Приведены первые количественные оценки изотопного фракционирования азота при кристаллизации алмаза относительно азотсодержащих соединений флюида с использованием квантово-механических (DFT) расчетов по дефектной (с азотом замещения) решетке алмаза. При равновесном фракционировании изотопов 15N/14N уменьшается в ряду соединений NH4+ > N2 > (алмаз, NH3) > CH3N > CN− > NH2. При температуре 1100-1200 °C фракционирование между алмазом и азотсодержащими компонентами флюида оценивается как –2,23, –0,77, 0,01, 0,44, 1,31 и 2,85 ‰ и существенно (более чем на 1 ‰) выше имеющихся оценок, ранее полученных на основе моделирования связи C-N в алмазе по аналогии с молекулами HCN или CN–. В зависимости от преобладающих субстанций азота и углерода в минералообразующем флюиде образование алмаза может сопровождаться различными трендами изменения изотопного состава, что выражается как зональностью отдельных зерен алмаза, так и ковариациями изотопного состава δ15N vs δ13C при последовательной кристаллизации. В условиях доминирования NH3 изотопное фракционирование азота между алмазом и флюидом не превышает 0,1-0,2 ‰ и изотопные сдвиги при температуре ≈1100 °C Δ15N << Δ13C. В бедных азотом восстановленных мантийных флюидах возможное присутствие компонентов с низким сродством к тяжелому изотопу при температуре образования алмаза (особенно NH2) обуславливает высокое изотопное фракционирование алмаз-флюид и повышенные отношения Δ15N/Δ13C. Окисленные флюиды с преобладанием CO2 или CO3 в сочетании с компонентом N2 характеризуются близкими к нулю отношениями Δ15N/Δ13C между алмазом и флюидом за счет преобладания фракционирования изотопов углерода по сравнению с изотопами азота, которые существенно меняются в зависимости от коэффициента распределения азота между алмазом и средой роста.
В составе гранулитов Порьей губы Лапландско-Колвицкого пояса Фенноскандинавского щита наблюдаются карбонатно-силикатные породы неясного происхождения. Цель настоящей работы – реконструкция возможных источников вещества и условий метаморфических преобразований этих пород на основе изучения изотопного состава кислорода и углерода в сочетании с моделированием условий фазовых равновесий. Результаты изотопного анализа и литохимических реконструкций показывают, что карбонатно-силикатные породы Порьей губы сформировались в результате метаморфизма осадков (возможно, мергелей), изотопный состав которых соответствовал докембрийским диагенетически преобразованным карбонатам (δ18O ≈ 17,9 ‰, SMOW и δ13C ≈ –3,4 ‰, PDB). Химический состав варьировал в зависимости от соотношения карбонатного, глинистого и обломочного компонентов. Существенные изменения изотопного состава при метаморфизме обусловлены реакциями разложения первичных карбонатов (доломита, сидерита, анкерита) с образованием CO2 и последующей дегазацией. При этом δ18O и δ13C кальцита в изотопном равновесии с CO2 понижаются до 15 ‰ (SMOW) и –6 ‰ (PDB) соответственно. Контроль изотопного состава ограничивается локальными реакциями в пределах отдельных разновидностей пород, что исключает значимое влияние магматических и (или) метасоматических процессов.
