Карбонадо - микрополикристаллическая фация мантийных алмазов
Автор: Петровский В.А., Сухарев А.Е.
Журнал: Вестник геонаук @vestnik-geo
Статья в выпуске: 9-1 (189), 2010 года.
Бесплатный доступ
Сотрудниками лаборатории экспериментальной минералогии проведено комплексное исследование микрополикристаллических алмазных агрегатов и их синтетических аналогов, а также построены теоретические модели происхождения карбонадо.
Короткий адрес: https://sciup.org/149128465
IDR: 149128465
Текст краткого сообщения Карбонадо - микрополикристаллическая фация мантийных алмазов
Впервые обобщены новые результаты по минералогии и флюидогеохи-мии бразильских карбонадо. Получены данные о резкой кристалломорфологической и изотопно-углеродной неоднородности карбонадо и об аномальном обогащении их флюидных включений угарным газом. Выделены три типа фазовых примесей: 1) минералы в интерстициях и порах агрегата алмазных индивидов; 2) минералы-узники внутри алмазных индивидов; 3) флюидные включения в алмазе.
В интерстициях выявлены и изучены сингенетические и эпигенетические включения более 130 минеральных видов и разновидностей. Получено подтверждение факта существования в природе (в монокристаль-ных алмазах Среднего Урала) поли-компонентных твердых растворов — минералов на основе циркона: иоцит-рутил-цирконовой ассоциации, типоморфной для высокобарической обстановки мантийного минералообразования.
В микроиндивидах алмазной фазы выявлены многочисленные флюидные и минеральные включения, размер которых варьируется от первых десятков нанометров до 1—2 мкм. Среди твердых включений установлены около 40 минеральных видов. Внутриалмазные включения встречаются в виде обособленных индивидов и колеблющихся по минеральному составу сростков. Особое значение для диагностики сингенетичных включений имеет их огранка в форме отрицательных кристаллов алмаза. Согласно расчетам, распределение упомянутых типов примесей среди индивидов внутриалмазных включений имеет следующий вид (встречаемость, %): простые вещества — 16.3; галиды — 2.3; халькогенные соединения — 11.6; оксиды — 20.9; силикаты и алюмосиликаты — 25.6; кислородные соли — 23.3. Полученные пропорции довольно близко совпадают с пропорциями, рассчитанными для интерстициальных минеральных примесей в карбонадо.
Особый интерес представляют собой находки внутри алмазной фазы карбонадо магнезиальных хромшпи- нелидов и магнезиально-железистых гранатов. Обнаружение этих минералов внутри алмазной фазы свидетельствует в пользу их мантийного происхождения. На последнее указывает также присутствие в исследованных включениях трехвалентного железа и соответственно андрадитового минала, что очень характерно именно для мантийных гранатов. В некоторых алмазных индивидах установлена высокая плотность дислокаций. Здесь же выявлены сильно агрегированные азотные дефекты, зафиксированные в виде системы характерных пластинчатых форм нанометровой размерности.
Рассмотрены экспериментальные модели природного синтеза алмазных поликристаллов в системах: углеводород—графит, металл—графит. В рамках теории протекания и симметрий- ного подхода к кристаллогенетическому процессу на основе теории потенциальной энергии объясняются структура и механизмы образования алмазных агрегатов. Наличие флюидной фазы СО-СО2 приводит к формирова-
Фазово-обособленные выделения лонсдейлита на поверхности октаэдрических граней алмаза в карбонадо (показано стрелками) (обр. MGC2)
Дефектность алмазных кристаллитов в карбонадо, выросшем в флюидонасыщенной среде (обр. MGC12/3):
А — результат разгерметизации вакуоли с выбросом флюида (состав его реликтов — Si — 2.34, Cl — 3.86, Ca — 26.76, Ti — 0.66, Cr — 13.34, O — 52.93 %); Б — каверны на месте вскрывшихся вакуолей
нию искаженных двойникованных монокристаллов с наличием отрицательного рельефа. При этом рост кристаллов алмаза обеспечивается диффузией углерода к растущим граням через жидкую металлическую и флюидную фазы. По результатам данных исследований установлены возможные характеристические условия генерации природных микрополикристалли-ческих агрегатов (карбонадо).
На основе сравнительного изучения природных и синтетических скрытокристаллических разновидностей алмаза и установления их генезиса разработана технология получения композитного материала нового поколения — термостойкого «карбонадо».
Вся совокупность минералогических данных, включая и информацию о структурных дефектах алмазной фазы, образование которых мы объясняем длительным высокотемпературным отжигом, свидетельствует в пользу представлений о мантийном происхождении карбонадо. В этой связи обращают на себя внимание, во-первых, явная нетождественность составов внутриал-

^есЛЛак , сентябрь, 2010 г., № 9


мазных минеральных включений в карбонадо, отобранных с разных алмазоносных площадей, и, во-вторых, значительная роль во включениях летучих компонентов. Такие минералогические особенности, вероятно, можно расценивать как указание на метасоматическую преобразованность и минералогогеохимическую неоднородность мантийной среды алмазообразования.
Список литературы Карбонадо - микрополикристаллическая фация мантийных алмазов
- Сухарев А. Е., Петровский В. А. Минералогия карбонадо и экспериментальные модели их образования. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 196 c.
- Петровский В. А., Силаев В. И., Сухарев А. Е., Шанина С. Н., Мартинс М., Карфункель Й. Флюидные фазы в карбонадо и их генетическая информативность // Геохимия, 2008. № 7. С. 748-765.
- Petrovsky V. A., Shiryaev A. A., Lyutoev V. P., Sukharev A. E., Martins M. Morphology and defects of diamond grains in carbonado: clues to carbonado genesis // European Journal of Mineralogy, 2010. Vol. 22. P. 35-47.