Кристалл алмаза в кимберлите. Фото UCOS SERVICES
Юрий Пальянов и его коллеги из Института геологии и минералогии СО РАН и Новосибирского государственного университета воспроизвели процесс образования алмазов при погружении земной коры в мантию и выявили одну из причин разнообразия природных алмазов. Об этом сообщается в статье опубликованной в американском журнале Proceedings of the National Academy of Sciences
Как известно, природные алмазы образуются из углерода в недрах Земли при высоких P,T-параметрах, достижимых в мантии. В последние годы активно обсуждается возможность генезиса царя минералов – алмаза в процессе субдукционной тектоники, когда земная кора с углеродсодержащими минералами медленно погружается в мантию. Однако до сих пор не было сколько-нибудь убедительного подтверждения реализации этого механизма. Это подтверждение было получено в недавней работе Юрия Пальянова и соавторов.
«Мы взяли магнезиально-кальциевый карбонат и железо и выяснили, что происходит, когда они начинают взаимодействовать при давлении в 65 тысяч атмосфер и в интервале температур от 1000 до 1600 градусов по Цельсию. То есть при тех условиях, которые существуют в мантии Земли», — пояснил корреспонденту РИА Новости Ю.Н. Пальянов.
Ученые создали условия для взаимодействия окисленного и восстановленного вещества и определили механизмы кристаллизации алмаза. В окислительных условиях алмаз образовывался в расплаве карбонатов, а в восстановительных — в расплаве железа. В обоих случаях источником углерода для образования алмазов служили карбонаты.
Пальянов и его коллеги обнаружили, что алмазы, полученные при разных значениях редокс-потенциала, сильно отличались по составу включений, соотношению изотопов углерода и содержанию азота — главной структурной примеси, которая встречается в алмазах.
Следует отметить, что работа Юрия Пальянова с коллегами отличается особой тщательностью подготовки и высоким уровнем выполнения редокс-градиентных экспериментов, осуществляемых в ростовой камере при повышенных P,T-параметрах. В качестве исходных материалов авторы использовали образцы природных карбонатов магния и кальция (магнезита и доломита), порошок химически чистого железа (Fe0) и карбида железа - когенита (Fe3C). Продукты реакции были исследованы комплексом современных прецизионных физических методов. Использовался рентгеноструктурный анализ, оптическая и сканирующая электронная микроскопия, рамановская и инфракрасная спектроскопия. При выполнении изотопных анализов авторы применили стандарт «USGS-24» геологической службы США. Концентрация азота в образовавшихся в ходе экспериментов кристаллах алмаза определялась путем разложения ИК спектров в области (1400–900 cm−1) на «A» и «C»- компоненты с использованием необходимых поправок в соответствующих интервалах спектра. Высокий экспериментальный и теоретический уровень обсуждаемой работы является залогом надежности полученных важных результатов, проливающих свет на природу генезиса алмаза в процессе субдукционной тектоники.
Издательско-выставочный центр ВСЕГЕИ
Источник: http://ria.ru/studies/20131203/981464016.html;
Y.N. Palyanov, Y.V. Bataleva, A.G. Sokol, Y.M. Borzdov, I.N. Kupriyanov, V.N. Reutsky, N.V. Sobolev. «Mantle–slab interaction and redox mechanism of diamond formation», Proceedings of the National Academy of Sciences of USA, препринт от 2 декабря 2013, doi: 10.1073/pnas.1313340110.
P.S. ИВЦ ВСЕГЕИ благодарен Ю.Н. Пальянову за любезное предоставление препринта статьи «Mantle–slab interaction and redox mechanism of diamond formation».
