ОГЛАВЛЕНИЕ
Ведение 3
Глава I. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ДАННЫЕ И ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СОСТАВЕ СРЕДЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПРИРОДНЫХ АЛМАЗОВ
1.1. Минералогические исследования 9
1.2. Экспериментальные исследования 33 Глава 2. МЕТОДИКА РАБОТЫ
2.1. Аппаратура высокого давления 39
2.2. Методика проведения опытов 46
2.3. Методы исследования образцов 50 Глава 3. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ АЛМАЗА В СИСТЕМЕ МЕТАЛЛ-ОКСИД-УГЛЕРОД
Глава 4. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ АЛМАЗА В СИСТЕМЕ МЕТАЛЛ-СШИ КАТ-УГЛЕРОД
4.1. Система металл - оливин - углерод 63
4.2. Система металл - базальт - углерод 73 Глава 5. ИЗМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В КРИСТАЛЛАХ АЛМА ЗА ПРИ БАРОТЕРМИЧЕСКОМ ОТЖИІЕ
Заключение 125
Список литературы 129
ВВЕДЕНИЕ
Лктуальностъ темы
К настоящему времени накоплен 01ромный фактический материал по минералогии алмаза. Большинство исследователей придерживаются мнения о глубинном происхождении кимберлитовых алмазов и их ксеногенности по отношению к кимберлиту. Однако проблема образования и роста кристаллов алмаза в мантии Земли является не решенной и весьма дискуссионной. Ведущую роль в решении этой сложной задачи играет изучение включений в природных алмазах, которые характеризуют условия минералообразования. Известно, что включения в природных алмазах представлены в основном силикатными и сульфидными минералами. 11о гсотсрмобарометрическим измерениям параметры кристаллизации алмазов оцениваются по давлению в 40-60 кбар и температурам 900-1400°С. Определенные противоречия этим данным представляют исследования по синтезу и кристаллизации алмаза в силикат-углеродных системах, требующие более высоких Р-Т параметров. С другой стороны, экспериментально подтверждена возможность выращивать кристаллы алмаза при «умеренных» температурах и давлениях только в металл-углеродных системах. Ряд находок включений самородного железа в природных алмазах в дополнение к силикатным, оксидным, сульфидным предполагает возможность кристаллизации алмаза из сложных по составу систем, содержащих свободные металлы. Экспериментальные данные по кристаллизации алмаза в металл-сил икат-оксид-углеродных системах позволяют получить новые знания о возможностях кристаллизации алмазов. Эти данные позволяют решать важную задачу о механизме и условиях образования алмазов в природе.
13
называемых «центральных включениях»: ассоциация сульфид + самородное железо + вюстит + графит. Эти фазы могут выступать в роли затравки и катализаторов процесса зародышеобразования (Bulanova. 1995; Bulanova et. al., 1998). Ассоциация железо+вюстит показывает, что окислительно-восстановительные условия образования алмаза соответствуют буферу Fe/FeO (Bulanova, 1995). Детальные исследования показали, что многочисленные «точечные включения» самородного железа встречаются не только в центральной, но и в остальных зонах кристаллов алмаза (Гаранин и др., 1989).
Рядом авторов (Harris, Gurney, 1979; Буланова и др., 1990) установлено преобладание сульфидов над другими минеральными включениями в алмазах. Г.П.Буланова для трубки ’’Мир” приводит данные: сульфиды 81,1%, оливин и хромит - только 2,2% и 5,5% (Буланова и др., 1993). Из сульфидных фаз установлены троилит, пирротин, моносульфидный твердый раствор на основе никеля и железа, пентландит, халькопирит (Гаранин, 1990). По экспериментальным данным (Чепуров и др., 1997) в доэвтектических сульфидных расплавах алмазы образуются при температурах и давлениях, близких Р-Т параметрам синтеза алмаза в металл-углеродных системах. Это послужило основанием для развития представлений о кристаллизации природных алмазов из сульфидно-силикатных (Буланова и др., 1993) или сульфидно-силикатно-мсталлических расплавов (Bulanova, 1995; Чепуров и др., 1997).
В последнее время находит распространение гипотеза образования алмазов в карбонатных породах (Navon et.al., 1988; Пальянов и др., 1998; Литвин и др., 1999). Она основана, главным образом, на зафиксированных в
л
природных алмазах группах СОз* (Navon et. al., 1988) и результатах по синтезу алмазов при температуах и давлениях, близких к Р-Т параметрам
14
образования природных алмазов (РаГуапоу епаї., 1999). Вопросом остается редкость находок карбонатов в виде включений в природных алмазах.
Промышленно-алмазоносными породами, проявляющиеся в верхних частях земной коры, являются кимберлиты и лампроиты. В настоящее время кимберлиты обнаружены на всех континентах Земли. Проявление кимберлитов известно только на древних платформах и щитах. Кимберлиты залегают в виде трубок, даек, жил, силлов и представляют собой ультраосновную породу с щелочным уклоном. Образование трубчатых тел кимберлитов (трубок взрыва) связано с взрывоподобным прорывом осадочного чехла ультраосновной магмой, обогащенной летучими компонентами и поднимающейся под большим давлением. В кимберлитах присутствует большое количество ксенолитов осадочных пород, слагающих верхние части платформы, а также глубинных пород, залегающих на пути следования поднимающейся магмы. В связи со сложностью петрографического состава кимберлитов и нахождением в них разных пород, возникают вопросы, является ли тот или иной минерал генетически связан с собственно кимберлитом или же с ксенолитами включений, находящихся в кимберлитах. Кроме того, из-за сильного изменения кимберлитов в них находятся минералы, связанные с наложенными метасоматическими и гидротермальными процессами.
Основными минералами кимберлитов являются: оливин, пироксен (орто и клино), флогопит, ильменит, гранат (пироп, пироп-альмандин), перовскит, хромшпинелиды, циркон, алмаз, ірафит, магнезит, апатит, монтичеллит, мелилит и муассанит. Серпентин, амфиболы, хлорит, тальк, карбонаты, магнетит, кварц, сфен, гипс, сульфиды связаны с ксенолитами родственным кимберлитам породам или образовавшиеся в результате изменения первичных минералов (Соболев, 1889). Несмотря на то, что алмаз - характерный минерал кимберлитов, алмазоносные кимберлитовыс трубки,
- Київ+380960830922