Предложена геолого-генетическая модель формирования месторождений алмазов, связанных с кимберлитами и лампроитами, основанная на синтезе опубликованной информации об алмазоносных кимберлитовых системах и оригинальном исследовании онтогенических особенностей кристаллов алмаза. В единой системе скомпонованы процессы глубинной кристаллизации алмаза, его восходящего переноса и последующей концентрации в приповерхностных кимберлит-лампроитовых телах и других породах, в том числе выведенных на поверхность в результате высокоамплитудных поднятий пород кристаллического фундамента. Выдвинуто предположение о коренных источниках алмазов анабарских россыпей. Показана возможность генерации углеводородов на мантийных уровнях, соответствующих областям алмазообразования, и их переноса в верхние зоны земной коры по механизму, аналогичному мантийно-коровой миграции алмазоносных флюидизированных магм. Высокая скорость их восходящего перемещения позволяет осуществить доставку к поверхности без существенной потери в результате растворения в расплавах и сорбции на поверхности минеральных фаз. Отмечена важная роль флюидодинамических процессов на всех этапах развития этой системы.
Представлены результаты первого комплексного исследования минералогических и спектроскопических (ИК, ФЛ, ЭПР) характеристик алмазов из месторождения им. М.В.Ломоносова (трубка Архангельская) с уникальной розовой, розово-фиолетовой окраской. Показано, что все кристаллы относятся к IaA-типу, с суммарным содержанием азота в интервале 500-1500 ppm, с низкой степенью его агрегации. Окраска неоднородна, сосредоточена в узких двойниковых слоях, ее причиной предположительно являются описанные ранее центры М2. На оттенок окраски влияет содержание парамагнитных центров P1 (С-дефект), наблюдается положительная корреляция насыщенности окраски и интенсивности парамагнитных центров W7. Предполагается конвергентная модель образования розовых алмазов, согласно которой определяющими факторами являются соотношение и концентрации структурных примесей в алмазе, его термическая история и условия пластической деформации, а не происхождение алмаза и петрохимические свойства вмещающих его пород.
В настоящей работе приведены результаты изучения микровключений флюидов/расплавов в алмазах из россыпей Красновишерского района (западный склон Среднего/Северного Урала), позволяющие установить эволюцию алмазообразующих сред в субконтинентальной литосферной мантии восточной окраины Восточно-Европейского кратона. По характеристикам дефектно-примесного состава изученные кристаллы представлены тремя разными типами, образование которых было связано с независимыми метасоматическими событиями. Микровключения в алмазах В-типа, содержащих А и В1 азотные дефектные центры, отражают более древний метасоматический этап, характеризующийся ведущей ролью силикатных и низко-Mg карбонатных флюидов/расплавов. Второй этап ассоциирован с ростом алмазов А-типа, содержащих азот исключительно в форме А-центров. На этом этапе образование алмазов было связано с низко-Mg карбонатными средами, более обогащенными MgO, CaO, CO2 и Na2O по сравнению с алмазами В-типа. Третий этап, вероятно, предшествовал извержению транспортирующего мантийного расплава и привел к образованию алмаза С-типа, содержащего А и С азотные дефектные центры и микровключения силикатно-карбонатного состава. Зафиксированный тренд эволюции алмазообразующих флюидов/расплавов направлен в сторону более карбонатных составов. Предполагаемым источником флюидов/расплавов являются эклогитовые и пироксенитовые мантийные субстраты.
Приведены результаты изучения и сравнения основных морфологических и структурно-минералогических особенностей 350 кристаллов алмаза из кимберлитовой трубки им. А.П.Карпинского-I и 300 кристаллов трубки Архангельская. Доля кристаллов октаэдрического габитуса совместно с индивидами переходных форм со сноповидной и занозистой штриховкой выше в трубке Архангельская – 15 %, доля кубоидов и тетрагексаэдроидов выше в трубке им. А.П.Карпинского-I – до 14 %; додекаэдроидов в трубке Архангельская 60 %, трубке им. А.П.Карпинского-I – 50 %. Показана индикаторная роль активного в поглощении и люминесценции азотно-вакансионного центра N3 . Кристаллы с системой поглощения N3 имеют преимущественно октаэдрический габитус или производные от октаэдра формы растворения, их термическая история наиболее сложная. В кристаллах без системы N3 в спектрах поглощения азот находится в форме низкотемпературных дефектов А и С , регистрируются полосы поглощения 3050, 3144, 3154, 3188, 3310 см −1 , 1388, 1407, 1432, 1456, 1465, 1503, 1551, 1563 см −1 самых низкотемпературных водородсодержащих дефектов; они регистрируются в спектрах 16 % кристаллов трубки Архангельская и 42 % трубки им. А.П.Карпинского-I. Алмаз изученных месторождений уникален минимальной температурой (длительностью) естественного отжига. По комплексу признаков выделено три популяции кристаллов, отличающихся условиями роста, постростовой и термической историями. Установленные закономерности доказывают многоэтапность образования алмаза месторождений севера Восточно-Европейской платформы и существенные отличия от алмаза Западного Приуралья. Полученные результаты предполагают возможность существования коренных объектов, в которых доминирует алмаз одной из выделенных популяций.
На основании изучения представительных коллекций алмаза из алмазоносных объектов Урала, месторождений Архангельской и Якутской алмазоносных провинций определены закономерности зонально-секториального распределения дефектов кристаллической структуры в кристаллах разных морфологических типов; выявлены особенности кристаллов, образовавшихся на разных этапах кристаллогенеза; проведен комплексный анализ конституционного и популяционного разнообразия алмаза в различных объектах. Выделены три этапа в цикле кристаллогенеза, соответствующие нормальному и тангенциальному механизмам роста и этапу смены габитусных форм. На этапе смены габитусных форм пересыщение по углероду недостаточно для реализации нормального механизма роста, и грани развиваются от существующих поверхностей. Благодаря отсутствию стадии зарождения ростового слоя формирование новых поверхностей {111} происходит намного быстрее, чем при тангенциальном механизме роста. Этот эффект позволяет объяснить отсутствие кубоидов с высокой степенью трансформации азотных дефектов на стадии А-В1: все они подверглись переогранению про регенерационному механизму. На основании выявленных закономерностей разработана модель кристаллогенеза алмаза, учитывающая закономерности ростовой эволюции, термической истории и морфологического разнообразия кристаллов. Модель предполагает возможность многократного повторения цикла кристаллизации и существования промежуточной камеры, позволяет объяснить последовательность изменения морфологии и дефектно-примесного состава кристаллов, а также совокупность конституционного и популяционного многообразия алмаза из различных геологических объектов.
Приводятся результаты исследования внутреннего строения сильно удлиненных кристаллов алмаза из россыпей Красновишерского района Урала. Очень удлиненные кристаллы встречаются в регионах с россыпной алмазоносностью и невыявленными коренными источниками. Определение условий их образования может со действовать решению проблемы определения типа коренных месторождений. Есть три варианта возникновения исходной удлиненной формы таких кристаллов: 1) изначально удлиненные по направлению <100> индивиды – сильно искаженные октаэдры; 2) отдельные индивиды шестоватых агрегатов; 3) обломки или осколки удлинен ной формы. Из 155 кристаллов для изучения внутреннего строения были отобраны три наиболее удлиненных индивида. Исследование анатомии кристаллов фотолюминесцентной томографией, катодолюминесценцией и оптической микроскопией показало, что по внутреннему строению эти кристаллы являются фрагментами более крупных монокристаллов. Методами катодолюминесцентной визуализации в объеме кристаллов определены линии скольжения, а по спектрам фотолюминесценции установлены полосы с максимумами 912, 946, 986 нм, характерные для кристаллов с признаками пластической деформации. Выявленные особенности являются инди каторами пластической деформации, сопровождавшей разрушение кристаллов. Последовавшее за разрушением кристаллов сильное растворение привело к округлению вершин и ребер получившихся осколков. По-видимому, большая часть сильно удлиненных кристаллов из россыпей с неизвестными коренными источниками также является сильно растворенными осколками кристаллов изометричной формы. Полученные результаты пока зывают, что деформация и растворение кристаллов алмаза имеют генетическую связь и характерны для алмаза из до сих пор не обнаруженных, но высокопродуктивных коренных источников.
Рассмотрены различные варианты природного радиоактивного облучения кристаллов алмаза. Показано, что в природных алмазах отмечены случаи радиационного воздействия на весь объем кристаллов, при котором наводится равномерная зеленая окраска. При малых дозах облучения радиоактивное воздействие диагностируется по люминесценции системы GR1, при больших дозах появляется голубоватый оттенок, переходящий в зеленый цвет, при максимальном объемном облучении кристаллы становятся черными. Приведено исследование кристаллов с равномерно распределенной по объему черной окраской. Предполагается, что основным источником радиации при облучении таких кристаллов может быть растворенный в воде 222 Rn и продукты его распада. Рассмотрены геологические ситуации, в которых может происходить облучение алмазов за счет распада содержащегося в воде 222 Rn.
Показана возможность регистрации спектров поглощения в видимом и инфракрасном диапазонах ограненных драгоценных камней, в том числе в изделиях. Исследование проводилось на спектрометре инфракрасного и видимого диапазонов, оснащенном микроскопом, при работе в режиме отражения. Приведены примеры выявления признаков облагораживания, синтетического происхождения бриллиантов основных форм огранки без пробоподготовки или демонтажа из ювелирных изделий.
Исследованы коллекции уральских, анабарских и бразильских алмазов методом инфракрасной спектрометрии. Для реконструкции термических условий их формирования построены диаграммы В.Тейлора с рассчитанными изотермами. Построены диаграммы распределения B2-дефектов, Н-центров. Сделаны выводы о различных термических условиях формирования алмазов и их возможной приуроченности к морским россыпям.
Крупные выборки алмазов из основных коренных и россыпных месторождений Якутии исследованы методом инфракрасной спектроскопии с целью выявления наиболее информативных параметров для регионального и локального минералогического районирования. Сравнение различных характеристик показывает, что для выборок из одного источника максимальное отличие имеют средние значения коэффициента поглощения и положения максимума полосы В2.
