Алмазы в продуктах трещинного Толбачинского извержения 2012-2013, Камчатка

Алмазы в продуктах трещинного Толбачинского извержения 2012-2013, Камчатка

Автор: Силаев В.И., Карпов Г.А., Ракин В.И., Аникин Л.П., Васильев Е.А., Филиппов В.Н., Петровский В.А.

Журнал: Вестник Пермского университета. Геология @geology-vestnik-psu

Рубрика: Минералогия, кристаллография

Статья в выпуске: 1 (26), 2015 года.

Бесплатный доступ

Алмазы обнаружены в пузыристых андезибазальтах трещинного Толбачинского извержения 27.12.2012-9.10.2013. Они представляют собой хорошо образованные, изометричные, плоскогранно-острореберные кристаллы размером до 700 мкм с примерно равновеликими гранями октаэдра и куба. В качестве дополнительных выступают грани (в последовательности встречаемости) ромбододекаэдра {110}, тетрагон-триоктаэдра {131} и тригон-триоктаэдра {332}. В режиме катодолюминесценции в кристаллах выявляется четкая секториальная неоднородность, обусловленная комбинацией пирамид нарастания граней октаэдра и куба. Часть толбачинских алмазов представляет собой двойниковые сростки по шпинелевому закону. В углублениях и ямках на гранях кристаллов наблюдаются выделения Mg-Fe- и Fe- силикатов, Ca-Mg- силикатов, алюмосиликатов, сульфатов, оксидов железа, самородных металлов и сплавов состава Fe, Ni-Cu, Cu-Sn-Fe. Фазовая диагностика исследуемых зерен была проведена рентгено-структурным и раман-спектроскопическим методами. Вычисленный по рентгенограмме параметр элементарной ячейки составил 0.3556 (3) нм. Раман-спектр представлен единственной сильной линией 1332 см -1 с А1/2 (FWHN) = 5-7 см -1, отвечающей алмазу. В ИК-спектрах поглощения зарегистрированы только линии при 1345 и 1130 см -1, отвечающие структурным С-дефектам. Часть таких дефектов находится в положительном зарядовом состоянии N + (линия при 1332 см -1 ). Термическое окисление толбачинских алмазов начинается при относительно низкой для алмазов температуре 740-750 °С, а кульминация приходится на 920-960 °С, совпадая с аналогичными данными для кимберлитовых алмазов. Исследованные образцы характеризуются весьма слабо геохимически дифференцированной ассоциацией элементов-примесей и весьма устойчивым изотопным составом углерода, не выходящими за пределы -27...-22 %%. Своеобразие кристалломорфологических, спектроскопических, минералого-геохимических и изотопно-геохимических свойств дает основание отнести толбачинские алмазы к ранее неизвестному флюидо-вулканогенно-эруптивному или толбачинскому генетическому типу.

Еще

Трещинное толбачинское извержение, алмазы, спектроскопия, микроэлементы, изотопия углерода, кристалломорфология

Короткий адрес: https://sciup.org/147200932

IDR: 147200932   |   УДК: 552.321.6   |   DOI: 10.17072/psu.geol.26.6

Diamonds in the products of Tolbachik fissure eruption 2012-2013, Kamchatka

Diamonds were found in porous andesite basalt of the Tolbachik Fissure Eruption 27.12.2012-9.10.2013. They are well-formed, isometric, well-faceted crystals with sharp ribs, of up to 700 microns of size with approximately equal faces of the octahedron and cube. As additional facets (in the order of occurrence), rhombic dodecahedron {110}, tetragontrioctaeder {131}, and trigontrioctaeder {332} are encountered. The cathodoluminescence studies revealed a clear sectorial heterogeneity in crystals caused by a combination of pyramids of growth of the octahedron and cube faces. Partially, the Tolbachik diamonds are presented by the twins grown on the spinel law. In the face pits and cavities, the inclusions of Mg-Fe- and Fe silicates, Ca-Mg silicates, aluminosilicates, sulfates, iron oxides, native metals and alloys of Fe, Ni-Cu, and Cu-Sn-Fe were observed. Study of the grains phase was carried out by X-ray and Raman spectroscopic methods. Calculated from the X-ray unit cell parameter was 0.3556 (3) nm. Raman spectrum is presented by a single strong line of 1332 cm -1, with A1/2 (FWHN) = 5-7 см -1, corresponding to the diamond. The IR absorption spectra showed the only lines at 1345 and 1130 cm -1, corresponding to the C structural defects. Some of these defects are in the positive charge state N+ (line at 1332 cm -1). Thermal oxidation of observed diamonds begins at a relatively low temperature for diamond (740-750 ° C), and the culmination starts at 920-960° C, characteristic for kimberlite diamonds. Poorly differentiated geochemical association of impurities and very stable isotopic composition of carbon, not lower than 27... -22 %%, characterize the studied samples. Uniqueness of crystal morphology, spectroscopic, mineralogical, geochemical and isotopic properties suggest to refer Tolbachik diamonds to a previously unknown volcanic-eruption or Tolbachik genetic type.

Еще

Список литературы Алмазы в продуктах трещинного Толбачинского извержения 2012-2013, Камчатка

  • Байков А.И., Стефанов Ю.М., Аникин Л.П. и др. Алмазоносность золото-платиновых россыпей Восточной Камчатки//Россыпи и месторождения кор выветривания -объекты инвестиций на современном этапе: матер. X Междунар. совещания. М., 1994. С.34-35.
  • Бирюков В.М., Косыгин Ю.А. О находке акцессорных алмазов в друзит-эклогитах некоторых дайковых комплексов Прибайкалья//Докл. АН СССР. 1989. Т. 36, № 5. С.1204-1209.
  • Богуш И.Н., Ротман А.Я., Ковальчук О.Е. и др. Физические свойства и примесный состав алмазов: новые возможности углубленного изучения//Геология алмазов -настоящее и будущее. Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 2005. С. 1499-1520.
  • Боровинская Л.Г. Алмазоносность одного из массивов щелочных ультраосновных пород и карбонатитов//Самородное элементообразование в эндогенных процессах. Ч. III. Якутск, 1985. C. 68-70.
  • Ведерников Н.Н., Ефимов И.А., Розенков В.С. Геологические условия алмазообразования в эклогитовых и гипербазитовых комплексах Казахстана//Самородное минералообразование в магматическом процессе. Якутск, 1981. С. 141-143.
  • Винс В.Г. Возможные пути дальнейшего развития технологий выращивания и облагораживания алмазов//Новые идеи в науках о Земле: материалы VI Междунар. конф. М., 2003. Т. 2. С. 88.
  • Войткевич Г.В., Кокин А.В., Мирошников А.Е., Прохоров В.Г. Справочник по геохимии. М.: Недра, 1990. 489 с.
  • Галимов Э.М. Вариации изотопного состава алмазов и связь их с условиями алмазообразования//Геохимия. 1984. № 8. С. 1091 -1117.
  • Геворкян Р.Г., Каминский Ф.В., Лунев В.С. Новые находки алмазов в ультрамафитах Армении//Докл. АН Армянской ССР. 1976. Т. 63, № 3. С. 176-181.
  • Геворкян Р.Г., Каминский Ф.В., Лунев В.С. О находке и исследовании кристаллов алмаза в Армении//Докл. АН Армянской ССР. 1975. Т. 61, № 3. С. 160-163.
  • Гневушев М.А., Кравцов Я.М. О составе примесей в уральских и якутских алмазах//Докл. АН СССР. 1960. Т. 130, № 6. С. 517-521.
  • Головко А.В., Кадецкий А.Ю. Мелкие алмазы в щелочных базальтоидах и пикритах Южного Тянь-Шаня//Узбекский геологический журнал. 1991. № 2. С. 72-75.
  • Гордеев Е.И., Карпов Г.А., Аникин Л.П. и др. Алмазы в лавах трещинного Толбачинского извержения на Камчатке//Докл. АН. 2014. Т. 454, № 2. С. 204-206.
  • Горшков А.И., Селивестров В.А., Байков А.И., Аникин Л.П., Сивцов А.В., Дунин-Барковский Р.Л. Кристаллохимия и генезис карбонадо из меланократовых базальтоидов вулкана Авача на Камчатке//Геология рудных месторождений. 1995. Т. 37, № 1. С. 54-66.
  • Горшков А.И., Янь Нань Бао, Титков С.В., Рябчиков И.Д., Магазина Л.О. Поликристаллический агрегат алмаза -борт из кимберлитовой трубки Шенли (Китай): особенности роста, минеральные включения, генезис//Геохимия. 1999. № 1. С. 82-89.
  • Дерягин Б.В., Федосеев Д.В. Рост алмаза и графита из газовой фазы. М.: Наука, 1977. 116 с.
  • Добрецов Н.Л., Тениссен К., Смирнова Л.В. Структурная и геодинамическая эволюция алмазсодержащих метаморфических пород Кокчетавского массива (Казахстан)//Геология и геофизика. 1998. Т. 39, № 12. С. 1645-1666.
  • Каминский Ф.В. Алмазоносность неким-берлитовых магматических пород М.: Недра, 1984. 174 с.
  • Каминский Ф.В. О достоверности и закономерности находок алмазов в щелочно-базальтоидных и ультраосновных (неким-берлитовых) породах//Записки ВМО. 1980. Ч. 109, № 4. С. 488-494.
  • Каминский Ф.В., Блинова Г.К., Галимов Э.М. и др. Поликристаллические агрегаты алмаза с лонсдейлитом из россыпей Якутии//Минералогический журнал. 1985. Т. 7, № 1. С. 27-36.
  • Каминский Ф.В., Клюев Ю.А., Константиновский А.А. и др. Признаки алмазоносности щелочных базальтоидов севера Русской платформы//Докл. АН СССР. 1975. Т. 222, № 4. С. 212-216.
  • Каминский Ф.В., Саблуков С.М. Нетрадиционные месторождения алмазов//Наука в России. 2002. № 1. С. 4-12.
  • Каминский Ф.В., Черных И.П., Черный А.В. Находки кристаллов алмаза в щелочных пикритах щелочно-ультраосновной формации//Минералогический журнал. 1986. Т. 8, № 2. С. 39-45.
  • Карпов Г.А., Силаев В.И., Аникин Л.П. и др. Алмазы и сопутствующие минералы в продуктах трещинного Толбачинского извержения 2012-2013 гг.//Вулканология и сейсмология. 2014. № 6. С. 3-20.
  • Карпов Г.А., Силаев В.И., Аникин Л.П. и др. Новый генетический тип алмазов в ассоциации с самородными металлами в продуктах трещинного Толбачинского извержения 2012-2013 гг.//Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии (Юшкинские чтения-2014): матер. минералог. сем. с междунар. участием. Сыктывкар: Геопринт, 2014. С. 128-131.
  • Квасница В.Н. Мелкие алмазы. Киев: Нау-кова думка, 1985. 216 с.
  • Квасница В.Н., Силаев В.И., Смолева И.В. Изотопный состав углерода в алмазах Украины//Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии (Юшкинские чтения-2013): матер. минералог. сем. с междунар. участием. Сыктывкар: Геопринт, 2013. С. 79-82.
  • Кравцов Я.М., Футергендлер С.И. Некоторые данные об алмазах, встречающихся в виде поликристаллических агрегатов//Записки ВМО. 1960. № 4. С. 464-466.
  • Кукуй А.А., Шафрановский Г.И., Ронина Е.Е. Перспективы алмазоносности «Русской Бразилии» (Южный Урал)//Алмазы и алмазоносность Тимано-Уральского региона: материалы Всерос. совещания. Сыктывкар: Геопринт, 2001. С. 106-108.
  • Кутыев Ф.Ш., Кутыева Г.В. Алмазы в базальтоидах Камчатки//Докл. АН СССР. 1975. Т. 221, № 1. С. 183-186.
  • Лаврова Л.Д., Печников В.А., Плешаков А.М. и др. Новый генетический тип алмазных месторождений. М.: Научный мир, 1999. 221 с.
  • Леммлейн Г.Г. Секториальное строение кристаллов. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1948. 40 с.
  • Макеев А.Б. Информационное значение исследований минералов-спутников алмаза//Российский химический журнал. 2010. № 2. С. 62-72.
  • Орлов Ю.Л., Кодочигов П.П., Куринов А.Д. Определение примесей алюминия и кремния нейтронно-активационным методом//Новые данные о минералах СССР. 1972. Вып. 21. С. 168-173.
  • Петровский В.А., Самойлович М.И., Филиппов В.Н., Шилов Ю.А. Пограничный слой в системе алмаз-графит и его роль в процессе алмазообразования//Сыктывкарский минералогический сборник/Институт геологии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар, 2001. № 30. С. 50-65.
  • Петровский В.А., Филоненко В.П., Силаев В.И. и др. Рентгеновский анализ якутитов и оценка содержания в них примеси лонс-дейлита//Вестник Пермского университета. Геология. 2013. Вып. 3 (20). С. 4360.
  • Реутский В.Н. Кристаллохимический контроль вхождения изотопов углерода и атомов азота в кристаллах алмаза//V Всероссийская школа молодых ученых «Экспериментальная минералогия, петрология и геохимия». Черноголовка: Изд-во ИЭМ, 2014. С. 101-103.
  • Саблуков С.М., Саблукова Л.И., Шевырина М.В. Древние изверженные породы некимберлитового типа -новый резерв повышения алмазного потенциала России//Региональная геология и металлогения. 2005. № 26. С. 146-152.
  • Силаев В.И., Меньшикова Е.А., Ковалева О.В. и др. Термическая устойчивость природных углеродистых веществ и их синтетических аналогов//Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского/Перм гос. ун-т. Пермь, 2009. Вып. 12. С. 3-21.
  • Силаев В.И., Петровский В.А., Сухарев А.Е. Изотопно-углеродная неоднородность космогенных и мантийных производных, включая карбонадо//Уральский геологический журнал. 2008. № 4. С. 3-24.
  • Силаев В.И., Петровский В.А., Сухарев А. Е. и др. Якутиты: минералого-геохимические свойства и новая версия происхождения//Изв. вузов. Геология и разведка. 2014. № 4. С. 12-22.
  • Силаев В.И., Чайковский И.И., Ракин В.И. и др. Алмазы из флюидизатно-эксплозивных брекчий на Среднем Ура­ле. Сыктывкар: Геопринт, 2004. 116 с.
  • Силаев В.И., Шанина С.Н., Ракин В.И. и др. Алмазы из туффизитов Урала (кри-сталломорфология и флюидные включения)//Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского/Перм. гос. ун-т. Пермь, 2010. Вып. 13. С. 3-22.
  • Ситникова Е.С., Шацкий В.С. Новые данные о составе среды кристаллизации алмазов в метаморфических породах Кокчетавского массива по результатам ИК-Фурье спектроскопии//Геология и геофизика. 2009. Т. 50, № 10. С. 1095-1103.
  • Соболев В.С. Геология месторождений алмазов Африки, Австралии, острова Борнео и Северной Америки. М.: Госгеолиз-дат, 1951. 126 с.
  • Тейлор С.Р., Леннан С.М. Континентальная кора, ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 344 с.
  • Титков С.В., Горшков А.И., Винокуров С. Ф. и др. Геохимия и генезис карбонадо из якутских алмазных месторождений//Геохимия. 2001. № 3. С. 261-270.
  • Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Крючков А.И. Коренные месторождения алмазов мира. М.: Недра, 1998. 555 с.
  • Чернов А.А., Гиваргизов Е.И., Багдасаров Х.С. Образование кристаллов//Современная кристаллография. М.: Наука, 1980. Т. 3. 408 с.
  • Шило Н.А., Каминский Ф.А., Лаврова Л.Д. и др. Первые находки алмазов в ультрамафитах Камчатки//Докл. АН СССР. 1979. Т. 248, № 5. С. 1211-1214.
  • Шило Н.А., Каминский Ф.А., Паладжян С.А. и др. Первые находки алмазов в аль-пинотипных ультрабазитах Северо-Востока СССР//Докл. АН СССР, 1978. Т. 241, № 4. С. 935-936.
  • Щека С.А. Приморские алмазы -мифы и реальность//Вестник ДВО РАН. 1994. № 4. С. 53-61.
  • Щека С.А., Игнатьев А.В., Нечаев В.П., Зверева В.П. Первые алмазы из россыпей Приморья//Петрология. 2006. № 2. С. 119.
  • Bai W., Zhou M., Robinson P.T. et al. Origin of podiform chromites, diamonds and associated mineral assemblage in the Luobusha ophiolite, Tibet //Beijing: Seismological Press, 2000. P. 1 -98.
  • Boyd S.R., Kiflawi I., Woods G.S. The relationship between infrared absorption and the A defect concentration in diamond//Philosophical Magazine. 1994. Vol. 69. P. 11491153.
  • Ernst W.G. Metamorphism partial preservation and exhumation of ultra-highpressure belts//Island Arc. 1999. Vol. 8. P. 125-153.
  • Kvasnytsya V. Crystal forms of natural mi-crodiamonds//Diamonds and Related Materials. 2013. Vol. 39. P. 89-97.
  • Nadolinny V.A., Yelisseyev A.P., Yuryeva O.P. et al. EPR Study of the Transformations in Nickel Containing Centers at HeatedSynthetic Diamonds//Applied Magnetic Resonance. 1997. Vol. 12. P. 543-554.
  • Perraki M., Korsakov A. V., Smith D. C., Mposkosi E. Raman spectroscopic and microscopic criteria for the distinction of mi-crodiamonds in ultrahigh-pressure me-tamorphic rocks from diamonds in sample preparation materials//Amer. Mineral. 2009. Vol. 94. P. 546-556.
  • Rege S., Davies R. M., Griffin W.L. et al. Trace element analysis of diamond by LAM ICP MS: Preliminary results//8-th Intern. Kimberlitic Conf. Long Abstr. 2003. FLA 0355.
  • Rino L., Neves A. J., Kanda H. Nickel-nitrogen complex in synthetic diamond: the 1.660 eV luminescence system//Physica B 340-342. 2003. P. 94-98.
  • Shibata K., Kamioka H., Kaminsky F. V. et al. Rare earth element patterns of carbonado and yakutite: evidence for their crustal origin//Mineral. Mag. 1993. Vol. 57. P. 607-611.
  • White W.M. Geochemistry of the Solid Earth I. Chapter 11: The Mantle and Core//Geochemistry. 1997. № 25. Р. 474-511.
  • Wirth R., Rocholl A. Nanocrystalline diamond from the Earth's mantle under-neath Hawaii//Earth and Planet. 2003. Vol. 211. P. 357-369.
  • Yang J., Bai W., Fang Q. et al. Discovery of diamond and an unusual mineral group from the podiform chromite ore, Polar Ural//Geology in China. 2007. Vol. 34. P. 950-953.
  • Yelisseev A., Babich Yu., Nadolinny V., Fei-gelson B., Fisher D., Lawson S. 2001. Local optical spectroscopy of HPHT synthetic diamonds, as grown at 1500°C//Mat. Sc. in Semicond. Proc. 2001. № 4. P. 273-276 DOI: 10.1016/S1369-8001(00)00122-0
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp