Preview

Литосфера

Расширенный поиск

Начальные стадии переогранения округлых природных алмазов при растворении в расплаве Fe-S при высоком давлении

https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-6-945-952

Полный текст:

Аннотация

Объект исследований. В статье представлены результаты микроскопического и фотогониометрического изучения природных округлых алмазов тетрагексаэдрического габитуса из кимберлитовой трубки Интернациональная (Якутия), частично растворенных в серосодержащем расплаве железа (содержание серы 15–30 мас. %) при 4.5 ГПа и 1450°С.

Методы. Эксперименты проводили на беспрессовом многопуансонном аппарате типа “разрезная сфера” в твердофазной ячейке высокого давления, изготовленной из прессованных порошков тугоплавких оксидов ZrO2, CaO, MgO, с цилиндрическим графитовым нагревателем. Кристаллы изучали с помощью оптического микроскопа МБС-10 с фотоприставкой и сканирующего электронного микроскопа JeolJSM-6510LV. Гониометрическое изучение кристаллов алмаза проводили фотометодом в цилиндрической камере.

Результаты. Установлено, что при содержании серы 15 мас. % кристаллы алмаза тетрагексаэдрического габитуса преобразуются в кривогранную форму октаэдроида с морфологическими характеристиками, подобными природным алмазам из кимберлитов. При содержании серы 23–30 мас. % скорость растворения алмазов в Fe-Sрасплаве резко снижается, при этом поверхность алмазов на микроуровне покрывается многочисленными бугорками травления, ограненными поверхностями, близкими к плоскогранной форме {111}. Растворение округлых алмазов в расплаве Fe-S при высоком давлении происходит по “нормальному” (перпендикулярно поверхности растворяющегося кристалла) механизму при подчиненном значении тангенциально-послойного механизма посредством тригональных слоев растворения.

Заключение. Кристаллы природного алмаза могли подвергаться растворению в мантии еще до попадания в кимберлитовую магму. Можно выделить два принципиально различных комплекса гомоморфных и типоморфных особенностей форм растворения природных алмазов, а именно: связанные с мантийными условиями до попадания кристаллов в кимберлитовую магму и собственно с кимберлитовым процессом. Присутствие в месторождениях кимберлитового типа октаэдрических алмазов с параллельной (тригональной) штриховкой может свидетельствовать о повышенной сохранности алмазов вследствие относительно незначительного воздействия кимберлитовой магмы. Это, несомненно, должно способствовать выяснению генезиса алмазов и, возможно, совершенствованию минералогических критериев поиска алмазов.

Об авторах

В. М. Сонин
Институт геологии и минералогии СО РАН
Россия
630090, г. Новосибирск, пр-т Акад. Коптюга


Е. И. Жимулев
Институт геологии и минералогии СО РАН
Россия
630090, г. Новосибирск, пр-т Акад. Коптюга


А. А. Чепуров
Институт геологии и минералогии СО РАН
Россия
630090, г. Новосибирск, пр-т Акад. Коптюга


Б. С. Помазанский
Научно-исследовательское геологоразведочное предприятие АК “АЛРОСА”
Россия
678170, г. Мирный, Чернышевское шоссе, 7


В. П. Афанасьев
Институт геологии и минералогии СО РАН
Россия
630090, г. Новосибирск, пр-т Акад. Коптюга


А. И. Чепуров
Институт геологии и минералогии СО РАН
Россия
630090, г. Новосибирск, пр-т Акад. Коптюга


Список литературы

1. Афанасьев В.П., Ефимова Э.С., Зинчук Н.Н., Коптиль В.И. (2000) Атлас морфологии алмазов России. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 298 с.

2. Бартошинский З.В., Квасница В.Н. (1991) Кристалломорфология алмаза из кимберлитов. Киев: Наук. думка, 172 с.

3. Бескрованов В.В. (2000) Онтогения алмаза. Новосибирск: Наука, 264 с.

4. Буланова Г.П., Специус З.В., Лескова Н.В. (1990) Сульфиды в алмазах и ксенолитах из кимберлитовых трубок Якутии. Новосибирск: Наука, 120 с.

5. Варшавский А.В. (1968) Аномальное двупреломление и внутренняя морфология алмаза. М.: Наука, 92 с.

6. Геншафт Ю.С., Якубова С.А., Волкова Л.М. (1977) Внутренняя морфология природных алмазов. Исследования глубинных минералов. М.: ИФЗ АН СССР, 5-31.

7. Жимулев Е.И., Чепуров А.И., Синякова Е.Ф., Сонин В.М., Чепуров А.А., Похиленко Н.П. (2012)

8. Кристаллизация алмаза в системах Fe-Co-S-C и Fe-Ni-SC и роль металл-сульфидных расплавов в генезисе алмазов. Геохимия, (3), 227-239.

9. Жимулев Е.И., Сонин В.М., Афанасьев В.П., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. (2016а) Расплав Fe-S – возможный растворитель алмаза при мантийных условиях. Докл. АН, 471(5), 583-585.

10. Жимулев Е.И., Сонин В.М., Миронов А.М., Чепуров А.И. (2016б) Влияние содержания серы на кристаллизацию алмаза в системе Fe-C-S при 5.3– 5.5 ГПа и 1300–1370°С. Геохимия, (5), 439-446. О

11. рлов Ю.Л. (1963) Морфология алмаза. М.: Изд-во АН СССР, 236 с.

12. Соболев Н.В., Ефимова Е.С., Поспелова Л.Н. (1981) Самородное железо в алмазах Якутии и его парагенезис. Геология и геофизика, 22(12), 25-29.

13. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Помазанский Б.С., Земнухов А.Л., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. (2017) Фотогониометрия кристаллов алмаза, растворенных в гетерогенной среде при 4 ГПа и 1400°С. Записки РМО, 146(5), 115-124.

14. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Помазанский Б.С., Земнухов А.Л., Чепуров А.А., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. (2018а) Морфологические особенности растворения кристаллов алмаза в расплаве Fe0.7S0.3 при 4 ГПа и 1400°С. Геология рудн. месторождений, 60(1), 91-102.

15. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Томиленко А.А., Чепуров С.А., Чепуров А.И. (2004) Хроматографическое изучение процесса травления алмазов в расплаве кимберлита в связи с их устойчивостью в природных условиях. Геология рудн. месторождений, 46(3), 212-221.

16. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Федоров И.И., Осоргин Н.Ю. (1997) Травление кристаллов алмаза в силикатном расплаве в присутствии существенно водного флюида при высоких Р-Т параметрах. Геохимия, (4), 451-455.

17. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.И., Афанасьев В.П. (2002) Морфология кристаллов алмаза, протравленных в расплаве кимберлита при высоких Р-Т параметрах. Изв. вузов. Геология и разведка, (1), 60-69.

18. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.А., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. (2018б) Влияние содержания серы в расплаве Fe-S на сохранность алмазов при Р-Т условиях мантии Земли. Докл. АН, 481(1), 193-196.

19. Специус З.В., Богуш И.Н. (2018) Структурные особенности и макровключения алмазов эклогитового и перидотитового генезиса. Эффективность геологоразведочных работ на алмазы: прогнозно-ресурсные, методические, инновационно-технологические пути ее повышения. Мат-лы V Всеросс. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвящ. 50-летию Алмазной лаборатории ЦНИГРИ – НИГП АК “АЛРОСА”. Мирный, 176-180.

20. Чепуров А.И., Хохряков А.Ф., Сонин В.М., Пальянов Ю.Н., Соболев Н.В. (1985) формах растворения кристаллов алмаза в силикатных системах при высоком давлении. Докл. АН СССР, 285(1), 212-216.

21. Arima M., Kozai Y. (2008) Diamond dissolution rates in kimberlitic melts at 1300–1500°C in the graphite stability field. Eur. J. Mineral., 20, 357-364.

22. Bulanova G.P., Griffin W.L., Ryan C.G. (1998) Nucleation environment of diamonds from Yakutian kimberlites. Mineral. Mag., 62, 409-419.

23. Chepurov A.I., Sonin V.M., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Pomazansky B.S., Zemnukhov A.L. (2018) Dissolution of diamond crystals in a heterogeneous (metal-sulfidesilicate) medium at 4 GPa and 1400°C. J. Mineral. Petrol. Sci., 113(2), 59-67.

24. Fedortchouk Y., Canil D., Semenets E. (2007) Mechanism of diamond oxidation and their bearing on the fluid composition in kimberlitic magmas. Amer. Mineral., 92, 1200-1212. Garanin V.K., Kudryavtseva G.P. (1990) Morphology, physical properties and paragenesis of inclusion-bearing diamonds from Yakutian kimberlites. Lithos, 25, 211-217.

25. Kaminsky F.V., Wirth R. (2011) Iron carbide inclusions in lower-mantle diamond from Juina, Brazil. Can. Mine ral., 49, 555-572.

26. Kanda H., Yamaoka S., Setaka N., Komatsu H. (1977) Etching of diamond octahedrons by high pressure water. J. Cryst. Growth, 38, 1-7.

27. Khokhryakov A.F., Pal’yanov Yu.N. (2007) The evolution of diamond morphology in the process of dissolution: Experimental data. Amer. Mineral., 92, 909-917.

28. Kozai Y., Arima M. (2005) Experimental study on diamond dissolution in kimberlitic and lamproitic melts at 1300– 1420°C and 1 GPa with controlled oxygen partial pressure. Amer. Mineral., 90, 1759-1766.

29. Smith E.M., Shirey S.B., Nestola F., Bullock E.S., Wang J., Richardson S.H., Wang W. (2016) Large gem diamonds from metallic liquid in Earth’s deep mantle. science, 35(6318), 1403-1405.

30. Stachel T., Harris J.W., Brey G.P. (1998) Rare and unusual mineral inclusions in diamond from Mwadui, Tanzania. Contrib. Mineral. Petrol., 132, 34-47.

31. Walter M.J., Kohn S.C., Araujo D., Bulanova G.P., Smith C.B., Gaillou E., Wang J., Steele A., Shirey S.B. (2011) Deep mantle cycling of oceanic crust: evidence from diamonds and their mineral inclusions. science, 334, 54-57.


Для цитирования:


Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.А., Помазанский Б.С., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Начальные стадии переогранения округлых природных алмазов при растворении в расплаве Fe-S при высоком давлении. Литосфера. 2019;19(6):945-952. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-6-945-952

For citation:


Sonin V.M., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Pomazanskiy B.S., Afanasiev V.P., Chepurov A.I. Incipient stages of transformation of round natural diamonds under dissolution in Fe-S melt at high pressure. LITHOSPHERE (Russia). 2019;19(6):945-952. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-6-945-952

Просмотров: 29


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1681-9004 (Print)
ISSN 2500-302X (Online)