Подать статью
Стать рецензентом
Том 263
Страницы:
715-723
Скачать том:
RUS ENG
Научная статья
Геология

Розово-фиолетовые алмазы из месторождения им. М.В.Ломоносова: морфология, спектроскопия, природа окраски

Авторы:
Г. Ю. Криулина1
С. В. Вяткин2
Е. А. Васильев3
Об авторах
  • 1 — канд. геол.-минерал. наук научный сотрудник Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова ▪ Orcid
  • 2 — канд. геол.-минерал. наук научный сотрудник Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова ▪ Orcid ▪ Scopus
  • 3 — д-р геол.-минерал. наук ведущий научный сотрудник Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II ▪ Orcid ▪ Scopus ▪ ResearcherID
Дата отправки:
2023-04-29
Дата принятия:
2023-10-11
Дата публикации:
2023-10-27

Аннотация

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.

Ключевые слова:
алмаз природа окраски фотолюминесценция азотные центры инфракрасная спектроскопия электронный парамагнитный резонанс Архангельская алмазоносная провинция месторождение им. М.В.Ломоносова
Перейти к тому 263

Введение

Бриллианты цветов Fancу Pink, Fancy Purple-Pink – одни из самых дорогих, сочетание розового оттенка или цвета с ювелирным качеством настолько редки, что делают такие алмазы уникальными. В мире только шесть месторождений, в которых есть немногочисленные, но стабильные находки розовых и фиолетовых алмазов. В России розовые и розово-фиолетовые алмазы встречаются в месторождениях им. М.В.Ломоносова и в трубке Интернациональная. Ранее, на примере месторождений Австралии (Аргайл), Индии, Танзании было предложено несколько механизмов формирования розовой и фиолетовой окрасок, однако условия их возникновения пока не определены.

Известно несколько типов розовой окраски алмаза [1-3]. Они различаются по спектрам поглощения [4, 5] – это либо широкая бесструктурная полоса в области 550 нм, либо системы поглощения с бесфононными линиями при 575 и 637 нм [6, 7]. Системы поглощения 575 и 637 нм принадлежат азотно-вакансионным центрам NV0 и NV, соответственно [3, 8]. Розовая окраска первого типа неоднородна, в кристаллах она локализуется в отдельных плоскостях, индуцированных пластической деформацией [9-11]. Розовая окраска второго типа менее интенсивная, но однородная. Такая природа окраски обнаружена у некоторых исторических бриллиантов Индии, алмазы этого типа обладают весьма низкими концентрациями азота [2, 4, 12]. В природе такие кристаллы встречаются крайне редко, а для синтетических камней отработана методика получения розовой окраски, связанная именно с центрами NV0 и NV. Напротив, полоса поглощения 550 нм пока не поддается воспроизведению при выращивании искусственных алмазов [13].

Алмазы розовой окраски из-за полосы поглощения с максимумом 550 нм, в свою очередь, делятся на два типа, различающихся по морфологическим особенностям, спектроскопическим характеристикам и привязке к определенным месторождениям [3, 9]. Основное их различие – концентрация азота в Ntot и степень его агрегации NB, т.е. соотношение азота в форме B-центров NB (четыре атома азота и вакансия углерода) к общей концентрации азота – в форме В и А-центров NA (два соседних атома азота в углеродных позициях кристаллической структуры). Первый тип известен по алмазам трубки Аргайл (Австралия) [5, 11, 14], также подобные алмазы поступают из россыпных месторождений Венесуэлы [10]. Суммарное содержание азота в них обычно низкое, до 250 ppm, а степень его агрегации высокая, соотношение концентраций NB/NA больше единицы (IaA < B), причем часто кратно. Окраска распределена по кристаллам неравномерно, в основном она сконцентрирована в слоях – ламелях, часто волнистых, а также в пятнах [13, 15]; о механизме возникновения розового цвета единого мнения исследователей нет [4, 10, 16].

Второй тип розового алмаза (IaA >> B), окраска которого также обусловлена полосой поглощения 550 нм, встречается в месторождениях России [3, 7, 17] (трубки Интернациональная, Архангельская, им. Карпинского-1), Южной Африки [12] и Канады [8]. Суммарное содержание азота в кристаллах этого типа от 300 до 1200 ppm и более, а соотношение NB/NA меньше единицы [8, 14]. Причины окраски этих кристаллов исследованы значительно более детально, чем для алмазов трубки Аргайл, и подробно описаны в работах [6, 7]. Розовая, часто с фиолетовым оттенком, окраска сосредоточена в тонких слоях по {111}, находящихся в двойниковой ориентации по отношению к основному объему кристалла. Интенсивность окраски коррелирует с концентрацией содержащегося в этих микродвойниковых слоях парамагнитного центра М2, имеющего деформационную природу. Вероятно, центр М2 проявляется в видимом диапазоне как центр окраски и является причиной возникновения полосы поглощения 550 нм [3, 16]. Центр образован двумя неэквивалентными атомами азота, разделенными тремя атомами углерода, при этом атомы азота расположены вдоль направления ⟨100⟩, образуя противоположные вершины многогранника, близкого по конфигурации к октаэдру с пониженной симметрией [6, 16].

Розовые, розово-фиолетовые кристаллы обнаружены в кимберлитовых трубках Архангельская, Интернациональная [3], принадлежащих по петрохимической классификации [17] к породам низкотитанистого типа (TiO2 < 1 %), и в лампроитовой трубке Аргайл. По ряду петрологических и геохимических характеристик [18, 19] низкотитанистые кимберлиты имеют сходство с лампроитами. Предполагается близкий тренд формирования – оливиновые лампроиты трубки Аргайл – Al-кимберлиты Золотицкого поля – Аl-кимберлиты трубки Интернациональная [8, 19, 20]. Во многих работах проводится корреляция между дефектно-примесным составом алмазов [14, 21-23], габитусом [17, 24], внешним обликом кристаллов алмаза и условиями формирования и нахождения их в мантийных породах [25-27].

В данной работе были изучены морфологические и спектроскопические характеристики розово-фиолетовых алмазов трубки Архангельская месторождения им. М.В.Ломоносова. Целью исследования являлось установление особенностей внешнего и внутреннего строения алмазов, образовавшихся в постростовой период в результате механических и температурных воздействий, а также оценка состава структурных дефектов и их возможного влияния на розовую окраску кристаллов.

Материалы и методы исследований

Исследованы семь кристаллов алмаза розового цвета различных оттенков и насыщенности из партий промышленной добычи трубки Архангельская 2010-2020 гг. (рис.1, а). Проведено минералогическое описание, выполнены исследования методами инфракрасной (ИК) и фотолюминесцентной (ФЛ) спектроскопии, а также электронного парамагнитого резонанса (ЭПР). Систематика структурных дефектов дана согласно работам [17, 21, 25]. Обр. 1784-8-1 после проведения спектроскопических исследований был пришлифован, что дало возможность получения спектра поглощения в видимой области.

Рис.1. Исследованные кристаллы алмаза трубки Архангельская: фото и изображения фотолюминесценции кристаллов при возбуждении лазером 405 нм 1 – обр. 1784-8-1; 2 – обр. 1784-41-2; 3 – обр. 1784-41-6; 4 – обр. 1784-41-11; 5 – обр. 1784-41-14; 6 – обр. А0058-1; 7 – обр. 1797-3

Морфология кристаллов изучалась под бинокуляром «Motic» SMZ-143 с УФ осветителем-боксом (365 нм). Регистрация ИК-спектров проводилась на Фурье-спектрометре «Vertex-70» (фирма «Bruker») с микроскопом «Hyperion-1000». Общая концентрация азота (Ntot) и доля азота – в форме дефектов В (NB, %) вычислялись по известным коэффициентам пропорциональности. Нижний предел выявления азота в форме В составляет 5-7 %, индикатором присутствия В-дефектов также является полоса B′ с максимумом в области 1360 см–1. Планарные дефекты В′ (platelets) сложены межузельными атомами углерода, концентрация которых пропорциональна амплитуде полосы аВ′, а положение максимума полосы зависит от размера [14]. Наличие и относительное содержание водородсодержащих центров определялось в соответствии с [28].

Спектр поглощения в видимой области был получен с помощью микроскопа-спектрофотометра ЛОМО МСФУ-К. Спектры ФЛ регистрировались на спектрометре InVia (Renishaw) с возбуждением лазерами 405, 488 и 785 нм c объективом (×5) при температуре 77 К [29].

Спектры ЭПР регистрировались на спектрометре «CMS-8400» в X-диапазоне (~9,4 гГц) при амплитуде модуляции 0,1 мТл, частоте модуляции 100 кГц и мощности СВЧ излучения 0,2 и 5 мВт. Образцы юстировались в L4 || H по угловой зависимости центра Р1, съемки проводились со значительным накоплением (до 75 сканирований).

Результаты исследования

Исследованные образцы представлены додекаэдроидами и кристаллами комбинационной формы с проявлениями граней октаэдра. Розовые кристаллы октаэдрического габитуса в трубке Архангельская редки, их находки за все время отработки трубки единичны. Морфология поверхности кристаллов специфична, ее главная черта – сильное влияние процессов пластической деформации (рис.1, а). Все кристаллы сформированы при тангенциальном механизме роста и имеют тонкослоистое строение, выраженное в морфологии поверхности резкой концентрической штриховкой вокруг осей L3, также наблюдаются плоскости пластической деформации в двух-трех кристаллографических направлениях (рис.2). Наложенные резкие сдвиги плоскостей пластической деформации пронизывают весь объем кристалла и фиксируются на поверхности с противоположных сторон в виде параллельных полос и ступеней, вместе с основной штриховкой образуют крупный блоковый рельеф. Образовавшиеся ступени часто углубляются в объем камня. Поверхность блоков матовая (покрыта мелкой шагренью) (рис.3). По этим признакам и степени их выраженности кристаллы розовой окраски отличаются не только от бесцветных и окрашенных в желтые тона, но и от кристаллов коричневого цвета, также подвергнутых пластической деформации. Почти все кристаллы имеют крупные протомагматические и незначительные техногенные сколы. При просмотре в поляризованном свете отчетливо видны участки с внутренними напряжениями, характеризующиеся аномальным двупреломлением. Проявляются признаки линейного дихроизма окраски при просмотре в различной ориентировке относительно направлений с наиболее выраженными плоскостями пластической деформации.

Рис.2. Плоскости пластической деформации в розово-фиолетовом алмазе 1784-8-1: а – граница пришлифованной области и поверхности кристалла (макрофотография); б – выход полосы пластической деформации на поверхность кристалла (микрофотография)

Рис.3. Матовая поверхность (микрофотография обр. А0058-1)

Визуальная фотолюминесценция (под УФ-лампой 365 нм) умеренной интенсивности проявлена в желтоватых либо желтовато-голубоватых тонах (см. рис.1, б). На спектрах ФЛ при возбуждении лазером 405 нм диагностируются малоинтенсивные системы N3, 491 нм, H3.

При возбуждении лазером 488 нм в спектрах всех образцов регистрируется интенсивная система Н3 с бесфононной линией 503 нм, пик 612 нм и широкая бесструктурная полоса с максимумом около 720 нм. Относительные интенсивности этих систем меняются в широких пределах, как между кристаллами, так и в объеме некоторых образцов. В спектрах большинства кристаллов регистрируются пики 700, 787, 926 нм, в некоторых образцах – 523, 694 нм. Если в спектре с возбуждением лазером 488 нм регистрируется линия 787 нм, то фононное крыло этой системы определяет вид спектра при возбуждении 785 нм, и отмечается высокая интенсивность линии 926 нм. В образцах 1797-3 и 1784-41-14 выявляется система с максимумами 868, 895, 923, 952, 983, 1018 нм (энергетический сдвиг 0,042 эВ). В других образцах эта система не выявляется, возможно, на фоне фононного крыла систем 787 и 926 нм. Этот комплекс особенностей ФЛ типичен для кристаллов с пластической деформацией [29]. При возбуждении 785 нм в спектрах всех кристаллов выявляется система с максимумом 986 нм (Н2). Неравномерность в объемном распределении люминесценции некоторых кристаллов показана на рис.1, б. Кристаллы 1784-8-1, 1784-41-2, 1784-41-6 имеют равномерную зеленую ФЛ системы H3, а в образцах 1784-41-11 и 1784-41-14 есть области с доминированием как красной люминесценции (полоса 720 нм), так и более яркой зеленой. Результаты исследований методами ИК, ЭПР и ФЛ спектроскопии приведены в таблице.

В спектрах ИК поглощения большинства образцов выявляется только азотный А-дефект и линия 3107 см–1 с сателлитами, соответствующая водородсодержащему центру VN3H [28] (рис.4, а). В четырех образцах выявляется полоса с максимумом около 4160 см–1, в таблице приведена ее амплитуда. Эта полоса «amber»-центра, он типичен в спектрах коричневых кристаллов с признаками пластической деформации. В спектрах ИК поглощения четырех кристаллов выявляются дополнительные пики 3311, 3189, 3154, 3144, 3050 см–1, амплитуда пика 3154 (а3154) приведена в таблице. Этот набор характерен для алмаза без В-дефектов трубок Архангельская и Карпинского-I [18]. Все алмазы с розовым и фиолетово-розовым оттенком среднеазотные и высокоазотные с очень малой степенью агрегации азота в В-дефект (рис.4, а, таблица). Полоса В′ в спектрах двух кристаллов не выявлена, в спектрах трех имеет амплитуду менее 1 см–1, что указывает на очень низкую концентрацию В-дефектов, они не выявляются по спектрам.

Результаты исследований кристаллов методами ИК, ЭПР и ФЛ спектроскопии

Исследование

Образцы

1784-8-1

1784-41-2

1784-41-6

1784-41-11

1784-41-14

А0058-1

1797-3

Цвет алмаза

Pink Purple

Pink Purple

Pink Purple

Purple

Dark Purple

Pink

Light purple pink

Масса, мг

8

5,5

5,5

8

7

70

45

Ntot, ppm

1146

850

990

1330

840

570

540

NA, ppm

1015

800

990

1330

840

492

420

NB, ppm

130

108

120

NB, %

11

19

22

aB′/vB′, см–1

0.3/1380

0.8/1382

0,5/1377

2,5/1365

4,6/1365

а3107, см–1

7,0

10.8

13.5

6.1

6.5

0.15

0.12

а4160, см–1

0.12

0.1

0.2

0.41

а3154, см–1

0.16

0.44

0.6

0.28

ЭПР-центры*

P1, W7, N2, M2

W7, P1, N2, M2

W7, P1, N2, M2

W7, P1, N2, M2

W7, N2, P1, M2

P1, M2, M5

P1, N2, W7, M2

λех = 488 нм**

Н3, 612, 720ш***, 694, 700, 787, 926

Н3, 612, 720ш, 694, 700, 787, 926

Н3, 612, 720ш, 694, 700, 787, 926

Н3, 612, 720ш,

Н3, 612, 720ш, 694, 700, 787, 926

Н3, 720ш

Н3, 612, 580ш, 720ш

λех = 787 нм**

926, 904, 986

926, 904, 986

926, 904, 986

986

926, 986

820/896/925

986

* Выделен парамагнитный центр, доминирующий по интенсивности в паре P1-W7.

** Жирным выделены наиболее, курсивом– наименее интенсивные системы.

*** 720ш – широкая полоса с максимумом 720 нм, 580ш – с максимумом 580 нм.

Рис.4. Спектры поглощения розовых алмазов трубки Архангельская в ИК (а) и в видимой (б) областях

На спектре поглощения в видимой области (рис.4, б), полученном после пришлифовки образца 1784-8-1, проявляется широкая полоса в области 550 нм, определяющая его розовую окраску, а также боковое крыло поглощения в коротковолновой части спектра, обусловленное присутствием С-дефектов.

Обсуждение результатов

Розовая окраска в исследованных образцах неоднородна, она сконцентрирована в тонких слоях по {111}, совпадая по ориентировке с полосами пластической деформации (см. рис.2). Участки с изгибающимися, «волнистыми» полосами распределения окраски, либо «пятнистого» характера, описанного для кристаллов из трубки Аргайл [13], в исследованных образцах не обнаружены. Слои интенсивной розовой окраски приурочены к выявляемым в рельефе плоскостям пластической деформации, что видно на примере пришлифованного обр. 1784-8-1 (см. рис.2, а). Причина такой взаимосвязи вскрывается при дальнейшем увеличении: наблюдаемые визуально полосы пластической деформации маркируют участки кристалла с микродвойниковой структурой (см. рис.2, б). Матовая поверхность (мелкая шагрень) некоторых блоков объясняется пересечением структур пластической деформации (см. рис.3).

Таким образом, микроструктура распределения розовой окраски и присутствующего фиолетового оттенка в исследованных кристаллах алмаза отвечает модели окраски, описанной в работах [3, 16], т.е. ее концентрации в тонких пластинках в двойниковой ориентации [6, 10].

Результаты исследования поглощения в ИК-области полностью соответствуют выявленной модели распределения цвета. Все образцы имеют содержание азота порядка 500-1500 ppm, что значительно больше характерного для алмазов трубки Аргайл диапазона (менее 250 ppm). При этом два образца розовой окраски (А0058-1, 1797-3), обладают меньшим содержанием суммарного азота (700 и 540 ppm соответственно), а для более интенсивно окрашенных фиолетовых (2-5 на рис.1, а) Ntot находится в интервале 950-1500 ppm. Эту корреляцию нарушает слабоокрашенный кристалл 1784-8-1 (1 на рис.1, а), для которого Ntot = 1010 ppm. Все изученные алмазы относятся к группе IaA (А > B), значение NB менее 22 %. Высокое суммарное содержание азота (NА + NB), низкая степень агрегации центров в В-форму и повышенная концентрация С-дефектов (N+) в кристаллах ряда октаэдр – додекаэдроид типичны для большинства бесцветных и желтоокрашенных алмазов из месторождения им. М.В.Ломоносова [17, 21]. Для большинства образцов отмечены высокие относительные содержания водородсодержащих центров VN3H.

Центры М2, образовавшиеся вследствие процессов пластической деформации и предположительно являющиеся центрами розовой окраски, обнаружены во всех образцах. Также во всех образцах обнаружены парамагнитные центры P1(рис.5, таблица) [16]. Парамагнитный центр P1 – это одиночный замещающий атом азота (С-дефект). Вследствие низкой концентрации С-дефекты в исследованных алмазах выявляются только методом ЭПР. В спектрах ИК поглощения система С (основной пик 1130 см–1) не проявляется. В алмазах месторождения им. М.В.Ломоносова С-дефекты влияют на восприятие фиолетовой и розовой окраски: поглощение в коротковолновой части спектра уменьшает долю холодных тонов в балансе окраски, смещая результирующий цвет ближе к теплому розовому. На первый взгляд, дополнительное поглощение в коротковолновой части области видимой области (см. рис.4, б) должно было бы сделать цвет кристалла более темным, однако наблюдается обратный эффект. Светлее других именно образцы 1784-8-1, А0058-1 и 1797-3, в которых ЭПР центр P1 (С-дефект) наиболее выражен (см. таблицу). Это можно заметить на рис.1, а.

Рис.5. Спектры ЭПР исследованных алмазов: а – бледно-розового кристалла А0058-1; б – более интенсивно окрашенного кристалла 1784-41-14

В таблице жирным выделены парамагнитные центры, доминирующие по интенсивности в паре P1-W7. Центр W7 представляет собой кольцо, состоящее из четырех атомов углерода и двух атомов азота, расположенных на противоположных участках. Согласно современным представлениям, центры W7 образуются из центров А при пластической деформации кристаллов алмаза, с локальным понижением симметрии кристалла, являясь одним из главных маркеров этого процесса [3, 16]. Исходя из того, что центры М2 также имеют деформационную природу [16], представляется логичной положительная корреляция между интенсивностью линий центра W7 как маркера процессов пластической деформации, и насыщенностью розово-фиолетовой окраски. Однако следует учитывать, что центры W7 образуются в значительно более широком диапазоне температур по сравнению с центрами М2 и встречаются в алмазах разных типов намного чаще. Отмеченное выше разделение исследованных кристаллов по интенсивности окраски полностью соответствует особенностям состава парамагнитных центров в них. Например, ЭПР спектр обр. А0058-1 (рис.5, а) отличается заметно более высокой интенсивностью линий центров P1 (одиночные замещения углерода азотом) по сравнению с линиями центра W7, его окраска светлее и более розовая. Обратное соотношение, например, для кристалла 1784-41-14 (рис.5, б), приводит к более насыщенной фиолетовой окраске.

Также для кристаллов с С-дефектами характерна система ФЛ Н2 [1, 12], которая обнаружена во всех образцах. Дефект Н2является ионизованным центром H3[12]. По-видимому, дефект Н2 возникает при взаимодействии двух NV центров, которые характеризуются высокой подвижностью [6]. Ранее наличие С-дефектов в алмазе с розовой окраской было выявлено при изучении фотохромизма кристаллов с высокой долей В-дефектов [1, 5]. Одним из источников С-дефектов является разрушение В-дефектов в ходе пластической деформации, с образованием дефектов С, Н3, N3[12, 18, 30]. Таким образом, и в розовых кристаллах без В-дефектов, и в кристаллах с высокой долей азота в форме В (из месторождения Аргайл) есть С-дефекты, вносящие вклад в восприятие розовой окраски.

Соотношение и концентрации азотных и водородных центров в алмазах месторождения им. М.В.Ломоносова близки к фиолетовым алмазам из кимберлитовой трубки Интернациональная. Полоса поглощения 550 нм является причиной розовой окраски не только для исследованных алмазов кимберлитовой трубки Архангельская, но и для отличающихся от них по множеству характеристик алмазов лампроитовой трубки Аргайл [2, 5, 8]. Следует также отметить сходство в неравномерном распределении окраски, вызванной полосой 550 нм, для кристаллов алмаза как кимберлитовых, так и лампроитовых месторождений. Сопоставление этого фактического материала позволяет высказать предположение о конвергентном характере образования розовых алмазов, в значительно большей степени зависящем от характера пластической деформации и РТ-условий ее протекания, чем от происхождения алмаза и свойств содержащих его пород. В то же время однозначный признак петрохимического сходства упомянутых алмазоносных трубок – низкое содержание TiO2 – становится понятным в свете работ [19, 20], где низкое содержание титана рассматривается как показатель высокого давления при формировании кимберлитов. Для большинства кимберлитовых тел Якутской алмазоносной провинции характерно умеренное содержание оксида титана (TiO2 1-2,5 мас.%) и большие глубины зарождения как алмазов [20, 24, 31], так и протокимберлитовых магм [25, 32, 33], следовательно, более высокие температуры посткристаллизационного отжига [24, 34, 35], в том числе и при продвижении содержащих алмазы пород к поверхности. Высокая температура и более низкое давление способствовали протеканию процесса пластической деформации по механизму скольжения дислокаций с формированием коричневой окраски алмазов, характерной для 25-50 % кристаллов из кимберлитовых трубок Удачная, Заполярная, Комсомольская [24, 25, 31].

Таким образом, наблюдаемая эмпирическая закономерность распределения алмазов по наличию розовой окраски с содержанием TiO2 в алмазоносных породах является следствием влияния главного фактора – условий давления и температуры. Примером влияния РТ-условий является месторождение им. М.В.Ломоносова (трубки Архангельская и им. Карпинского-1), относящееся к низкотитанистому типу кимберлитов и имеющее розово-фиолетовые алмазы, и месторождение им. Гриба, принадлежащее к умеренно-титанистому типу кимберлитов [19] и не содержащее алмазов с розовой и фиолетовой окраской, несмотря на пространственную, геологическую и временную близость этих месторождений [36-38], а также общее сходство минералогии и дефектно-примесного состава алмазов [17, 39].

Заключение

Исследованные розовые и розово-фиолетовые алмазы месторождения им. М.В.Ломоносова являются средне- и высокоазотными, с низкой степенью агрегации азотных центров и принадлежат к группе IaA > B. Во всех кристаллах методом ЭПР выявляются центры Р1(С) и М2, по спектрам люминесценции – азотно-вакансионные системы Н3 и Н2. Розовая окраска неоднородна, сконцентрирована в тонких слоях по {111}, совпадающих с плоскостями пластической деформации кристаллов. Центры М2, предположительно являющиеся центрами розовой окраски, обнаружены во всех образцах. Зафиксирована положительная корреляция между интенсивностью линий парамагнитного центра W7 как маркера процессов пластической деформации и насыщенностью розово-фиолетовой окраски. Оттенок окраски связан с балансом интенсивности в паре парамагнитных центров P1-W7. Наличие центров P1 (C-дефектов) вызывает поглощение в коротковолновой части видимой области, придавая окраске теплый оттенок. Фиолетовые, холодного оттенка кристаллы характеризуются доминированием парамагнитного центра W7.

Образование алмазов розовой и розово-фиолетовой окраски носит конвергентный характер: предположительные центры окраски M2 сконцентрированы в микродвойниковых ламелях, для возникновения которых требуются определенные PT-условия протекания процесса пластической деформации (относительно низкие температуры и направленное давление). Появление в том или ином месторождении алмазов розовой окраски в большей степени зависит от наличия этих условий, чем от происхождения алмаза и свойств содержащих его пород.

Литература

  1. Byrne K.S., Chapman J.G., Luiten A.N. Photochromic charge transfer processes in natural pink and brown diamond // Journal of Physics: Condensed Matter. 2013. Vol. 26. № 3. № 03551. DOI: 10.1088/0953-8984/26/3/035501
  2. Eaton-Magaña S., McElhenny G., Breeding C.M., Ardon T. Comparison of gemological and spectroscopic features in type IIa and Ia natural pink diamonds // Diamond and Related Materials. 2020. Vol. 105. № 107784. DOI: 10.1016/j.diamond.2020.107784
  3. Titkov S.V., Shigley J.E., Breeding C.M. et al. Natural-Color Purple Diamonds from Siberia // Gems and Gemology. 2008. Vol. 44. № 1. P. 56-64. DOI: 10.5741/GEMS.44.1.56
  4. Gaillou E., Post J.E., Bassim N.D. et al. Spectroscopic and microscopic characterizations of color lamellae in natural pink diamonds//Diamond and Related Materials. 2010. Vol. 19. Iss. 10. P. 1207-1220. DOI: 10.1016/j.diamond.2010.06.015
  5. Byrne K.S., Anstie J.D., Chapman J., Luiten A.N. Infrared microspectroscopy of natural Argyle pink diamond // Diamond and Related Materials. 2012. Vol. 23. P. 125-129. DOI: 10.1016/j.diamond.2012.01.032
  6. Titkov S.V., Krivovichev S.V., Organova N.I. Plastic deformation of natural diamonds by twinning: evidence from X-ray diffraction studies // Mineralogical Magazine. 2012. Vol. 76. Iss. 1. P. 143-149. DOI: 10.1180/minmag.2012.076.1.143
  7. Yuryeva O.P., Rakhmanova M.I., Zedgenizov D.A., Kalinina V.V. Spectroscopic evidence of the origin of brown and pink diamonds family from Internatsionalnaya kimberlite pipe (Siberian craton) // Physics and Chemistry of Minerals. 2020. Vol. 47. Iss. 20. DOI: 10.1007/s00269-020-01088-5
  8. King J., Shigley J.E., Jannucci C. Exceptional Pink to Red Diamonds: A Celebration of the 30th Argyle Diamond Tender // Gems and Gemology. 2014. Vol. 50. № 4. P. 268-279. DOI: 10.5741/GEMS.50.4.268
  9. Gaillou E., Post J.E., Rose T., Butler J.E. Cathodoluminescence of Natural, Plastically Deformed Pink Diamonds // Microscopy and Microanalysis. 2012. Vol. 18. Iss. 6. P. 1292-1302. DOI: 10.1017/S1431927612013542
  10. Howell D., Fisher D., Piazolo S. et al. Pink color in Type I diamonds: Is deformation twinning the cause? // American Mineralogist. 2015. Vol. 100. № 7. Р. 1518-1527. DOI: 10.2138/am-2015-5044
  11. Shigley J.E., Chapman J., Ellison R.K. Discovery and Mining of the Argyle Diamond Deposit, Australia // Gems and Gemology. 2001. Vol. 37. № 1. P. 26-41. DOI: 10.5741/GEMS.37.1.26
  12. Smit K.V., D’Haenens-Johansson U.F.S., Howell D. et al. Deformation-related spectroscopic features in natural Type Ib-IaA diamonds from Zimmi (West African craton) // Mineralogy and Petrology. 2018. Vol. 112. Iss. 1. P. 243-257. DOI: 10.1007/s00710-018-0587-6
  13. Eaton-Magaña S., Ardon T., Smit K.V. et al. Natural-Color Pink, Purple, Red, and Brown Diamonds: Band of Many Colors // Gems and Gemology. Vol. 54. № 4. P. 352-377. DOI: 10.5741/GEMS.54.2.352
  14. Taylor W.R., Jaques A.L., Ridd M. Nitrogen-defect aggregation characteristics of some Australasian diamonds: Time-temperature constraints on the source regions of pipe and alluvial diamonds // American Mineralogist. 1990. Vol. 75. P. 1290-1310.
  15. 15.Levashova E.V., Skublov S.G., Popov V.A. Distribution of Trace Elements Controlled by Sector and Growth Zonings in Zircon from Feldspathic Pegmatites (Ilmen Mountains, the Southern Urals // Geosciences. Vol. 7. P. 1-21. DOI: 10.3390/geosciences11010007
  16. Гаврильчик А.К., Скублов С.Г., Котова Е.Л. Редкоэлементный состав берилла из месторождения Шерловая Гора, Юго-Восточное Забайкалье // Записки Российского минералогического общества. 2021. Т. 150. № 2. С. 69-82. DOI: 10.31857/S0869605521020052
  17. Garanin V., Caranin K., Kriulina G., Samosorov G. Diamonds from the Arkhangelsk Province, NW Russia. Switzerland: Springer, 2021. 248 p. DOI: 10.1007/978-3-030-35717-7
  18. Melnik A.E., Korolev N.M., Skublov S.G. et al. Zircon in mantle eclogite xenoliths: a review // Geological Magazine. 2021. Vol. 158. Iss. 8. P. 1371-1382. DOI: 10.1017/S0016756820001387
  19. Кононова В.А., Богатиков О.А., Кондрашов И.А. Кимберлиты и лампроиты: критерии сходства и различий // Петрология. 2011. Т. 19. № 1. С. 35-55.
  20. Войтеховский Ю.Л. Еще раз о принципе диссимметрии П.Кюри // Записки Российского минералогического общества. 2019. Т. 148. № 3. С. 118-129. DOI: 10.30695/zrmo/2019.1483.09
  21. Pashkevich M.A., Alekseenko A.V. Reutilization prospects of diamond clay tailings at the Lomonosov mine, Northwestern Russia // Minerals. 2020. Vol. 10. P. 517-517. DOI: 10.3390/min10060517
  22. Harris J.W., Smit K.V., Fedortchouk Y., Moore M. Morphology of Monocrystalline Diamond and its Inclusions // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2022. Vol. 88. Iss. 1. P. 119-166. DOI: 10.2138/rmg.2022.88.02
  23. Войтеховский Ю.Л. Додекаэдро–икосаэдрическая система // Записки Российского минералогического общества. 2020. Т. 149. № 6. С. 101-109. DOI: 10.31857/S0869605520060155
  24. Зинчук Н.Н., Коптиль В.И. Типоморфизм алмазов Сибирской платформы. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. 603 с.
  25. Костровицкий С.И., Специус З.В., Яковлев Д.А. и др. Атлас коренных месторождений алмазов Якутской кимберлитовой провинции. Мирный: АЛРОСА, 2015. 480 с.
  26. Fedortchouk Y., Liebske C., McCammon C. Diamond destruction and growth during mantle metasomatism: An experimental study of diamond resorption features // Earth and Planetary Science Letters. 2019. Vol. 506. P. 493-506. DOI: 10.1016/j.epsl.2018.11.025
  27. Stachel T., Cartigny P., Chacko T., Pearson D.G. Carbon and Nitrogen in Mantle-Derived Diamonds // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2022. Vol. 88. Iss. 1. P. 809-875. DOI: 10.2138/rmg.2022.88.15
  28. Goss J.P., Briddon P.R., Hill V. et al. Identification of the structure of the 3107 cm−1 H-related defect in diamond // Journal of Physics: Condensed Matter. 2014. Vol. 26. № 145801. DOI: 10.1088/0953-8984/26/14/145801
  29. Vasilev E.A. Luminescence of plastically deformed diamond in the range 800-1050 nm // Journal of Applied Spectroscopy. 2019. Vol. 86. № 3. P. 512-515. DOI: 10.1007/s10812-019-00850-0
  30. НадолинныйВ.А., ЮрьеваО.П., ЕлисеевА.П. идр. Разрушение азотных B1-центров при пластической деформации природных алмазов типа 1аВ и поведение образующихся при этом дефектов при РТ-обработке // Доклады Академии наук. 2004. Т. 399. № 4. С. 532-536.
  31. Вяткин С.В., Криулина Г.Ю., Гаранин В.К. и др. Морфология и дефектно-примесный состав алмазов из трубки Заполярная // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2021. № 1. С. 99-109. DOI: 10.33623/0579-9406-2021-1-99-109
  32. Серебряков Е.В., Гладков А.С. Геолого-структурная характеристика массива глубоких горизонтов месторождения Трубка «Удачная» // Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 512-525. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.4
  33. Дурягина А.М., Таловина И.В., Либервирт Х., Илалова Р.К. Морфометрические параметры сульфидных руд как основа селективной рудоподготовки сырья // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 527-538. DOI: 10.31897/PMI.2022.76
  34. Garanin V.K., Kudryavtseva G.P.Morphology, physical properties and paragenesis of inclusion-bearing diamonds from Yakutian kimberlites // Lithos. 1990. Vol. 25. № 1-3. P. 211-217. DOI: 10.1016/0024-4937(90)90016-T
  35. Gulbin Yu.L., Mikhalsky E.V. Modeling of Mineral Parageneses and Thermobarometry of Metavolcanic Rocks of the Ruker Group in the Southern Prince Charles Mountains, East Antarctica // Geology of Ore Deposits. 2020. Vol. 62. № 7. P. 584-598. DOI: 10.1134/S1075701520070053
  36. Козлов А.В., Степанов С.Ю., Паламарчук Р.С., Минибаев Р.С. Онтогенические ориентиры для выбора модели формирования платинового оруденения в зональных клинопироксенит-дунитовых массивах Урала // Записки Российского минералогического общества. 2019. Т. 148. № 2. С. 115‑130. DOI: 10.30695/zrmo/2019.1482.08
  37. Устинов В.Н., Микоев И.И., Пивень Г.Ф. Поисковые модели коренных месторождений алмазов севера Восточно-Европейской платформы // Записки Горного института. 2022. Т. 255. С. 299-318. DOI: 10.31897/PMI.2022.49
  38. Устинов В.Н., Неручев С.С., Загайный А.К. и др. Алмазоносность севера Восточно-Европейской платформы. СПб: Наука, 2021. 410 с.
  39. Голубев Ю.К., Волоковых Т.С., Прусакова Н.А., Голубева Ю.Ю. Перспективы развития минерально-сырьевой базы алмазов Архангельской области // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2020. № 1. С. 23-28.

Похожие статьи

Новые данные о составе среды кристаллизации волокнистых алмазов из россыпей Западного Урала
2023 Н. В. Губанов, Д. А. Зедгенизов, Е. А. Васильев, В. А. Наумов
250 лет на службе Отечеству: Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II в цифрах и фактах
2023 С. Н. Рудник, В. Г. Афанасьев, Е. А. Самыловская
Инновационный подход к профилактике травм на горнодобывающих предприятиях на основе управления человеческим фактором
2023 Е. И. Кабанов, М. В. Туманов, В. С. Сметанин, К. В. Романов
Опыт эксплуатации сооружений и необходимость управления тепловым режимом грунтов в криолитозоне
2023 А. В. Брушков, А. Г. Алексеев, С. В. Бадина, Д. С. Дроздов, В. А. Дубровин, О. В. Жданеев, М. Н. Железняк, В. П. Мельников, С. Н. Окунев, А. Б. Осокин, Н. А. Остарков, М. Р. Садуртинов, Д. О. Сергеев, Р. Ю. Фёдоров, К. Н. Фролов
Результаты комплексных экспериментальных исследований на станции Восток в Антарктиде
2023 А. В. Большунов, Д. А. Васильев, А. Н. Дмитриев, С. А. Игнатьев, В. Г. Кадочников, Н. С. Крикун, Д. В. Сербин, В. С. Шадрин
Горный музей как пространство науки и образования Горного университета
2023 Д. Ю. Дорофеев, Н. В. Боровкова, М. А. Васильева