Антропогенные алмазы

Interfax-Russia.ru - Сибирские ученые выяснили происхождение необычных алмазов, найденных на вулкане Толбачик на Камчатке.

Фотография издания Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири"

Ученые Института геологии и минералогии имени В.С.Соболева (ИГМ) Сибирского отделения РАН установили происхождение "странных" алмазов, которые нередко находят на камчатском вулкане Толбачик, а также в горах Тибета, Полярного Урала, Албании и Турции. Эти камни синтетические, однако их обнаруживают в горных породах.

"Два года назад московские коллеги из Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского РАН предложили мне исследовать несколько алмазов с Толбачика. Изучив их, мы поняли, что по многим характеристикам это почти абсолютная копия синтетических алмазов, которые выращиваются, в том числе и в нашем институте", - рассказал заведующий лабораторией фазовых превращений и диаграмм состояния вещества Земли при высоких давлениях ИГМ СО РАН Константин Литасов.

По словам ученого, сходность таких алмазов с синтетическими камнями отмечали авторы многих научных статей, при этом они были уверены, что это природные минералы.

Чтобы понять происхождение необычных алмазов, сибирские ученые совместно с коллегами из Токийского университета провели микроскопическое исследование их мельчайших включений, используя рентгенофлуоресцентный анализ на ускорителе, масс-спектрометрический микроэлементный анализ с помощью лазерной абляции и просвечивающую электронную микроскопию. В итоге ученые установили, что необычные алмазы с вулкана Толбачик действительно являются искусственными.

"Было установлено, что микровключения эти металлические. Причем большинство из них соответствует составу Ni60Mn40 - классическому промышленному катализатору ПРГН-40 для синтетического роста алмазов, который производится в России, что как раз доказывает их искусственное происхождение", - готовится в материале издания Сибирского отделения РАН "Наука в Сибири".

В пользу данного заключения говорит и тот факт, что алмазов, которые связаны с обычными вулканами, практически не бывает, потому что эти минералы образуются при высоких давлениях и температурах, соответствующих глубине около 200 км. Однако под вулканами Камчатки условий для их образования нет. Зато там есть магматические камеры, расположенные на глубине 20-40 км, и любое вещество, которое поступает снизу, не может миновать их, и если алмаз попадет в такую камеру, то он растворится за несколько часов. Аналогичным образом (то есть в течение часа или двух) алмаз исчезнет, если на поверхности попадет в базальтовую лаву.

"Бывает, что лава прорывается через породы, содержащие алмазы. В этих случаях какие-то редкие находки можно ожидать, но такие алмазы по своим характеристикам будут существенно отличаться от синтетических", - добавил Литасов.

Закончив с исследованием толбанчинских алмазов, ученые решили изучить природу других необычных минералов, которые время от времени находят в так называемых офиолитах - фрагментах океанических плит, которые сначала погружаются в глубь Земли, а затем в результате различных тектонических процессов выходят обратно на поверхность, что оставляет на них следы воздействия высоких давлений, как если бы они находились на глубине 50 км.

Как отметил Литасов, такие глубины являются недостаточными для образования алмазов, однако в последнее время в офиолитовых породах этот минерал находят регулярно.

"Я обратил внимание, что во всех офиолитовых алмазах с Тибета, Урала, Албании, Турции и других мест был почти одинаковый состав включений, близкий к Ni70Mn25Сo5. Я просто проверил этот состав через Google Scholar. В поиске выпало более 50 статей об использовании катализатора абсолютно такого же состава для выращивания синтетических алмазов в Китае", - рассказал ученый.

Скорее всего, по его мнению, искусственные минералы оказались в пробах случайно.

"В случае алмазов из офиолитов может быть два источника такого загрязнения. Во-первых, эти алмазы найдены в основном на месторождениях, где идет открытая разработка хромитовых руд. При этом используются и буровые установки, и режущий инструмент, в состав которых входят синтетические алмазы. Но наиболее вероятно все же загрязнение на фабрике, на том этапе, когда алмазы выделяют из пробы", - отметил автор исследования.

Вместе с тем, как рассказал Константин Литасов, помимо алмазов в офиолитах Тибета и вулканических породах горы Кармель (Израиль) ученые обнаружили минералы корунд и муассанит с очень необычными нехарактерными включениями, такими как трехвалентный оксид титана, карбиды и нитриды титана, карбиды кремния, редкие циркониевые минералы. Обнаруженные там корунды оказались идентичными тем, которые используют, в частности, в наждачной бумаге и абразивном инструменте.

"Представьте, когда разрабатывается месторождение, во все стороны летят вода, пыль, после чего везде останутся кусочки этих корундов и муассанитов (хотя с происхождением последнего все может быть не так однозначно)", - добавил Литасов.

Тем временем, совместная группа ученых из Института геологии и минералогии имени В.С.Соболева Сибирского отделения РАН и Новосибирского государственного университета (НГУ) выяснила происхождение необычных желтых алмазов в Якутии.

Эксперты сошлись во мнении, что минералы имеют органическое происхождение. Как полагают ученые, они кристаллизовались из остатков органического вещества - остатков живых организмов, которые когда-то населяли древнюю океаническую плиту.

"Столкнувшись с континентом, океаническая плита начала погружение вглубь Земли. По мере погружения, под воздействием высоких температур и давлений остатки органического материала претерпевали различные изменения и после ряда сложных преобразований на глубине 150-250 км могли кристаллизоваться в алмазы", - пояснили в пресс-службе НГУ.

Необычный цвет камням дали присутствующие в их структуре атомы азота.

"Они свидетельствуют о том, что эти алмазы перед тем, как их вынесло на поверхность, находились в мантии в специфических, чрезвычайно холодных условиях очень короткий по геологическим масштабам промежуток времени", - уточнил ведущий научный сотрудник лаборатории экспериментальной геохимии и петрологии мантии Земли геолого-географического факультета НГУ Дмитрий Зедгенизов.

Геолог уверен, что результаты проведенного исследования помогут ученым в поисках новых залежей желтых алмазов в Якутии.

Обозреватель Наталья Пономарева

Присоединяйтесь к Interfax–Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook"