимберлитовой трубки «Ньюленд». Этот исследователь не упоминал о перидотитах как об исходных породах для алмаза; возможно, это связано с тем, что тогда ксенолиты алмазоносных перидотитов еще не были найдены и детальный состав минералов – включений в алмазах не мог быть исследован. В дальнейшем изучение состава минералов, ассоциирующих с алмазами, привело исследователей к заключению, что они поступили в кимберлиты из глубинных перидотитовых (и, возможно, также эклогитовых) пород, а собственно кимберлитовый расплав главным образом играл роль «механического транспортера» алмазов и других минералов глубинных пород (Сарсадских и Ровша, 1960; Сарсадских, 1973). Эти мантийные эклогиты играют особенно важную роль в таком процессе, как было указано Н. В. Соболевым (1974) на основании изучения включений в кристаллах алмаза и их сравнение с минералами глубинных пород. В последние годы Боткунов и Пономаренко собрали уникальный материал – большое количество алмазоносных ксенолитов глубинных пород из якутских кимберлитовых трубок. Петрографический состав этих ксенолитов, химические особенности слагающих их минералов, их сравнение с включениями в кристаллах алмаза, детальное изучение алмазов из ксенолитов в кимберлитовых трубках, анализ экспериментальных данных по парагенезисам и смесимости минералов при высоких давлениях и температурах – весь этот фактический материал согласуется с генетической ассоциацией алмазов с мантийными породами.

Эти материалы теперь дают возможность определить, где кристаллизовались алмазы, и выяснить состав исходных пород. Не менее интересно и важно определить реальные условия кристаллизации алмаза в мантийных породах, а также природу и механизм процесса алмазообразования.

На основании химических особенностей и взаимоотношений минералов в глубинных породах, можно придти к некоторым заключениям о специфических термодинамических условиях, при которых алмазы образовались в перидотитовых и эклогитовых породах. Согласно теории сложнодифференцированного зонального строения верхней мантии, наиболее высокие слои мантии представлены магнезиальными ультраосновными породами зоны шпинелевых и гранатовых перидотитов), на больших глубинах преобладают гранат-ильменитовые ультрабазиты. Отношение Mg/(Mg + Ca) и содержание алюминия в орто- и клинопироксенах указывают на

167

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

следующие термодинамические условия образования этих глубинных пород: для магнезиальных ультрабазитов t = 850-1000° С и Р = 32-40 кбар; для гранат-ильменитовых ультрабазитов t = 10001250° С и Р>50 кбар (Владимиров и др., 1976). Эклогиты чередуются с породами ультраосновного состава, но имеют подчиненное распространение. Н. В. Соболев (1974) установил нижний температурный предел для фаций алмазоносных пород 1150° С, а верхний предел – 1400 °С или немного больше.

Изучение глубинных пород показало, что газовые флюиды играют главную роль при образовании алмазов в верхней мантии.

Мелтон и Джиардини (Melton and Giardini, 1974, 1975) получили довольно интересные данные по газовым включениям в кристаллах алмаза. Газовые компоненты, установленные в алмазах (Н2О, СО, СО2, О2, Н2, СН4, С2Н4, N2, C2H5OH, С3Н6 и Аг) привели этих авторов к заключению, что рост алмазов мог включать механизм газово-жидких реакций. Они предположили

С + 2Н2 ←→ СН4 Если допустить, что алмазы могут расти из газовой среды на имеющихся кристаллах-

зародышах, то становится вполне объяснимым образование алмазов с оболочкой (coated diamonds). Действительно, алмазы этого типа представлены кристаллами различных разновидностей (как монокристаллы, так и поликристаллическими агрегатами), вокруг которых наросла алмазная оболочка специфической текстуры, содержащая многочисленные включения (которые могут быть преимущественно газовыми). Благодаря присутствию этих включений, оболочка является мутной, полупрозрачной или непрозрачной. Что же касается обычных разновидностей кристаллов алмаза, они образуются совместно с минералами глубинных пород, включения которых встречаются в этих алмазах. Выяснение процесса минераллообразования в верхней мантии и образование глубинных пород должно пролить больше света на образование в них кристаллов алмаза.

На основании данных, получаемых при изучении кристаллов алмаза, мы имели возможность придти к изложенным выше заключениям о месте кристаллизации алмазов и о различных эпигенетических процессах (пластическая деформация, окисление), которых проявлялись после образования алмазов и воздействовали на ид морфологию и свойства (эпигенетическая окраска, вызванная пластической деформацией и другие свойства, обусловленные дефектами, возникающими при пластической деформации).

Парагенезис алмазов вполне определенно указывает на то, что алмаз в кимберлитах является полигенным минералом с хорошо проявляющимся типоморфизмом, что иллюстрирует образование многих разновидностей кристаллов и поликристалллических агрегатов; каждая разновидность может быть связана со своим типом мантийных пород, образовавшихся в специфических условиях.

168

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Глава 1 РАЗНОВИДНОСТИ КРИСТАЛЛОВ И ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ

Дефекты, обусловленные явлениями, развивающимися в твердой фазе после кристаллизации

История исследования кристаллов алмаза и состояние вопроса о влиянии на их морфологию

169

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Глава 10 ГЕНЕЗИС АЛМАЗОВ В ЗЕМНЫХ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОДАХ

Юрий Леонидович ОРЛОВ МИНЕРАЛОГИЯ АЛМАЗА

Утверждено к печати Минералогическим музеем им. А. Е. Ферсмана Редактор издательства Л. М. Бекасова. Художник И. Ю. Нестерова Художественный редактор М. В. Версоцкая

Технический редактор Л. И. Куприянова Корректоры Н. В. Габасвва, Л. В. Письман ИБ № 27947

Сдано в набор 17.06.84. Подписано к печати 25.10.84. Т-14691. Формат 60 × 90 1/16 Бумага типографская № 1. Гарнитура литературная. Печать высокая

Усл. печ. л. 16,5. Уч.-изд. л. 18,6. Усл. кр. отт. 16,6. Тираж 1400 экз. Тип. зак. 4084 Цена 2 р. 90 к.

Издательство «Наука» 117864 ГСП-7, Москва В-485 Профсоюзная ул., 90 2-я типография издательства «Наука» 121099, Москва, Г-99, Шубинский пер., 10

170