Главная – Журналы – Геология и геофизика 2018 номер Неопубликованное

Экспериментальные исследования, направленные на оценку возможности кристаллизации алмаза при взаимодействиях карбонатов щелочноземельных и переходных металлов с серой, а также на характеризацию полученных кристаллов алмаза и включений в них, проведены на многопуансонном аппарате высокого давления «разрезная сфера» (БАРС). Эксперименты выполнены при постоянных P,T,t-параметрах: 6.3 ГПа, 1550 ºС и длительности 20 часов, в системах Mg,Ca-карбонат–сера с различными отношениями CaO/MgO и Fe,Mg,Ca-карбонат–сера с переменными пропорциями FeO/CaO/MgO. Экспериментально установлено, что в системах щелочноземельный карбонат-сера формируется Ca,Mg-карбонатный расплав с растворенной серой (1.2-6.0 мас.%), который является средой роста алмаза. Стабильной формой роста кристаллов алмаза является октаэдр, при этом увеличение Ca# системы сопровождается повышением скорости роста граней {111}. Установлено, что в системе Fe,Mg,Ca-карбонат–сера средой кристаллизации и источником углерода алмаза является расплав Mg,Fe,Ca-карбоната с растворенной серой, а рост алмаза происходит в результате редокс взаимодействия сульфидного и карбонатного расплавов. С увеличением железистости системы от 0.41 до 0.78 происходит (1) повышение скоростей роста граней {100} (от 1.0 до 5.4 мкм/ч); (2) изменение преобладающих элементов микрорельефа граней октаэдра с треугольных слоев роста на гексагональные вицинали; и (3) увеличение количества и размера включений, а также эволюция их фазового состава. Включения в алмазе образуются в результате консервации расплава на гранях {100} при трансформации кубооктаэдра в октаэдр. Во включениях установлены закаленный карбонатный расплав (закалочные фазы - сидерит, магнетит и графит), расплав серы и расплав Fe-S-O. Обнаружение ассоциации сидерит+магнетит+графит во включениях подтверждает реализацию реакции редокс-диссоциации сидерита (3FeCO₃ = Fe₃O₄ + 3С⁰ + 2.5O_{2 флюид}) при P,T-параметрах литосферной мантии. Данные результаты проливают свет на возможную природу включений магнетита в верхнемантийных алмазах, и свидетельствуют о том, что присутствие магнетита в составе сингенетических включений может являться индикатором участия железосодержащих карбонатов в процессах природного алмазообразования. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что Mg,Ca- или Mg,Ca,Fe-карбонатные расплавы с растворенной серой могут быть отнесены к природным алмазообразующим средам, а выявленные особенности морфологии кристаллов алмаза, специфика роста граней и состав включений в зависимости от катионного состава карбонатного расплава с растворенной серой, могут быть использованы в качестве индикаторов кристаллизации алмаза в подобных расплавах в природе.